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    jamp
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    <journal-title>
     Journal of Applied Mathematics and Physics
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    2327-4352
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   <issn publication-format="print">
    2327-4379
   </issn>
   <publisher>
    <publisher-name>
     Scientific Research Publishing
    </publisher-name>
   </publisher>
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   <article-id pub-id-type="doi">
    10.4236/jamp.2025.1311227
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    jamp-147539
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     <subject>
      Articles
     </subject>
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     <subject>
      Physics 
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     <subject>
       Mathematics
     </subject>
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   <title-group>
    Optimal Penalization and Nonlinear Solver Convergence for a DG-Based Richards’ Equation Model of Variably Saturated Flows
   </title-group>
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      <surname>
       Camille
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       Poussel
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     </name> 
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      <sup>1</sup>
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      <surname>
       Mehmet
      </surname>
      <given-names>
       Ersoy
      </given-names>
     </name> 
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      <sup>1</sup>
     </xref>
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      <surname>
       Yolhan
      </surname>
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       Mannes
      </given-names>
     </name> 
     <xref ref-type="aff" rid="aff1"> 
      <sup>1</sup>
     </xref>
    </contrib>
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       Aimed
      </surname>
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       Ajroud
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     </name> 
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      <sup>2</sup>
     </xref>
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       Frédéric
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       Golay
      </given-names>
     </name> 
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      <sup>1</sup>
     </xref>
    </contrib>
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    <addr-line>
     aInstitut de Mathématiques de Toulon (IMATH), Université de Toulon, La Garde, France
    </addr-line> 
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   <aff id="aff2">
    <addr-line>
     aÉcole d’Ingénieurs SeaTech, Université de Toulon, La Garde, France
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   <pub-date pub-type="epub">
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     03
    </day> 
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     11
    </month>
    <year>
     2025
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   </pub-date> 
   <volume>
    13
   </volume> 
   <issue>
    11
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    4083
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    4127
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      26,
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      September
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      2025
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    <date date-type="published">
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      23,
     </day>
     <month>
      September
     </month>
     <year>
      2025
     </year> 
    </date> 
    <date date-type="accepted">
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      23,
     </day>
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      November
     </month>
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      2025
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    <copyright-statement>
     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
    </copyright-statement>
    <copyright-year>
     2014
    </copyright-year>
    <license>
     <license-p>
      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
     </license-p>
    </license>
   </permissions>
   <abstract>
    In this article, we study the convergence of an IIPG (Incomplete Interior Penalty Galerkin) Discontinuous Galerkin numerical method for the Richards equation. The Richards equation is a degenerate parabolic nonlinear equation for modeling flows in porous media with variable saturation. The numerical solution of this equation is known to be difficult to calculate numerically, due to the abrupt displacement of the wetting front, mainly as a result of highly nonlinear hydraulic properties. As time scales are slow, implicit numerical methods are required, and the convergence of nonlinear solvers is very sensitive. We propose an original method to ensure convergence of the numerical solution to the exact Richards solution, using a technique of auto-calibration of the penalty parameters derived from the Galerkin Discontinuous method. The method is constructed using nonlinear 1D and 2D general elliptic problems. We show that the numerical solution converges toward the unique solution of the continuous problem under certain conditions on the penalty parameters. Then, we numerically demonstrate the efficiency and robustness of the method through test cases with analytical solutions, laboratory test cases, and large-scale simulations.
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     Porous Media
    </kwd> 
    <kwd>
      Richards Equation
    </kwd> 
    <kwd>
      Discontinuous Galerkin
    </kwd> 
    <kwd>
      Backward Differentiation Method
    </kwd> 
    <kwd>
      Incomplete Interior Penalty Galerkin (IIPG)
    </kwd> 
    <kwd>
      Broken Sobolev Space
    </kwd> 
    <kwd>
      Picard’s Fixed Point
    </kwd> 
    <kwd>
      Minimal Regularity Solution
    </kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>The behavior of flows in variably saturated porous media can be modeled by the Richards’ Equation (RE). One of the key advantages of RE is its ability to represent the porous medium, incorporating both saturated and unsaturated zones. While it doesn’t consider the air phase, RE effectively incorporates the effects of gravity and capillarity, enabling the modeling of complex processes across various scales. Notably, RE is a nonlinear parabolic equation that can transform into an elliptic equation under complete saturation conditions.</p>
   <p>The history of RE begins with Darcy’s law, which was formulated experimentally by Darcy in 1856 <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-1">
     [1]
    </xref> for saturated porous media. This result was later extended to multiphase flows by Buckingham in 1907 <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-2">
     [2]
    </xref>, resulting in the Darcy-Buckingham law, which serves as the cornerstone for the derivation of RE. The equation was first established by Richardson in 1922 <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-3">
     [3]
    </xref>, although it was later attributed solely to Richards, who independently published the equation in 1931 <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-4">
     [4]
    </xref>. Initial attempts to numerically solve the RE date back to the late 1960s with the works of Rubin <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-5">
     [5]
    </xref> and Cooley <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-6">
     [6]
    </xref>. From the 1980s, RE was extensively studied from both theoretical and numerical perspectives.</p>
   <p>In this paper, RE is introduced by providing its expression and constitutive laws. As the main objective of this work is to solve RE using Discontinuous Galerkin (DG) methods, the weak problem associated with RE is given and its discretization using the Incomplete Interior Penalty Galerkin (IIPG) formulation. Additionally, an overview of the penalization method is provided. The fully discrete IIPG formulation is derived through time integration using the implicit Backward Differentiation Formula (BDF) method. Due to the nonlinear nature of RE, its fully discretized nonlinear formulation is linearized using Picard’s fixed-point method. Theoretical results related to the solution of stationary nonlinear elliptic problem are produced, including existence, uniqueness, and convergence results. Furthermore, an automatic calibration method is obtained for penalization parameters. The solution of RE using the previously mentioned IIPG formulation is implemented in an in-house numerical code named RIVAGE, which is then validated against numerical benchmarks.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>2. Governing Equation</title>
   <p>RE is a classical nonlinear parabolic equation used to describe flow in both unsaturated and saturated zones of an aquifer (for a detailed derivation of the equation, please refer to Clément’s 2021 thesis <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-7">
     [7]
    </xref>).</p>
   <p>The so-called mixed formulation of the RE, commonly used in hydrology, is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        θ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="double-struck">
          K 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>(1)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        ψ 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        z 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> is the hydraulic head with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ψ 
     </mi> 
    </math> the pressure head, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       z 
     </mi> 
    </math> is the elevation, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       θ 
     </mi> 
    </math> is the water content and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="double-struck">
       K 
     </mi> 
    </math> is the hydraulic conductivity tensor.</p>
   <p>The tensor of hydraulic conductivity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="double-struck">
       K 
     </mi> 
    </math> is split, in general, into two parts: the intrinsic or saturated hydraulic conductivity tensor 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="double-struck">
         K 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and the relative hydraulic conductivity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi mathvariant="double-struck">
        K 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="double-struck">
         K 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(2)</p>
   <p>The intrinsic hydraulic conductivity tensor 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="double-struck">
         K 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> depend on the material of the porous media.</p>
   <p>The relative hydraulic conductivity is a function of the pressure head controlling the behavior of groundwater flow within the porous media and it is defined as</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mtext>
              if 
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mi>
              ψ 
            </mi> 
            <mo>
              ≥ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               ψ 
             </mi> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                e 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mtext>
                law 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               ψ 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mtext>
              otherwise 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(3)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
          law 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is given by empirical laws, see<xref ref-type="table" rid="table1">
     Table 1
    </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig1">
     Figure 1
    </xref>. The quantity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, corresponding to the entry of the air pressure, the pressure head transition value between the saturated and unsaturated zones. The saturated zone corresponds to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ψ 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and the unsaturated zone to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ψ 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. The water table corresponds to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ψ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> by definition.</p>
   <table-wrap id="table1">
    <label>
     <xref ref-type="table" rid="table1">
      Table 1
     </xref></label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-"></xref>Table 1. Hydraulic relations for hydraulic conductivity and effective saturation.</title>
    </caption>
    <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
     <tr> 
      <td class="custom-bottom-td aleft" width="24.40%"><p style="text-align:left">Name</p></td> 
      <td class="custom-bottom-td aleft" width="30.38%"><p style="text-align:left">Expression</p></td> 
      <td class="custom-bottom-td aleft" width="45.22%"><p style="text-align:left">Parameters</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="custom-top-td aleft" width="24.40%"><p style="text-align:left">Gardner-Irmay </p><p style="text-align:left">relations (1954) <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-8">
         [8]
        </xref> </p></td> 
      <td class="custom-top-td aleft" width="30.38%"><p style="text-align:left"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <msub> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <msup> 
             <mtext>
               e 
             </mtext> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
                <mi>
                  ψ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mi>
                 m 
               </mi> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <msub> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <msup> 
             <mtext>
               e 
             </mtext> 
             <mrow> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mi>
                ψ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </math></p></td> 
      <td class="custom-top-td aleft" width="45.22%"><p style="text-align:left"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
           α 
         </mi> 
        </math>: Pore-size distribution</p><p style="text-align:left"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
           m 
         </mi> 
        </math>: Tortuosity</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="aleft" width="24.40%"><p style="text-align:left">Vachaud’s </p><p style="text-align:left">relations (1971) <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-9">
         [9]
        </xref> </p></td> 
      <td class="aleft" width="30.38%"><p style="text-align:left"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <msub> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                C 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mi>
                   ψ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mi>
                 D 
               </mi> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <msub> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mi>
                   ψ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mi>
                 B 
               </mi> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </math></p></td> 
      <td class="aleft" width="45.22%"><p style="text-align:left"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            B 
          </mi> 
         </mrow> 
        </math>: Empirical shape parameters</p><p style="text-align:left"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
         </mrow> 
        </math>: Empirical shape parameters</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="aleft" width="24.40%"><p style="text-align:left">Van Genuchen-Mualen</p><p style="text-align:left">relations (1980) <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-10">
         [10]
        </xref> </p></td> 
      <td class="aleft" width="30.38%"><p style="text-align:left"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <msub> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <msup> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     α 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      | 
                    </mo> 
                    <mi>
                      ψ 
                    </mi> 
                    <mo>
                      | 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <msub> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <msubsup> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
             <mi>
               l 
             </mi> 
            </msubsup> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msup> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <msubsup> 
                    <mi>
                      S 
                    </mi> 
                    <mi>
                      e 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <mfrac> 
                      <mn>
                        1 
                      </mn> 
                      <mi>
                        m 
                      </mi> 
                     </mfrac> 
                    </mrow> 
                   </msubsup> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mi>
                  m 
                </mi> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </math></p></td> 
      <td class="aleft" width="45.22%"><p style="text-align:left"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0.5 
          </mn> 
         </mrow> 
        </math>: Pore connectivity</p><p style="text-align:left"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
           α 
         </mi> 
        </math>: Linked to air entry pressure inverse</p><p style="text-align:left"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            &gt; 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </math>: Pore-size distribution</p><p style="text-align:left"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </math>: Pore-size distribution</p></td> 
     </tr> 
    </table>
   </table-wrap>
   <fig id="fig1" position="float">
    <label>Figure 1</label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-"></xref>Figure 1. Hydraulic laws for effective saturation and hydraulic conductivity.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724377-rId69.jpeg?20251126113044" />
   </fig>
   <p>The water content law is expressed in terms of the effective saturation 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(4)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is the residual water content and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is the saturated water content corresponding to the minimal and maximal saturation, respectively. The effective saturation is defined as follows</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mtext>
              if 
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mi>
              ψ 
            </mi> 
            <mo>
              ≥ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               ψ 
             </mi> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                e 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mtext>
                law 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               ψ 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mtext>
              otherwise 
            </mtext> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(5)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
          law 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is given by empirical laws, see 1 and 1.</p>
   <p>Remark. The nonlinear behavior of the constitutive laws 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
          law 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
          law 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (see <xref ref-type="table" rid="table1">
     Table 1
    </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig1">
     Figure 1
    </xref>) are responsible of the fails of the convergence of the numerical methods and a particular attention have been done. In particular, we have:</p>
   <p>To overcome, regularization techniques can be employed as in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-11">
     [11]
    </xref>, for instance, which make slight modifications to the functions to avoid some types of degeneracy to improve convergence properties. In this paper, we will see that in the framework of DG, we show that whenever some numerical parameters are well-chosen, the modification of such constitutive laws is not necessary.</p>
   <p>Equation (1) together with Equation (2) and Equation (4) can be completed with Dirichlet and/or Neumann boundary conditions as done in this work. One can also use more realistic boundary condition in view of real life simulation, such as the seepage boundary condition (we refer to <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-12">
     [12]
    </xref> for details).</p>
  </sec><sec id="s3">
   <title>3. Numerical Methods</title>
   <p>This section focusses on the presentation of the numerical solution of RE using DG methods. The solution is sought within a trial space due to the similarity of these methods to Finite Element (FE) methods, resulting in a weak problem.</p>
   <p>Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> be the space dimension, the porous medium can be represented by the computational domain 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Ω 
      </mi> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> of boundary 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ∂ 
      </mo> 
      <mi>
        Ω 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> for which the subscript 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       D 
     </mi> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       N 
     </mi> 
    </math> stands for, respectively, Dirichlet and Neuman. Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> be the final time.</p>
   <p>The problem is:</p>
   <p>Find 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mi>
        Ω 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> such that:</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> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mo>
              ⋅ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi mathvariant="double-struck">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                ∇ 
              </mo> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mtext>
              in 
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
            <mo>
              × 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mtext>
              in 
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
            <mo>
              × 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               { 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               } 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
             <mi>
               D 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mtext>
              on 
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <msub> 
             <mi>
               Γ 
             </mi> 
             <mi>
               D 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              × 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi mathvariant="double-struck">
              K 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mo>
              ⋅ 
            </mo> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               q 
             </mi> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mtext>
              on 
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <msub> 
             <mi>
               Γ 
             </mi> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              × 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(<img width="31.25" src="https://html.scirp.org/file/1724377-rId104.svg?20251126113045">)</img></p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> represents the solution of RE. Additionally, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           Γ 
         </mi> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         q 
       </mi> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           Γ 
         </mi> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> correspond to the initial condition, the Dirichlet boundary condition, and the Neumann boundary condition, respectively.</p>
   <p>The matrix-valued function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="double-struck">
       K 
     </mi> 
    </math> depends monotonically on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       h 
     </mi> 
    </math>, is symmetric positive definite, and is uniformly bounded below and above (see Equation (2), <xref ref-type="table" rid="table1">
     Table 1
    </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig1">
     Figure 1
    </xref>). Similarly, the function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       θ 
     </mi> 
    </math>, also depends monotonically on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       h 
     </mi> 
    </math>, is uniformly bounded below and above (see Equation (4), <xref ref-type="table" rid="table1">
     Table 1
    </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig1">
     Figure 1
    </xref>). Both 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="double-struck">
       K 
     </mi> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       θ 
     </mi> 
    </math> are continuous functions within a given porous medium but may be discontinuous at the interface of heterogeneous materials.</p>
   <sec id="s3_1">
    <title>3.1. Settings</title>
    <p>The time duration 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is subdivided into 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        N 
      </mi> 
     </math> time intervals such that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>. Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         ℕ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, if the time interval 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is considered, the corresponding time step is 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <msup> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Let us define 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ℰ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> a partition of the computational domain Ω valid for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>. For the sake of simplicity, it is assumed that Ω is a polygonal domain in two space dimensions so that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ℰ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> covers Ω exactly. The mesh 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ℰ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> is composed of quadrilateral and triangular elements not necessarily conformal.</p>
    <p>For all elements 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℰ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is its diameter defined as the ratio between its surface ( 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi mathvariant="fraktur">
          s 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>) and perimeter ( 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi mathvariant="fraktur">
          p 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>) and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mi>
           max 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>The set of all open faces of all elements 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℰ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> is denoted by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ℱ 
      </mi> 
     </math>. Moreover, one can define two subsets of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ℱ 
      </mi> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ℱ 
        </mi> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> for the boundary faces and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ℱ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           in 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> for the interior faces:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ℱ 
       </mi> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <munder> 
         <mo>
           ∪ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mo>
            ∈ 
          </mo> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
         </mrow> 
        </munder> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         and 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msup> 
        <mi>
          ℱ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           in 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         ℱ 
       </mi> 
       <mo>
         \ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℱ 
        </mi> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(6)</p>
    <p>For a given element 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℰ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, there exists a set of face 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ℱ 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℱ 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> which defines boundaries of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        E 
      </mi> 
     </math>. Then, for all interior faces of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        E 
      </mi> 
     </math>, i.e., 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℱ 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         ∩ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℱ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           in 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, there exists a neighboring element 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> such that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
         ∩ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>. Consequently, the normal unit vector 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </msub> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mtext>
          T 
        </mtext> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> pointing from 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        E 
      </mi> 
     </math> to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> can be defined. An example of interior face is given <xref ref-type="fig" rid="fig2(a)">
      Figure 2(a)
     </xref>. Moreover for all boundary faces of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        E 
      </mi> 
     </math>, i.e., 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℱ 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         ∩ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℱ 
        </mi> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, there exists 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> a fictitious element such that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
         ∩ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>. Consequently, the normal unit vector 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> pointing always from 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        E 
      </mi> 
     </math> to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> can be defined.</p>
    <p>Example 1. <xref ref-type="fig" rid="fig2(a)">
      Figure 2(a)
     </xref> gives a graphical representation for an example mesh composed of triangles and quadrilaterals. In this example, the mesh is composed of 7 elements, i.e., 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ℰ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ⋯ 
         </mo> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           7 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Thus, the set of faces 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ℱ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ⋯ 
         </mo> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           19 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is defined. It can be split into two subsets, the first one 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ℱ 
        </mi> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ⋯ 
         </mo> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           9 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> boundary faces of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ℱ 
      </mi> 
     </math>, depicted with dashed lines on <xref ref-type="fig" rid="fig2">
      Figure 2
     </xref>. The second one 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ℱ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           in 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mn>
           10 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ⋯ 
         </mo> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           19 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> interior faces of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ℱ 
      </mi> 
     </math>. <xref ref-type="fig" rid="fig2(b)">
      Figure 2(b)
     </xref> gives graphical representation for two elements 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn>
          5 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn>
          7 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. Faces are also depicted with their normal vectors.</p>
    <fig id="fig2" position="float">
     <label>Figure 2</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-"></xref>Figure 2. Example of a mesh.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724377-rId220.jpeg?20251126113046" />
    </fig>
    <p>Let two neighbouring elements 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> sharing one face 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         ℱ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>. There are two traces of a function 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        v 
      </mi> 
     </math> on 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> ( 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>) and on 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> ( 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>):</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mtext>
           lim 
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <msup> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <msub> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         and 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mtext>
           lim 
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <msup> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <msub> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(7)</p>
    <p>In addition, on any boundary faces 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℱ 
        </mi> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> the trace of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        v 
      </mi> 
     </math> is only defined on the left side of the face:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mtext>
           lim 
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <msup> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <msub> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>(8)</p>
    <p>Using these trace definitions, one can define the jump and the average on any face of the mesh (as displayed in 1D on <xref ref-type="fig" rid="fig3">
      Figure 3
     </xref>). On an interior face 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℱ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           in 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, the jump and the average are respectively defined as:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          〚 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          〛 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         and 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(9)</p>
    <p>Moreover, on a boundary face 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℱ 
        </mi> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, the jump and the average are respectively defined as:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          〚 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          〛 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         and 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(10)</p>
    <fig id="fig3" position="float">
     <label>Figure 3</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-"></xref>Figure 3. Definition of the mean and jump operators for two elements 

