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    jamp
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     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-name>
     Scientific Research Publishing
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    10.4236/jamp.2025.1311224
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    jamp-147350
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      Articles
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     <subject>
      Physics 
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     <subject>
       Mathematics
     </subject>
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   <title-group>
    Optimal Strategies in a Line Target Reach-Avoid Differential Game
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       Xinyi
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       Zhu
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      <sup>1</sup>
     </xref>
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       Yan
      </surname>
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       Zhu
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      <sup>1</sup>
     </xref>
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    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
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      <surname>
       Fangfei
      </surname>
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       Li
      </given-names>
     </name> 
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      <sup>1</sup>
     </xref> 
     <xref ref-type="aff" rid="aff2"> 
      <sup>2</sup>
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     aSchool of Mathematics, East China University of Science and Technology, Shanghai, China
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     aKey Laboratory of Smart Manufacturing in Energy Chemical Process, Ministry of Education, East China University of Science and Technology, Shanghai, China
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     03
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     11
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     2025
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    13
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    11
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      October
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      2025
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      17,
     </day>
     <month>
      October
     </month>
     <year>
      2025
     </year> 
    </date> 
    <date date-type="accepted">
     <day>
      17,
     </day>
     <month>
      November
     </month>
     <year>
      2025
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    <copyright-statement>
     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
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     2014
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    <license>
     <license-p>
      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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   <abstract>
    This study investigates a planar differential game involving a singular attacker and defender, wherein the attacker endeavors to arrive at a specified target line while the defender seeks to intercept prior to this occurrence. The game is formulated with explicit boundary conditions, and the derivation of optimal strategies for both participants is conducted by examining the geometric characteristics of the reachable sets and terminal configurations. In contrast to traditional pursuit-evasion games, which utilize point or circular targets, the introduction of a target line presents unique geometric intricacies that complicate the determination of interception conditions. Analytical solutions for optimal controls are derived, accompanied by a lucid geometric interpretation of terminal states. The proposed formulation not only broadens the reach-avoid framework to encompass line-type targets but also offers theoretical guidance for practical defense scenarios involving extended boundaries. Ultimately, the analysis of this simplified single-attacker-single-defender scenario provides a foundational basis for future explorations into multi-agent defense systems.
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     Differential Game
    </kwd> 
    <kwd>
      Pursuit-Evasion
    </kwd> 
    <kwd>
      Reach-Avoid
    </kwd> 
    <kwd>
      Optimal Control
    </kwd> 
    <kwd>
      Target Line
    </kwd>
   </kwd-group>
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  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>In contemporary defense and interception frameworks <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-1">
     [1]
    </xref>, the attacker-defender engagement is a core issue in dynamic decision-making <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-2">
     [2]
    </xref>. The attacker strives to reach a specified target area or boundary, while the defender endeavors to prevent this by intercepting the attacker beforehand. Such pursuit-evasion interactions <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-3">
     [3]
    </xref> can be naturally formulated within the framework of differential games <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-4">
     [4]
    </xref>, which provide a rigorous mathematical foundation for deriving the optimal strategies of both players. A clear understanding of the dynamics in a simplified single-line-target scenario <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-5">
     [5]
    </xref> serves as a crucial basis for extending the analysis to more complex multi-agent defense settings.</p>
   <p>Classical pursuit-evasion and defense games have been extensively studied since Isaacs <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-4">
     [4]
    </xref> introduced the theory of differential games, which laid the groundwork for analyzing optimal strategies in dynamic two-player interactions. Among these, reach-avoid games <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-6">
     [6]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-8">
     [8]
    </xref> represent one of the most prominent applications. Numerous studies have investigated pursuit and interception problems under various geometric configurations, such as point targets <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-9">
     [9]
    </xref>, circular target regions <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-10">
     [10]
    </xref>, and bounded domains <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-11">
     [11]
    </xref>. Analytical or semi-analytical solutions have been obtained in certain cases <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-12">
     [12]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-16">
     [16]
    </xref>, particularly when both players possess constant speeds or identical maneuvering capabilities <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-17">
     [17]
    </xref>. However, when the target is represented by a line or boundary, the geometry <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-18">
     [18]
    </xref> of the terminal condition becomes considerably more complex, and closed-form expressions for the optimal trajectories <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-19">
     [19]
    </xref> are scarce. Moreover, most existing studies focus on instantaneous interception <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-20">
     [20]
    </xref> or capture conditions <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-21">
     [21]
    </xref>, whereas the spatial relationship between the target line and the players’ initial positions has received comparatively little attention.</p>
   <p>Extending the approach presented in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-22">
     [22]
    </xref>, this research considers a line-type target and introduces second-order dynamics for both players. Within this differential pursuit-interception framework, each player’s motion is determined by acceleration control, with the attacker attempting to reach the target line and the defender working to prevent this in advance. This extension not only broadens the geometric configuration of the problem but also enhances the practical relevance of the theoretical model through refined dynamic formulations.</p>
   <p>By incorporating second-order dynamics, an analytical framework is established based on the geometric properties of reachable sets. Under the line-target setting, we systematically investigate the optimal strategy problem by analyzing the evolution of reachable sets under acceleration constraints. New interception conditions are derived, and explicit optimal strategies for various initial configurations are obtained. Ultimately, a closed-form analytical solution, dependent on the terminal point along the target line, is provided.</p>
