ISBN: 1-58488-301

Text
                    Discrete and
Computational
Geometry
SECOND EDITION
Handbook of
© 2004 by Chapman & Hall/CRC


DISCRETE_MATH-ROSEN Series .fh8 3/8/04 11:47 AM Page 1 Miklos Bona, Combinatorics of Permatations Kun-Mao Chao and Bang Ye Wu, Spanning Trees and Optimization Problems Charalambos A. Charalambides, Enumerative Combinatorics Charles J. Colbourn and Jef frey H. Dinitz, The CRC Handbook of Combinatorial Designs Steven Furino, Ying Miao, and Jianxing Yin, Frames and Resolvable Designs: Uses, Constructions, and Existence Randy Goldberg and Lance Riek, A Practical Handbook of Speech Coders Jacob E. Goodman and Joseph O’Rourke, Handbook of Discrete and Computational Geometr y, Second Edition Jonathan Gross and Jay Yellen, Graph Theory and Its Applications Jonathan Gross and Jay Yellen, Handbook of Graph Theory Darrel R. Hankerson, Greg A. Harris, and Peter D. Johnson, Introduction to Information Theor y and Data Compression, Second Edition Dar yl D. Harms, Miroslav Kraetzl, Charles J. Colbourn, and John S. Devitt, Network Reliability: Experiments with a Symbolic Algebra Environment David M. Jackson and Terr y I. Visentin, An Atlas of Smaller Maps in Orientable and Nonorientable Sur faces Richard E. Klima, Ernest Stitzinger, and Neil P. Sigmon, Abstract Algebra Applications with Maple Patrick Knupp and Kambiz Salari, Verification of Computer Codes in Computational Science and Engineering Donald L. Kreher and Douglas R. Stinson, Combinatorial Algorithms: Generation Enumeration and Search Charles C. Lindner and Christopher A. Rodgers, Design Theor y Alfred J. Menezes, Paul C. van Oorschot, and Scott A. Vanstone, Handbook of Applied Cr yptography Richard A. Mollin, Algebraic Number Theor y Richard A. Mollin, Fundamental Number Theor y with Applications Series Editor Kenneth H. Rosen, Ph.D. AT&T Laboratories Middletown, New Jersey and DISCRETE MATHEMATICS ITS APPLICATIONS © 2004 by Chapman & Hall/CRC
DISCRETE_MATH-ROSEN Series .fh8 3/8/04 11:47 AM Page 2 Richard A. Mollin, An Introduction to Cr yptography Richard A. Mollin, Quadratics Richard A. Mollin, RSA and Public-Key Cryptography Kenneth H. Rosen, Handbook of Discrete and Combinatorial Mathematics Douglas R. Shier and K.T. Wallenius, Applied Mathematical Modeling: A Multidisciplinary Approach Douglas R. Stinson, Cr yptography: Theor y and Practice, Second Edition Rober to Togneri and Christopher J. deSilva, Fundamentals of Information Theor y and Coding Design Lawrence C. Washington, Elliptic Curves: Number Theor y and Cryptography © 2004 by Chapman & Hall/CRC
Î ÁËÇÊ ÁÌ ÇÊÁ Ä Ç Ê ÖÒ Ö Þ ÐÐ ÈÖ Ò ØÓÒ ÍÒ Ú Ö× ØÝ Ú È o Ó Ò ÈÖ Ò ØÓÒ ÍÒ Ú Ö× ØÝ À Ö ÖØ Ð× ÖÙÒÒ Ö Ù ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÊÓÒ Ð Äo Ö Ñ ÍÒ Ú Ö× ØÝ Ó Ð ÓÖÒ ̧ Ë Ò Ó Î ØÓÖ ÃÐ ÍÒ Ú Ö× ØÝÓ Ï× Ò ØÓÒ ÓÒ Ð o à ÒÙØ ËØ Ò ÓÖ ÍÒ Ú Ö× ØÝ  ÒÓ× È ØÝ ÓÐÐ ̧ ØÝ ÍÒ Ú Ö× ØÝ Ó Æ Û ÓÖ Ê Ö ÈÓÐÐ ÓÙÖ ÒØ ÁÒר ØÙØ ̧ Æ Û ÓÖ ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÙÒØ Ö Åo Ð Ö Ì Ò × ÍÒ Ú Ö× Ø Ø ÖÐ Ò © 2004 by Chapman & Hall/CRC