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

       </math> and 

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

       </math> in 1D.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724377-rId253.jpeg?20251126113046" />
    </fig>
    <p>The solution of Problem (<img width="31.25" src="https://html.scirp.org/file/1724377-rId104.svg?20251126113046">) is sought in a subspace of the well-known broken Sobolev space, taken to be: </img></p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            ℙ 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ∀ 
         </mo> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(11)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ℙ 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> stands for the set of polynomial functions of degree less than or equal to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         ℕ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> on 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        E 
      </mi> 
     </math>. It is called the DG space. For more detailed and general definitions of this set, see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-13">
      [13]
     </xref>.</p>
   </sec>
   <sec id="s3_2">
    <title>3.2. Semi-Discrete Weak Formulation</title>
    <p>Keeping in mind that</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          〚 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          〛 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          〚 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          〛 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          〚 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          〛 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(12)</p>
    <p>assuming that the flux of RE is continuous at the interfaces of elements:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         ℱ 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              〚 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi mathvariant="double-struck">
               K 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 h 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               ∇ 
             </mo> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
             <mo>
               ⋅ 
             </mo> 
             <msub> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 F 
               </mi> 
              </mstyle> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              〛 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(13)</p>
    <p>the Neumann boundary condition arises naturally in the weak formulation, multiplying Problem (<img width="31.25" src="https://html.scirp.org/file/1724377-rId104.svg?20251126113047">) by a test function 
      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
        <mi>
          φ 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi mathvariant="script">
           V 
         </mi> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ℰ 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </math> and integrating on each element of 
      <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
         ℰ 
       </mi> 
      </math>, we get </img></p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable columnalign="left"> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mstyle displaystyle="true"> 
              <munder> 
               <mo>
                 ∑ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  E 
                </mi> 
                <mo>
                  ∈ 
                </mo> 
                <mi>
                  ℰ 
                </mi> 
               </mrow> 
              </munder> 
              <mrow> 
               <mstyle displaystyle="true"> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∫ 
                  </mo> 
                  <mi>
                    E 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      h 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mi>
                      z 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                  <mi>
                    φ 
                  </mi> 
                  <mtext>
                    d 
                  </mtext> 
                  <mi>
                    E 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </mstyle> 
              </mrow> 
             </mstyle> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mstyle displaystyle="true"> 
              <munder> 
               <mo>
                 ∑ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  E 
                </mi> 
                <mo>
                  ∈ 
                </mo> 
                <mi>
                  ℰ 
                </mi> 
               </mrow> 
              </munder> 
              <mrow> 
               <mstyle displaystyle="true"> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∫ 
                  </mo> 
                  <mi>
                    E 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi mathvariant="double-struck">
                      K 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <mi>
                        h 
                      </mi> 
                      <mo>
                        − 
                      </mo> 
                      <mi>
                        z 
                      </mi> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      ∇ 
                    </mo> 
                    <mi>
                      h 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ⋅ 
                  </mo> 
                  <mo>
                    ∇ 
                  </mo> 
                  <mi>
                    φ 
                  </mi> 
                  <mtext>
                    d 
                  </mtext> 
                  <mi>
                    E 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </mstyle> 
              </mrow> 
             </mstyle> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow></mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mstyle displaystyle="true"> 
              <munder> 
               <mo>
                 ∑ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  F 
                </mi> 
                <mo>
                  ∈ 
                </mo> 
                <msup> 
                 <mi>
                   ℱ 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mtext>
                    in 
                  </mtext> 
                 </mrow> 
                </msup> 
               </mrow> 
              </munder> 
              <mrow> 
               <mstyle displaystyle="true"> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∫ 
                  </mo> 
                  <mi>
                    F 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     〚 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       | 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <mrow> 
                       <mo>
                         ( 
                       </mo> 
                       <mrow> 
                        <mi mathvariant="double-struck">
                          K 
                        </mi> 
                        <mrow> 
                         <mo>
                           ( 
                         </mo> 
                         <mrow> 
                          <mi>
                            h 
                          </mi> 
                          <mo>
                            − 
                          </mo> 
                          <mi>
                            z 
                          </mi> 
                         </mrow> 
                         <mo>
                           ) 
                         </mo> 
                        </mrow> 
                        <mo>
                          ∇ 
                        </mo> 
                        <mi>
                          h 
                        </mi> 
                       </mrow> 
                       <mo>
                         ) 
                       </mo> 
                      </mrow> 
                      <mo>
                        ⋅ 
                      </mo> 
                      <msub> 
                       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
                        <mi>
                          n 
                        </mi> 
                       </mstyle> 
                       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
                        <mi>
                          F 
                        </mi> 
                       </mstyle> 
                      </msub> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       | 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     〛 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     〚 
                   </mo> 
                   <mi>
                     φ 
                   </mi> 
                   <mo>
                     〛 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                  <mtext>
                    d 
                  </mtext> 
                  <mi>
                    F 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </mstyle> 
              </mrow> 
             </mstyle> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mstyle displaystyle="true"> 
              <munder> 
               <mo>
                 ∑ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  F 
                </mi> 
                <mo>
                  ∈ 
                </mo> 
                <msup> 
                 <mi>
                   ℱ 
                 </mi> 
                 <mi>
                   D 
                 </mi> 
                </msup> 
               </mrow> 
              </munder> 
              <mrow> 
               <mstyle displaystyle="true"> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∫ 
                  </mo> 
                  <mi>
                    F 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi mathvariant="double-struck">
                      K 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <mi>
                        h 
                      </mi> 
                      <mo>
                        − 
                      </mo> 
                      <mi>
                        z 
                      </mi> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      ∇ 
                    </mo> 
                    <mi>
                      h 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ⋅ 
                  </mo> 
                  <msub> 
                   <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
                    <mi>
                      n 
                    </mi> 
                   </mstyle> 
                   <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
                    <mi>
                      F 
                    </mi> 
                   </mstyle> 
                  </msub> 
                  <mi>
                    φ 
                  </mi> 
                  <mtext>
                    d 
                  </mtext> 
                  <mi>
                    F 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </mstyle> 
              </mrow> 
             </mstyle> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow></mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mstyle displaystyle="true"> 
              <munder> 
               <mo>
                 ∑ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  F 
                </mi> 
                <mo>
                  ∈ 
                </mo> 
                <msup> 
                 <mi>
                   ℱ 
                 </mi> 
                 <mi>
                   N 
                 </mi> 
                </msup> 
               </mrow> 
              </munder> 
              <mrow> 
               <mstyle displaystyle="true"> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∫ 
                  </mo> 
                  <mi>
                    F 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     q 
                   </mi> 
                   <mi>
                     N 
                   </mi> 
                  </msub> 
                  <mi>
                    φ 
                  </mi> 
                  <mtext>
                    d 
                  </mtext> 
                  <mi>
                    F 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </mstyle> 
              </mrow> 
             </mstyle> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               on 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 T 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mstyle displaystyle="true"> 
              <munder> 
               <mo>
                 ∑ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  E 
                </mi> 
                <mo>
                  ∈ 
                </mo> 
                <mi>
                  ℰ 
                </mi> 
               </mrow> 
              </munder> 
              <mrow> 
               <mstyle displaystyle="true"> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∫ 
                  </mo> 
                  <mi>
                    E 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    h 
                  </mi> 
                  <mi>
                    φ 
                  </mi> 
                  <mtext>
                    d 
                  </mtext> 
                  <mi>
                    E 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </mstyle> 
              </mrow> 
             </mstyle> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mstyle displaystyle="true"> 
              <munder> 
               <mo>
                 ∑ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  E 
                </mi> 
                <mo>
                  ∈ 
                </mo> 
                <mi>
                  ℰ 
                </mi> 
               </mrow> 
              </munder> 
              <mrow> 
               <mstyle displaystyle="true"> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∫ 
                  </mo> 
                  <mi>
                    E 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     h 
                   </mi> 
                   <mn>
                     0 
                   </mn> 
                  </msub> 
                  <mi>
                    φ 
                  </mi> 
                  <mtext>
                    d 
                  </mtext> 
                  <mi>
                    E 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </mstyle> 
              </mrow> 
             </mstyle> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow></mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
              <mi>
                D 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               on 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mi>
                Γ 
              </mi> 
              <mi>
                D 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               × 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 T 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               . 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> (14)</p>
    <p>To enforce the continuity of the solution and the Dirichlet boundary condition, two penalty terms are added:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
        <mi>
          I 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munder> 
        <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            ℱ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mtext>
             in 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             〚 
           </mo> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mo>
             〛 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             〚 
           </mo> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mo>
             〛 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
      </mrow> 
     </math>(15)</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munder> 
        <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            ℱ 
          </mi> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
             <mi>
               D 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            φ 
          </mi> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
      </mrow> 
     </math>(16)</p>
    <p>where, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
        <mi>
          I 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> represents the penalization terms that constrain the continuity of the solution on the interior of the domain, and, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> for the Dirichlet boundary conditions. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> are the penalization parameters for the interior and for the Dirichlet boundary condition where, we recall that, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is the diameter of an element 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        E 
      </mi> 
     </math>.</p>
    <p>Remark. This method is known as the IIPG method <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-12">
      [12]
     </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-14">
      [14]
     </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-16">
      [16]
     </xref>. The role of these parameters is essential to ensure the convergence of the method and will be studied in Section 4 for the first time, up to our knowledge, in the nonlinear case. The linear case has been dealt in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-17">
      [17]
     </xref>.</p>
    <p>Using Equation (15) and Equation (16) in Equation (14), the semi-discrete nonlinear weak formulation of Problem (<img width="31.25" src="https://html.scirp.org/file/1724377-rId104.svg?20251126113047">) is, 
      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
        <mo>
          ∀ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </math>, </img></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mtext>
             Find 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi mathvariant="script">
              V 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                ℰ 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             such 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             that 
           </mtext> 
           <mo>
             : 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              m 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 h 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               φ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               φ 
             </mi> 
             <mo>
               ; 
             </mo> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              l 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              φ 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mo>
             ∀ 
           </mo> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi mathvariant="script">
              V 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                ℰ 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(<img width="43.365134431916736" src="https://html.scirp.org/file/1724377-rId299.svg?20251126113047">)</img></p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> are given by:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           q 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <munder> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mo>
            ∈ 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             ℰ 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </munder> 
        <mrow> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mi>
              q 
            </mi> 
            <mi>
              φ 
            </mi> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
      </mrow> 
     </math>(17)</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mo>
             ; 
           </mo> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <munder> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mo>
              ∈ 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               ℰ 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </munder> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi mathvariant="double-struck">
                  K 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    h 
                  </mi> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mi>
                    z 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ∇ 
                </mo> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                ⋅ 
              </mo> 
              <mo>
                ∇ 
              </mo> 
              <mi>
                φ 
              </mi> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <munder> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
            <mo>
              ∈ 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               ℱ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mtext>
                in 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </munder> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mi>
                F 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 { 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi mathvariant="double-struck">
                      K 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <mi>
                        h 
                      </mi> 
                      <mo>
                        − 
                      </mo> 
                      <mi>
                        z 
                      </mi> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      ∇ 
                    </mo> 
                    <mi>
                      h 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ⋅ 
                  </mo> 
                  <msub> 
                   <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
                    <mi>
                      n 
                    </mi> 
                   </mstyle> 
                   <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
                    <mi>
                      F 
                    </mi> 
                   </mstyle> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 } 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 〚 
               </mo> 
               <mi>
                 φ 
               </mi> 
               <mo>
                 〛 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                F 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <munder> 
          <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              ℱ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mtext>
               in 
             </mtext> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                d 
              </mi> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  E 
                </mi> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                d 
              </mi> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  E 
                </mi> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               〚 
             </mo> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
             <mo>
               〛 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               〚 
             </mo> 
             <mi>
               φ 
             </mi> 
             <mo>
               〛 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <munder> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
            <mo>
              ∈ 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               ℱ 
             </mi> 
             <mi>
               D 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </munder> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mi>
                F 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi mathvariant="double-struck">
                  K 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    h 
                  </mi> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mi>
                    z 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ∇ 
                </mo> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                ⋅ 
              </mo> 
              <msub> 
               <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </mstyle> 
               <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
                <mi>
                  F 
                </mi> 
               </mstyle> 
              </msub> 
              <mi>
                φ 
              </mi> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                F 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <munder> 
          <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              ℱ 
            </mi> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mi>
              φ 
            </mi> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(18)</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          φ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munder> 
        <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            ℱ 
          </mi> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            φ 
          </mi> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <munder> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mo>
            ∈ 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             ℱ 
           </mi> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </munder> 
        <mrow> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               q 
             </mi> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </msub> 
            <mi>
              φ 
            </mi> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(19)</p>
   </sec>
   <sec id="s3_3">
    <title>3.3. Time Discretization</title>
    <p>The aim of this section is to present the time discretisation through the implicit BDF method for Problem (<img width="43.365134431916736" src="https://html.scirp.org/file/1724377-rId299.svg?20251126113048">). In the following, we make use of notation: 
      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
        <mo>
          ∀ 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <mi>
          ℕ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </math>, 
      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          : 
        </mo> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </math>, for any function 
      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            × 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </math>. Let us recall that the time step is defined by 
      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <msup> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </math> and the time interval by 
      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msup> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </math>.</img></p>
    <p>Due to their stability properties, the BDF methods are commonly used to solve stiff differential equations such as Problem (<img width="31.25" src="https://html.scirp.org/file/1724377-rId324.svg?20251126113048">). These linear multi-step methods allow to construct time approximation up to order 
      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
        <mi>
          q 
        </mi> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mn>
          6 
        </mn> 
       </mrow> 
      </math>. The analysis of these methods can be found in 
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-18">
       [18]
      </xref>. The 1-step BDF method corresponds to the classical backward Euler scheme. BDF methods have been used in 
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-19">
       [19]
      </xref> 
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-20">
       [20]
      </xref> up to 6th-order. BDF methods are well-known to balance space and time errors and particularly well-designed in combination with DG methods. BDF methods can be constructed both with a constant time step 
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-18">
       [18]
      </xref> or a variable 
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-21">
       [21]
      </xref>. The case of variable time step is more pertinent for Problem (<img width="43.365134431916736" src="https://html.scirp.org/file/1724377-rId299.svg?20251126113048">) concerned. The method of order 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
          q 
        </mi> 
       </math> is derived from the Newton interpolation polynomial of degree 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
          q 
        </mi> 
       </math>, which interpolates 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </math> at time 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </math> for 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ⋯ 
         </mo> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           q 
         </mi> 
        </mrow> 
       </math>, using the method of divided difference.</img></img></p>
    <p>The backward divided difference for a given function 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        y 
      </mi> 
     </math> is defined by a recursive division process:</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> 
             <msup> 
              <mi>
                δ 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msup> 
             <msup> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                δ 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msup> 
             <msup> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msup> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  δ 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msup> 
               <msup> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msup> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  δ 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msup> 
               <msup> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 Δ 
               </mi> 
               <msup> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msup> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 Δ 
               </mi> 
               <msup> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                δ 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <msup> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msup> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msup> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  δ 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msup> 
               <msup> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msup> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  δ 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msup> 
               <msup> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 Δ 
               </mi> 
               <msup> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msup> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 Δ 
               </mi> 
               <msup> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    y 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     n 
                   </mi> 
                   <mo>
                     + 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </mrow> 
                 </msup> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    y 
                  </mi> 
                  <mi>
                    n 
                  </mi> 
                 </msup> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   Δ 
                 </mi> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mi>
                    n 
                  </mi> 
                 </msup> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    y 
                  </mi> 
                  <mi>
                    n 
                  </mi> 
                 </msup> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    y 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     n 
                   </mi> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </mrow> 
                 </msup> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   Δ 
                 </mi> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     n 
                   </mi> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </mrow> 
                 </msup> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 Δ 
               </mi> 
               <msup> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msup> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 Δ 
               </mi> 
               <msup> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mo>
               ⋮ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                δ 
              </mi> 
              <mi>
                j 
              </mi> 
             </msup> 
             <msup> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msup> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msup> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mo>
                 ⋯ 
               </mo> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  δ 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msup> 
               <msup> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msup> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  δ 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msup> 
               <msup> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
                 <mo>
                   ∑ 
                 </mo> 
                </mstyle> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                 <mo>
                   = 
                 </mo> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msubsup> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mi>
                 Δ 
               </mi> 
               <msup> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               . 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(20)</p>
    <p>For a given ode, for instance 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> with initial condition, the implicit BDF method of order 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        q 
      </mi> 
     </math> is given by: 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <munderover> 
          <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mi>
            q 
          </mi> 
         </munderover> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <munderover> 
            <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
             <mo>
               ∏ 
             </mo> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               j 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </munderover> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <munderover> 
              <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
               <mo>
                 ∑ 
               </mo> 
              </mstyle> 
              <mrow> 
               <mi>
                 l 
               </mi> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </munderover> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mi>
               Δ 
             </mi> 
             <msup> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 l 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <munderover> 
          <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mi>
            q 
          </mi> 
         </munderover> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             q 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ⇔ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             q 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <munderover> 
          <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             q 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </munderover> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             q 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           q 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> are the linear combination coefficients obtained from the divided differences of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        u 
      </mi> 
     </math>. For instance, for the 2-order BDF method, the coefficients are:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mi>
               Δ 
             </mi> 
             <msup> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mi>
               Δ 
             </mi> 
             <msup> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msup> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               Δ 
             </mi> 
             <msup> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mi>
               Δ 
             </mi> 
             <msup> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mi>
               Δ 
             </mi> 
             <msup> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msup> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               Δ 
             </mi> 
             <msup> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               Δ 
             </mi> 
             <msup> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               Δ 
             </mi> 
             <msup> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 Δ 
               </mi> 
               <msup> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msup> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 Δ 
               </mi> 
               <msup> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               Δ 
             </mi> 
             <msup> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               Δ 
             </mi> 
             <msup> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 Δ 
               </mi> 
               <msup> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msup> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 Δ 
               </mi> 
               <msup> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             . 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(21)</p>
    <p>Remark. (Stability.) BDF methods of order 1 and 2 are 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        A 
      </mi> 
     </math>-stable, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        L 
      </mi> 
     </math>-stable <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-22">
      [22]
     </xref>. BDF methods of order 3 to 6 are 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>-stable where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        α 
      </mi> 
     </math> decreases as the order increases <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-23">
      [23]
     </xref>. BDF methods of order 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         q 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         6 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> are unconditionally unstable. The use of variable time steps is recommended to enhance the stability of the method. In practical applications, variations in time step sizes are limited by an upper bound known as the swing factor to ensure stability and robustness <xref ref-type="table" rid="table2">
      Table 2
     </xref> (see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-24">
      [24]
     </xref>). In the following, swing factors are used.</p>
    <table-wrap id="table2">
     <label>
      <xref ref-type="table" rid="table2">
       Table 2
      </xref></label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-"></xref>Table 2. Maximum swing 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mrow>
   