   <p>Furthermore, building on the established second-order dynamics model, we provide a geometric characterization of the terminal states, highlighting how the attacker’s optimal approach interacts with the defender’s best response under acceleration constraints. This study extends classical pursuit-evasion games to line-shaped targets, providing a more realistic theoretical foundation for applications such as the defense of continuous perimeters or boundary lines.</p>
   <p>This research on line-target differential games with second-order dynamics establishes an important foundation for multi-agent defense problems. Future work can build upon this framework to explore interactions among multiple attackers and defenders under coupled acceleration constraints, advancing the development of differential game theory toward more practical and complex scenarios.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>2. Problem Description</title>
   <fig id="fig1" position="float">
    <label>Figure 1</label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-"></xref>Figure 1. The initial state of the game.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724422-rId16.jpeg?20251120014445" />
   </fig>
   <p>The game involves two participants: an attacker and a defender (as shown in <xref ref-type="fig" rid="fig1">
     Figure 1
    </xref>). Positioned above both, the objective is a line defined by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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        y 
      </mi> 
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         y 
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       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>). The attacker has two goals: 1) arrive at the target line, 2) evade the defender. The defender has two goals: 1) catch the attacker, 2) keep the attacker away from the target line. The dynamics are as follows <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-13">
     [13]
    </xref>:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         s 
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         ˙ 
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         <mn>
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           1 
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        <mo>
          , 
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         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
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        <msub> 
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         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
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              <mo>
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             <mn>
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             </mn> 
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                y 
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               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
              <mo>
                ˙ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mrow> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
              <mo>
                ˙ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mrow> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              cos 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              sin 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              cos 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              sin 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(1)</p>
   <p>in which 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> represents the attacker and the defender. 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> are the positions of the attacker and the defender. 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> denote the velocities of the attacker and the defender, respectively. The control inputs 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> specify the magnitude and direction of each player’s self-propelled acceleration. Both players’ acceleration magnitudes are assumed to be limited, i.e., 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, which aligns with typical scenarios. Regarding the maximum accelerations 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, we adopt the following assumption:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        1. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>(2)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       T 
     </mi> 
    </math> is the terminal time when the attacker arrives at the target line. Since the boundary conditions for the attacker’s and defender’s victories are different, they should be discussed separately. Following <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-21">
     [21]
    </xref>, we can obtain the defender’s minimum capture time 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> using Algorithm 1 in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-21">
     [21]
    </xref>. By comparing the relationship between 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       T 
     </mi> 
    </math>, as well as the relationships among 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, the result of the engagement between the attacker and defender can be determined as summarized as: if the attacker reaches the target line before being intercepted by the defender, the attacker wins; otherwise, the defender wins.</p>
   <sec id="s2_1">
    <title>2.1. Scenario 1: Defender Wins</title>
    <p>In <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-21">
      [21]
     </xref>, we can drive 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> to derive the optimal control strategies for the attacker and the defender:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(3)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         cos 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <msup> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msup> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(4)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         sin 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <msup> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msup> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(5)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(6)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         cos 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <msup> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msup> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(7)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         sin 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <msup> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msup> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(8)</p>
    <p>which is based on taking the game termination time as the cost function. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is the position of the capture. The terminal time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> can be obtained by the method mentioned in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-21">
      [21]
     </xref>. The algorithm progressively narrows the search interval through segmented solving and derivative-based validation, and ultimately determines a valid optimal capture time.</p>
   </sec>
   <sec id="s2_2">
    <title>2.2. Scenario 2: Attacker Wins</title>
    <p>The cost functions of the two players are as follows:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           Φ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  T 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  T 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  T 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  T 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(9)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        T 
      </mi> 
     </math> is a given terminal time of the zero-sum game, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msqrt> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </msqrt> 
      </mrow> 
     </math> is the distance between the attacker</p>