Discrete and Computational Geometry Jacob E. Goodman Joseph O’Rourke SECOND EDITION edited by Handbook of CHAPMAN & HALL/CRC A CRC Press Company Boca Raton London New York Washington, D.C . © 2004 by Chapman & Hall/CRC
This book contains information obtained from authentic and highly regarded sources. Reprinted material is quoted with permission, and sources are indicated. A wide variety of references are listed. Reasonable efforts have been made to publish reliable data and information, but the author and the publisher cannot assume responsibility for the validity of all materials or for the consequences of their use. Neither this book nor any part may be reproduced or transmitted in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, microfilming, and recording, or by any information storage or retrieval system, without prior permission in writing from the publisher. All rights reserved. Authorization to photocopy items for internal or personal use, or the personal or internal use of specific clients, may be granted by CRC Press LLC, provided that $1.50 per page photocopied is paid directly to Copyright Clearance Center, 222 Rosewood Drive, Danvers, MA 01923 USA. The fee code for users of the Transactional Reporting Service is ISBN 1-58488-301 -4/04/$0.00+$1.50. The fee is subject to change without notice. For organizations that have been granted a photocopy license by the CCC, a separate system of payment has been arranged. The consent of CRC Press LLC does not extend to copying for general distribution, for promotion, for creating new works, or for resale. Specific permission must be obtained in writing from CRC Press LLC for such copying. Direct all inquiries to CRC Press LLC, 2000 N.W. Corporate Blvd., Boca Raton, Florida 33431. Trademark Notice: Product or corporate names may be trademarks or registered trademarks, and are used only for identification and explanation, without intent to infringe. Visit the CRC Press Web site at www.crcpress.com © 2004 by Chapman & Hall/CRC No claim to original U.S . Government works International Standard Book Number 1-58488-301-4 Library of Congress Card Number 2004040662 PrintedintheUnitedStatesofAmerica 12 34 56 7890 Printed on acid-free paper Library of Congress Cataloging-in-Publication Data Handbook of discrete and computational geometry / edited by Jacob E. Goodman and Joseph O’Rourke. p. cm . — (The CRC Press series on discrete mathematics and its applications) Includes bibliographical references and index. ISBN 1-58488-301 -4 (alk. paper) 1. Combinatorial geometry—Handbooks, manuals, etc. 2 . Geometry—Data processing— Handbooks, manuals, etc., I. Goodman, Jacob E. II. O’Rourke, Joseph. III. Title IV. Series. QA167.H36 2004 516'.1 3 —dc22 2004040662 C3014 disclaimer.fm Page 1 Thursday, March 11, 2004 1:35 PM © 2004 by Chapman & Hall/CRC