          <mrow> 
    
           <mi>
            
     Δ
    
           </mi>
    
           <msup> 
     
            <mi>
              t 
            </mi> 
     
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
    
           </msup> 
   
          </mrow>
   
          <mo>
           
    /
   
          </mo>
   
          <mrow> 
    
           <mi>
            
     Δ
    
           </mi>
    
           <msup> 
     
            <mi>
              t 
            </mi> 
     
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
    
           </msup> 
   
          </mrow>
  
         </mrow> 
 
        </mrow>

       </math> for BDF methods with variable time steps.</title>
     </caption>
     <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td aleft" width="37.43%"><p style="text-align:left">Order 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            q 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td aleft" width="10.42%"><p style="text-align:left">1</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td aleft" width="10.43%"><p style="text-align:left">2</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td aleft" width="10.43%"><p style="text-align:left">3</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td aleft" width="10.43%"><p style="text-align:left">4</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td aleft" width="10.43%"><p style="text-align:left">5</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td aleft" width="10.43%"><p style="text-align:left">6</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td aleft" width="37.43%"><p style="text-align:left">Maximum swing 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               Δ 
             </mi> 
             <msup> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              / 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               Δ 
             </mi> 
             <msup> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-top-td aleft" width="10.42%"><p style="text-align:left">-</p></td> 
       <td class="custom-top-td aleft" width="10.43%"><p style="text-align:left">2.6</p></td> 
       <td class="custom-top-td aleft" width="10.43%"><p style="text-align:left">1.9</p></td> 
       <td class="custom-top-td aleft" width="10.43%"><p style="text-align:left">1.5</p></td> 
       <td class="custom-top-td aleft" width="10.43%"><p style="text-align:left">1.2</p></td> 
       <td class="custom-top-td aleft" width="10.43%"><p style="text-align:left">1.05</p></td> 
      </tr> 
     </table>
    </table-wrap>
    <p>Applying the BDF method to Problem (<img width="43.365134431916736" src="https://html.scirp.org/file/1724377-rId299.svg?20251126113048">), we get </img></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mtext>
             Find 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             as 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             equence 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             of 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 h 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               ≤ 
             </mo> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               ≤ 
             </mo> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi mathvariant="script">
              V 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                ℰ 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             such 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             that 
           </mtext> 
           <mo>
             : 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              m 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mfrac> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ∂ 
                   </mo> 
                   <mi>
                     θ 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mi>
                      ψ 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ∂ 
                   </mo> 
                   <mi>
                     ψ 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </mfrac> 
                </mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  ψ 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <munderover> 
              <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
               <mo>
                 ∑ 
               </mo> 
              </mstyle> 
              <mrow> 
               <mi>
                 j 
               </mi> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mi>
                q 
              </mi> 
             </munderover> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 q 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 j 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <msup> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 j 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               φ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               φ 
             </mi> 
             <mo>
               ; 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              φ 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mo>
             ∀ 
           </mo> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi mathvariant="script">
              V 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                ℰ 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             . 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> (<img width="43.365134431916736" src="https://html.scirp.org/file/1724377-rId374.svg?20251126113048">)</img></p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> are given, respectively, by Equation (17), Equation (18), Equation (19) with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>The time integration method needs an initialization step to compute the solution for further time steps. The initialization uses the prescribed initial condition to start the first-time step. A direct and simple way is to write the corresponding discontinuous weak formulation:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Find 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         such 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         that 
       </mtext> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          φ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(22)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is defined by Equation (17) and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is the linear form defined by:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          φ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <munder> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mo>
            ∈ 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             ℰ 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </munder> 
        <mrow> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              φ 
            </mi> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mi>
         φ 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(23)</p>
   </sec>
   <sec id="s3_4">
    <title>3.4. Nonlinear Iterative Process</title>
    <p>Problem (<img width="43.365134431916736" src="https://html.scirp.org/file/1724377-rId374.svg?20251126113048">) being nonlinear, several iterative methods can be used such as the Newton-Raphson method or the classical first-order fixed-point method Picard’s method. Due to the strong nonlinearities of the constitutive laws Equation (2) and Equation (4) (see also Remark 1), the convergence of the iterative methods may fail 
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-25">
       [25]
      </xref> 
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-26">
       [26]
      </xref>. We will see in Section 4 that in the case of IIPG methods one can enhance the convergence of the iterative methods, at least in the case of a Picard’s fixed-point method, whenever the penalization terms Equation (15) and Equation (16) are well-chosen. Therefore, in what follows, we present the Picard’s fixed-point method for Problem (<img width="43.365134431916736" src="https://html.scirp.org/file/1724377-rId374.svg?20251126113048">).</img></img></p>
    <p>Remark. (Choice of the Picard linearization.) Although Newton-Raphson iterations may offer quadratic convergence, we adopted a Picard fixed-point linearization for robustness in strongly nonlinear configurations such as the Vauclin infiltration case. In preliminary tests, Newton iterations often diverged without regularization of the hydraulic functions, whereas the Picard approach provided stable convergence at a moderate computational cost. Similar observations have been reported in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-7">
      [7]
     </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-27">
      [27]
     </xref>, highlighting that Picard iterations remain preferable when the Jacobian varies sharply near saturation thresholds.</p>
    <p>Linearization of Problem (<img width="43.365134431916736" src="https://html.scirp.org/file/1724377-rId374.svg?20251126113048">) is done by a Picards’ iterative procedure. For 
      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
       </mrow> 
      </math>, the problem is: </img></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mtext>
             For 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             a 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             given 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <msup> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi mathvariant="script">
              V 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                ℰ 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             find 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <msup> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi mathvariant="script">
              V 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                ℰ 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             such 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             that 
           </mtext> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mo>
             ∀ 
           </mo> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi mathvariant="script">
              V 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                ℰ 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             : 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              m 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mfrac> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ∂ 
                   </mo> 
                   <mi>
                     θ 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mi>
                      ψ 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ∂ 
                   </mo> 
                   <mi>
                     ψ 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </mfrac> 
                </mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  ψ 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 q 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <msup> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               φ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               φ 
             </mi> 
             <mo>
               ; 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              l 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              φ 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              m 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mfrac> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ∂ 
                   </mo> 
                   <mi>
                     θ 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mi>
                      ψ 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ∂ 
                   </mo> 
                   <mi>
                     ψ 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </mfrac> 
                </mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  ψ 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <munderover> 
              <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
               <mo>
                 ∑ 
               </mo> 
              </mstyle> 
              <mrow> 
               <mi>
                 j 
               </mi> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 q 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </munderover> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 q 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 j 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <msup> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 j 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               φ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             . 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> (<img width="36.426712922810054" src="https://html.scirp.org/file/1724377-rId399.svg?20251126113048">)</img></p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> are given, respectively, by Equation (17), Equation (18), Equation (19) with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> stands for the solution at the rank 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        k 
      </mi> 
     </math> of the iterative process (see <xref ref-type="fig" rid="fig4">
      Figure 4
     </xref>).</p>
    <fig id="fig4" position="float">
     <label>Figure 4</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-"></xref>Figure 4. Scheme of the general proof.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724377-rId413.jpeg?20251126113048" />
    </fig>
    <p>The global algorithm of the Picard’s fixed-point iteration, for a positive 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        n 
      </mi> 
     </math>, is:</p>
    <p>1) Start with an initial guess 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>;</p>
    <p>2) Compute the solution of Problem (<img width="36.426712922810054" src="https://html.scirp.org/file/1724377-rId399.svg?20251126113048">) with 
      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </math> to get 
      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </math>; </img></p>
    <p>3) Start again with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>;</p>
    <p>4) Compute the solution of Problem (<img width="36.426712922810054" src="https://html.scirp.org/file/1724377-rId399.svg?20251126113048">) with 
      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </math> to get 
      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </math>; </img></p>
    <p>5) Start again with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> until the stopping criteria are satisfied;</p>
    <p>6) Set 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>The stopping criterion is one important choice in determining accuracy for a nonlinear iterative process. For RE, the stopping criterion can be specified in terms of absolute error for pressure head or water content between two successive iterations <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-12">
      [12]
     </xref>. For this study, we have used: 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               φ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               φ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          φ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> are user-defined tolerances. These two criteria are relative and independent of the characteristic quantities of the problem.</p>
   </sec>
   <sec id="s3_5">
    <title>3.5. Adaptive Time Stepping</title>
    <p>Time adaptation is motivated by the convergence of the nonlinear solver. On one hand, transient simulations have difficulties to converge if the time step is too large but, on the other hand, shorter time steps mean more time steps and so, a longer computational time. That is the reason why time adaptation is very attractive and common for Richards’ equation. Different strategies can be used to adjust the time step <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-28">
      [28]
     </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-30">
      [30]
     </xref>, either heuristic and mainly based on convergence performance of the nonlinear solver or rational and based on error control. The latter ones are generally more efficient but heuristic methods remain a relevant approach due to their simplicity.</p>
    <p>In this study, the time step is adjusted heuristically based on the number of iterations 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> from the nonlinear solver, as discussed in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-29">
      [29]
     </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-31">
      [31]
     </xref>. The size of the time step directly influences the convergence of the solver. The simulations start with a time step 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <msup> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, and subsequent time steps are calculated according to the following rule: the time step remains unchanged if convergence is achieved between 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> nonlinear iterations; it is increased by an amplification factor 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> if convergence is achieved in fewer than 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> nonlinear iterations; and it is decreased by a reduction factor 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> if convergence requires more than 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> nonlinear iterations. If convergence fails due to solver issues (poor initial guess, bad condition number) or exceeds a prescribed maximum bound 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          W 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, the time step is recalculated using a reduced step size ( 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>). The calculation of the next time step 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <msup> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> from the previous one 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <msup> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> follows this time-stepping scheme:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mtext>
             Δ 
           </mtext> 
           <msup> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              { 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mtable columnalign="left"> 
              <mtr columnalign="left"> 
               <mtd columnalign="left"> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    λ 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     a 
                   </mi> 
                   <mi>
                     m 
                   </mi> 
                   <mi>
                     p 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                 <mtext>
                   Δ 
                 </mtext> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mi>
                    n 
                  </mi> 
                 </msup> 
                </mrow> 
               </mtd> 
               <mtd columnalign="left"> 
                <mrow> 
                 <mtext>
                   if 
                 </mtext> 
                 <mtext>
                     
                 </mtext> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    N 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     i 
                   </mi> 
                   <mi>
                     t 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   ≤ 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    m 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     i 
                   </mi> 
                   <mi>
                     t 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mtd> 
              </mtr> 
              <mtr columnalign="left"> 
               <mtd columnalign="left"> 
                <mrow> 
                 <mtext>
                   Δ 
                 </mtext> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mi>
                    n 
                  </mi> 
                 </msup> 
                </mrow> 
               </mtd> 
               <mtd columnalign="left"> 
                <mrow> 
                 <mtext>
                   if 
                 </mtext> 
                 <mtext>
                     
                 </mtext> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    m 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     i 
                   </mi> 
                   <mi>
                     t 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   &lt; 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    N 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     i 
                   </mi> 
                   <mi>
                     t 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   ≤ 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    M 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     i 
                   </mi> 
                   <mi>
                     t 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mtd> 
              </mtr> 
              <mtr columnalign="left"> 
               <mtd columnalign="left"> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    λ 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     r 
                   </mi> 
                   <mi>
                     e 
                   </mi> 
                   <mi>
                     d 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                 <mtext>
                   Δ 
                 </mtext> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mi>
                    n 
                  </mi> 
                 </msup> 
                </mrow> 
               </mtd> 
               <mtd columnalign="left"> 
                <mrow> 
                 <mtext>
                   if 
                 </mtext> 
                 <mtext>
                     
                 </mtext> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    M 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     i 
                   </mi> 
                   <mi>
                     t 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   &lt; 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    N 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     i 
                   </mi> 
                   <mi>
                     t 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   ≤ 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    W 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     i 
                   </mi> 
                   <mi>
                     t 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mtd> 
              </mtr> 
             </mtable> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mtext>
             Δ 
           </mtext> 
           <msup> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mtext>
             Δ 
           </mtext> 
           <msup> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             if 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <msub> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             &gt; 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              W 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             or 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             if 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             the 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             solver 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             has 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             failed 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mtext>
               time 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
               step 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
               is 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
               started 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
               again 
             </mtext> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> (24)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is the number of nonlinear iterations.</p>
    <p>Remark. By studying the full-time-dependent problem, as done in Section 4 in the case of the steady problem, the time step can be adjusted automatically and this work is in progress.</p>
    <p>Remark. In the numerical code RIVAGE, Adaptive Mesh Refinement can be also employed. We refer to <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-7">
      [7]
     </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-12">
      [12]
     </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-32">
      [32]
     </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-34">
      [34]
     </xref> for more details.</p>
   </sec>
  </sec><sec id="s4">
   <title>4. Theoretical Study and Estimation of the Optimal Penalization Parameters</title>
   <p>In this section, we present the main result of this work, namely, the way to get a convergent iterative scheme by constructing a robust method to compute automatically the penalization parameters (see Equation (15) and Equation (16)). This is achieved by studying the theoretical properties and convergence of the solution of the discrete problem Problem (<img width="43.365134431916736" src="https://html.scirp.org/file/1724377-rId474.svg?20251126113050">) to the mathematical problem Problem (<img width="31.25" src="https://html.scirp.org/file/1724377-rId476.svg?20251126113050">). To this end and for the sake of simplicity, we will consider a toy model similar to the stationary RE for which we study, as depicted in Section 4.</img></img></p>
   <p>1) The existence and uniqueness of the weak solution to the nonlinear problem in Section 4.2.</p>
   <p>2) The existence and uniqueness of the weak solution to the discrete linearized problem in Section 4.3.</p>
   <p>3) The method to compute optimal penalization parameters to ensure the convergence of the nonlinear solver at the discrete level in Section 4.4.</p>
   <p>4) The convergence of the discrete linearized weak problem to the continuous linearized weak problem in Section 4.5.</p>
   <p>Proofs of this section are given in Appendix and can be easily extended to several space dimensions. However, since the computations are rather technical to get the optimal penalization parameters in the two-dimensional case, for the sake of completeness, the 2D case for the existence and uniqueness of the weak solution to the discrete linearized problem is considered in Section 4.3. We will see that the construction of the optimal penalization parameters is essentially based on the constants appearing in the discrete continuity and the discrete coercivity of the operator.</p>
   <sec id="s4_1">
    <title>4.1. Toy Model</title>
    <p>Let us consider the following toy problem (<img width="20.815264527320036" src="https://html.scirp.org/file/1724377-rId478.svg?20251126113051">) on the interval 
      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊂ 
        </mo> 
        <mi>
          ℝ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </math>:</img></p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
           For 
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
           a 
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
           given 
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
           find 
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           : 
         </mo> 
         <mi>
           Ω 
         </mi> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
           such 
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
           that 
         </mtext> 
         <mo>
           : 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mtable columnalign="left"> 
            <mtr columnalign="left"> 
             <mtd columnalign="left"> 
              <mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msup> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     A 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mrow> 
                     <mi>
                       x 
                     </mi> 
                     <mo>
                       , 
                     </mo> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mo>
                       , 
                     </mo> 
                     <msup> 
                      <mi>
                        u 
                      </mi> 
                      <mo>
                        ′ 
                      </mo> 
                     </msup> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
               </msup> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <mi>
                 f 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mtd> 
             <mtd columnalign="left"> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 in 
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mi>
                 Ω 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mtd> 
            </mtr> 
            <mtr columnalign="left"> 
             <mtd columnalign="left"> 
              <mrow> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mtd> 
             <mtd columnalign="left"> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 on 
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <mi>
                 Ω 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mtd> 
            </mtr> 
           </mtable> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(<img width="20.815264527320036" src="https://html.scirp.org/file/1724377-rId478.svg?20251126113051">)</img></p>
    <p>with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> where the real function 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        K 
      </mi> 
     </math> intends to mimick the properties of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="double-struck">
        K 
      </mi> 
     </math> (Equation (2)). Following <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-35">
      [35]
     </xref> and in view of the properties of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="double-struck">
        K 
      </mi> 
     </math> (Equation (2)), assuming that</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> 
             <mo>
               ∃ 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                ℝ 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mo>
                * 
              </mo> 
             </msubsup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               ≤ 
             </mo> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mover accent="true"> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mo>
                  ¯ 
                </mo> 
               </mover> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               ≤ 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∀ 
             </mo> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <mi>
               Ω 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mo>
               ∀ 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <mi>
               ℝ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∃ 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 l 
               </mi> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                ℝ 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 K 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ¯ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 K 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ¯ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               ≤ 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 l 
               </mi> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ¯ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ¯ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∀ 
             </mo> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <mi>
               Ω 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mo>
               ∀ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ¯ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ¯ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                ℝ 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ℋ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>)</p>
    <p>we deduce that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        A 
      </mi> 
     </math> is straightforwardly a Carathéodory function, which we recall hereafter,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mo>
             ∃ 
           </mo> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mo>
             &gt; 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mtd> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mtext>
             s 
           </mtext> 
           <mo>
             . 
           </mo> 
           <mtext>
             t 
           </mtext> 
           <mo>
             . 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 ξ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             ξ 
           </mi> 
           <mo>
             ≥ 
           </mo> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mi>
                ξ 
              </mi> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mo>
             ∃ 
           </mo> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mo>
             &gt; 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mo>
             ∃ 
           </mo> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mtd> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mtext>
             s 
           </mtext> 
           <mo>
             . 
           </mo> 
           <mtext>
             t 
           </mtext> 
           <mo>
             . 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 ξ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             ≤ 
           </mo> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mi>
                ξ 
              </mi> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mo>
             ∃ 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mo>
             &gt; 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mtd> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mtext>
             s 
           </mtext> 
           <mo>
             . 
           </mo> 
           <mtext>
             t 
           </mtext> 
           <mo>
             . 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 ξ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 η 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               ξ 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             ≥ 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
           <mi>
             ξ 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
           <msup> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mo>
             ∃ 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <mo>
             &gt; 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mo>
             ∃ 
           </mo> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mtd> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mtext>
             s 
           </mtext> 
           <mo>
             . 
           </mo> 
           <mtext>
             t 
           </mtext> 
           <mo>
             . 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 ξ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 ξ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             ≤ 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mi>
                ξ 
              </mi> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             . 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </math> ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ℋ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>)</p>
    <p>This problem can be cast into the weak formulation by multiplying by a test function 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and integrating over Ω:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Find 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         such 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         that 
       </mtext> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
        W 
      </mi> 
     </math>)</p>
    <p>where</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <msup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Problem (<img width="20.815264527320036" src="https://html.scirp.org/file/1724377-rId511.svg?20251126113051">) being nonlinear, we use the Picard’s iterations method as in Problem (<img width="43.365134431916736" src="https://html.scirp.org/file/1724377-rId474.svg?20251126113051">) to get </img></img></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mtext>
             For 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             a 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             given 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mtext>
              2 
            </mtext> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             find 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mi>
              H 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             such 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             that 
           </mtext> 
           <mo>
             : 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mo>
               ; 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             l 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mo>
             ∀ 
           </mo> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mi>
              H 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi mathvariant="script">
         W 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math>)</p>
    <p>with</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <msup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(25)</p>
    <p>Given 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, we solve the Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi mathvariant="script">
         W 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math>) with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> to obtain 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>. Then, we solve the Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi mathvariant="script">
         W 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math>) with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> to obtain 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> and so on. The sequence of solutions of the linearized problem is denoted by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and its limit when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        n 
      </mi> 
     </math> goes to infinity is expected to be the solution to the nonlinear Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
        W 
      </mi> 
     </math>). In the following, we note 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> the fixed point.</p>
   </sec>
   <sec id="s4_2">
    <title>4.2. Existence and Uniqueness of the Weak Solution to the Nonlinear Problem (

     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
       
  W
 
      </mi>

     </math>)</title>
    <p>The first step is to show that Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
        W 
      </mi> 
     </math>) has a unique solution in 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mtext>
          Ω 
        </mtext> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. The existence of solution of Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
        W 
      </mi> 
     </math>) can be achieved by using the Schauder fixed-point theorem to the operator 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        T 
      </mi> 
     </math> while the uniqueness can be obtained through the technique proposed in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-35">
      [35]
     </xref>.</p>
    <p>Thus, we have</p>
    <p>Lemma 1. (Existence of a solution to Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
        W 
      </mi> 
     </math>).) Under Hypothesis ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ℋ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>), 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∃ 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>; 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Then, one can obtain uniqueness through the following result</p>
    <p>Lemma 2. (Uniqueness of the solution to Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
        W 
      </mi> 
     </math>).) Under Hypothesis ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ℋ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>), the solution 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> of Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
        W 
      </mi> 
     </math>) is unique.</p>
    <p>These results hold for the dimension 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and the proofs are rather classical and left to the reader.</p>
   </sec>
   <sec id="s4_3">
    <title>4.3. Existence and Uniqueness of the Weak Solution to the Discrete Linearized Problem (

     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
  
       <mi mathvariant="script">
        
   W
  
       </mi> 
  
       <mo>
        
   ˜
  
       </mo> 
 
      </mover> 

     </math>)</title>
    <p>One-dimensional case</p>
    <p>To solve numerically Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi mathvariant="script">
         W 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math>), we use DG methods as in Section 3. Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> be a partition 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ℰ 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> of Ω (see <xref ref-type="fig" rid="fig5">
      Figure 5
     </xref>) and denote 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          I 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> a sub-interval. The size of a sub-interval is defined as 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ⋯ 
         </mo> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        N 
      </mi> 
     </math>—the number of elements in the partition. The solution is sought in the DG space 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> defined as:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mtext>
            2 
          </mtext> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             Ω 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              I 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            ℙ 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              I 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ∀ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ⊆ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mtext>
          2 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(26)</p>
    <fig id="fig5" position="float">
     <label>Figure 5</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-"></xref>Figure 5. Representation of 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    ℰ
   