    <p>and the defender during the game. At the terminal time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, the first term reflects the separation between the attacker and the defender, the second term denotes the distance between the attacker and the target line, and the third term corresponds to the distance between the defender and the target line. The attacker aims to maximize its distance from the defender at the terminal time, minimize its distance to the target line, and keep the defender as far from the target line as possible. Therefore, the attacker prefers the cost function to be as large as possible. The defender, on the other hand, has the opposite objectives: at the end of the game, it seeks to minimize the distance to the attacker, maximize the attacker’s distance from the target, and minimize its own distance to the target. Therefore, the defender prefers the cost function to be as small as possible.</p>
    <p>The optimal cost for each player, which defines the value of the game, can be expressed as a function</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mi>
           min 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mi>
           max 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mi>
           max 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mi>
           min 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>(10)</p>
    <p>The boundary condition is:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>(11)</p>
    <p>Theorem 1: If the capture cannot happen before 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, the optimal control strategies for the attacker and the defender based on the cost function (9) are as follows:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(12)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(13)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         arctan 
       </mi> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         arctan 
       </mi> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             d 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(14)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtext>
         arctan 
       </mtext> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtext>
         arctan 
       </mtext> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(15)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> are the target points of the attacker and the target.</p>
    <p>Proof. The Hamiltonian is</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mi>
           cos 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mi>
           sin 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mi>
           cos 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mi>
           sin 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(16)</p>
    <p>The costates are driven by</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(17)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(18)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(19)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(20)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(21)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(22)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(23)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(24)</p>
    <p>Thus, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> are all constants. From (<xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-23">
      [23]
     </xref>: p. 89), one has</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            Φ 
          </mi> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(25)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        η 
      </mi> 
     </math> denotes an auxiliary adjoint variable, the value of which will be specified later in the analysis. Thus, considering the terminal condition:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           Φ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(26)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           Φ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(27)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           Φ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(28)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           Φ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(29)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           Φ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(30)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           Φ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(31)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           Φ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(32)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           Φ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0. 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>(33)</p>
    <p>Considering (17) and (26), we can derive that</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           Φ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>(34)</p>
    <p>Similarly,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           Φ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(35)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           Φ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(36)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           Φ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1. 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>(37)</p>
    <p>Considering (19) and (28), one has:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(38)</p>
    <p>Similarly,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(39)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(40)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(41)</p>
    <p>The terminal Hamiltonian satisfies <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-23">
      [23]
     </xref>:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           Φ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(42)</p>
    <p>and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, so 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Then, we consider the optimal control inputs of the system, derived by</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable columnalign="left"> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <mi>
                 H 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  v 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mi>
               cos 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  v 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   y 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mi>
               sin 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <mi>
                 H 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  v 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mi>
               sin 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  v 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   y 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mi>
               cos 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(43)</p>
    <p>The optimal control actions for the attacker can be determined as follows:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         tan 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(44)</p>
    <p>which is a constant. Similar to <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-21">
      [21]
     </xref>, one has</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mtext>
           sign 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mi>
             cos 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mi>
             sin 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(45)</p>
    <p>Furthermore, to minimize (16), 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> in (43), and</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mi>
         cos 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mi>
         sin 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0. 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>(46)</p>
    <p>Therefore,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(47)</p>
    <p>Similarly,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         tan 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(48)</p>
    <p>And</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(49)</p>
    <p>The velocities and trajectories of the attacker and defender can be expressed as follows:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mi>
         cos 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(50)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mi>
         sin 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(51)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         cos 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <msup> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(52)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         sin 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <msup> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(53)</p>