ÈÊ Ï Ð ÓÓ × Ò ÓÙÖ Ò Ð× Ó ÕÙ Ð ØÝ Ú ÔÖ ÓÐ Ö Ø Ò × Ö Ø Ò ÓÑ ÔÙ1 Ø Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ ÙÖ Ò Ö ÒØÝ Ö×̧ Ø Ö × Ò ØÓ Ø ÒÓ × Ò Ð Ö Ö Ò ÛÓÖ ÙÐÐ Ý ×× Ð ØÓ Ø ÒÓÒ× Ô Ð ×Ø × Û ÐÐ × ØÓ Ø ×Ô Ð ×Ø̧ ÓÚ Ö Ò ÐÐ Ø Ñ ÓÖ ×Ô Ø× Ó ÓØ ¬ Ð ×o Ì À Ò ÓÓ Ó × Ö Ø Ò ÓÑÔÙ Ø Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ × ÒØ Ò ØÓ Ó Ü ØÐÝ Ø Ø ØÓ Ñ Ø ÑÓ× Ø ÑÔÓÖØ ÒØ Ö ×ÙÐ Ø× Ò Ñ Ø Ó × Ò Ø × Ö × Ó ÓÑ ØÖÝ Ö ÐÝ ×× Ð ØÓ Ø Ó× Û Ó Ù× Ø Ñ Ò Ø Ö Ú ÖÝ ÝÛ ÓÖ ̧ ÓØ Ò Ø Ñ ÛÓÖ Ð × Ö × Ö Ö× Ò Ñ Ø Ñ Ø × Ò ÓÑÔÙØ Ö × Ò Ò Ò Ø ÔÖÓ ×× ÓÒ Ð ÛÓÖÐ × ÔÖ Ø Ø ÓÒ Ö× Ò ¬ Ð × × Ú Ö× × ÓÔ Ö Ø ÓÒ× Ö × Ö ̧ ÑÓÐ ÙÐ Ö ÓÐÓ Ý ̧ Ò ÖÓ ÓØ ×o × Ò ¬ ÒØ Ô ÖØ Ó Ø Ö ÓÛØ Ø Ø × Ö Ø Ñ Ø Ñ Ø × × Û ÓÐ × ÜÔ Ö Ò Ò Ö ÒØÝ Ö× × ÓÒ× ×Ø Ó ×Ù ×Ø ÒØ Ð Ú ÐÓÔÑ ÒØ Ò × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ o Ì × × Ò Ù Ð Ô Ö ØÐÝ Ý Ø Ú ÒØ Ó ÔÓÛ Ö ÙÐ ÓÑÔÙØ Ö× Ò Ý Ø Ö ÒØ ÜÔÐÓ× ÓÒ Ó Ø Ú ØÝ Ò Ø Ö Ð Ø Ú ÐÝ ÝÓÙÒ ¬ Ð Ó ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ o Ì × ×ÝÒØ × × ØÛ Ò × Ö Ø Ò ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ ̧ Ò Û Ø Ñ Ø Ó × Ò Ò× Ø× Ó ¬Ð Ú ×Ø ÑÙÐ Ø Ò Û ÙÒ Öר Ò Ò Ó Ø ÓØ Ö̧ Ð × Ø Ø ÖØ Ó Ø × À Ò ÓÓ o Ì Ô Ö × × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ ̧ Û Ø ÓÒ Ø Ñ ×ØÓÓ Ñ ÒÐÝ ÓÖ Ø Ö × Ó Ô Ò ̧ ÓÚ Ö Ò ̧ Ò Ø Ð Ò ̧ × Ö Ù ÐÐÝ ÖÓÛÒ ØÓ Ò ÐÙ Ò Ø ÓÒ ×Ù Ö × × ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÑ ØÖÝ ̧ ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝØÓÔ ×̧ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ÔÓ ÒØ×̧ Ð Ò ×̧ ÔÐ Ò ×̧ Ö Ð ×̧ Ò ÓØ Ö ÓÑ ØÖ Ó Ø× Ò Ø ÔÐ Ò Ò Ò Ö Ñ Ò1 × ÓÒ× o Ë Ñ Ð ÖÐÝ ̧ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ ̧ Û Ö ÖÖ ÒÓØ ÐÓÒ Ó ØÓ × ÑÔÐ Ý Ø × Ò Ò Ò ÐÝ× × Ó ÓÑ ØÖ Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ × Ò Ö ÒØÝ Ö× ÖÓ Ò Ø× × ÓÔ ̧ Ò ÒÓÛ Ñ Ò× Ø ×ØÙ Ý Ó ÓÑ ØÖ ÔÖÓ Ð Ñ× ÖÓÑ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÔÓ ÒØ Ó Ú Û̧ Ò ÐÙ Ò Ð×Ó ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ ̧ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔÓÐÓ Ý ̧ Ò ÕÙ ×1 Ø ÓÒ× ÒÚÓÐ Ú Ò Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò ÔÓÐÝ Ö o ÁØ × Ð Ö ÖÓÑ Ø × Ø Ø Ø Ö × ÒÓÛ × Ò ¬ ÒØÓ Ú ÖÐ Ô ØÛ Ò Ø × ØÛÓ ¬ Ð ×̧ Ò Ò Ø Ø × ÓÚ ÖÐ Ô × ÓÑ ÓÒ Ó ÔÖ Ø × Û ÐÐ̧ × Ñ Ø Ñ Ø Ò× Ò ÓÑÔÙØ Ö × ÒØ ×Ø× Ú ÓÙÒ Ø Ñ× ÐÚ × ÛÓÖ Ò ÓÒ Ø × Ñ ÓÑ ØÖ ÔÖÓ Ð Ñ× Ò Ú ÓÖ ×Ù ×× ÙÐ ÓÐÐ ÓÖ Ø ÓÒ× × Ö × ÙÐØo Ø Ø × Ñ Ø Ñ ̧ ÖÓÛ Ò Ð ×Ø Ó Ö × Ò Û Ø Ö × ÙÐØ× Ó Ø × ÛÓÖ Ö ÔÔÐ Ð × Ò Ú ÐÓÔ Ò o ÁØ Ò ÐÙ × Ö × × Û ÐÝ Ú Ö ÒØ × Ò Ò Ö1 Ò ̧ ÖÝ× Ø ÐÐÓ Ö Ô Ý ̧ ÓÑÔÙØ Ö1 × Ò̧ Ñ ÒÙ ØÙÖ Ò ̧ ÓÔ Ö Ø ÓÒ× Ö × Ö ̧ Ó Ö Ô Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ×Ý× Ø Ñ×̧ ÖÓ ÓØ ×̧ ÖÖÓÖ1 ÓÖÖ Ø Ò Ó ×̧ ØÓÑÓ Ö Ô Ý ̧ Ó 1 Ñ ØÖ ÑÓ Ð Ò ̧ ÓÑÔÙØ Ö Ö Ô ×̧ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ̧ ÓÑ ÔÙØ Ö Ú × ÓÒ̧ Ô ØØ ÖÒ Ö Ó Ò Ø ÓÒ̧ Ò ×ÓÐ ÑÓ Ð Ò o Ï Ø Ø × Ò Ñ Ò ̧ Ø × ÓÑ Ð Ö Ø Ø Ò ÓÓ Ò ÓÑÔ ×× Ò Ø ÑÓ× Ø ÑÔÓÖØ ÒØ Ö × ÙÐØ× Ó × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ ÛÓÙÐ Ò ¬Ø ÒÓØ ÓÒÐ Ý Ø ÛÓÖ Ö× Ò Ø × ØÛÓ ¬ Ð ×̧ ÓÖ Ò Ö Ð Ø Ö × ×Ù × ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ Ö Ô Ø ÓÖÝ ̧ ÓÑ ØÖ ÔÖÓ Ð ØÝ ̧ Ò Ö Ð Ð Ö ÓÑ ØÖÝ ̧ ÙØ Ð×Ó Ø Ù× Ö× Ó Ø × Ó Ý Ó Ö ×ÙÐ Ø×̧ ÓØ Ò Ù×ØÖ Ð Ò Ñ o Ì × À Ò ÓÓ × × Ò ØÓ ¬ÐÐ Ø Ø ÖÓÐ o Ï Ð Ú Ø Û ÐÐ ÔÖ ÓÚ Ò Ò ×Ô Ò× Ð ÛÓÖ Ò ØÓÓÐ ÓØ ÓÖ Ö × Ö Ö× Ò ÓÑ ØÖÝ Ò ÓÑ ØÖ ÓÑ ÔÙØ Ò Ò ÓÖ ÔÖÓ ×× ÓÒ Ð× Û Ó Ù× ÓÑ ØÖ ØÓÓÐ× Ò Ø Ö ÛÓÖ o Ì À Ò ÓÓ ÓÚ Ö× ÖÓ Ö Ò Ó ØÓÔ × Ò ÓØ × Ö Ø Ò ÓÑ ÔÙØ 1 Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ ̧ ×Û ÐÐ × Ò ÒÙÑ Ö Ó ÔÔÐ Ö ×o Ì × Ò ÐÙ ÓÑ ØÖ Ø × ØÖÙ ØÙÖ ×̧ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò Ô ÓÐÝ Ö ̧ ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ Ô Ò Ò ÓÚ Ö Ò ̧ Î ÓÖ ÓÒÓ Ö Ñ×̧ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÑ ØÖ ÕÙ ×Ø ÓÒ×̧ ÓÑ1 © 2004 by Chapman & Hall/CRC