          </mi> 
   
          <mi>
           
    h
   
          </mi> 
  
         </msub> 
 
        </mrow>

       </math> in the one-dimension case.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724377-rId580.jpeg?20251126113053" />
    </fig>
    <p>As in Section 3, we define</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mi>
           lim 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mi>
              ϵ 
            </mi> 
            <mo>
              → 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mi>
              ϵ 
            </mi> 
            <mo>
              &gt; 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </munder> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mi>
           lim 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mi>
              ϵ 
            </mi> 
            <mo>
              → 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mi>
              ϵ 
            </mi> 
            <mo>
              &gt; 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </munder> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(27)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            〚 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            〛 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ⋯ 
         </mo> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(28)</p>
    <p>and</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            〚 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            〛 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            〚 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            〛 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(29)</p>
    <p>The DG space 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is associated with the norm:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munderover> 
        <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </munderover> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <munderover> 
        <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
       </munderover> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            〚 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            〛 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munderover> 
        <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </munderover> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>(30)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mo>
             ⋅ 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is the usual norm 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              〚 
            </mo> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              〛 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
      </mrow> 
     </math> is the jump semi-norm. With this definition of the norm, jumps are controlled. One can observe that 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           ⋅ 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is a norm on 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. One can note that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is a complete Banach space, i.e., a complete normed vector space for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           ⋅ 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Lastly, the concept of broken gradient is introduced to specify when only the regular part of the gradient is considered. The broken gradient 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is defined that, for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          ℰ 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mrow></mrow> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∇ 
              </mo> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         ∇ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(31)</p>
    <p>The linearized weak formulation Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi mathvariant="script">
         W 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math>) can be discretized using the IIPG formulation as in Section 3 to get</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mtext>
             For 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             a 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             given 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mi mathvariant="script">
              V 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                ℰ 
              </mi> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             find 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mi mathvariant="script">
              V 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
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            </mo> 
           </mrow> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             such 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             that 
           </mtext> 
           <mo>
             : 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mo>
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             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              h 
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           </msub> 
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            </mo> 
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             <mo>
               , 
             </mo> 
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                v 
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                h 
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             </msub> 
             <mo>
               ; 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
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             </mover> 
            </mrow> 
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            </mo> 
           </mrow> 
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             </msub> 
            </mrow> 
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            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mo>
             ∀ 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mi mathvariant="script">
              V 
            </mi> 
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            </mn> 
            <mi>
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           </msubsup> 
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            <mo>
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            </mo> 
            <mrow> 
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              <mi>
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            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi mathvariant="script">
           W 
         </mi> 
         <mo>
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         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>)</p>
    <p>with</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
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             a 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
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          </mover> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
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          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
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              h 
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           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
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              v 
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           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
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           </mover> 
          </mrow> 
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            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
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         </mo> 
         <munderover> 
          <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
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           <mo>
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           </mo> 
           <mn>
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           </mn> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
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           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </munderover> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
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          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
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          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
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           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msub> 
          <msup> 
           <mi>
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           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <msub> 
          <msup> 
           <mi>
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           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <munderover> 
          <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
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           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mi>
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         </munderover> 
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           <mo>
             { 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ¯ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             } 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
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          <mrow /> 
          <mrow> 
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            <mi>
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            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             〚 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             〛 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             〚 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             〛 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             〚 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             〛 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <munderover> 
          <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </munderover> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             〚 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             〛 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             〚 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             〛 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             〚 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             〛 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             〚 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             〛 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(32)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
          </msub> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>At the discrete level, one can write Hypothesis ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ℋ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>) as follows: for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ⋯ 
         </mo> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>:</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> 
             <mo>
               ∃ 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                ℝ 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mo>
               ∀ 
             </mo> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                I 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mo>
               ∀ 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <mi>
               ℝ 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
             <mo>
               ≤ 
             </mo> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mover accent="true"> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mo>
                  ¯ 
                </mo> 
               </mover> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               ≤ 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
             <mo>
               ; 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∃ 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 l 
               </mi> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                ℝ 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mo>
               ∀ 
             </mo> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                I 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mo>
               ∀ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ¯ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ¯ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                ℝ 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 K 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ¯ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 K 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ¯ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               ≤ 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 l 
               </mi> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ¯ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ¯ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ℋ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>)</p>
    <p>where</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mi>
           min 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mo>
               ⋯ 
             </mo> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <msubsup> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mi>
           max 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mo>
               ⋯ 
             </mo> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <msubsup> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         and 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mi>
           max 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mo>
               ⋯ 
             </mo> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <msubsup> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(33)</p>
    <p>Existence and unicity for the solution to Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi mathvariant="script">
           W 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>) is obtained using the Lax-Milgram theorem. We have the following result.</p>
    <p>Theorem 3. (Existence and uniqueness of the weak solution to the discrete linearized Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi mathvariant="script">
           W 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>).) Under Hypothesis ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ℋ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>) for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        n 
      </mi> 
     </math>, for a given 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, then 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∃ 
       </mo> 
       <mo>
         ! 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> such that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>This existence and uniqueness result is obtained thanks to the below-following lemmas.</p>
    <p>Lemma 4. (Discrete coercivity of 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>.) Under Hypothesis ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ℋ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>) for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        n 
      </mi> 
     </math>, for any vector of positive numbers 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ⋯ 
         </mo> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, there exists a constant 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ϵ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> such that</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ϵ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>if</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable columnalign="left"> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∀ 
             </mo> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                { 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mo>
                 ⋯ 
               </mo> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                } 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               &gt; 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∀ 
             </mo> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                { 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mo>
                 ⋯ 
               </mo> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                } 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               &gt; 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow></mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               &gt; 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow></mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         with 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable columnalign="left"> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <msubsup> 
                    <mi>
                      K 
                    </mi> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                    <mrow> 
                     <mrow> 
                      <mo>
                        ( 
                      </mo> 
                      <mi>
                        n 
                      </mi> 
                      <mo>
                        ) 
                      </mo> 
                     </mrow> 
                    </mrow> 
                   </msubsup> 
                   <msubsup> 
                    <mi>
                      C 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <mtext>
                       tr 
                     </mtext> 
                     <mo>
                       , 
                     </mo> 
                     <mi>
                       p 
                     </mi> 
                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <mn>
                       1 
                     </mn> 
                    </mrow> 
                    <mrow> 
                     <mrow> 
                      <mo>
                        ( 
                      </mo> 
                      <mi>
                        n 
                      </mi> 
                      <mo>
                        ) 
                      </mo> 
                     </mrow> 
                    </mrow> 
                   </msubsup> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <msup> 
                <mi>
                  ε 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    n 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </msup> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  K 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    n 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mo>
               ∀ 
             </mo> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                { 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mo>
                 ⋯ 
               </mo> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                } 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <msubsup> 
                    <mi>
                      K 
                    </mi> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                    <mrow> 
                     <mrow> 
                      <mo>
                        ( 
                      </mo> 
                      <mn>
                        0 
                      </mn> 
                      <mo>
                        ) 
                      </mo> 
                     </mrow> 
                    </mrow> 
                   </msubsup> 
                   <msubsup> 
                    <mi>
                      C 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <mtext>
                       tr 
                     </mtext> 
                     <mo>
                       , 
                     </mo> 
                     <mi>
                       p 
                     </mi> 
                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <mn>
                       1 
                     </mn> 
                    </mrow> 
                    <mrow> 
                     <mrow> 
                      <mo>
                        ( 
                      </mo> 
                      <mn>
                        0 
                      </mn> 
                      <mo>
                        ) 
                      </mo> 
                     </mrow> 
                    </mrow> 
                   </msubsup> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  ε 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </msup> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  K 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <msubsup> 
                    <mi>
                      K 
                    </mi> 
                    <mn>
                      1 
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                        ( 
                      </mo> 
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                       <mi>
                         N 
                       </mi> 
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                         − 
                       </mo> 
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                        ) 
                      </mo> 
                     </mrow> 
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                       , 
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                       p 
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                       − 
                     </mo> 
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                        ( 
                      </mo> 
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                         N 
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                         − 
                       </mo> 
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                     N 
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                     − 
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                     − 
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       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> (34)</p>
    <p>and</p>
    <p>
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          C 
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          * 
        </mtext> 
       </msup> 
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          ( 
        </mo> 
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          ϵ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
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         = 
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        </mo> 
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                ) 
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                    ) 
                  </mo> 
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            ) 
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           , 
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           − 
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         <msubsup> 
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         </msubsup> 
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           , 
         </mo> 
         <msub> 
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            σ 
          </mi> 
          <mi>
            N 
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           − 
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            N 
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            * 
          </mtext> 
         </msubsup> 
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           , 
         </mo> 
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                 n 
               </mi> 
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                 = 
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                 , 
               </mo> 
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                 ⋯ 
               </mo> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
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            ( 
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                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
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          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (35)</p>
    <p>Lemma 5. (Discrete continuity of 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>.) Under Hypothesis ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ℋ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>) for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        n 
      </mi> 
     </math>, for any vector of positive numbers 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ⋯ 
         </mo> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, there exists a constant 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ϵ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> such that</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             ; 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ϵ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ϵ 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mtext>
             max 
           </mtext> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mtable> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mo>
                 ⋯ 
               </mo> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </mtd> 
            </mtr> 
           </mtable> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <munder> 
            <mrow> 
             <mtext>
               max 
             </mtext> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mtable> 
              <mtr> 
               <mtd> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   = 
                 </mo> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mo>
                   ⋯ 
                 </mo> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   N 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </mtd> 
              </mtr> 
             </mtable> 
            </mrow> 
           </munder> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <msup> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <msubsup> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mtext>
             max 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <munder> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 max 
               </mtext> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mtable> 
                <mtr> 
                 <mtd> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     n 
                   </mi> 
                   <mo>
                     = 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                   <mo>
                     , 
                   </mo> 
                   <mo>
                     ⋯ 
                   </mo> 
                   <mo>
                     , 
                   </mo> 
                   <mi>
                     N 
                   </mi> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </mrow> 
                 </mtd> 
                </mtr> 
               </mtable> 
              </mrow> 
             </munder> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msubsup> 
                  <mi>
                    σ 
                  </mi> 
                  <mi>
                    n 
                  </mi> 
                  <mtext>
                    * 
                  </mtext> 
                 </msubsup> 
                </mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           max 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <munder> 
            <mrow> 
             <mtext>
               max 
             </mtext> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mtable> 
              <mtr> 
               <mtd> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   = 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mo>
                   ⋯ 
                 </mo> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   N 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </mtd> 
              </mtr> 
             </mtable> 
            </mrow> 
           </munder> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  σ 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(36)</p>
    <p>Lemma 6. (Discrete continuity of 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>.) There exists a constant 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> such that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Remark. Trace constantly involved in bounds for penalization parameters are a function of the polynomial degree 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        p 
      </mi> 
     </math>, the type of polynomial basis used. In the one-dimensional case, with an orthonormal basis and for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, the trace constant for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          I 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is given by:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           tr 
         </mtext> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         1. 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>(37)</p>
    <p>Proofs of Lemmas 4, 5, and 6 can be found in Appendix. The proof of Theorem 3 is a straightforward application of the Lax-Milgram theorem and is left to the reader.</p>
    <p>Two-dimensional case</p>
    <p>We propose to extend the previous results to the dimension 2. Let us consider the two-dimensional extension of Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi mathvariant="script">
           W 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mtext>
             For 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             a 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             given 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mi mathvariant="script">
              V 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                ℰ 
              </mi> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             find 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mi mathvariant="script">
              V 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                ℰ 
              </mi> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             such 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             that 
           </mtext> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mo>
             ∀ 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mi mathvariant="script">
              V 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                ℰ 
              </mi> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             : 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               ; 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              l 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             . 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi mathvariant="script">
           W 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>)</p>
    <p>where</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             ; 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <munder> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mo>
              ∈ 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               ℰ 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </munder> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi mathvariant="double-struck">
                  K 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
                   <mi>
                     x 
                   </mi> 
                  </mstyle> 
                  <mo>
                    , 
                  </mo> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ¯ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ∇ 
                </mo> 
                <msub> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mi>
                   h 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                ⋅ 
              </mo> 
              <mo>
                ∇ 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mi>
                 h 
               </mi> 
              </msub> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <munder> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mo>
              ∈ 
            </mo> 
            <mi>
              ℱ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </munder> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mi>
                F 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 { 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi mathvariant="double-struck">
                      K 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
                       <mi>
                         x 
                       </mi> 
                      </mstyle> 
                      <mo>
                        , 
                      </mo> 
                      <mover accent="true"> 
                       <mi>
                         u 
                       </mi> 
                       <mo>
                         ¯ 
                       </mo> 
                      </mover> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      ∇ 
                    </mo> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mi>
                       h 
                     </mi> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ⋅ 
                  </mo> 
                  <msub> 
                   <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
                    <mi>
                      n 
                    </mi> 
                   </mstyle> 
                   <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
                    <mi>
                      F 
                    </mi> 
                   </mstyle> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 } 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 〚 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   v 
                 </mi> 
                 <mi>
                   h 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 〛 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                F 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <munder> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mo>
              ∈ 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               ℱ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mtext>
                in 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </munder> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                d 
              </mi> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  E 
                </mi> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                d 
              </mi> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  E 
                </mi> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               〚 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 h 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               〛 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               〚 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mi>
                 h 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               〛 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <munder> 
          <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              ℱ 
            </mi> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msub> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
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        <mi>
          l 
        </mi> 
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          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
          </msub> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>The two-dimensional version of the discrete hypothesis on 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="double-struck">
        K 
      </mi> 
     </math> is given by: For all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         ℰ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∃ 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            ℝ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msubsup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           ∀ 
         </mo> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           ∀ 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msubsup> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi mathvariant="double-struck">
               K 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </mstyle> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mover accent="true"> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mo>
                  ¯ 
                </mo> 
               </mover> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          ℋ 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>)</p>
    <p>with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mi mathvariant="double-struck">
            K 
          </mi> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mi>
           max 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi mathvariant="double-struck">
            K 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. In addition, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mi>
           max 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℰ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <msubsup> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mi>
           min 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℰ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <msubsup> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> denotes global bound of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="double-struck">
        K 
      </mi> 
     </math>.</p>
    <p>The DG space is associated with the following norm:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munder> 
        <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℰ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <munder> 
        <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            ℱ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mtext>
             in 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              〚 
            </mo> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              〛 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <munder> 
        <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            ℱ 
          </mi> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              〚 
            </mo> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              〛 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munder> 
        <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℰ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>(38)</p>
    <p>where 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> is the usual 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> norm on 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        E 
      </mi> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> is the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> norm on 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        F 
      </mi> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> is the jump semi-norm. This norm has the same characteristics as in the one-dimensional case. We obtain the following result.</p>
    <p>Theorem 7. (Existence and uniqueness of the weak solution to the discrete linearized Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi mathvariant="script">
           W 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>).) If 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        K 
      </mi> 
     </math> satisfies Hypothesis ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          ℋ 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>) for all 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         ℰ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> and for a given 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, then 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∃ 
       </mo> 
       <mo>
         ! 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> such that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>As before, this result is a consequence of the Lax-Milgram theorem through the following lemmas:</p>
    <p>Lemma 8. (Discrete coercivity of 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>.) If 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        K 
      </mi> 
     </math> satisfies Hypothesis ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          ℋ 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>) for all 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         ℰ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> and for any vector of positive numbers 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℰ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, there exists a constant 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ϵ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> such that</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ϵ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>if</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable columnalign="left"> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
             </msup> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∀ 
             </mo> 
             <mi>
               E 
             </mi> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <mi>
               ℰ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
             <mo>
               &gt; 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mo>
                 ∗ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
               and 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <msubsup> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  E 
                </mi> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
             <mo>
               &gt; 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  E 
                </mi> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mtext>
                 * 
               </mtext> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∀ 
             </mo> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                ℱ 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 in 
               </mtext> 
              </mrow> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
             </msubsup> 
             <mo>
               &gt; 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mo>
                 ∗ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∀ 
             </mo> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                ℱ 
              </mi> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         with 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         ℰ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msubsup> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mo>
               ∗ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                D 
              </mi> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
             </msup> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msubsup> 
                  <mi>
                    K 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mi>
                    E 
                  </mi> 
                 </msubsup> 
                 <msubsup> 
                  <mi>
                    C 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mtext>
                     tr 
                   </mtext> 
                   <mo>
                     , 
                   </mo> 
                   <mi>
                     p 
                   </mi> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </mrow> 
                  <mi>
                    E 
                  </mi> 
                 </msubsup> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
             <msup> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
             </msup> 
             <msubsup> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msubsup> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mo>
               ∗ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                D 
              </mi> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
             </msup> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msubsup> 
                  <mi>
                    K 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mi>
                    E 
                  </mi> 
                 </msubsup> 
                 <msubsup> 
                  <mi>
                    C 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mtext>
                     tr 
                   </mtext> 
                   <mo>
                     , 
                   </mo> 
                   <mi>
                     p 
                   </mi> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </mrow> 
                  <mi>
                    E 
                  </mi> 
                 </msubsup> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <msup> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
             </msup> 
             <msubsup> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> (39)</p>
    <p>and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> is the number of edges of the element 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        E 
      </mi> 
     </math>. Moreover</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ϵ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtext>
         min 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mtext>
             min 
           </mtext> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <mi>
             ℰ 
           </mi> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  ε 
                </mi> 
                <mi>
                  E 
                </mi> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mtext>
             min 
           </mtext> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <mi>
             ℰ 
           </mi> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mtext>
                 * 
               </mtext> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mtext>
             min 
           </mtext> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              ℱ 
            </mi> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
           </msubsup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mtext>
               * 
             </mtext> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(40)</p>
    <p>Lemma 9. (Discrete continuity of 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>.) If 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        K 
      </mi> 
     </math> satisfies Hypothesis ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          ℋ 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>) for all 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         ℰ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> and for any vector of positive numbers 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℰ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, there exists a constant 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ϵ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> such that</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             ; 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ϵ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ϵ 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mtext>
             max 
           </mtext> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <mi>
             ℰ 
           </mi> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <msubsup> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mtext>
           max 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <munder> 
            <mrow> 
             <mtext>
               max 
             </mtext> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               E 
             </mi> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <mi>
               ℰ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </munder> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  σ 
                </mi> 
                <mi>
                  E 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   i 
                 </mi> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <munder> 
            <mrow> 
             <mtext>
               max 
             </mtext> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                ℱ 
              </mi> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </munder> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <munder> 
            <mrow> 
             <mtext>
               max 
             </mtext> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               E 
             </mi> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <mi>
               ℰ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </munder> 
           <msup> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
           </msup> 
           <msubsup> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mtext>
             max 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              { 
            </mo> 
            <mrow> 
             <munder> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 max 
               </mtext> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 E 
               </mi> 
               <mo>
                 ∈ 
               </mo> 
               <mi>
                 ℰ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </munder> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msubsup> 
                  <mi>
                    σ 
                  </mi> 
                  <mi>
                    E 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     i 
                   </mi> 
                   <mi>
                     n 
                   </mi> 
                   <mo>
                     , 
                   </mo> 
                   <mtext>
                     * 
                   </mtext> 
                  </mrow> 
                 </msubsup> 
                </mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <munder> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 max 
               </mtext> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 F 
               </mi> 
               <mo>
                 ∈ 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  ℱ 
                </mi> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </munder> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  σ 
                </mi> 
                <mi>
                  E 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ∂ 
                 </mo> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mtext>
                   * 
                 </mtext> 
                </mrow> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              } 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(41)</p>
    <p>Lemma 6 still holds in the two-dimensional case and is left to the reader. Proofs of Lemmas 7, 8 and 9 are similar to proofs in the one-dimensional case. The main difference is in the expression of trace constants. In two dimensions, they are linked to the element’s shape. For an orthonormal basis and for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, the trace constant of 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         ℰ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> is given by:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           tr 
         </mtext> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable columnalign="left"> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msqrt> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     p 
                   </mi> 
                   <mo>
                     + 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     p 
                   </mi> 
                   <mo>
                     + 
                   </mo> 
                   <mn>
                     2 
                   </mn> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
             </msqrt> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mi>
               E 
             </mi> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
               is 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
               a 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
               triangle 
             </mtext> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mi>
               E 
             </mi> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
               is 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
               a 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
               quadrilateral 
             </mtext> 
             <mo>
               . 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(42)</p>
   </sec>
   <sec id="s4_4">
    <title>4.4. Optimal Penalization Parameters</title>
    <p>Thanks to the previous results on the discrete linearized problem Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi mathvariant="script">
           W 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>), one can now construct a method to set automatically penalization parameters. They must be chosen to ensure the coercivity and continuity of the linearized discrete problem, i.e., 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ϵ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ϵ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Moreover, using Céa’s Lemma 10, they are set to minimize the distance between the weak and discrete solutions.</p>
    <p>Lemma 10. (Céa’s lemma). Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        V 
      </mi> 
     </math> be a real Hilbert space with the norm 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           ⋅ 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> be a bilinear form and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> a linear form satisfying the Lax-Milgram theorem. Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> be a closed subspace of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        V 
      </mi> 
     </math>. Then, there exists a unique 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> such that</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         and 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>(43)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math> is the continuity constant and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> the coercivity constant.</p>
    <p>Firstly, as a reminder, positivity of continuity and coercivity constants enforce that for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ⋯ 
         </mo> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ⋯ 
         </mo> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>. They are given by:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ϵ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtext>
         min 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mtext>
             min 
           </mtext> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mtable> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mo>
                 ⋯ 
               </mo> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </mtd> 
            </mtr> 
           </mtable> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
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                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
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              ( 
            </mo> 
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             <mfrac> 
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                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    n 
                  </mi> 
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                    ) 
                  </mo> 
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          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
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         </msub> 
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           − 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            σ 
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            * 
          </mtext> 
         </msubsup> 
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           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
         </msub> 
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           − 
         </mo> 
         <msubsup> 
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            σ 
          </mi> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msubsup> 
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           , 
         </mo> 
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           <mtext>
             min 
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                 n 
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                 = 
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               <mo>
                 ⋯ 
               </mo> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
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           </mtable> 
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            ( 
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           <mfrac> 
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               − 
             </mo> 
             <msubsup> 
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                σ 
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                * 
              </mtext> 
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            ) 
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         </mrow> 
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          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (44)</p>
    <p>and</p>
    <p>
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          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
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            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ϵ 
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            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
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           = 
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                 n 
               </mi> 
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                 = 
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               </mo> 
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                 ⋯ 
               </mo> 
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                 , 
               </mo> 
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                 − 
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           <msubsup> 
            <mi>
              K 
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                ( 
              </mo> 
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                n 
              </mi> 
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                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
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                   n 
                 </mi> 
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                   = 
                 </mo> 
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                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mo>
                   ⋯ 
                 </mo> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   N 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
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              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
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                ε 
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                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
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             </msup> 
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                K 
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                1 
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                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