    <p>The boundary conditions are:</p>
    <p>For the Attacker (Player 1):</p>
    <p>At 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mi>
         cos 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(54)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mi>
         sin 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(55)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mi>
         cos 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <msup> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(56)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mi>
         sin 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <msup> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(57)</p>
    <p>For the Defender (Player 2):</p>
    <p>At 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mi>
         cos 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(58)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mi>
         sin 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(59)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mi>
         cos 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <msup> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(60)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mi>
         sin 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <msup> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(61)</p>
    <p>Then one has:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         cos 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msup> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(62)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         sin 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msup> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(63)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         cos 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msup> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(64)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         sin 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msup> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(65)</p>
    <p>As long as the terminal points of the attacker and the defender are known, the optimal strategies can be expressed. Based on (52) and (53), we have:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <msubsup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <msup> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(66)</p>
    <p>Therefore, the attacker and the defender always lie on the isochronous circles</p>
    <p>centered at their respective starting points, with radius 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <msup> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>. The results</p>
    <p>indicate that while the overall structure of the optimal control strategies for attacker and defender victories is alike, the specific details vary. In the case of the defender’s victory, the final state corresponds to the extreme aiming scenario described in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-21">
      [21]
     </xref>. In the case of the attacker’s victory, the final state corresponds to a scenario similar to that shown in <xref ref-type="fig" rid="fig2">
      Figure 2
     </xref>.</p>
    <fig id="fig2" position="float">
     <label>Figure 2</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-"></xref>Figure 2. Selection of terminal points for the attacker and defender.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724422-rId228.jpeg?20251120014446" />
    </fig>
    <p>The yellow target line within the red circle denotes the region accessible to the attacker. The attacker selects the point farthest from the defender (red square) to maximize the cost function, while the defender selects the point closest to the attacker (blue square) to minimize it. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> are the centers of the attacker’s and defender’s circles at the same time, while 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> are the target points chosen by the attacker and the defender, respectively.</p>
    <p>Substituting (34)-(37), (62)-(65) into (16), we have:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             d 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               m 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mi>
             cos 
           </mi> 
           <msubsup> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </msubsup> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
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                y 
              </mi> 
              <mn>
                1 
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             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
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                y 
              </mi> 
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                2 
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             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               m 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mi>
             sin 
           </mi> 
           <msubsup> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </msubsup> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             d 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
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             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               m 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mi>
             cos 
           </mi> 
           <msubsup> 
            <mi>
              θ 
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            <mn>
              2 
            </mn> 
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              * 
            </mo> 
           </msubsup> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
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                y 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mn>
                1 
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             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               m 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mi>
             sin 
           </mi> 
           <msubsup> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
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              * 
            </mo> 
           </msubsup> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mn>
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              ( 
            </mo> 
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           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
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           = 
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              T 
            </mi> 
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            </mo> 
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             − 
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              T 
            </mi> 
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              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
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             d 
           </mi> 
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              ( 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
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            </mo> 
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              T 
            </mi> 
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              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
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             − 
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           </mrow> 
          </mrow> 
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            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
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         </mrow> 
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              T 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
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           </mrow> 
          </mrow> 
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            ) 
          </mo> 
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              T 
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            </mo> 
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             − 
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            </mi> 
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              ) 
            </mo> 
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           <mi>
             d 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
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              T 
            </mi> 
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              ) 
            </mo> 
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             − 
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            ) 
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                T 
              </mi> 
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                ) 
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               − 
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             <msub> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(67)</p>
    <p>By solving (67), one has:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          Λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(68)</p>
    <p>where</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mi>
           Λ 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             d 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(69)</p>
    <p>Therefore, we can rewrite 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> as</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtext>
         arctan 
       </mtext> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtext>
         arctan 
       </mtext> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             d 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(70)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtext>
         arctan 
       </mtext> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtext>
         arctan 
       </mtext> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(71)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        η 
      </mi> 
     </math> is shown as (68). Since we have derived 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>, we can substitute 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> into (57) to solve it for the terminal time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        T 
      </mi> 
     </math>. Up to this point, all unknowns have been solved, and the proof is thereby complete.</p>
    <p>□</p>
   </sec>
  </sec><sec id="s3">
   <title>3. Simulation</title>
   <p>We conducted simulations for both scenarios—attacker victory and defender victory—and the results are shown below.</p>
   <sec id="s3_1">
    <title>3.1. Attacker-Win Scenario</title>
    <p>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-"></xref>To validate the effectiveness of the proposed method, we conducted a simulation for the attacker victory scenario. The attacker starts at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           3.0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           4.0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and the defender at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           7.0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1.0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, with initial velocities 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           0.5 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0.2 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           0.6 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0.3 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.343 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1.553 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. The attacker aims for a reachable point on the yellow horizontal target line 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         5 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, selecting the point farthest from the defender to maximize the cost function, while the defender chooses the point most aligned toward the attacker to minimize it. The resulting trajectories, shown in <xref ref-type="fig" rid="fig3">
      Figure 3
     </xref>, illustrate that the attacker reaches the target line (red point) successfully, while the defender (blue trajectory) cannot intercept. The attacker’s final position 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1.667 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           5.0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> exactly matches the target, and the defender reaches the analytically chosen interception point. This simulation confirms the attacker’s optimal strategy and the defender’s trajectory adjustment based on the corrected target selection.</p>
    <fig id="fig3" position="float">
     <label>Figure 3</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-"></xref>Figure 3. The simulation of attacker win-scenario.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724422-rId277.jpeg?20251120014446" />
    </fig>
   </sec>
   <sec id="s3_2">
    <title>3.2. Defender-Win Scenario</title>
    <p>In this simulation, the attacker and defender are initially positioned as 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </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> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           7 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, with initial velocities 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           0.5 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0.2 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           0.6 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0.3 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, respectively. For the defender-winning case, the internal tangency condition is considered, where the defender’s reachable set fully contains that of the attacker. The control magnitudes used are 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <mn>
         0.708 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> for the attacker and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <mn>
         3.069 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> for the defender, ensuring both can reach the shared internal tangent point 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0.86 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           5.24 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> at the terminal time.</p>
    <p>The simulation results are shown in <xref ref-type="fig" rid="fig4">
      Figure 4
     </xref>, where the red and blue trajectories represent the attacker and defender, respectively. The yellow line denotes the target boundary. As observed, both players reach the terminal point simultaneously, and the defender successfully intercepts the attacker before it crosses the boundary, indicating a defender-winning scenario.</p>
   </sec>
  </sec><sec id="s4">
   <title>4. Conclusions</title>
   <p>This paper investigated a planar differential game between one attacker and one defender with a target line. The attacker sought to reach the target line, whereas the defender endeavored to intercept beforehand. Through an analysis of the geometric features of the reachable sets and terminal conditions for both success scenarios, explicit optimal strategies were obtained for various initial configurations. Compared with classical point-target scenarios, the line-type target introduces distinctive geometric complexities, leading to more intricate interception conditions and richer strategic interactions.</p>
   <p>The proposed analysis provides a clear geometric interpretation of how the interaction between the attacker’s choice of its target point and the defender’s</p>
   <fig id="fig4" position="float">
    <label>Figure 4</label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147350-"></xref>Figure 4. The simulation of defender win-scenario.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724422-rId292.jpeg?20251120014447" />
   </fig>
   <p>response determines the final outcome. The obtained results not only generalize traditional pursuit-evasion and reach-avoid formulations to the case of line targets, but also offer practical guidance for designing defense strategies in applications involving extended boundaries or perimeters.</p>
   <p>The framework developed in this study establishes a theoretical foundation for future work on multi-agent defense systems, where multiple attackers and defenders interact simultaneously under coupled dynamics and strategic constraints. On one hand, isochrones characterize the reachable sets of the defender and the target, offering a universal metric for evaluating local time advantage in decentralized decision-making. On the other hand, the method reduces computational complexity through piecewise solving and derivative-based validation, thereby enabling a scalable computational framework for designing real-time multi-agent coordination strategies.</p>
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