Ú Âo o ÓÓ Ñ Ò Ò Âo Ç3 ÊÓÙÖ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ ̧ × ÓÖØ ר Ô Ø × Ò Ò ØÛÓÖ ×̧ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ö Ð Ð Ö ÓÑ ØÖÝ ̧ ÓÑ ØÖ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò Ø Ö ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ ̧ ÓÑ ØÖ Ö ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ×̧ Ö Ò ÓÑ Þ Ø ÓÒ Ò 1Ö Ò ÓÑ Þ Ø ÓÒ Ø Ò ÕÙ ×̧ Ö Ý × ÓÓØ Ò ̧ Ô Ö ÐÐ Ð ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ò ÓÑ ØÖÝ ̧Ó Ö Ò Ø Ñ ØÖÓ ×̧ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔ ÓÐÓ Ý ̧ Ñ Ø Ñ Ø1 Ð ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ̧ ÑÓØ ÓÒ ÔÐ ÒÒ Ò ̧ ×Ô Ö Ô Ò ̧ ÓÑÔÙØ Ö Ö Ô ×̧ ÖÓ ÓØ ×̧ Ö Ýר ÐÐÓ Ö Ô Ý ̧ Ò Ñ ÒÝ ÓØ Ö×o ¬ Ò Ð ÔØ Ö × ÚÓØ ØÓ Ð ×Ø Ó Ú Ð Ð ×Ó ØÛ Ö o Ê × ÙÐØ× Ö ÔÖ × ÒØ Ò Ø ÓÖÑ Ó Ø ÓÖ Ñ×̧ Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ Ò Ø Ð ×̧ Û Ø Ú ÖÝ Ø Ò Ð Ø ÖÑ Ö ÙÐÐ Ý ¬Ò Ò Ð Ó×× ÖÝ Ø Ø ÔÖ × Ø × Ø ÓÒ Ò Û Ø Ø ÖÑ × ¬Ö ר Ù× o Ì Ö Ö ÒÙÑ ÖÓÙ× Ü ÑÔÐ × Ò ¬ ÙÖ × ØÓ ÐÐÙ×ØÖ Ø Ø × × Ù×× ̧ × Û ÐÐ × Ð Ö ÒÙÑ Ö Ó ÙÒ×ÓÐ Ú ÔÖÓ Ð Ñ×o Ì Ñ Ò Ó Ý Ó Ø ÚÓÐ ÙÑ × Ú ÒØÓ × Ü Ô Ö Ø×o Ì ¬Ö× Ø ØÛÓ̧ ÓÒ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ò × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ Ò ÓÒ ÔÓÐÝØÓÔ × Ò ÔÓÐÝ Ö ̧ Ð Û Ø ÙÒ Ñ ÒØ Ð ÓÑ ØÖ Ó Ø× ×Ù × ÔÐ Ò Ö ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ̧ Ð ØØ ×̧ Ò ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝØÓÔ ×o Ì Ò ÜØ × Ø ÓÒ̧ ÓÒ Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò ÓÑ ØÖ ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ ̧ × Ù×× × Ø × × ÓÑ ØÖ Ó Ø× ÖÓÑ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÔÓ ÒØ Ó Ú Ûo Ì ÓÙÖØ Ò ¬ Ø × Ø ÓÒ× ̧ ÓÒ Ø ×ØÖ Ù ØÙÖ × Ò ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ø Ò ÕÙ ×̧ × Ù×× Ú Ö ÓÙ× ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ñ Ø Ó × Ø Ø ÙØ Ö Ó×× Ø ×Ô ØÖ ÙÑ Ó ÓÑ ØÖ Ó Ø×̧ ×Ù × Ö Ò ÓÑ Þ Ø ÓÒ Ò 1Ö Ò ÓÑ Þ Ø ÓÒ̧ Ò Ô Ö ÐÐ Ð Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò ÓÑ ØÖÝ ̧ × Û ÐÐ × Æ ÒØ Ø ×ØÖ Ù ØÙÖ × ÓÖ × Ö Ò Ò ÓÖ ÔÓ ÒØ ÐÓ Ø ÓÒo Ì × ÜØ × Ø ÓÒ̧ Û × Ø ÐÓÒ ×Ø Ò Ø ÚÓÐÙÑ ̧ ÓÒØ Ò× ÔØ Ö× ÓÒ ÓÙÖ Ø Ò ÔÔÐ 1 Ø ÓÒ× Ö × Ó ÓØ × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ ̧ Ò ÐÙ Ò Ð ÓÛ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ̧ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ̧ ÑÓØ ÓÒ ÔÐ ÒÒ Ò ̧ ÖÓ ÓØ ×̧ ÓÑ1 ÔÙØ Ö Ö Ô ×̧ Ô ØØ ÖÒ Ö Ó Ò Ø ÓÒ̧ Ö Ô Ö Û Ò ̧ ×ÔÐ Ò ×̧ Ñ ÒÙ ØÙÖ Ò ̧ ×ÓÐ ÑÓ Ð Ò ̧ Ö ØÝ Ó Ö Ñ ÛÓÖ ×̧ × Ò Ò ÐÝ× ×̧ ÖÖ ÓÖ1 ÓÖÖ Ø Ò Ó ×̧ Ò Ö Ý×1 Ø ÐÐÓ Ö Ô Ý o ÁØ ÓÒ ÐÙ × Û Ø ¬ Ø ÒØ ÔØ Ö̧ Ò ÙÔ1ØÓ1Ø 1Ñ ÒÙØ ÓÑÔ Ð Ø ÓÒ Ó Ú Ð Ð ×Ó ØÛ Ö Ö Ð Ø Ò ØÓ Ø Ú Ö ÓÙ× Ö × ÓÚ Ö Ò Ø ÚÓÐ ÙÑ o Ó Ñ 1 ÔÖ Ò× Ú Ò Ü ÓÐÐ ÓÛ×̧ Û Ò ÐÙ × ÔÖÓÔ Ö Ò Ñ × × Û ÐÐ × ÐÐ Ó Ø Ø ÖÑ× ¬Ò Ò Ø Ñ Ò Ó Ý Ó Ø À Ò ÓÓ o ÛÓÖ ÓÙØ Ö Ö Ò ×o Ù× Ø ÛÓÙ Ð Ú Ò ÔÖÓ Ø Ú ØÓ ÔÖ ÓÚ ÓÑ ÔÐ Ø Ö Ö Ò × ØÓ ÐÐ Ó Ø Ñ ÒÝ Ø ÓÙ× Ò × Ó Ö ×ÙÐØ× Ò ÐÙ Ò Ø À Ò 1 ÓÓ ̧ Û Ú ØÓ Ð Ö ÜØ ÒØ Ö ×ØÖ Ø ÓÙÖ × ÐÚ × ØÓ Ö Ö Ò × ÓÖ Ø Ö Ø ÑÓר ÑÔÓÖØ ÒØ Ö ×ÙÐØ×̧ ÓÖ ÓÖ Ø Ó× ØÓÓ Ö ÒØØ Ó Ú Ò Ò ÐÙ Ò ÖÐ Ö ×ÙÖ Ú Ý ÓÓ × ÓÖ ÖØ Ð × ÓÖ Ø Ö ×Ø Û Ú Ô Ö Ó Ú ÒÒÓØ Ø Ö Ö Ò × ØÓ × ÐÝ ×1 × Ð ×ÙÖ Ú Ý× Ó Ø Ò Ú Ù Ð ×Ù Ø× ÓÚ Ö Ò Ø À Ò ÓÓ ̧ Û Ø Ñ× ÐÚ × ÓÒØ Ò ÜØ Ò× Ú Ð Ó Ö Ô ×o ÁÒ Ø × Û Ý ̧ Ø Ö Ö Û Ó Û × × ØÓ ÔÙÖ ×Ù Ò ÓÐ Ö Ö ×ÙÐ Ø ØÓ Ø× ×ÓÙÖ Û ÐÐ Ð ØÓ Ó ×Óo ÇÒ Ð Ó Ø × ÜØÝ1ÓÒ ÓÒØÖ ÙØÓ Ö× Ò ÓÙÖ × ÐÚ ×̧ Û Û ÓÙÐ Ð ØÓ ÜÔÖ ×× ÓÙÖ ÔÔÖ Ø ÓÒ ØÓ ÐÐ Ø Ó× Û Ó× ÓÑÑ ÒØ× Û Ö Ó Ö Ø Ú ÐÙ ØÓ Ø ÙØ ÓÖ× Ó Ø Ú Ö ÓÙ× ÔØ Ö× È Ò Ão ÖÛ Ð̧ ÆÓ ÐÓÒ̧ ÓÖ × Ö ÓÒÓÚ̧ Ë Ù Ø ×Ù̧ Å Ö Ö Ø Ý Ö̧ ÄÓÙ × ÐÐ Ö ̧ Å ÖØ Ò ÐÙÑÐ Ò Ö̧ ÂÙÖ Ò Ó ÓÛ× ̧ o o Ú 1 Ò ××̧ ÖÒ Ö Þ ÐÐ ̧ ÒÒÝ Ò̧ Ò Ô Ò Ò̧ 1Â Ò Ò ̧ ÑÙÒ Åo Ð Ö ̧ à ÒÒ Ø Ð Ö ×Ó Ò̧ ÊÓ ÖØ ÓÒÒ ÐÐÝ ̧ À ÒÖÝ Ö ÔÓ̧ Á× Ð Ö ÙÞ̧ Å Ö Ö ̧  ×Ù× ÄÓ Ö ̧ Ù× ÔÔ ØØ ר ̧ Å Ð Ö ÑÓØ ̧ È Ø Ö ×̧ ÂÙÖ Ò Ó«̧ ÆÓ Ñ o Ð ×̧ Ú Å Ö ØÒ Ö̧ ÁÓ ÒÒ × Ù Ó×̧ Ö Ò Ó Ö ÙÒ ÙŅ̃ Ò À ÐÔ Ö Ò̧ ×ÞØ Ö À Ö ØØ ̧ ÍÐÐ ÀÙÒ ̧ ÂÙÖ À Ù×Ð Ö̧ È Ø Ö ÂÓ Ò×× ÓÒ̧ ÆÓÖ Ñ Ò ÂÓ Ò× ÓÒ̧ ÑÝ ÂÓ× ÞÝ ̧ Ð Ã Ð ̧ ÝÙÐ Ã ÖÓÐ Ý ̧ Ã Ú Ò ÃÐ Ò ̧ ÏÐÓ Þ Ñ ÖÞ ÃÙ1 Ô Ö Ö ̧ Ò Ö Å ̧ ÂÖo̧ Â Ö Å ØÓÙ× ̧ È Ø Ö Å ÅÙÐ Ð Ò̧ À Ò× Å Ð ×× Ò̧ Ò Ø Æ Ð××ÓÒ̧ Å Ð ÈÓ ÓÐ ̧ Ê Ö ÈÓÐ Ð ̧ ÂÓÖ Ê Ñ Ù̧ ÂÙÖ Ò Ê Ø Ö1 ÖØ̧ ÐÐ Ò o ÊÓ Ö×̧ Å Ö 1 Ö Ò Ó × ÊÓÝ ̧ ÓÒ Ë ÙÐØ ̧ Ò Ë ÓØØ̧ ÂÙÖ Ò Ë ÐÐ Ò̧ Å Ë Ö Ö̧ È Ø Ö Ë ÓÖ̧ Å Ü Ñ Å ÐÓÚ Ë Ö ÒÓÚ̧ Æ Ð Âo o ËÐÓ Ò ̧ Ê Ö © 2004 by Chapman & Hall/CRC
ÈÖ Ü È o ËØ ÒÐ Ý ̧ Þ ÌÓØ ̧ ÁÓ ÒÒ × Ì ÓÐÐ ×̧ Ä ÙÖ Ò Ì Ö Ý ̧ Ð Ü Ò Ö Î Ö Ý ̧ ÖØ Î 1 Ø Ö̧ È Ñ Ð Î ÖÑ Ö̧ Ë Ò × Î Ö ̧ Ã Ú Ò Ï Ð Ö̧ × ÁÚ Ï ××̧ Æ Ð Ï Ø ̧ 1Ã Ò Ô̧ Ò ÙÒØ Ö Åo Ð Öo ÁÒ Ø ÓÒ̧ Û Û ÓÙÐ Ð Ø Ó Ó Ò Ú Ý ÓÙÖ Ø Ò × ØÓ Ø ØÓÖ× Ó Ê ÈÖ ×× ÓÖ Ú Ò Ø Ú × ÓÒ ØÓ ÓÑÑ ×× ÓÒ Ø × À Ò ÓÓ × Ô ÖØ Ó Ø Ö × Ö Ø Å Ø 1 Ñ Ø × Ò ÁØ× ÔÔÐ Ø ÓÒ× × Ö × ØÓ Ø Ê ×Ø «̧ ÓÖ Ø Ö ÐÔ Û Ø Ø Ú Ö ÓÙ× ×Ø × Ó Ø ÔÖÓ Ø Ò Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö ØÓ ÆÓÖ ÃÓÒÓÔ ̧ Û Ø Û ÓÑ Û ÓÙÒ Ø ÔÐ ×ÙÖ ØÓ ÛÓÖ ÖÓÑ Ø Ò ÔØ ÓÒ Ó Ø ÚÓÐ ÙÑ o Ò ÐÐÝ ̧Û Û ÒØ ØÓ ÜÔÖ ×× ÓÙÖ × Ò Ö Ö Ø ØÙ ØÓ ÓÙÖ Ñ Ð × Â Ó×Ý ̧Ê Ð̧ Ò Æ ÓÑ ÓÓ Ñ Ò̧ Ò Å Ö ÝÐÝÒÒ Ë Ð ÑÓÒ Ò Æ ÐÐ Ò Ê Ù×× ÐÐ Ç3 ÊÓÙÖ ̧ ÓÖ Ø Ö Ô Ø Ò Ò ÓÖ Ö Ò Û Ð Û ÛÖ Ò Ø Ø ÖÓ × Ó Ø × ÔÖÓ Øo Â Ó o ÓÓ Ñ Ò ÂÓ× Ô Ç3 ÊÓÙÖ ÈÊ ÌÇ ÌÀ Ë ÇÆ ÁÌÁÇÆ Ì × × ÓÒ Ø ÓÒ Ó Ø À Ò ÓÓ Ó × Ö Ø Ò ÓÑÔÙ Ø Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ Ö Ô1 Ö × ÒØ× ×Ù ×Ø ÒØ Ð Ö Ú × ÓÒ Ó Ø ¬Ö× Ø Ø ÓÒ̧ ÔÙ Ð × × Ú Ò Ý Ö× ÖÐ Öo Ì Ò Û Ø ÓÒ × ÓÚ Ö 1⁄41⁄4 Ô ×̧ ÖÓÛ Ø Ý ÑÓÖ Ø Ò 1⁄4±o ÔØ Ö × Ò Ø ÓÖ ÓÙ ÐÝ Ö Ú × Ò ÙÔ Ø ̧ Ò Û Ú Ø ÖØ Ò Ò Û ÔØ Ö×o Ì Ø ÓÒ Ð ÖÓ ÓÑ Ô ÖÑ ØØ Ø ÜÔ Ò× ÓÒ Ó Ø ÙÖØ Ð Ð Ó Ö Ô × Ó Ø ¬Ö× Ø Ø ÓÒ̧ Û Ó Ø Ò Ö ÕÙ Ö Ø Ò ÓØ Ö ×ÙÖÚ Ý× ØÓ ÐÓ Ø ÓÖ Ò Ð ×ÓÙÖ ×o Ì Ò Û Ð Ó Ö Ô × Ñ Ø ÔØ Ö×̧ Ò×Ó Ö × × ÔÓ×× Ð ̧ × Ð 1 ÓÒØ Ò o ÅÓר ÔØ Ö× Ú Ò Ö Ú × Ý Ø Ö ÓÖ Ò Ð ÙØ ÓÖ× ̧ ÙØ Ò Û × × Ò Û ÙØ ÓÖ× Ú Ó Ò Ø «ÓÖØo ÐÐ ØÓ Ø Ö̧ Ø Ò ÒØÓ ÓÙÒØ Ø ÔØ Ö× Ò Û ØÓ Ø × Ø ÓÒ̧ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÙØ ÓÖ× × Ö ÓÛÒ ÖÓÑ × ÜØÝ1Ø Ö ØÓ ØÝ1ØÛÓo ÁÒ Ø ¬Ö× Ø Ø ÓÒ Ø Ö Û × ÓÒ Ò Ü ÒÓÛ Ø Ö Ö ØÛÓ Ò Ø ÓÒ ØÓ Ø ÁÒ Ü Ó ¬Ò Ì ÖÑ× Ø Ö × Ð×Ó Ò ÁÒ Ü Ó Ø ÙØ ÓÖ× ̧ Û Ò ÐÙ × Ú ÖÝÓÒ Ö ÖÖ ØÓ ÝÒ Ñ Ò Ø Ö Ø Ø ÜØ ÓÖ Ø Ð Ó Ö Ô Ý Ó Ô1 Ø Öo Ì ¬Ö× Ø Ø ÓÒ ÔØ Ö ÓÒ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ ×Ó ØÛ Ö × Ò ×ÔÐ Ø ÒØÓ ØÛÓ ÔØ Ö× ÓÒ ÓÒ Ø Ð Ö Ö × Ä Ò Ä̧ Ø ÓØ Ö ÓÒ Ø ÓÒ Ð ×Ó ØÛ Ö o Ì Ö Ö ¬Ú Ò Û ÔØ Ö× Ò Ø ÔÔÐ Ø ÓÒ× × Ø ÓÒ ÓÒ Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ ÑÓ Ð Ò ÑÓØ ÓÒ̧ ÓÒ ×ÙÖ × ÑÔÐ ¬ Ø ÓÒ Ò ¿ 1 ÓÑ ØÖÝ ÓÑÔÖ ×× ÓÒ̧ ÓÒ ×Ø Ø ×Ø Ð ÔÔÐ Ø ÓÒ×̧ ÓÒ Ó Ö Ô ÁÒ ÓÖÑ Ø ÓÒ ËÝ× Ø Ñ× Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ö1 ØÓ Ö Ô Ý ̧ Ò ÓÒ ÓÐÓ Ð ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔÓÐÓ Ý o Ì Ö Ö Ò Û ÔØ Ö× ÓÒ ÓÐÐ × ÓÒ Ø Ø ÓÒ Ò ÓÒ Ò Ö ×Ø Ò ÓÖ× Ò 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô ×o Ï Ú Ñ Ø Ö Ð ÓÒ Ñ × Ò Ö Ø ÓÒ̧ × Û Ð Ð × Ò Û ÔØ Ö ÓÒ ÙÖÚ Ò ×ÙÖ Ö ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ̧ Ò Ò Û ÔØ Ö× ÓÒ Ñ Ò × Ó ¬Ò Ø Ñ ØÖ ×Ô ×̧ ÓÒ Ô ÓÐÝ ÓÒ Ð Ð Ò ×̧ Ò ÓÒ ÓÑ ØÖ Ö Ô Ø ÓÖÝ o ÐÐ Ó Ø × Ò Û ÔØ Ö×̧ ØÓ Ø Ö Û Ø Ø Ñ ÒÝ Ò Û Ö ×ÙÐ Ø× ÓÒØ Ò Û Ø Ò Ø À Ò ÓÓ × Û ÓÐ ̧ ØØ ר ØÓ Ø Ö Ô ÖÓÛØ Ò Ø ¬ Ð × Ò ÔÖ Ô Ö Ø ÓÒ ÓÖ Ø ¬Ö× Ø Ø ÓÒ Ò Óo Ò × ÓÖ ̧ Û Ú Ò Ø ÛÓÖ Ð 3× Ð Ò ÜÔ ÖØ× Ò Ö × ÓÙÖ ÙØ ÓÖ ×o ÁÒ Ø ÓÒ ØÓ Ø Ñ ÒÝ Ô ÓÔÐ Û Ó ÐÔ Û Ø Ø ÔÖ Ô Ö Ø ÓÒ Ó Ø Ú Ö ÓÙ× ÔØ Ö× ÓÑÔÖ × Ò Ø ¬Ö ר Ø ÓÒ̧ Ñ ÒÝ Ó Û ÓÑ ÓÒ Ò Ú Ò Ú ÐÙ Ð ×1 × ×Ø Ò Û Ø Ø ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ̧ Û Û ÓÙÐ Ð×Ó Ð ØÓ Ø Ò Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÓÒ Ð © 2004 by Chapman & Hall/CRC
Ü Âo o ÓÓ Ñ Ò Ò Âo Ç 3ÊÓÙÖ Ó ÓØ Ø ÙØ ÓÖ× Ò ÓÙÖ× ÐÚ × Æ Ò Ñ ÒØ ̧ Ú Ú ×̧ Å Ð ̧ Ú Ö ÑÒ Ö̧ À ÖÚ Ö ÓÒÒ Ñ ÒÒ̧ Ö ×Ø Ò Ù Ø ̧ Ë Ö Ó Ð ÐÓ̧ 1Â Ò Ò ̧ Å Ö Ð Ñ Ò̧ ÓÙ Ð × ÙÒ Ņ̃ ËØ Ò Ð×Ò Ö̧ ÄÙ × Ò× ̧ ÖÒ ÖØÒ Ö̧ Û Ò ÛÖ Ð ÓÛ̧ Ò Ð ÀÙ ̧ Ö ÃÓ Ð Ö̧  «Ö Ý o Ä Ö ×̧ ÎÐ Ñ Ö Áo Ä Ú Ò× Ø Ò̧ × Ý Å ÒÒ̧ Å ØØ × ÅÙÐ Ð Ö1À ÒÒ Ñ ÒÒ̧ ÊÓÑ È Ò × ̧ Å Ö o È Ø× ̧ ÖÐ × Ê Ò̧ ÂÓÖ Äo Ê Ñ Ö Þ Ð ÓÒ× Ò̧ Å ØØ × Ê ØÞÒ Ö̧ Ì ÐÓ Ë ÖÓ Ö̧  ËÒÓ Ý Ò ̧ À Ð ÐÑÙØ ËØ Ð̧ È Ú Ð Î Ð ØÖ̧ Ò Æ ÓÐ Ù× Ï ØØ o Ï Û ÓÙÐ Ð×Ó Ð ØÓ ÜÔÖ ×× ÓÙÖ ÔÔÖ Ø ÓÒ ØÓ Ó ËØ ÖÒ̧ Ê 3× Ü ÙØ Ú ØÓÖ̧ Û Ó Ú Ù× ×× ÒØ ÐÐÝ Ö Ò Ò ÓÓ× Ò ÓÛ ×Ø ØÓ ¬ÐÐ Ø Ø ÓÒ Ð 1⁄41⁄4 Ô × Ø Ø Û Ö ÐÐ ÓØØ ØÓ Ù× ÓÖ Ø × Ò Û Ø ÓÒ̧ × Û ÐÐ × ØÓ Ö ×Ø Ò Ò Ö × Ò ÓÖ Ö × ÖÔ Ý Ò ÙÒ Ð Ò ÓÓ ÙÑÓÖo Â Ó o ÓÓ Ñ Ò ÂÓ× Ô Ç3ÊÓÙÖ © 2004 by Chapman & Hall/CRC
TABLE OF CONTENTS Prefaces vii Contributors xiii COMBINATORIAL AND DISCRETE GEOMETRY 1 1 Finite point configurations (J. Pack) 3 2 Packing and covering (G. Fejes Toth) 25 3 Tilings (D. Schattschneider and M. Senechal) 53 4 Helly-type theorems and geometric transversals (R. Wenger) 73 5 Pseudoline arrangements (J.E . Goodman) 97 6 Oriented matroids (J. Richter-Gebert and G.M. Ziegler) 129 7 Lattice points and lattice polytopes (A. Barvinok) 153 8 Low-distortion embeddings of finite metric spaces (P. Indyk and J. Matousek) 177 9 Geometry and topology of polygonal linkages (R. Connelly and E.D . Demaine) 197 10 Geometric graph theory (J. Pach) 219 11 Euclidean Ramsey theory (R.L.Graham) 239 12 Discrete aspects of stochastic geometry (R. Schneider) 255 13 Geometric discrepancy theory and uniform distribution (J.R . Alexander, J. Beck, and W.W .L . Chen) 279 14 Topological methods (R.T. Zivaljevic) 305 15 Polyominoes (S.W. Golomb and D.A. Klarner) 331 POLYTOPES AND POLYHEDRA 353 16 Basic properties of convex polytopes (M. Henkf J. Richter-Gebert, and G.M. Ziegler) 355 17 Subdivisions and triangulations of polytopes (C. W. Lee) 383 18 Face numbers of polytopes and complexes (L.J. Billera and A. Bjorner) 407 19 Symmetry of polytopes and polyhedra (E. Schulte) 431 20 Polytope skeletons and paths (G. Kalai) 455 21 Polyhedral maps (U. Brehm and E. Schulte) 477 ALGORITHMS AND COMPLEXITY OF FUNDAMENTAL GEOMETRIC OBJECTS 493 22 Convex hull computations (R. Seidel) 495 23 Voronoi diagrams and Delaunay