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           <mtext>
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           <mrow> 
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              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mn>
                0 
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                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msubsup> 
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                σ 
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              <mi>
                N 
              </mi> 
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             </msubsup> 
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               , 
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                 <mtd> 
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                   <mi>
                     n 
                   </mi> 
                   <mo>
                     = 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                   <mo>
                     , 
                   </mo> 
                   <mo>
                     ⋯ 
                   </mo> 
                   <mo>
                     , 
                   </mo> 
                   <mi>
                     N 
                   </mi> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </mrow> 
                 </mtd> 
                </mtr> 
               </mtable> 
              </mrow> 
             </munder> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msubsup> 
                  <mi>
                    σ 
                  </mi> 
                  <mi>
                    n 
                  </mi> 
                  <mtext>
                    * 
                  </mtext> 
                 </msubsup> 
                </mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mtext>
           max 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <munder> 
            <mrow> 
             <mtext>
               max 
             </mtext> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mtable> 
              <mtr> 
               <mtd> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   = 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mo>
                   ⋯ 
                 </mo> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   N 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </mtd> 
              </mtr> 
             </mtable> 
            </mrow> 
           </munder> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  σ 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (45)</p>
    <p>For the sake of simplicity, let us consider that the variable 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ε 
      </mi> 
     </math> is the same for every element: 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ⋯ 
         </mo> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, and in addition, because penalization parameters are bounded below, let us consider that they are above the lower bound of an amount 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        α 
      </mi> 
     </math> constant for every element:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ⋯ 
         </mo> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msubsup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msubsup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <msubsup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msubsup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <msubsup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msubsup> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         with 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msubsup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
             <msubsup> 
              <mi>
                C 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 tr 
               </mtext> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (46)</p>
    <p>Using previous assumptions, it can be noticed that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math> are functions of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ε 
      </mi> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        α 
      </mi> 
     </math> and can be rewritten:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtext>
         min 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             σ 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             σ 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mtext>
             min 
           </mtext> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mtable> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mo>
                 ⋯ 
               </mo> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </mtd> 
            </mtr> 
           </mtable> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(47)</p>
    <p>and</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ϵ 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mtext>
             max 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <munder> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 max 
               </mtext> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mtable> 
                <mtr> 
                 <mtd> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     n 
                   </mi> 
                   <mo>
                     = 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                   <mo>
                     , 
                   </mo> 
                   <mo>
                     ⋯ 
                   </mo> 
                   <mo>
                     , 
                   </mo> 
                   <mi>
                     N 
                   </mi> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </mrow> 
                 </mtd> 
                </mtr> 
               </mtable> 
              </mrow> 
             </munder> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msubsup> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     σ 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                  <mi>
                    n 
                  </mi> 
                  <mtext>
                    * 
                  </mtext> 
                 </msubsup> 
                </mrow> 
                <mn>
                  4 
                </mn> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mtext>
           max 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               σ 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               σ 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <munder> 
            <mrow> 
             <mtext>
               max 
             </mtext> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mtable> 
              <mtr> 
               <mtd> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   = 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mo>
                   ⋯ 
                 </mo> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   N 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </mtd> 
              </mtr> 
             </mtable> 
            </mrow> 
           </munder> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   σ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mn>
                4 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(48)</p>
    <p>One can see that two quantities are involved in the two previous definitions:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mi>
           min 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         min 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             σ 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             σ 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mi>
             min 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mtable> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mo>
                 ⋯ 
               </mo> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </mtd> 
            </mtr> 
           </mtable> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         and 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mi>
           max 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         max 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             σ 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             σ 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mi>
             max 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mtable> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mo>
                 ⋯ 
               </mo> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </mtd> 
            </mtr> 
           </mtable> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> (49)</p>
    <p>to have the final write:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtext>
         min 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             σ 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mrow> 
           <mi>
             min 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         and 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msqrt> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             σ 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mrow> 
           <mi>
             max 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msqrt> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mi>
           max 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> (50)</p>
    <p>These new expressions of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math> show that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> has two different states and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math> is continuous concerning 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        α 
      </mi> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ε 
      </mi> 
     </math>. The aim of this section can now be reformulated as find 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        α 
      </mi> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ε 
      </mi> 
     </math> such that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> is minimal. First, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math> are studied separately, then 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        γ 
      </mi> 
     </math> is observed. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> has two different states, is continuous and well defined for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           ∞ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. It can be rewritten as follows:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           ∞ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(51)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable columnalign="left"> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
             </mfrac> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mrow> 
               <mi>
                 min 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mo>
               ≤ 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                ϵ 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mi>
                  ε 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               otherwise 
             </mtext> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         with 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msup> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ϵ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             σ 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mrow> 
           <mi>
             min 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         1. 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>(52)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math> is continuous and well defined for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           ∞ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math> are now explicitly characterized and now 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> can be studied. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> are looked for such that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        γ 
      </mi> 
     </math> is minimal and it is given by:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           ∞ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(53)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable columnalign="left"> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   σ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   min 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   α 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  K 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <msqrt> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    K 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <msub> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     σ 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     max 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                </mrow> 
               </msqrt> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   σ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   max 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   σ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   min 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mo>
               ≤ 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                ϵ 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  K 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   ε 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  K 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <msqrt> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    K 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <msub> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     σ 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     max 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                </mrow> 
               </msqrt> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
                <mi>
                  ε 
                </mi> 
               </mfrac> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   σ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   max 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               otherwise 
             </mtext> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(54)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        γ 
      </mi> 
     </math> is studied on its different open subdomains and the boundary between them. On 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi mathvariant="script">
          D 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           ∞ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, it gives:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         b 
       </mi> 
       <mfrac> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         with 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               σ 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mrow> 
             <mi>
               max 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         and 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         b 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             σ 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mrow> 
           <mi>
             max 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(55)</p>
    <p>Then, looking at its variations, it gives that:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable columnalign="left"> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mo>
               &gt; 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <msup> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msup> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         and 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>(56)</p>
    <p>with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mi>
             b 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. And finally noting that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> and when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> or 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> it gives that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        γ 
      </mi> 
     </math> is minimal for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>On 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi mathvariant="script">
          D 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> it gives:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             σ 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mrow> 
           <mi>
             min 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               σ 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mrow> 
             <mi>
               max 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             σ 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mrow> 
           <mi>
             max 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             σ 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mrow> 
           <mi>
             min 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(57)</p>
    <p>Then, looking at its variations, it gives that:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msqrt> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mrow> 
               <mi>
                 max 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               σ 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mrow> 
             <mi>
               min 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           &gt; 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
           and 
         </mtext> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mrow> 
               <mi>
                 min 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msqrt> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <msub> 
                <mi>
                  K 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   σ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   max 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </msqrt> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mrow> 
               <mi>
                 max 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mrow> 
               <mi>
                 min 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           &lt; 
         </mo> 
         <mn>
           0. 
         </mn> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(58)</p>
    <p>And finally, noting that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> it gives that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        γ 
      </mi> 
     </math> is minimal for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. On the boundary between 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi mathvariant="script">
          D 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi mathvariant="script">
          D 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> it gives:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
           with 
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msqrt> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mrow> 
               <mi>
                 max 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               σ 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mrow> 
             <mi>
               max 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
           and 
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               σ 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mrow> 
             <mi>
               max 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               σ 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mrow> 
             <mi>
               min 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(59)</p>
    <p>Then, looking at its variations, it gives that:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable columnalign="left"> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 o 
               </mi> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 o 
               </mi> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mo>
               &gt; 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 o 
               </mi> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         with 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           o 
         </mi> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mi>
             b 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0. 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>(60)</p>
    <p>The expression of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> can be summarized as follows:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msqrt> 
            <mrow> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mi>
                 a 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 b 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             b 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
           with 
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msqrt> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mrow> 
               <mi>
                 max 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
           and 
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               σ 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mrow> 
             <mi>
               max 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
           and 
         </mtext> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               σ 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mrow> 
             <mi>
               min 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               o 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1. 
         </mn> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(61)</p>
    <p>Finally, in one dimension, the auto-calibration of penalization parameters is given by:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ∀ 
         </mo> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mo>
             ⋯ 
           </mo> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msub> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               o 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <msub> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               o 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             σ 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msubsup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msub> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               o 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               o 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             σ 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msubsup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msub> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               o 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               o 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             σ 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msubsup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
           with 
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msubsup> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             σ 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msubsup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  K 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    n 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </msubsup> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  C 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mtext>
                   tr 
                 </mtext> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   p 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    n 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(62)</p>
    <p>In two dimensions, the auto-calibration of penalization parameters is given by:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mo>
             ∀ 
           </mo> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              ℱ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mtext>
               in 
             </mtext> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <msubsup> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 o 
               </mi> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <msub> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 o 
               </mi> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msubsup> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msubsup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <msubsup> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 o 
               </mi> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <msub> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 o 
               </mi> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msubsup> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msubsup> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mo>
             ∀ 
           </mo> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              ℱ 
            </mi> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <msubsup> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
           </msubsup> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 o 
               </mi> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 o 
               </mi> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msubsup> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msubsup> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         with 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msubsup> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
             </msubsup> 
             <msubsup> 
              <mi>
                C 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 tr 
               </mtext> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msup> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </msup> 
         <msubsup> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>(63)</p>
    <p>and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> is the number of edges of the element 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        E 
      </mi> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           tr 
         </mtext> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> is the trace constant defined in Equation (42).</p>
    <p>Extension to multi-dimensional meshes. In multi-dimensional settings, the penalization term given in Equation (62) is extended by replacing the one-dimensional element length 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> with a local characteristic size derived from the ratio between the element volume and its boundary surface area, i.e., 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. For non-quadrilateral (triangular or polygonal) cells, this characteristic measure ensures that the penalty parameter scales consistently with the element geometry. Therefore, no additional geometric constant is required, and the same penalization formula applies naturally in two and three dimensions.</p>
   </sec>
   <sec id="s4_5">
    <title>4.5. Convergence of the Discrete Linearized Weak Problem to the Continuous Linearized Weak Problem</title>
    <p>Previously, it has been proven that the Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi mathvariant="script">
           W 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>) has a unique solution. This problem is part of a fixed-point method, and it has been proven in Section 4.2 that this fixed point has a unique solution also. To solve the nonlinear weak formulation Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
        W 
      </mi> 
     </math>), one step needs to be added to prove the well-posedness of the problem. It is addressed in the following; the goal is to prove that the solution of Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi mathvariant="script">
           W 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>) converges towards the solution of Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi mathvariant="script">
         W 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math>) and prove that the bilinear form 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> of Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi mathvariant="script">
           W 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>) converges to Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
        W 
      </mi> 
     </math>).</p>
    <p>The work in this section is based on the book of Pietro and Ern published in 2012 <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-13">
      [13]
     </xref>. They proved convergence in the case of a Symmetric Interior Penalty Galerkin method and sketch the proof in the case of an Incomplete Interior Penalty method. The following study provides detailed proof of the IIPG case.</p>
    <p>The key idea is to revisit the concept of consistency and introduce a new point of view based on asymptotic consistency. This new form of consistency and the usual stability of the discrete bilinear form are the two main ingredients for asserting convergence to the minimal regularity solutions. The discrete bilinear form 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> needs to be reformulated to consider only the contribution of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        K 
      </mi> 
     </math> on the mesh elements, not the interfaces; consequently, lifting operators are introduced. They map functions defined on mesh faces to functions defined on mesh elements. In the context of DG methods, liftings act on interfaces and boundary jumps. Bassi and Rebay introduced them <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-36">
      [36]
     </xref> in the context of compressible flows and analyzed by Brezzi et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-37">
      [37]
     </xref> in the context of the Poisson problem. Liftings have many useful applications. They can be combined with the gradient to define discrete gradients. Discrete gradients play an essential role in the design and analysis of DG methods. Indeed, they can be used to formulate the discrete problem locally on each element using numerical fluxes.</p>
    <p>Liftings: Definition</p>
    <p>For any point 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, and for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         φ 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> the lifting operator 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is defined as the solution of the following problem:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
          </msub> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                τ 
              </mi> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mi>
         φ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(64)</p>
    <p>For any 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        v 
      </mi> 
     </math> in 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, the global lifting of its interface and boundary jumps is defined as follows:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            〚 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            〛 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munderover> 
        <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
       </munderover> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msubsup> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            〚 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            〛 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(65)</p>
    <p>Discrete gradients: Definition</p>
    <p>The discrete gradient operator 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is defined as follows: for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        v 
      </mi> 
     </math> in 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            〚 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            〛 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(66)</p>
    <p>In addition, there exists a bound on the discrete gradient operator:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              G 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mtext>
            2 
          </mtext> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(67)</p>
    <p>where 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           ⋅ 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is the norm associated with the IIPG formulation defined Equation (30).</p>
    <p>Theorem 11. (Regularity of the limit and weak asymptotic consistency of discrete gradients.) Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> be a sequence in 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> bounded by the 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>-norm. Then, there is a function 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> such that as 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, up to a subsequence,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         strongly 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         in 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mtext>
          2 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(68)</p>
    <p>and for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, the discrete gradients defined by Equation (66) are such that</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ⇀ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         weakly 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         in 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mtext>
          2 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(69)</p>
    <p>Proof of Theorem 11 is available in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-13">
      [13]
     </xref> (pp. 194-195).</p>
    <p>Because of the shape of the IIPG formulation, the modified discrete gradient operator 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is defined as follows: for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        v 
      </mi> 
     </math> in 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(70)</p>
    <p>Using liftings and discrete gradients, surface contributions of the flux in Equation (32) are transformed to volume contribution. It makes working with the bilinear form 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> easier. For a given 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, it can be rewritten as follows:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ∀ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi mathvariant="script">
            V 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ℰ 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             ; 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <munderover> 
          <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </munderover> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                I 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <munderover> 
          <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
         </munderover> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             { 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ¯ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <msub> 
               <mo>
                 ∇ 
               </mo> 
               <mi>
                 h 
               </mi> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 h 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             } 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             〚 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             〛 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <munderover> 
          <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </munderover> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                I 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msubsup> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <munderover> 
          <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
         </munderover> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <munderover> 
          <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </munderover> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                I 
              </mi> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              〚 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              〛 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msubsup> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <munderover> 
          <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </munderover> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                I 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msubsup> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <munderover> 
          <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </munderover> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                I 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              〚 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              〛 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msubsup> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <munderover> 
          <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </munderover> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                I 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msubsup> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
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            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            G 
          </mi> 
          <mi>
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          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msubsup> 
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          <mo>
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          </mo> 
          <mrow> 
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            <mi>
              v 
            </mi> 
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              h 
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           </msub> 
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          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
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           x 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mi>
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         </msub> 
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          </mo> 
          <mrow> 
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           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
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            </mi> 
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           </msub> 
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            ) 
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            u 
          </mi> 
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          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
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            v 
          </mi> 
          <mi>
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          </mi> 
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           ∈ 
         </mo> 
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            V 
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           , 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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            s 
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            </mi> 
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           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
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              h 
            </mi> 
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            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
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            </msub> 
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           <mo>
             〛 
           </mo> 
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             〚 
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            </msub> 
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             〛 
           </mo> 
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               − 
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             + 
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       </mtr> 
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         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
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         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
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         </mtext> 
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           + 
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         <mfrac> 
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            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             〚 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             〛 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             〚 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             〛 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (72)</p>
    <p>Consider that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ⋯ 
         </mo> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> are chosen according to Lemma 4 that implies discrete coercivity in the 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>-norm, and hence well-posedness of the discrete linearized problem 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi mathvariant="script">
             V 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Definition 1. (Asymptotic adjoint consistency.) The discrete bilinear form 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is asymptotically adjoint consistent with the exact bilinear form 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        a 
      </mi> 
     </math> on 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> if for any subsequence 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> in 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> bounded in the 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>-norm and for any smooth function 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         φ 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, there is a subsequence 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          φ 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> in 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> converging to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        φ 
      </mi> 
     </math> in the 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>-norm and such that, up to a subsequence</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mi>
           lim 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            φ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <msup> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
      </mrow> 
     </math>(73)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is the limit of the subsequence identified in Theorem 11.</p>
    <p>Lemma 12. (Asymptotic adjoint consistency of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>.) The discrete bilinear form 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> of Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi mathvariant="script">
           W 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>) is asymptotically adjoint consistent with the exact bilinear form 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math> of Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi mathvariant="script">
         W 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math>) on 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Finally, we deduce the following result.</p>
    <p>Theorem 13. (Convergence to minimal regularity solutions.) Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> be a sequence of approximate solutions generated by solving the discrete linearized problem 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi mathvariant="script">
             V 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> defined by Equation (32) and with penalty parameters ensuring coercivity. Then, as 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         strongly 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         in 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mtext>
          2 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(74)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         strongly 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         in 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mtext>
          2 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(75)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>(76)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is the unique solution of the strong problem.</p>
    <p>Proofs of Lemma 12 and Theorem 13 can be found in Appendix.</p>
   </sec>
   <sec id="s4_6">
    <title>4.6. Concluding Results</title>
    <p>In the current section, several theorems have been proven. It is proven that there exists a unique solution to Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
        W 
      </mi> 
     </math>) using Lemma 1 and Lemma 2. Then, it is proven that for a given 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math>, there exists a unique solution to Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi mathvariant="script">
           W 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>) using Lemma 3. Lastly it is proven that for a given 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math>, the solution of Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi mathvariant="script">
           W 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>) converges to the solution of Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi mathvariant="script">
         W 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math>). These results proven in a general case for a given 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math> can be used to solve the toy problem. <xref ref-type="fig" rid="fig6">
      Figure 6
     </xref> gives a graphical representation of the whole loop of resolution with different paths.</p>
    <fig id="fig6" position="float">
     <label>Figure 6</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-"></xref>Figure 6. Scheme of the whole loop of resolution with the different linearization methods.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724377-rId1109.jpeg?20251126113056" />
    </fig>
    <p>The nonlinear problem, Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
        W 
      </mi> 
     </math>) can be linearized directly at the continuous level by employing a fixed-point method. The continuous level linearization</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           : 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            H 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            H 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           ↦ 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(77)</p>
    <p>stands for: find 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        u 
      </mi> 
     </math> solution of Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi mathvariant="script">
         W 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math>) for a given 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. One can define the following sequence defined by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> an initial guess and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         ℕ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>. Lemma 1 and Lemma 2 ensure that taking 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mi>
           lim 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <mi>
           ∞ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> gives the solution of Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
        W 
      </mi> 
     </math>).</p>
    <p>A discretization step is needed to compute the solution of Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
        W 
      </mi> 
     </math>). Consequently, the projector 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is introduced. It projects a function living in an infinite-dimensional space to a finite-dimensional space, especially it projects a function to the DG space 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Then, at a discrete level, the linearization method</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           : 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ℰ 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ℰ 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           ↦ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(78)</p>
    <p>stands for: find 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> discrete solution of Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi mathvariant="script">
           W 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>) for a given 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. One can notice that for a given 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, it has been proven (Theorem 13) that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           ∘ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> converges to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        u 
      </mi> 
     </math> given by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Lastly, the linearization method of Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
        W 
      </mi> 
     </math>) going through a discretization step is defined as</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           : 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            H 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            H 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           ↦ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mi>
             lim 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mo>
             → 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             ∘ 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              P 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(79)</p>
    <p>Using 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> one can define a new sequence 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> an initial guess and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mi>
           lim 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           ∘ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         ℕ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>. Taking the limit when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        n 
      </mi> 
     </math> goes to infinity gives the solution of Problem ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
        W 
      </mi> 
     </math>).</p>
    <p>The previously explained method uses two limits, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        h 
      </mi> 
     </math> goes to 0 then 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        n 
      </mi> 
     </math> goes to infinity. One can also consider limits in the opposite order. Using proof of Lemma 1 applied to the nonlinear discrete problem and then using Theorem 13, one can prove that the solution of the nonlinear discrete problem converges to the solution of the nonlinear continuous problem.</p>
   </sec>
  </sec><sec id="s5">
   <title>5. Numerical Results</title>
   <p>Following the numerical methods and theoretical results presented in the previous sections, the RIVAGE code is validated against numerical test cases. Two analytical test cases are used to compute convergence rates and validate the code. These analytical test cases are obtained by considering the problem’s aimed solution and choosing the source term according to the solution and the hydraulic conductivity function. They are built upon the nonlinear Poisson’s equation. The first case is a nonlinear one-dimensional problem in its stationary form. The second case is a nonlinear two-dimensional problem in its stationary form. These numerical experiments are inspired by literature. In 2008, Rivière <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-14">
     [14]
    </xref> and in 2021, Clément et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-12">
     [12]
    </xref> computed convergence rates for linear problems, also for nonlinear problems.</p>
   <p>Stationary problems are considered since theoretical results are given on this type of problem. Moreover, they are more difficult to solve since they solve the problem at infinite time. Consequently, the nonlinear solver has to find the solution without getting time sub-steps.</p>
   <p>Experimental test cases are solved with the RIVAGE code. These problems aim at confirming the performance of the adaptive strategy proposed in this work. Moreover, they allow to test RIVAGE of problems encountered in the hydrology field. These experiments are based on the work of Haverkamp et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-38">
     [38]
    </xref> and Vauclin et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-39">
     [39]
    </xref>.</p>
   <table-wrap id="table3">
    <label>
     <xref ref-type="table" rid="table3">
      Table 3
     </xref></label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-"></xref>Table 3. Solver and time-integration settings used in all numerical experiments.</title>
    </caption>
    <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
     <tr> 
      <td class="custom-bottom-td aleft" width="24.30%"><p style="text-align:left">Parameter</p></td> 
      <td class="custom-bottom-td aleft" width="34.56%"><p style="text-align:left">Symbol/Setting</p></td> 
      <td class="custom-bottom-td aleft" width="41.15%"><p style="text-align:left">Description</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="custom-top-td aleft" width="24.30%"><p style="text-align:left">Nonlinear tolerance</p></td> 
      <td class="custom-top-td aleft" width="34.56%"><p style="text-align:left"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              NL 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mn>
              10 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              6 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="custom-top-td aleft" width="41.15%"><p style="text-align:left">Residual tolerance for Picard iterations</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="aleft" width="24.30%"><p style="text-align:left">Maximum Picard iterations</p></td> 
      <td class="aleft" width="34.56%"><p style="text-align:left"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              Pic 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mtext>
              max 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            40 
          </mn> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="aleft" width="41.15%"><p style="text-align:left">Upper bound before step rejection</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="aleft" width="24.30%"><p style="text-align:left">Time-step size</p></td> 
      <td class="aleft" width="34.56%"><p style="text-align:left">adaptive</p></td> 
      <td class="aleft" width="41.15%"><p style="text-align:left">Automatically reduced if residual increases</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="aleft" width="24.30%"><p style="text-align:left">Minimum time-step</p></td> 
      <td class="aleft" width="34.56%"><p style="text-align:left"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mtext>
            Δ 
          </mtext> 
          <msub> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              min 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mn>
              10 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
            s 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="aleft" width="41.15%"><p style="text-align:left">Stability safeguard</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="aleft" width="24.30%"><p style="text-align:left">Linear solver</p></td> 
      <td class="aleft" width="34.56%"><p style="text-align:left">Conjugate Gradient (CG)</p></td> 
      <td class="aleft" width="41.15%"><p style="text-align:left">Preconditioned by ILU(0)</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="aleft" width="24.30%"><p style="text-align:left">Spatial polynomial degree</p></td> 
      <td class="aleft" width="34.56%"><p style="text-align:left"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="aleft" width="41.15%"><p style="text-align:left">Depending on the test case</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="aleft" width="24.30%"><p style="text-align:left">Penalty parameters</p></td> 
      <td class="aleft" width="34.56%"><p style="text-align:left">Equation (63)</p></td> 
      <td class="aleft" width="41.15%"><p style="text-align:left">Auto-calibrated during iteration</p></td> 
     </tr> 
    </table>
   </table-wrap>
   <p>These settings (see <xref ref-type="table" rid="table3">
     Table 3
    </xref>) were kept identical for all test cases unless explicitly stated otherwise.</p>
   <sec id="s5_1">
    <title>5.1. One-Dimensional Analytical Test Case</title>
    <p>For this first test case, theoretical convergence rates of the IIPG methods are checked, and numerical stability is evaluated concerning penalty values and penalization methods. The following problem is considered:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             in 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mi>
             Ω 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(80)</p>
    <p>with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtext>
         tanh 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           5 
         </mn> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         1.01 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        f 
      </mi> 
     </math> obtained by replacing 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        u 
      </mi> 
     </math> by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> in the problem. The chosen analytical solution is 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mtext>
         sin 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. The analytical solution is chosen not to be polynomial but to span the interval 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. The hydraulic conductivity is chosen to have a nonlinear problem with a similar shape of law given in <xref ref-type="table" rid="table1">
      Table 1
     </xref>. tanh has been chosen because it is a smooth function convenient for the computation of convergence rates and looks like constitutive laws for RE. Moreover, a factor of 200 between the maximum and the minimum value of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        K 
      </mi> 
     </math> with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.01 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. The problem is solved with the IIPG method. Three types of penalization are used. The first one 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         ℰ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, the second one 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         100 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         ℰ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> and the third one 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> are auto-calibrated using the method presented in Section 4. For each type of penalization, the solution is approximated by a piecewise linear function ( 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>), a piecewise quadratic function ( 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>), and a piecewise cubic function ( 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>). Moreover, lastly, four different mesh sizes are used 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         20 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         40 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         80 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         160 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>—the number of elements in the equally spaced partition of Ω.</p>
    <table-wrap id="table4">
     <label>
      <xref ref-type="table" rid="table4">
       Table 4
      </xref></label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-"></xref>Table 4. 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msup> 
   