triangulations (5. Fortune) 513 24 Arrangements (D. Holperin) 529 25 Triangulations and mesh generation (AT Bern) 563 26 Polygons (J. O'Rourke and S. Sun) 583 27 Shortest paths and networks (J.S .B. Mitchell) 607 28 Visibility (J. O'Rourke) 643 29 Geometric reconstruction problems (S.S. Skiena) 665 30 Curve and surface reconstruction (T.K. Dey) 677 31 Computational convexity (P. Gritzmann and V. Klee) 693 32 Computational topology (G. Vegter) 719 33 Computational real algebraic geometry (B. Mishra) 743
xii Contents GEOMETRIC DATA STRUCTURES AND SEARCHING 765 34 Point location (J. Snoeyink) 767 35 Collision and proximity queries (M.C. Lin and D. Manocha) 787 36 Range searching (P.K. Agarwol) 809 37 Ray shooting and lines in space (M. Pellegrini) 839 38 Geometric intersection (D.M. Mount) 857 39 Nearest neighbors in high-dimensional spaces (P. Indyk) 877 COMPUTATIONAL TECHNIQUES 893 40 Randomizaton and derandomization (0. Gheong, K. Mulmuley, and E. Ramos) 895 41 Robust geometric computation (C.K. Yap) 927 42 Parallel algorithms in geometry (M. T . Goodrich) 953 43 Parametric search (J.S. Salowe) 969 44 The discrepancy method in computational geometry (B. Chazelle) 983 APPLICATIONS OF DISCRETE AND COMPUTATIONAL GEOMETRY 997 45 Linear programming (M. Dyer, N. Megiddo, and E. Welzl) 999 46 Mathematical programming (M.J. Todd) 1015 47 Algorithmic motion planning (M. Sharir) 1037 48 Robotics (D. Halperin, L.E. Kavraki, and J.-C. Latombe) 1065 49 Computer graphics (D. Dobkin and S. Teller) 1095 50 Modeling motion (L.J . Guibas) 1117 51 Pattern recognition (J. O'Rourke and G.T. Toussaint) 1135 52 Graph drawing (R. Tamassia and G. Liotta) 1163 53 Splines and geometric modeling (G.L. Bajaj) 1187 54 Surface simplification and 3D geometry compression (J. Rossignac) 1209 55 Manufacturing processes (R. Janardan and T.C. Woo) 1241 56 Solid modeling (C.M. Hoffmann) 1257 57 Computation of robust statistics: Depth, median, and related measures (P.J . Rousseeuw and A. Struyf) 1279 58 Geographic information systems (M. van Kreveld) 1293 59 Geometric applications of the Grassmann-Cayley algebra (N.L. White) 1315 60 Rigidity and scene analysis (W. Whiteley) 1327 61 Sphere packing and coding theory (G.A. Kabatiansky and J.A. Rush) 1355 62 Crystals and quasicrystals (M. Senechal) 1377 63 Biological applications of computational topology (H. Edelsbrunner) 1395 GEOMETRIC SOFTWARE 1413 64 Software (M. Joswig) 1415 65 Two computational geometry libraries: LEDA and CGAL (L. Kettner and S. Naher) 1435 Index of Gited Authors 1465 Index of Defined Terms 1497
ÇÆÌ ÊÁ Í ÌÇÊË È Ò Ão ÖÛ Ð Ô ÖØÑ ÒØ Ó ÓÑ ÔÙØ Ö Ë Ò Ù ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÙÖ Ņ̃ ÆÓÖØ ÖÓÐ Ò 3⁄4 1⁄4 1Ñ Ð Ô Ò ×o Ù o Ù ÂÓ Ò Ê ÐÔ Ð Ü Ò Ö̧ ÂÖo Ô ÖØÑ ÒØ Ó Å Ø Ñ Ø × ÍÒ Ú Ö× ØÝ Ó ÁÐÐ ÒÓ × ÍÖ Ò ̧ ÁÐÐ ÒÓ × 1⁄2 1⁄41⁄2 1Ñ Ð Ö Ð Ü Ñ Ø oÙ Ù o Ù Ò Ö Ø Äo ÒØ Ö ÓÖ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð Î ×Ù Ð Þ Ø ÓÒ ÓÑÔÙØ Ö Ë Ò × 2 ÁÒר ØÙØ Ó ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ò Ò Ò Ö Ò Ë Ò × ÍÒ Ú Ö× ØÝÓ ÌÜ × Ø Ùר Ò Ùר Ò̧ Ì Ü × 1⁄23⁄4 1Ñ Ð ×o ÙØ Ü ×o Ù Ð Ü Ò Ö Áo ÖÚ ÒÓ Ô ÖØÑ ÒØ Ó Å Ø Ñ Ø × ÍÒ Ú