          <mi>
           
    L
   
          </mi> 
   
          <mn>
           
    2
   
          </mn> 
  
         </msup> 
 
        </mrow>

       </math>-error, convergence rates and number of iterations for the one-dimensional benchmark.</title>
     </caption>
     <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="15.66%" colspan="2"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="27.82%" colspan="3"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="28.26%" colspan="3"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="28.26%" colspan="3"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="6.77%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            σ 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="8.88%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </math>-error</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            r 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="7.65%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </math>-error</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            r 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </math>-error</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            r 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="6.77%"><p style="text-align:center">1</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="8.88%"><p style="text-align:center">20</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">3.21 × 10<sup>−</sup><sup>1</sup></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="7.65%"><p style="text-align:center">0.21</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">1.33 × 10<sup>−</sup><sup>1</sup></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center">1.94</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">2.29 × 10<sup>−</sup><sup>4</sup></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center">6.21</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="6.77%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.88%"><p style="text-align:center">40</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">1.29 × 10<sup>−</sup><sup>1</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">1.31</p></td> 
       <td class="acenter" width="7.65%"><p style="text-align:center">0.46</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">3.41 × 10<sup>−</sup><sup>2</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">1.97</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center">3.17</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">1.42 × 10<sup>−</sup><sup>5</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">4.01</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center">11.85</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="6.77%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.88%"><p style="text-align:center">80</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">3.77 × 10<sup>−</sup><sup>2</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">1.78</p></td> 
       <td class="acenter" width="7.65%"><p style="text-align:center">1.02</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">8.53 × 10<sup>−</sup><sup>3</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">2.00</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center">5.97</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">8.88 × 10<sup>−</sup><sup>7</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">4.00</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center">23.94</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="6.77%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.88%"><p style="text-align:center">160</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">9.83 × 10<sup>−</sup><sup>3</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">1.94</p></td> 
       <td class="acenter" width="7.65%"><p style="text-align:center">2.08</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">2.13 × 10<sup>−</sup><sup>3</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">2.00</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center">12.09</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">5.62 × 10<sup>−</sup><sup>8</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">3.98</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center">52.83</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="6.77%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="8.88%"><p style="text-align:center">Fitted</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">1.69</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="7.65%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">1.99</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">4.00</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center"></p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="6.77%"><p style="text-align:center">100</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="8.88%"><p style="text-align:center">20</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">8.33 × 10<sup>−</sup><sup>3</sup></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="7.65%"><p style="text-align:center">0.21</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">1.36 × 10<sup>−</sup><sup>3</sup></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center">1.48</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">2.33 × 10<sup>−</sup><sup>6</sup></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center">5.89</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="6.77%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.88%"><p style="text-align:center">40</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">2.10 × 10<sup>−</sup><sup>3</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">1.99</p></td> 
       <td class="acenter" width="7.65%"><p style="text-align:center">0.51</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">3.41 × 10<sup>−</sup><sup>4</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">2.00</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center">2.97</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">1.44 × 10<sup>−</sup><sup>7</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">4.02</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center">11.87</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="6.77%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.88%"><p style="text-align:center">80</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">5.27 × 10<sup>−</sup><sup>4</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">2.00</p></td> 
       <td class="acenter" width="7.65%"><p style="text-align:center">1.03</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">8.53 × 10<sup>−</sup><sup>5</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">2.00</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center">5.94</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">9.74 × 10<sup>−</sup><sup>9</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">3.89</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center">24.03</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="6.77%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.88%"><p style="text-align:center">160</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">1.31 × 10<sup>−</sup><sup>4</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">2.00</p></td> 
       <td class="acenter" width="7.65%"><p style="text-align:center">2.08</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">2.13 × 10<sup>−</sup><sup>5</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">2.00</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center">12.16</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">1.37 × 10<sup>−</sup><sup>9</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">2.83</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center">53.20</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="6.77%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.88%"><p style="text-align:center">Fitted</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">1.99</p></td> 
       <td class="acenter" width="7.65%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">2.00</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">3.61</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center"></p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="6.77%"><p style="text-align:center">auto</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.88%"><p style="text-align:center">20</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">3.53 × 10<sup>−</sup><sup>2</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="7.65%"><p style="text-align:center">0.24</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">1.69 × 10<sup>−</sup><sup>2</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center">1.43</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">3.46 × 10<sup>−</sup><sup>6</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center">5.88</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="6.77%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.88%"><p style="text-align:center">40</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">8.88 × 10<sup>−</sup><sup>3</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">1.99</p></td> 
       <td class="acenter" width="7.65%"><p style="text-align:center">0.51</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">4.40 × 10<sup>−</sup><sup>3</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">1.94</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center">2.86</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">1.61 × 10<sup>−</sup><sup>7</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">4.42</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center">11.92</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="6.77%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.88%"><p style="text-align:center">80</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">2.17 × 10<sup>−</sup><sup>3</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">2.03</p></td> 
       <td class="acenter" width="7.65%"><p style="text-align:center">1.05</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">1.13 × 10<sup>−</sup><sup>3</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">1.95</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center">5.95</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">9.45 × 10<sup>−</sup><sup>9</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">4.10</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center">24.07</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="6.77%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.88%"><p style="text-align:center">160</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">5.32 × 10<sup>−</sup><sup>4</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">2.03</p></td> 
       <td class="acenter" width="7.65%"><p style="text-align:center">2.55</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">2.90 × 10<sup>−</sup><sup>4</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">1.97</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center">12.13</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center">1.33 × 10<sup>−</sup><sup>9</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">2.82</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center">53.25</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="6.77%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.88%"><p style="text-align:center">Fitted</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">2.02</p></td> 
       <td class="acenter" width="7.65%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">1.96</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="13.86%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.32%"><p style="text-align:center">3.81</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.08%"><p style="text-align:center"></p></td> 
      </tr> 
     </table>
    </table-wrap>
    <fig id="fig7" position="float">
     <label>Figure 7</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-"></xref>Figure 7. Penalization parameters for the one-dimensional test case in the case of auto-penalization.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724377-rId1246.jpeg?20251126113057" />
    </fig>
    <p>
     <xref ref-type="table" rid="table4">
      Table 4
     </xref> shows 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>-error and convergence rate for each computation. It can be noticed that computed convergence rates correspond to the theoretical ones found in literature <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-14">
      [14]
     </xref> and <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-40">
      [40]
     </xref> (pp. 64-84). For the IIPG formulation with penalization, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        p 
      </mi> 
     </math> is odd in order 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, it is optimal, and if 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        p 
      </mi> 
     </math> is even, the order is 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        p 
      </mi> 
     </math>, it is suboptimal. Moreover, for a penalization speed set by the user to 1 (outside of the range specified by theoretical results), errors are about 100 times greater than in other computations. The fixed-point method converges to a less accurate solution. Computation times are also given. It can be noticed that auto-penalization is not greatly slower than user-defined penalization and can even be faster due to the quickest convergence of the iterative method.</p>
    <p>Moreover, <xref ref-type="fig" rid="fig7">
      Figure 7
     </xref> shows penalization values in the case of auto-calibration. One can observe that penalization values are not constant on Ω and vary according to the polynomial degree of approximation. On the domain, some part needs a small amount of penalization, whereas others need a higher amount.</p>
   </sec>
   <sec id="s5_2">
    <title>5.2. Two-Dimensional Analytical Test Case</title>
    <p>This second experiment focuses on the ability of the IIPG method to solve RE in two dimensions. Its convergence rates are computed, and numerical stability is evaluated concerning penalty values and penalization methods. The following problem is considered:</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> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mo>
               ∇ 
             </mo> 
             <mo>
               ⋅ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 K 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ∇ 
               </mo> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mi>
               f 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               in 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mi>
               Ω 
             </mi> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               × 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               on 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               Ω 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(81)</p>
    <p>with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtext>
         tanh 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         1.01 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and similarly to the previous test case 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        f 
      </mi> 
     </math> is obtained by replacing 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        u 
      </mi> 
     </math> by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> in the problem. The chosen analytical solution is 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         sin 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         sin 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. The problem is solved similarly to the one-dimensional test case. Three types of penalization are used. The first one 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         ℰ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, the second one 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         100 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         ℰ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> and the third one 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> are auto-calibrated. For each type of penalization, the solution is approximated by a piecewise linear function ( 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>), a piecewise quadratic function ( 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>), and a piecewise cubic function ( 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>). Lastly, three different meshes are used. They are all composed of quadrilaterals of identical size, and each space direction is discretized with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         10 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         20 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         40 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> elements. It gives a mesh with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         100 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         400 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         1600 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> elements.</p>
    <table-wrap id="table5">
     <label>
      <xref ref-type="table" rid="table5">
       Table 5
      </xref></label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-"></xref>Table 5. 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msup> 
   
          <mi>
           
    L
   
          </mi> 
   
          <mn>
           
    2
   
          </mn> 
  
         </msup> 
 
        </mrow>

       </math>-error, convergence rates and number of iterations for the two-dimensional benchmark.</title>
     </caption>
     <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="15.38%" colspan="2"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="27.35%" colspan="3"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="27.78%" colspan="3"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="29.49%" colspan="3"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="6.65%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            σ 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="8.72%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </math>-error</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            r 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="7.51%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </math>-error</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            r 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="7.95%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </math>-error</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            r 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="9.66%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="6.65%"><p style="text-align:center">1</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="8.72%"><p style="text-align:center">10</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">6.45 × 10<sup>−</sup><sup>2</sup></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="7.51%"><p style="text-align:center">0.29</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">4.83 × 10<sup>−</sup><sup>2</sup></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="7.95%"><p style="text-align:center">1.54</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">8.60 × 10<sup>−</sup><sup>4</sup></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="9.66%"><p style="text-align:center">5.07</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="6.65%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.72%"><p style="text-align:center">20</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">1.51 × 10<sup>−</sup><sup>2</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center">1.99</p></td> 
       <td class="acenter" width="7.51%"><p style="text-align:center">1.00</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">1.11 × 10<sup>−</sup><sup>2</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center">2.11</p></td> 
       <td class="acenter" width="7.95%"><p style="text-align:center">7.21</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">4.69 × 10<sup>−</sup><sup>5</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center">4.20</p></td> 
       <td class="acenter" width="9.66%"><p style="text-align:center">27.21</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="6.65%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.72%"><p style="text-align:center">40</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">3.53 × 10<sup>−</sup><sup>3</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center">2.10</p></td> 
       <td class="acenter" width="7.51%"><p style="text-align:center">7.57</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">2.65 × 10<sup>−</sup><sup>3</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center">2.07</p></td> 
       <td class="acenter" width="7.95%"><p style="text-align:center">59.51</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">2.74 × 10<sup>−</sup><sup>6</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center">4.09</p></td> 
       <td class="acenter" width="9.66%"><p style="text-align:center">279.59</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="6.65%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="8.72%"><p style="text-align:center">Fitted</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center">2.10</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="7.51%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center">2.09</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="7.95%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center">4.15</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="9.66%"><p style="text-align:center"></p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="6.65%"><p style="text-align:center">100</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="8.72%"><p style="text-align:center">10</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">3.80 × 10<sup>−</sup><sup>2</sup></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="7.51%"><p style="text-align:center">0.25</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">2.02 × 10<sup>−</sup><sup>3</sup></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="7.95%"><p style="text-align:center">1.14</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">7.32 × 10<sup>−</sup><sup>5</sup></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="9.66%"><p style="text-align:center">4.83</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="6.65%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.72%"><p style="text-align:center">20</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">9.53 × 10<sup>−</sup><sup>3</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center">1.99</p></td> 
       <td class="acenter" width="7.51%"><p style="text-align:center">0.99</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">2.72 × 10<sup>−</sup><sup>4</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center">2.90</p></td> 
       <td class="acenter" width="7.95%"><p style="text-align:center">6.78</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">4.59 × 10<sup>−</sup><sup>6</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center">4.00</p></td> 
       <td class="acenter" width="9.66%"><p style="text-align:center">30.23</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="6.65%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.72%"><p style="text-align:center">40</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">2.38 × 10<sup>−</sup><sup>3</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center">2.00</p></td> 
       <td class="acenter" width="7.51%"><p style="text-align:center">8.37</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">4.08 × 10<sup>−</sup><sup>5</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center">2.74</p></td> 
       <td class="acenter" width="7.95%"><p style="text-align:center">61.62</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">2.87 × 10<sup>−</sup><sup>7</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center">4.00</p></td> 
       <td class="acenter" width="9.66%"><p style="text-align:center">290.86</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="6.65%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="8.72%"><p style="text-align:center">Fitted</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center">2.00</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="7.51%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center">2.82</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="7.95%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center">4.00</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="9.66%"><p style="text-align:center"></p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="6.65%"><p style="text-align:center">auto</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="8.72%"><p style="text-align:center">10</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">3.37 × 10<sup>−</sup><sup>2</sup></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="7.51%"><p style="text-align:center">0.25</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">2.52 × 10<sup>−</sup><sup>3</sup></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="7.95%"><p style="text-align:center">1.15</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">7.41 × 10<sup>−</sup><sup>5</sup></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="9.66%"><p style="text-align:center">4.93</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="6.65%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.72%"><p style="text-align:center">20</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">8.11 × 10<sup>−</sup><sup>3</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center">2.06</p></td> 
       <td class="acenter" width="7.51%"><p style="text-align:center">1.03</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">5.90 × 10<sup>−</sup><sup>4</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center">2.09</p></td> 
       <td class="acenter" width="7.95%"><p style="text-align:center">6.88</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">4.71 × 10<sup>−</sup><sup>6</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center">3.98</p></td> 
       <td class="acenter" width="9.66%"><p style="text-align:center">30.15</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="6.65%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.72%"><p style="text-align:center">40</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">2.02 × 10<sup>−</sup><sup>3</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center">2.00</p></td> 
       <td class="acenter" width="7.51%"><p style="text-align:center">8.49</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">1.51 × 10<sup>−</sup><sup>4</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center">1.96</p></td> 
       <td class="acenter" width="7.95%"><p style="text-align:center">60.85</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">2.97 × 10<sup>−</sup><sup>7</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center">3.99</p></td> 
       <td class="acenter" width="9.66%"><p style="text-align:center">288.50</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="6.65%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
       <td class="acenter" width="8.72%"><p style="text-align:center">Fitted</p></td> 
       <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center">2.03</p></td> 
       <td class="acenter" width="7.51%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center">2.03</p></td> 
       <td class="acenter" width="7.95%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="6.21%"><p style="text-align:center">3.98</p></td> 
       <td class="acenter" width="9.66%"><p style="text-align:center"></p></td> 
      </tr> 
     </table>
    </table-wrap>
    <p>
     <xref ref-type="table" rid="table5">
      Table 5
     </xref> shows 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>-error and convergence rate for each computation. It can be noticed that computed convergence rates correspond to the theoretical ones found in literature <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-14">
      [14]
     </xref> and <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-40">
      [40]
     </xref> (pp. 64-84). For the IIPG formulation with penalization, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        p 
      </mi> 
     </math> is odd in order 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, it is optimal, and if 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        p 
      </mi> 
     </math> is even, the order is 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        p 
      </mi> 
     </math> and suboptimal. Moreover, for a penalization speed set by the user to 1 (outside of the range specified by theoretical results), errors are about 100 times greater than in other computations. The fixed-point method converges to a less accurate solution. Computation times are also given. It can be noticed that auto-penalization is not greatly slower than user-defined penalization and can even be faster due to the quickest convergence of the iterative method as in the one-dimensional case.</p>
    <p>Moreover, <xref ref-type="fig" rid="fig8">
      Figure 8
     </xref> shows penalization values in the case of auto-calibration. One can observe that penalization values are not constant on Ω and vary according to the polynomial degree of approximation. On the domain, some part needs a small amount of penalization, whereas others need a higher amount.</p>
    <fig id="fig8" position="float">
     <label>Figure 8</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-"></xref>Figure 8. Penalization parameters for the two-dimensional test case in the case of auto-penalization.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724377-rId1322.jpeg?20251126113059" />
    </fig>
   </sec>
   <sec id="s5_3">
    <title>5.3. Application to Groundwater Flows I: Haverkamp’s Test Case</title>
    <p>The two problems considered here, one-dimensional and two-dimensional, aim to validate the numerical resolution of RE using DG methods and auto-calibration of penalization parameters. Numerical results are compared to numerical simulations in the literature and experimental data.</p>
    <p>The first experimental validation of solving RE with DG methods is a one-dimensional test case. The numerical results are compared with data sourced from the literature. This particular numerical test case was initially presented by Celia et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-41">
      [41]
     </xref>. It is based on an experiment conducted by Haverkamp et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-38">
      [38]
     </xref>, who referred to the availability of a quasi-analytical solution provided by Philip <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-42">
      [42]
     </xref>. Subsequently, it was used by others such as <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-43">
      [43]
     </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-44">
      [44]
     </xref>, and represents a set of well-established test cases, for instance, see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-30">
      [30]
     </xref>. Despite its simplicity, this case offers insights into the fundamental physics of a wetting front resulting from infiltration.</p>
    <p>This scenario involves the one-dimensional infiltration into a soil column measuring 40 cm in height and 8 cm in width. The hydraulic head at the top and bottom is governed by Dirichlet boundary conditions: 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mi>
           o 
         </mi> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         19.3 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         cm 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
         <mi>
           o 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mi>
           o 
         </mi> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         61.5 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         cm 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </math>, resulting in cumulative downward infiltration. The sides are impermeable. The initial condition is 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         61.5 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         cm 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </math>. Although this case is one-dimensional, it is solved on a two-dimensional domain. Therefore, homogeneous Neumann boundary conditions are applied along the boundary in the infiltration direction. For a visual representation of this setup, refer to <xref ref-type="fig" rid="fig9">
      Figure 9
     </xref>.</p>
    <fig id="fig9" position="float">
     <label>Figure 9</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-"></xref>Figure 9. Haverkamp’s test case configuration.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724377-rId1329.jpeg?20251126113059" />
    </fig>
    <p>Hydraulic properties use Vachaud’s relations in <xref ref-type="table" rid="table1">
      Table 1
     </xref> with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1.175 
       </mn> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mn>
           10 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mn>
          6 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         4.74 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1.611 
       </mn> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mn>
           10 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mn>
          6 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         3.96 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.0094 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         cm 
       </mtext> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mtext>
          s 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.287 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.075 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. The simulation is done on a mesh of 160 elements along the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        z 
      </mi> 
     </math>-axis. The solution is piecewise linear ( 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>), and time integration is BDF of order 2. Penalization parameters are set automatically using results from Section 4. In addition, stopping criteria are set to 10<sup>−</sup><sup>6</sup> for this computation. The solution to this problem is computed at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         600 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>
     <xref ref-type="fig" rid="fig10">
      Figure 10
     </xref> displays the comparison of numerical results with results from Manzini et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-44">
      [44]
     </xref>, the pressure head distribution at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         360 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </math> and the penalization parameters distribution at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         360 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </math>. Numerical results are in good agreement with the literature results for this test case. The pressure head distribution shows a vertical progression of the wetting front with a steep transition from the initial 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ψ 
      </mi> 
     </math> to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ψ 
      </mi> 
     </math> imposed at the boundary condition. Moreover, the distribution of penalization parameters shows that the penalization parameters are not constant on the whole domain and are higher on the wetting front.</p>
    <p>This test case validates a real, evolving test case for the DG method. Moreover, it gives a good insight into the behavior of automatic penalization. Penalization parameters are auto-calibrated as long as the solution evolves. Moreover, automatic penalization impacts a full nonlinear problem because the nonlinear solver needs fewer iterations to converge to the solution.</p>
    <fig id="fig10" position="float">
     <label>Figure 10</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-"></xref>Figure 10. Haverkamp’s test case, numerical solution for 160 elements, 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   p
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   1
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math> and BDF-2 method.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724377-rId1357.jpeg?20251126113100" />
    </fig>
   </sec>
   <sec id="s5_4">
    <title>5.4. Application to Groundwater Flows II: Vauclin’s Test Case</title>
    <p>Vauclin, Vachaud, and Khanji conducted a series of laboratory experiments in the 1970s, the details of which can be found in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-39">
      [39]
     </xref>. These experiments explored water table recharge and drainage in a slab of sandy soil. The work by Vauclin et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-39">
      [39]
     </xref> specifically focuses on simulating water flow recharge through a soil slab and provides experimental details and results. The experiment involved a 6 m by 2 m box, with only one half simulated due to symmetry. The left, top (for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         50 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         cm 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </math>), and bottom sides were impervious, with a prescribed constant flux on the top for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mn>
         50 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         cm 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </math> of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         14.8 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         cm 
       </mtext> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mtext>
          h 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>. The water level was maintained at a constant 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         65 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         cm 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </math> in the ditch on the right for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mn>
         65 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         cm 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </math>, while the remaining boundary on the right for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         65 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         cm 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </math> accounted for a seepage boundary condition. The initial state was at hydrostatic equilibrium with the water table at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         65 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </math>. For further reference, please see <xref ref-type="fig" rid="fig11">
      Figure 11
     </xref> for a schematic representation of the setup. The complete simulation of water table recharge by Vauclin et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-39">
      [39]
     </xref> has been used by numerous studies to evaluate their methods (see, for instance, <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-45">
      [45]
     </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-47">
      [47]
     </xref>). The MODFLOW code validation partially relies on this experimental dataset <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-31">
      [31]
     </xref>.</p>
    <p>Hydraulic properties use Vachaud’s relations in <xref ref-type="table" rid="table1">
      Table 1
     </xref> with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         2.99 
       </mn> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mn>
           10 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mn>
          6 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         5.0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         40000 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         2.9 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         35 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         cm 
       </mtext> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mtext>
          h 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. The simulation is carried on an evolving mesh. The mesh is adapted along the computation according to the gradient of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        h 
      </mi> 
     </math>. Mesh adaptive parameters are set to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         50 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         50 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. The solution is sought piecewise linear ( 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>) and time integration is BDF of order 3. Penalization parameters are set automatically using results from Section 4. In addition, stopping criteria are set to 10<sup>−</sup><sup>6</sup> for this computation. The solution of this problem is computed until 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         10 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         h 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <fig id="fig11" position="float">
     <label>Figure 11</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-"></xref>Figure 11. Vauclin’s test case configuration.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724377-rId1398.jpeg?20251126113100" />
    </fig>
    <p>In the initial mesh displayed in <xref ref-type="fig" rid="fig12">
      Figure 12
     </xref>, the refinement below the water entry edge aims to assist in simulating the steep wetting front. <xref ref-type="fig" rid="fig13">
      Figure 13
     </xref> compares the water table’s position at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         8 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         h 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </math> with data from Vauclin et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-39">
      [39]
     </xref>. The numerical results closely match the experimental profile, although there are small discrepancies in the middle of the water table, which may be due to the non-perfect isotropic and homogeneous nature of the sandy soil.</p>
    <p>
     <xref ref-type="fig" rid="fig14">
      Figure 14
     </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig15">
      Figure 15
     </xref> illustrate the field distribution of hydraulic head, flux, and the positions of the water table and capillary fringe at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.29 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. These figures also show the isolines of the hydraulic head. The numerical results are in agreement with the data from Vauclin et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-39">
      [39]
     </xref>.</p>
    <p>Additionally, in <xref ref-type="fig" rid="fig16">
      Figure 16
     </xref>, the evolution of penalization parameters during the computation is presented. At selected times, the evolution of the mesh reflects the capture of the steep front.</p>
    <p>Finally, <xref ref-type="fig" rid="fig17">
      Figure 17
     </xref> displays the evolution of time-steps and the number of elements over time. The adaptation of time steps and the number of elements is evident, with the time steps initially small due to the strong nonlinearity induced by the steep wetting front. As the front smoothens, the number of elements decreases, stabilizing at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         600 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> after 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         h 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>This test case is a test case, which is a typical problem where auto-calibration of penalization parameters is essential. Since the problem is strongly nonlinear and evolving, with a basic penalization and user defined parameters, the nonlinear solver failed to capture the solution or necessitates some combination of fixed-point solver and Newton-Raphson method such as in the work of <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-7">
      [7]
     </xref>.</p>
    <p>Discussions on possible limitations. A potential limitation of the proposed approach arises when hydraulic parameters (e.g., 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        α 
      </mi> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        n 
      </mi> 
     </math>) exhibit abrupt spatial variations between adjacent elements. In such cases, the optimal scaling of the penalty parameter may deteriorate, leading to sub-optimal convergence rates. Similarly, the application of capillary-pressure regularization can alter the local nonlinearity of the constitutive laws, thereby reducing the effectiveness of the automatic penalization scheme. Future work will investigate adaptive penalty strategies that account for local parameter contrasts and regularized constitutive models.</p>
    <fig id="fig12" position="float">
     <label>Figure 12</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-"></xref>Figure 12. Vauclin’s test case, initial mesh.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724377-rId1413.jpeg?20251126113100" />
    </fig>
    <fig id="fig13" position="float">
     <label>Figure 13</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-"></xref>Figure 13. Vauclin’s test case, numerical water table position compared to experimental data from Vaulin et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-39">
        [39]
       </xref>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724377-rId1414.jpeg?20251126113100" />
    </fig>
    <fig id="fig14" position="float">
     <label>Figure 14</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-"></xref>Figure 14. Vauclin’s test case, at 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   t
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   3
  
         </mn>
  
         <mtext>
          
    
  
         </mtext>
  
         <mtext>
          
   h
  
         </mtext>
 
        </mrow>

       </math>, spatial distribution of hydraulic head, water table position (white line), contour plot of hydraulic head (red lines) and flux (arrows).</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724377-rId1415.jpeg?20251126113100" />
    </fig>
    <fig id="fig15" position="float">
     <label>Figure 15</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-"></xref>Figure 15. Vauclin’s test case, at 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   t
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   8
  
         </mn>
  
         <mtext>
          
    
  
         </mtext>
  
         <mtext>
          
   h
  
         </mtext>
 
        </mrow>

       </math>, spatial distribution of hydraulic head, water table position (white line), contour plot of hydraulic head (red lines) and flux (arrows).</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724377-rId1418.jpeg?20251126113100" />
    </fig>
    <fig id="fig16" position="float">
     <label>Figure 16</label>
     <caption>
      <title><p class="imgGroupCss_v"><img class=" imgMarkCss lazy" data-original="https://html.scirp.org/file/1724377-rId1422.jpeg?20251126113100" /></p><xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-"></xref>Figure 16. Vauclin’s test case, spatial distribution of penalization parameters and mesh at selected times.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724377-rId1421.jpeg?20251126113100" />
    </fig>
    <fig id="fig17" position="float">
     <label>Figure 17</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-"></xref>Figure 17. Vauclin’s test case, evolution along time of time-steps (left) and number of elements (right).</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724377-rId1423.jpeg?20251126113100" />
    </fig>
   </sec>
  </sec><sec id="s6">
   <title>Acknowledgements</title>
   <p>This work has been supported by the ADEN-MED project (Adaptability to Extreme events and Natural risks-application to the Mediterranean and Djibouti), funded by the Région Sud Provence-Alpes-Côte d’Azur under the AAP MEDCLIMAT “Natural risks and food sovereignty”, and by France 2030 through the Priority Research Program and Equipment (PEPR) “Maths-Vives-Mathematics in Interactions”, targeted project HYDRAUMATH (ANR-23-EXMA-007), operated by ANR.</p>
  </sec><sec id="s7">
   <title>Appendix</title>
   <sec id="s7_1">
    <title>Proofs on Theoretical Results</title>
    <p>Proof of Lemma 4. For a given 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and choosing 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> in (32) yields</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ∀ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi mathvariant="script">
            V 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
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          </mo> 
          <mrow> 
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            <mi>
              ℰ 
            </mi> 
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              h 
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           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <munderover> 
          <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
           <mo>
             ∑ 
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          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </munderover> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                I 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <msup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <munderover> 
          <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
         </munderover> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             { 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ¯ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
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               <msup> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
               </msup> 
               <mi>
                 h 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             } 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             〚 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
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            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             〛 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              σ 
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              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             〚 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
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             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             〛 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
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           + 
         </mo> 
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          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </munderover> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             〚 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             〛 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             〚 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             〛 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (82)</p>
    <p>An upper bound to the term 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              { 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 K 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ¯ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <msub> 
                <msup> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              } 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              〚 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              〛 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
      </mrow> 
     </math> needs to be established to prove the coercivity of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. Using Hypothesis ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ℋ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>) and definition of average:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ∀ 
         </mo> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mo>
             ⋯ 
           </mo> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                { 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   K 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     x 
                   </mi> 
                   <mo>
                     , 
                   </mo> 
                   <mover accent="true"> 
                    <mi>
                      u 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ¯ 
                    </mo> 
                   </mover> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <msub> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ′ 
                   </mo> 
                  </msup> 
                  <mi>
                    h 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                } 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
               </msubsup> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mover accent="true"> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mo>
                  ¯ 
                </mo> 
               </mover> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msubsup> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                  <mi>
                    n 
                  </mi> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                 </msubsup> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msub> 
              <msup> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
               </msubsup> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mover accent="true"> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mo>
                  ¯ 
                </mo> 
               </mover> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msubsup> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                  <mi>
                    n 
                  </mi> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
                 </msubsup> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msub> 
              <msup> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
              <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> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <msup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <msup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(83)</p>
    <p>Recalling the trace inequality <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-48">
      [48]
     </xref> in the case of an orthonormal polynomial basis: for an interval 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          I 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>,</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℙ 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           tr 
         </mtext> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                I 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msqrt> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           tr 
         </mtext> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                I 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msqrt> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>(84)</p>
    <p>we get, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ⋯ 
         </mo> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
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          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                { 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   K 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     x 
                   </mi> 
                   <mo>
                     , 
                   </mo> 
                   <mover accent="true"> 
                    <mi>
                      u 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ¯ 
                    </mo> 
                   </mover> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <msub> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ′ 
                   </mo> 
                  </msup> 
                  <mi>
                    h 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                } 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                〚 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                〛 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                C 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 tr 
               </mtext> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msqrt> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msqrt> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <msup> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                I 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
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             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
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                K 
              </mi> 
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                1 
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                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
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            <mn>
              2 
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           <mfrac> 
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                C 
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               <mtext>
                 tr 
               </mtext> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
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                <mo>
                  ( 
                </mo> 
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                </mi> 
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                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
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             </msqrt> 
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           </mfrac> 
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             <mrow> 
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                ‖ 
              </mo> 
              <mrow> 
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                   u 
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                   ′ 
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               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
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                I 
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                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                〚 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                〛 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
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           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
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                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
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              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
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          <mrow> 
           <msubsup> 
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                ( 
              </mo> 
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                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
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                 1 
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                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
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         </msqrt> 
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           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
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                ′ 
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            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
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              I 
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            <mrow> 
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               n 
             </mi> 
             <mo>
               − 
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          </mrow> 
         </msub> 
         <mfrac> 
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              K 
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                ( 
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                 − 
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           </msubsup> 
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                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
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                   n 
                 </mi> 
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                   − 
                 </mo> 
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                   1 
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                  ) 
                </mo> 
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                  ( 
                </mo> 
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                   n 
                 </mi> 
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                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
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                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
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           </msqrt> 
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         </mfrac> 
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              C 
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               tr 
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               , 
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             <mi>
               p 
             </mi> 
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               − 
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            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msqrt> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msqrt> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                〚 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                〛 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <msup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              I 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <msqrt> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
           <msqrt> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mtext>
               tr 
             </mtext> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msqrt> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msqrt> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                〚 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                〛 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (85)</p>
    <p>At the boundary nodes 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, we have</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              { 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 K 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ¯ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <msub> 
                <msup> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              } 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              〚 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              〛 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
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       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mtext>
             tr 
           </mtext> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msqrt> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              〚 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              〛 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> (87)</p>
    <p>Gathering the bounds on the boundary and the interior nodes, we get</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <munderover> 
          <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </munderover> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                { 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   K 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     x 
                   </mi> 
                   <mo>
                     , 
                   </mo> 
                   <mover accent="true"> 
                    <mi>
                      u 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ¯ 
                    </mo> 
                   </mover> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <msub> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ′ 
                   </mo> 
                  </msup> 
                  <mi>
                    h 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                } 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                〚 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                〛 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <msup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              I 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
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           <msqrt> 
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                ε 
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               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mn>
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                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msup> 
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           </msqrt> 
           <msqrt> 
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                K 
              </mi> 
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                </mo> 
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             </msubsup> 
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           <msubsup> 
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              C 
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             <mtext>
               tr 
             </mtext> 
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               , 
             </mo> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
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               − 
             </mo> 
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                ( 
              </mo> 
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                0 
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                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
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         </mfrac> 
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            | 
          </mo> 
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                〚 
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                </mi> 
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                〛 
              </mo> 
             </mrow> 
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                x 
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                0 
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           </msub> 
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          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
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       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <munderover> 
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           <mo>
             ∑ 
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           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             1 
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          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
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          <mo>
            ( 
          </mo> 
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                ε 
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                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
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                 </mi> 
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                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
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                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msup> 
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           </msqrt> 
           <msqrt> 
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                K 
              </mi> 
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                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
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                   n 
                 </mi> 
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                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
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                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
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           </msqrt> 
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                ‖ 
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                   u 
                 </mi> 
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                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
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                  h 
                </mi> 
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                ‖ 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
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                I 
              </mi> 
              <mrow> 
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                 n 
               </mi> 
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                 − 
               </mo> 
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           </msub> 
           <mfrac> 
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                K 
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                </mo> 
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                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
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                  ) 
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                  ε 
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                    ( 
                  </mo> 
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                   <mi>
                     n 
                   </mi> 
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                     − 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
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                    ) 
                  </mo> 
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                </mrow> 
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                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
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                   <mi>
                     n 
                   </mi> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
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                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
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                C 
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                 tr 
               </mtext> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
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                 1 
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                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msqrt> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msqrt> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  〚 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    h 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  〛 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
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                ε 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
           <msqrt> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
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                K 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
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               <mrow> 
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                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
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                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
              <mrow> 
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                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
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                  h 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
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                I 
              </mi> 
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              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
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                K 
              </mi> 
              <mn>
                1 
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                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
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                  ε 
                </mi> 
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                 <mrow> 
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                    ( 
                  </mo> 
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                    n 
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                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </msqrt> 
             <msqrt> 
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               <msubsup> 
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                  K 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
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                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    n 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
             </msqrt> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                C 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 tr 
               </mtext> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
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                h 
              </mi> 
             </msqrt> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
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              | 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  〚 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    h 
                  </mi> 
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                </mrow> 
                <mo>
                  〛 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <msup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              I 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msqrt> 
            <mrow> 
             <msup> 
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                ε 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   N 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   A 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
           <msqrt> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   N 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mtext>
               tr 
             </mtext> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msqrt> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msqrt> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                〚 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                〛 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (88)</p>
    <p>Then, using Cauchy-Schwarz’s and Young’s inequality, we have:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
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           <mo>
             ∑ 
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          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </munderover> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             { 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ¯ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <msub> 
               <msup> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
               </msup> 
               <mi>
                 h 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             } 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             〚 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             〛 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <munderover> 
          <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
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          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </munderover> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <msubsup> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <msup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              I 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  K 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </msubsup> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  C 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mtext>
                   tr 
                 </mtext> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   p 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
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                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <msubsup> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
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             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
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                0 
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              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                〚 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
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                  h 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                〛 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  K 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     N 
                   </mi> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </msubsup> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  C 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mtext>
                   tr 
                 </mtext> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   p 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
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                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     N 
                   </mi> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <msubsup> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
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             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                〚 
              </mo> 
              <mrow> 
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                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                〛 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mfrac> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <munderover> 
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           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </munderover> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msubsup> 
                  <mi>
                    K 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mrow> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mrow> 
                     <mi>
                       n 
                     </mi> 
                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <mn>
                       1 
                     </mn> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                 </msubsup> 
                 <msubsup> 
                  <mi>
                    C 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mtext>
                     tr 
                   </mtext> 
                   <mo>
                     , 
                   </mo> 
                   <mi>
                     p 
                   </mi> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </mrow> 
                  <mrow> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mrow> 
                     <mi>
                       n 
                     </mi> 
                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <mn>
                       1 
                     </mn> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                 </msubsup> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <msup> 
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                ε 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <msubsup> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                0 
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              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  〚 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
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                  <mi>
                    h 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  〛 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
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                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msubsup> 
                  <mi>
                    K 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mrow> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mi>
                      n 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                 </msubsup> 
                 <msubsup> 
                  <mi>
                    C 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mtext>
                     tr 
                   </mtext> 
                   <mo>
                     , 
                   </mo> 
                   <mi>
                     p 
                   </mi> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </mrow> 
                  <mrow> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mi>
                      n 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                 </msubsup> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
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             </mn> 
             <msup> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
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                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <msubsup> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
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               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
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               <mrow> 
                <mo>
                  〚 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    h 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  〛 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msub> 
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                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(89)</p>
    <p>From the above inequality, we deduce a lower bound of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
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    <p>where</p>
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                σ 
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                n 
              </mi> 
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                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mfrac> 
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                    ( 
                  </mo> 
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                      K 
                    </mi> 
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                      1 
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                        ( 
                      </mo> 
                      <mi>
                        n 
                      </mi> 
                      <mo>
                        ) 
                      </mo> 
                     </mrow> 
                    </mrow> 
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                    <mi>
                      C 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <mtext>
                       tr 
                     </mtext> 
                     <mo>
                       , 
                     </mo> 
                     <mi>
                       p 
                     </mi> 
                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <mn>
                       1 
                     </mn> 
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                        ( 
                      </mo> 
                      <mi>
                        n 
                      </mi> 
                      <mo>
                        ) 
                      </mo> 
                     </mrow> 
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                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
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                  2 
                </mn> 
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               </mn> 
               <msup> 
                <mi>
                  ε 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    n 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </msup> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  K 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
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                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    n 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mo>
               ∀ 
             </mo> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                { 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mo>
                 ⋯ 
               </mo> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
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                } 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
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          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
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                σ 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mfrac> 
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               <msup> 
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                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <msubsup> 
                    <mi>
                      K 
                    </mi> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
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                     <mrow> 
                      <mo>
                        ( 
                      </mo> 
                      <mn>
                        0 
                      </mn> 
                      <mo>
                        ) 
                      </mo> 
                     </mrow> 
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                    <mi>
                      C 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <mtext>
                       tr 
                     </mtext> 
                     <mo>
                       , 
                     </mo> 
                     <mi>
                       p 
                     </mi> 
                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <mn>
                       1 
                     </mn> 
                    </mrow> 
                    <mrow> 
                     <mrow> 
                      <mo>
                        ( 
                      </mo> 
                      <mn>
                        0 
                      </mn> 
                      <mo>
                        ) 
                      </mo> 
                     </mrow> 
                    </mrow> 
                   </msubsup> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mn>
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                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mrow> 
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                  ε 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </msup> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  K 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <msubsup> 
                    <mi>
                      K 
                    </mi> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                    <mrow> 
                     <mrow> 
                      <mo>
                        ( 
                      </mo> 
                      <mrow> 
                       <mi>
                         N 
                       </mi> 
                       <mo>
                         − 
                       </mo> 
                       <mn>
                         1 
                       </mn> 
                      </mrow> 
                      <mo>
                        ) 
                      </mo> 
                     </mrow> 
                    </mrow> 
                   </msubsup> 
                   <msubsup> 
                    <mi>
                      C 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <mtext>
                       tr 
                     </mtext> 
                     <mo>
                       , 
                     </mo> 
                     <mi>
                       p 
                     </mi> 
                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <mn>
                       1 
                     </mn> 
                    </mrow> 
                    <mrow> 
                     <mrow> 
                      <mo>
                        ( 
                      </mo> 
                      <mrow> 
                       <mi>
                         N 
                       </mi> 
                       <mo>
                         − 
                       </mo> 
                       <mn>
                         1 
                       </mn> 
                      </mrow> 
                      <mo>
                        ) 
                      </mo> 
                     </mrow> 
                    </mrow> 
                   </msubsup> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  ε 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     N 
                   </mi> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </msup> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  K 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     N 
                   </mi> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(91)</p>
    <p>Finally, thanks to the inequality (90), 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> (32) is coercive if</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> 
             <msup> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∀ 
             </mo> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                { 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mo>
                 ⋯ 
               </mo> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                } 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               &gt; 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∀ 
             </mo> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                { 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mo>
                 ⋯ 
               </mo> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                } 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               &gt; 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow></mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               &gt; 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow></mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(92)</p>
    <p>which ends the proof. □</p>
    <p>Proof of Lemma 5. For a given 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, an upper bound for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             ; 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> needs to be established in order to prove continuity of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. Firstly, start bounding above the volume contribution using Hypothesis ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ℋ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>):</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <munderover> 
            <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
             <mo>
               ∑ 
             </mo> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </munderover> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  I 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ¯ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <msub> 
               <msup> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
               </msup> 
               <mi>
                 h 
               </mi> 
              </msub> 
              <msub> 
               <msup> 
                <mi>
                  v 
                </mi> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
               </msup> 
               <mi>
                 h 
               </mi> 
              </msub> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <munderover> 
          <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </munderover> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msubsup> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  I 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <msup> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
               </msup> 
               <mi>
                 h 
               </mi> 
              </msub> 
              <msub> 
               <msup> 
                <mi>
                  v 
                </mi> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
               </msup> 
               <mi>
                 h 
               </mi> 
              </msub> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <munderover> 
          <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </munderover> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <msup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              I 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <msup> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              I 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <munderover> 
             <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
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             <mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                = 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </munderover> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <msubsup> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msubsup> 
            <msubsup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ′ 
                  </mo> 
                 </msup> 
                 <mi>
                   h 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <munderover> 
             <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
              <mo>
                ∑ 
              </mo> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                = 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </munderover> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <msubsup> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msubsup> 
            <msubsup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    v 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ′ 
                  </mo> 
                 </msup> 
                 <mi>
                   h 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(93)</p>
    <p>Then, penalization terms are bounded above</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                〚 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                〛 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                〚 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  v 
                </mi> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                〛 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <munderover> 
            <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
             <mo>
               ∑ 
             </mo> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </munderover> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                〚 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                〛 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                〚 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  v 
                </mi> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                〛 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                〚 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                〛 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                〚 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  v 
                </mi> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                〛 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <msubsup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 〚 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mi>
                   h 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 〛 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <mo>
              + 
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             <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
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                ∑ 
              </mo> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                = 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </munderover> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </mrow> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <msubsup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 〚 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mi>
                   h 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 〛 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <msubsup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 〚 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
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                   h 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 〛 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
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            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(94)</p>
    <p>
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           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
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             </mrow> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <msubsup> 
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              <mrow> 
               <mo>
                 〚 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   v 
                 </mi> 
                 <mi>
                   h 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 〛 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
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                 0 
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             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <mo>
              + 
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              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                = 
              </mo> 
              <mn>
                1 
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             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
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            </munderover> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mn>
                  1 
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               </mrow> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <msubsup> 
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              <mrow> 
               <mo>
                 〚 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   v 
                 </mi> 
                 <mi>
                   h 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 〛 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
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               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <msubsup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 〚 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   v 
                 </mi> 
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                   h 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 〛 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
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            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mtext>
           max 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <munder> 
            <mrow> 
             <mtext>
               max 
             </mtext> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mtable> 
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                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   = 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mo>
                   ⋯ 
                 </mo> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   N 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
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                </mrow> 
               </mtd> 
              </mtr> 
             </mtable> 
            </mrow> 
           </munder> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
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               <msub> 
                <mi>
                  σ 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(95)</p>
    <p>and one can write</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
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          <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
         </munderover> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                { 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   K 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     x 
                   </mi> 
                   <mo>
                     , 
                   </mo> 
                   <mover accent="true"> 
                    <mi>
                      u 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ¯ 
                    </mo> 
                   </mover> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <msub> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ′ 
                   </mo> 
                  </msup> 
                  <mi>
                    h 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                } 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                〚 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  v 
                </mi> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                〛 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <munderover> 
             <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
              <mo>
                ∑ 
              </mo> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                = 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </munderover> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <msup> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msup> 
            <msubsup> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msubsup> 
            <msubsup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ′ 
                  </mo> 
                 </msup> 
                 <mi>
                   h 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msubsup> 
                  <mi>
                    K 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mrow> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mn>
                      0 
                    </mn> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                 </msubsup> 
                 <msubsup> 
                  <mi>
                    C 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mtext>
                     tr 
                   </mtext> 
                   <mo>
                     , 
                   </mo> 
                   <mi>
                     p 
                   </mi> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </mrow> 
                  <mrow> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mn>
                      0 
                    </mn> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                 </msubsup> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <msubsup> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  〚 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    v 
                  </mi> 
                  <mi>
                    h 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  〛 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msubsup> 
                  <mi>
                    K 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mrow> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mrow> 
                     <mi>
                       N 
                     </mi> 
                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <mn>
                       1 
                     </mn> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                 </msubsup> 
                 <msubsup> 
                  <mi>
                    C 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mtext>
                     tr 
                   </mtext> 
                   <mo>
                     , 
                   </mo> 
                   <mi>
                     p 
                   </mi> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </mrow> 
                  <mrow> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mrow> 
                     <mi>
                       N 
                     </mi> 
                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <mn>
                       1 
                     </mn> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                 </msubsup> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   N 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <msubsup> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   N 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  〚 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    v 
                  </mi> 
                  <mi>
                    h 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  〛 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  N 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <munderover> 
             <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
              <mo>
                ∑ 
              </mo> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                = 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </munderover> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msubsup> 
                     <mi>
                       K 
                     </mi> 
                     <mn>
                       1 
                     </mn> 
                     <mrow> 
                      <mrow> 
                       <mo>
                         ( 
                       </mo> 
                       <mrow> 
                        <mi>
                          n 
                        </mi> 
                        <mo>
                          − 
                        </mo> 
                        <mn>
                          1 
                        </mn> 
                       </mrow> 
                       <mo>
                         ) 
                       </mo> 
                      </mrow> 
                     </mrow> 
                    </msubsup> 
                    <msubsup> 
                     <mi>
                       C 
                     </mi> 
                     <mrow> 
                      <mtext>
                        tr 
                      </mtext> 
                      <mo>
                        , 
                      </mo> 
                      <mi>
                        p 
                      </mi> 
                      <mo>
                        − 
                      </mo> 
                      <mn>
                        1 
                      </mn> 
                     </mrow> 
                     <mrow> 
                      <mrow> 
                       <mo>
                         ( 
                       </mo> 
                       <mrow> 
                        <mi>
                          n 
                        </mi> 
                        <mo>
                          − 
                        </mo> 
                        <mn>
                          1 
                        </mn> 
                       </mrow> 
                       <mo>
                         ) 
                       </mo> 
                      </mrow> 
                     </mrow> 
                    </msubsup> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <msup> 
                 <mi>
                   ε 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      n 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                </msup> 
                <msubsup> 
                 <mi>
                   K 
                 </mi> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      n 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                </msubsup> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msubsup> 
                     <mi>
                       K 
                     </mi> 
                     <mn>
                       1 
                     </mn> 
                     <mrow> 
                      <mrow> 
                       <mo>
                         ( 
                       </mo> 
                       <mi>
                         n 
                       </mi> 
                       <mo>
                         ) 
                       </mo> 
                      </mrow> 
                     </mrow> 
                    </msubsup> 
                    <msubsup> 
                     <mi>
                       C 
                     </mi> 
                     <mrow> 
                      <mtext>
                        tr 
                      </mtext> 
                      <mo>
                        , 
                      </mo> 
                      <mi>
                        p 
                      </mi> 
                      <mo>
                        − 
                      </mo> 
                      <mn>
                        1 
                      </mn> 
                     </mrow> 
                     <mrow> 
                      <mrow> 
                       <mo>
                         ( 
                       </mo> 
                       <mi>
                         n 
                       </mi> 
                       <mo>
                         ) 
                       </mo> 
                      </mrow> 
                     </mrow> 
                    </msubsup> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <msup> 
                 <mi>
                   ε 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mi>
                     n 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                </msup> 
                <msubsup> 
                 <mi>
                   K 
                 </mi> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mi>
                     n 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                </msubsup> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mi>
                 h 
               </mi> 
              </msub> 
              <msubsup> 
               <mrow /> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(96)</p>
    <p>From those inequalities, we obtain an upper bound 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, as follows</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               ; 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <munderover> 
             <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
              <mo>
                ∑ 
              </mo> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                = 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </munderover> 
            <msubsup> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msubsup> 
            <msubsup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ′ 
                  </mo> 
                 </msup> 
                 <mi>
                   h 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <munderover> 
             <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
              <mo>
                ∑ 
              </mo> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                = 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </munderover> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <msubsup> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msubsup> 
            <msubsup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    v 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ′ 
                  </mo> 
                 </msup> 
                 <mi>
                   h 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <munderover> 
             <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
              <mo>
                ∑ 
              </mo> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                = 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </munderover> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msup> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msup> 
            <msubsup> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msubsup> 
            <msubsup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ′ 
                  </mo> 
                 </msup> 
                 <mi>
                   h 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
               <mtext>
                 * 
               </mtext> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <msubsup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 〚 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   v 
                 </mi> 
                 <mi>
                   h 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 〛 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <munderover> 
             <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
              <mo>
                ∑ 
              </mo> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                = 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </munderover> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </mrow> 
               <mtext>
                 * 
               </mtext> 
              </msubsup> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mtext>
                 * 
               </mtext> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <msubsup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 〚 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   v 
                 </mi> 
                 <mi>
                   h 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 〛 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
               <mtext>
                 * 
               </mtext> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <msubsup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 〚 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   v 
                 </mi> 
                 <mi>
                   h 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 〛 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           max 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <munder> 
            <mrow> 
             <mi>
               max 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mtable> 
              <mtr> 
               <mtd> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   = 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mo>
                   ⋯ 
                 </mo> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   N 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </mtd> 
              </mtr> 
             </mtable> 
            </mrow> 
           </munder> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  σ 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mi>
             max 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mtable> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mo>
                 ⋯ 
               </mo> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </mtd> 
            </mtr> 
           </mtable> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <munder> 
            <mrow> 
             <mtext>
               max 
             </mtext> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mtable> 
              <mtr> 
               <mtd> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   = 
                 </mo> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mo>
                   ⋯ 
                 </mo> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   N 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </mtd> 
              </mtr> 
             </mtable> 
            </mrow> 
           </munder> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
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             </mn> 
             <msup> 
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                ε 
              </mi> 
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               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <msubsup> 
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                K 
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                </mo> 
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                  n 
                </mi> 
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                  ) 
                </mo> 
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              ) 
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             max 
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              ( 
            </mo> 
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             </msubsup> 
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               , 
             </mo> 
             <msubsup> 
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                σ 
              </mi> 
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              </mi> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
             <mo>
               , 
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                     n 
                   </mi> 
                   <mo>
                     = 
                   </mo> 
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                     , 
                   </mo> 
                   <mo>
                     ⋯ 
                   </mo> 
                   <mo>
                     , 
                   </mo> 
                   <mi>
                     N 
                   </mi> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
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                ( 
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                    * 
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              u 
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            </mi> 
           </msub> 
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         </mrow> 
         <mrow> 
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            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
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            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
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            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
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           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <munder> 
            <mrow> 
             <mi>
               max 
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            </mrow> 
            <mrow> 
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                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   = 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
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                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mo>
                   ⋯ 
                 </mo> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   N 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
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              ( 
            </mo> 
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           </mrow> 
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            </mi> 
           </msub> 
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          <mo>
            ‖ 
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         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
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           </msub> 
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            ‖ 
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        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
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            ‖ 
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            </mi> 
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            </mi> 
           </msub> 
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            ‖ 
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            ‖ 
          </mo> 
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              v 
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           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
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            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
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            ϵ 
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            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
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           = 
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                 , 
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                 ⋯ 
               </mo> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </mtd> 
            </mtr> 
           </mtable> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <munder> 
            <mrow> 
             <mtext>
               max 
             </mtext> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mtable> 
              <mtr> 
               <mtd> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   = 
                 </mo> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mo>
                   ⋯ 
                 </mo> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   N 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </mtd> 
              </mtr> 
             </mtable> 
            </mrow> 
           </munder> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <msup> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <msubsup> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mtext>
             max 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <munder> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 max 
               </mtext> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mtable> 
                <mtr> 
                 <mtd> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     n 
                   </mi> 
                   <mo>
                     = 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                   <mo>
                     , 
                   </mo> 
                   <mo>
                     ⋯ 
                   </mo> 
                   <mo>
                     , 
                   </mo> 
                   <mi>
                     N 
                   </mi> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </mrow> 
                 </mtd> 
                </mtr> 
               </mtable> 
              </mrow> 
             </munder> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msubsup> 
                  <mi>
                    σ 
                  </mi> 
                  <mi>
                    n 
                  </mi> 
                  <mtext>
                    * 
                  </mtext> 
                 </msubsup> 
                </mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           max 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <munder> 
            <mrow> 
             <mi>
               max 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mtable> 
              <mtr> 
               <mtd> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   = 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mo>
                   ⋯ 
                 </mo> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   N 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </mtd> 
              </mtr> 
             </mtable> 
            </mrow> 
           </munder> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  σ 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(98)</p>
    <p>□</p>
    <p>Proof of Lemma 6. An upper bound for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is established using Poincaré inequality and Cauchy Schwarz: 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo> 
       </mo> 
       <mo> 
       </mo> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <msub> 
        <mo stretchy="false">
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo stretchy="false">
         ) 
       </mo> 
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         , 
       </mo> 
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             <mi>
               n 
             </mi> 
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               = 
             </mo> 
             <mn>
               0 
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               N 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
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           </mtext> 
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                ∫ 
              </mo> 
              <mrow> 
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                <mi>
                  I 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mi>
                f 
              </mi> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
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                d 
              </mtext> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
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          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
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          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
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           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              I 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
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              I 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           ≤ 
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           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
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          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
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          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              I 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
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                v 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
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               h 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              I 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
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           ≤ 
         </mo> 
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             ( 
           </mo> 
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                n 
              </mi> 
              <mo>
                = 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mrow> 
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              <mi>
                N 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
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                 f 
               </mi> 
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                 ‖ 
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                 I 
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                 n 
               </mi> 
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             ) 
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             ( 
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                n 
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                = 
              </mo> 
              <mn>
                0 
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                N 
              </mi> 
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                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
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            </mtext> 
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               β 
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             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
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                 ‖ 
               </mo> 
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                  <mi>
                    v 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ′ 
                  </mo> 
                 </msup> 
                 <mi>
                   h 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
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           <mo>
             ) 
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           ≤ 
         </mo> 
         <mi>
           B 
         </mi> 
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            ‖ 
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           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(99)</p>
    <p>with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mtext>
           max 
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mo>
               ⋯ 
             </mo> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <msubsup> 
             <mo>
               ∑ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                = 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msubsup> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ‖ 
                </mo> 
                <mi>
                  f 
                </mi> 
                <mo>
                  ‖ 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  I 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>. □</p>
    <p>Proof of Lemma 12. For a given 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> be a sequence in 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> bounded in the 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>-norm and let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         φ 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. For all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          ℝ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>, set 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          φ 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         φ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> denotes the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>-orthogonal projection onto 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Since 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, infer 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <munder> 
        <mo>
          → 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Owing to Equation (67) and since 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          φ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          φ 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> because 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         φ 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, obtain for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          φ 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         strongly 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         in 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mtext>
          2 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(100)</p>
    <p>One can observe that</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msubsup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi mathvariant="fraktur">
          T 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi mathvariant="fraktur">
          T 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>(101)</p>
    <p>Clearly as 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi mathvariant="fraktur">
          T 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <msup> 
        <mi>
          φ 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> owing to the weak convergence of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <msup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
     </math> and to the strong convergence of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <msup> 
       <mi>
         φ 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
     </math>. Furthermore, using Cauchy-Schwarz inequality yields:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi mathvariant="fraktur">
              T 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                π 
              </mi> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               φ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                〚 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  v 
                </mi> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                〛 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                〚 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  π 
                </mi> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
               </msub> 
               <mi>
                 φ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                〛 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <munderover> 
            <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
             <mo>
               ∑ 
             </mo> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </munderover> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                〚 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  v 
                </mi> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                〛 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                〚 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  π 
                </mi> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
               </msub> 
               <mi>
                 φ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                〛 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                〚 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  v 
                </mi> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                〛 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                〚 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  π 
                </mi> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
               </msub> 
               <mi>
                 φ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                〛 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               σ 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   〚 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     v 
                   </mi> 
                   <mi>
                     h 
                   </mi> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   〛 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
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             <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
              <mo>
                ∑ 
              </mo> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                = 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </munderover> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     σ 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      n 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                   </mrow> 
                  </msub> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     σ 
                   </mi> 
                   <mi>
                     n 
                   </mi> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
            </mfrac> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   〚 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     v 
                   </mi> 
                   <mi>
                     h 
                   </mi> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   〛 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msubsup> 
             <mi>
               σ 
             </mi> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   〚 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     v 
                   </mi> 
                   <mi>
                     h 
                   </mi> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   〛 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mi>
                   N 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <munderover> 
             <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
              <mo>
                ∑ 
              </mo> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                = 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </munderover> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   〚 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     π 
                   </mi> 
                   <mi>
                     h 
                   </mi> 
                  </msub> 
                  <mi>
                    φ 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   〛 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mi mathvariant="script">
           C 
         </mi> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            J 
          </mi> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               π 
             </mi> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msub> 
            <mi>
              φ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            J 
          </mi> 
         </msub> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (102)</p>
    <p>where</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi mathvariant="script">
         C 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtext>
         max 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  σ 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msub> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  σ 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(103)</p>
    <p>Since 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is bounded by assumption and since 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
       </msub> 
       <munder> 
        <mo>
          → 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, infer 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi mathvariant="fraktur">
          T 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <munder> 
        <mo>
          → 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. □</p>
    <p>Proof of the Theorem 13. For a given 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, owing to the discrete coercivity of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, the sequence 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is bounded in the 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>-norm. Theorem 11 implies that there is 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> such that up to a subsequence, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> in 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mtext>
          2 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ⇀ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> weakly in 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mtext>
          2 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> as 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         φ 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Owing Lemma 12, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> as 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Since 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> solves the discrete linearized problem 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi mathvariant="script">
             W 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, infer as 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mo>
             ; 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mo>
             ; 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mo>
             ; 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                φ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            φ 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              φ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(104)</p>
    <p>Hence, using 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> from Lemma 4</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msup> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mo>
             ; 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ⇔ 
         </mo> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mi>
             lim 
           </mi> 
           <mi>
             sup 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mo>
             → 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <msup> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mi>
             lim 
           </mi> 
           <mi>
             sup 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mo>
             → 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mo>
             ; 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mi>
                Ω 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  v 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi>
                  φ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mi>
                f 
              </mi> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mi>
                Ω 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              φ 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 φ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mtext>
              2 
            </mtext> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              φ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mtext>
              2 
            </mtext> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              φ 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mtext>
              2 
            </mtext> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  v 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi>
                  φ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mtext>
              2 
            </mtext> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  v 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi>
                  φ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
               <mtext>
                 2 
               </mtext> 
              </msup> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 Ω 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msubsup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      v 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mi>
                      φ 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
               <mtext>
                 2 
               </mtext> 
              </msup> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 Ω 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              φ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              H 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(105)</p>
    <p>with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
              <mi>
                f 
              </mi> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mtext>
                2 
              </mtext> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                Ω 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <msubsup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 φ 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mtext>
                2 
              </mtext> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                Ω 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>. As a consequence,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mi>
           lim 
         </mi> 
         <mi>
           sup 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            H 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(106)</p>
    <p>One can observe that the choice for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> satisfy the stability property</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi mathvariant="script">
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               G 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mtext>
            2 
          </mtext> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(107)</p>
    <p>for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mo>
         ^ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math> independent of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        h 
      </mi> 
     </math>. As a result,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mi>
           lim 
         </mi> 
         <mi>
           sup 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               G 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               G 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                π 
              </mi> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               φ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            H 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>(108)</p>
    <p>because</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                G 
              </mi> 
              <mo>
                ^ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </msubsup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 h 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msubsup> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                G 
              </mi> 
              <mo>
                ^ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </msubsup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 π 
               </mi> 
               <mi>
                 h 
               </mi> 
              </msub> 
              <mi>
                φ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mtext>
              2 
            </mtext> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ⇔ 
         </mo> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mi>
             lim 
           </mi> 
           <mi>
             sup 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mo>
             → 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                G 
              </mi> 
              <mo>
                ^ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </msubsup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 h 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msubsup> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                G 
              </mi> 
              <mo>
                ^ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </msubsup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 π 
               </mi> 
               <mi>
                 h 
               </mi> 
              </msub> 
              <mi>
                φ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mi>
             lim 
           </mi> 
           <mi>
             sup 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mo>
             → 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              φ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              H 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(109)</p>
    <p>And since 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> strongly converges to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <msup> 
       <mi>
         φ 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
     </math> in 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mtext>
          2 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, this yields</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mi>
           lim 
         </mi> 
         <mi>
           sup 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               G 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              φ 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            H 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(110)</p>
    <p>Since 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        φ 
      </mi> 
     </math> is arbitrary in 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, and since this space is dense in 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, the term on the right hand side can be made as small as desired taking 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         φ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, infer</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <munder> 
        <mo>
          → 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <msup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         strongly 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         in 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mtext>
          2 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(111)</p>
    <p>As a result, taking 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        φ 
      </mi> 
     </math> arbitrary in 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> yields</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <msup> 
        <mi>
          φ 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <munder> 
        <mo>
          ← 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msub> 
        <msup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <msup> 
        <mi>
          φ 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             π 
           </mi> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            φ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <munder> 
        <mo>
          → 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mi>
            φ 
          </mi> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
      </mrow> 
     </math> (112)</p>
    <p>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147539-"></xref>using Lemma 12., i.e., 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        v 
      </mi> 
     </math> solves the Poisson problem by density of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> in 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Since the solution 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        u 
      </mi> 
     </math> to the Poisson problem is unique, the whole sequence 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> strongly converges to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        u 
      </mi> 
     </math> in 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mtext>
          2 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and, for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, the sequence 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              G 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            ℝ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> weakly converges to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <msup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
     </math> in 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mtext>
          2 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             ; 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msubsup> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            G 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≥ 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msubsup> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            G 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(113)</p>
    <p>Thus</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mi>
           lim 
         </mi> 
         <mi>
           inf 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mi>
           lim 
         </mi> 
         <mi>
           inf 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msubsup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> (114)</p>
    <p>Furthermore</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msubsup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
          </msub> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
      </mrow> 
     </math>(115)</p>
    <p>yielding with Equation (112)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mi>
             lim 
           </mi> 
           <mi>
             sup 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mo>
             → 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msubsup> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            G 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mi>
             lim 
           </mi> 
           <mi>
             sup 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mo>
             → 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             ; 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mi>
             lim 
           </mi> 
           <mi>
             sup 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mo>
             → 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
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              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msub> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (116)</p>
    <p>Thus, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msubsup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <munder> 
        <mo>
          → 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> strongly. Moreover, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <munder> 
        <mo>
          → 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
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          </mn> 
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       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ⇔ 
         </mo> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mtext>
             min 
           </mtext> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mtable> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mo>
                 ⋯ 
               </mo> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mtd> 
            </mtr> 
           </mtable> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            J 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mo>
                 ¯ 
               </mo> 
              </mover> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msubsup> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                G 
              </mi> 
              <mo>
                ^ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </msubsup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 h 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               G 
             </mi> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </msubsup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 h 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(117)</p>
    <p>and since 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mtext>
           min 
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mo>
               ⋯ 
             </mo> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and the right-hand side tends to zero, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <msup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mtext>
            2 
          </mtext> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               G 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mtext>
            2 
          </mtext> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(118)</p>
    <p>□</p>
   </sec>
  </sec>
 </body><back>
  <ref-list>
   <title>References</title>
   <ref id="scirp.147539-ref1">
    <label>1</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Darcy, H. (1856) Les Fontaines Publiques de La Ville de Dijon. Librairie des Corps Impériaux des Ponts et des Chaussées et des Mines.
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