Ö× ØÝÓ Å Ò ÒÒ Ö ÓÖ̧ Å Ò 1⁄21⁄4 1Ñ Ð ÖÚ ÒÓ ÙÑ o Ù ÂÓÞ × Ô ÖØÑ ÒØ Ó Å Ø Ñ Ø × ÊÙØ Ö× ÍÒ Ú Ö× ØÝ Æ Û ÖÙÒ× Û ̧ Æ Û Â Ö× Ý 1⁄4 1⁄4¿ 1Ñ Ð Ñ Ø o ÖÙØ Ö×o Ù Å Ö× ÐÐ ÖÒ È ÐÓ ÐØÓ Ê × Ö ÒØ Ö ¿¿¿¿ ÓÝÓØ À ÐÐ Ê o È ÐÓ ÐØÓ̧ Ð ÓÖÒ ¿1⁄4 1Ñ Ð ÖÒ Ô Ö o ÓÑ ÄÓÙ × Âo ÐÐ Ö Ô ÖØÑ ÒØ Ó Å Ø Ñ Ø × Å ÐÓØØ À ÐÐ̧ ÓÖÒ ÐÐ ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÁØ ̧ Æ Û ÓÖ 1⁄2 ¿1 3⁄41⁄41⁄2 1Ñ Ð ÐÐ Ö Ñ Ø o ÓÖÒ ÐÐo Ù Ò Ö× ÓÖÒ Ö Ô ÖØÑ ÒØ Ó Å Ø Ñ Ø × ÊÓÝ Ð ÁÒר ØÙØ Ó Ì ÒÓÐ Ó Ý Ë11⁄21⁄41⁄4 ËØÓ ÓÐÑ ̧ ËÛ Ò 1Ñ Ð ÓÖÒ Ö Ñ Ø o Ø o× ÍÐÖ Ö Ñ ÁÒ× Ø ØÙØ ÙÖ ÓÑ ØÖ Ì Ò × ÍÒ Ú Ö× Ø Ø Ö × Ò 11⁄41⁄21⁄4 3⁄4 Ö × Ò̧ ÖÑ ÒÝ 1Ñ Ð Ö Ñ Ñ Ø oØÙ1 Ö × Òo ÖÒ Ö Þ ÐÐ Ô ÖØÑ ÒØ Ó ÓÑ ÔÙØ Ö Ë Ò ÈÖ Ò ØÓÒ ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ Ò ØÓÒ̧ Æ Û Â Ö× Ý 1⁄4 1Ñ Ð Þ ÐÐ × oÔÖ Ò ØÓÒo Ù Ï ÐÐ Ñ Ï oÄo Ò Ô ÖØÑ ÒØ Ó Å Ø Ñ Ø × Å ÕÙ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ Æ Û ËÓÙØ Ï Ð × 3⁄41⁄21⁄4 ̧ Ù× ØÖ Ð 1Ñ Ð Û Ò ×o ÑÕo Ùo Ù ÇØ Ö ÓÒ Ô ÖØÑ ÒØ Ó ÓÑ ÔÙØ Ò Ë Ò × Ò ÓÚ Ò ÍÒ Ú Ö× ØÝÓ Ì ÒÓÐÓ Ý È oÇo ÓÜ 1⁄2 ¿ 1⁄41⁄4 Å Ò ÓÚ Ò̧ Ì Æ Ø ÖÐ Ò × 1Ñ Ð Ó ÓÒ Û Òo ØÙ oÒÐ ÊÓ ÖØ ÓÒÒ ÐÐÝ Ô ÖØÑ ÒØ Ó Å Ø Ñ Ø × ÓÖÒ ÐÐ ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÁØ ̧ Æ Û ÓÖ 1⁄2 ¿ 1Ñ Ð ÓÒÒ ÐÐÝ Ñ Ø o ÓÖÒ ÐÐo Ù Ö o Ñ Ò ÅÁÌ Ä ÓÖ ØÓÖ Ý ÓÖ ÓÑÔÙØ Ö Ë Ò 3⁄41⁄41⁄4 Ì ÒÓÐ Ó Ý ËÕÙ Ö Ñ Ö ̧ Å ×× Ù× ØØ× 1⁄43⁄41⁄2¿ 1Ñ Ð Ñ Ò Ñ Øo Ù Ì Ñ Ð Ão Ý ÔØo Ó ÓÑ ÔÙØ Ö 2 ÁÒ ÓÖÑ Ø ÓÒ Ë Ò Ì Ç Ó ËØ Ø ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÓÐÙÑ Ù×̧ Ç Ó ¿3⁄41⁄21⁄4 1Ñ Ð Ø Ñ Ð Ý ×oÓ Ó1ר Ø o Ù Ú È o Ó Ò Ô ÖØÑ ÒØ Ó ÓÑ ÔÙØ Ö Ë Ò ÈÖ Ò ØÓÒ ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ Ò ØÓÒ̧ Æ Û Â Ö× Ý 1⁄4 1Ñ Ð Ô × oÔÖ Ò ØÓÒo Ù © 2004 by Chapman & Hall/CRC
Ü Ú ÓÒØÖ ÙØÓÖ × Å ÖØ Ò Ý Ö Ë ÓÓÐ Ó ÓÑÔÙØ Ö ËØÙ × ÍÒ Ú Ö× ØÝ Ó Ä × Ä × ÄË3⁄4 ÂÌ̧ ÍÒ Ø Ã Ò ÓÑ 1Ñ Ð Ý Ö ÓÑÔo Ð ×o oÙ À Ö ÖØ Ð× ÖÙÒÒ Ö Ô ÖØÑ ÒØ Ó ÓÑ ÔÙØ Ö Ë Ò Ù ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÙÖ Ņ̃ ÆÓÖØ ÖÓÐ Ò 3⁄4 1⁄4 1Ñ Ð Ð× ×o Ù o Ù ÓÖ × ÌÓØ Ê ÒÝ ÁÒ× Ø ØÙØ Ó Å Ø Ñ Ø × ÀÙÒ Ö Ò ÑÝ Ó Ë Ò × 1⁄2¿ Ù Ô ×Ø̧ È o 1⁄23⁄4 ̧ ÀÙÒ ÖÝ 1Ñ Ð × Ö ÒÝ o Ù ËØ Ú Ò ÓÖ ØÙÒ ÐÐ Ä ÓÖ ØÓÖ × 1⁄41⁄4 ÅÓÙÒØ Ò Ú ÅÙÖÖ Ý À ÐÐ̧ Æ Û Â Ö× Ý 1⁄4 1Ñ Ð × Ð Ð1Ð ×o ÓÑ ËÓÐÓÑ ÓÒ ÓÐÓÑ ÔØo Ó Ð ØÖ Ð Ò Ò Ö Ò 1ËÝר Ñ× ÍÒ Ú Ö× ØÝ Ó ËÓÙØ ÖÒ Ð ÓÖÒ ÄÓ× Ò Ð ×̧ Ð ÓÖÒ 1⁄41⁄4 1Ñ Ð Ñ ÐÐÝ Ñ Þ Öo Ù× o Ù Â Ó o ÓÓ Ñ Ò Ô ÖØÑ ÒØ Ó Å Ø Ñ Ø × ØÝ ÓÐÐ ̧ ÍÆ Æ Û ÓÖ ̧ Æ Û ÓÖ 1⁄21⁄41⁄4¿1⁄2 1Ñ Ð ÙÒÝÚÑo ÙÒÝ o Ù Å Ð Ìo ÓÓ Ö Ô ÖØÑ ÒØ Ó ÓÑ ÔÙØ Ö Ë Ò ÍÒ Ú Ö× ØÝ Ó Ð ÓÖÒ ̧ ÁÖÚ Ò ÁÖÚ Ò ̧ Ð ÓÖÒ 3⁄4 1Ñ Ð ÓÓ Ö Ñ oÓÖ ÊÓÒ Ð Äo Ö Ñ ÓÑÔÙØ Ö Ë Ò Ò Ò Ò Ö Ò ÍÒ Ú Ö× ØÝ Ó Ð ÓÖÒ ̧ Ë Ò Ó Ä Â ÓÐÐ ̧ Ð ÓÖÒ 3⁄41⁄4 ¿ 1Ñ Ð Ö Ö Ñ ×oÙ × o Ù È Ø Ö Ö ØÞÑ ÒÒ Ì Ò × ÍÒ Ú Ö× Ø Ø ÅÙÒ Ò ÒØÖÙÑ Å Ø Ñ Ø 1 Ö Ò ̧ ÖÑ ÒÝ 1Ñ Ð Ö ØÞÑ Ò Ñ oØÙÑ o Ä ÓÒ × Âo Ù × Ô ÖØÑ ÒØ Ó ÓÑÔÙØ Ö Ë Ò ËØ Ò ÓÖ ÍÒ Ú Ö× ØÝ ËØ Ò ÓÖ ̧ Ð ÓÖÒ ¿1⁄4 1Ñ Ð Ù × ×o ר Ò ÓÖ o Ù Ò À ÐÔ Ö Ò Ë ÓÓÐ Ó ÓÑÔÙØ Ö Ë Ò Ì Ð Ú Ú ÍÒ Ú Ö× ØÝ Ì Ð Ú Ú ̧ Á×Ö Ð 1Ñ Ð Ò ÔÓרoØ Ùo o Ð Å ÖØ Ò À Ò Å Ø Ñ Ø » ÁÅÇ ÍÒ Ú Ö× Ø Ø Å ÙÖ ¿ 1⁄21⁄4 Å ÙÖ ̧ ÖÑ ÒÝ 1Ñ Ð Ò Ñ ÐoÑ Ø oÙÒ 1Ñ ÙÖ o Ö ×ØÓÔ Åo ÀÓ«Ñ ÒÒ ÓÑÔÙØ Ö Ë Ò Ô ÖØÑ ÒØ ÈÙÖ Ù ÍÒ Ú Ö× ØÝ Ï ×Ø Ä Ý ØØ ̧ ÁÒ Ò 1⁄4 1Ñ Ð Ó«Ñ ÒÒ × oÔÙÖ Ù o Ù È ÓØÖ ÁÒ Ý ÅÁÌ Ä ÓÖ ØÓÖÝ ÓÖ ÓÑ ÔÙØ Ö Ë Ò Ñ Ö ̧ Å ×× Ù× ØØ× 1⁄43⁄41⁄2¿ 1Ñ Ð Ò Ý Ø ÓÖÝ oÐ ×oÑ Øo Ù Ê Ú Â Ò Ö Ò ÔØo Ó ÓÑÔÙØ Ö Ë Ò 2 Ò Ò Ö Ò ÍÒ Ú Ö× ØÝ Ó Å ÒÒ ×ÓØ Å ÒÒ ÔÓÐ ×̧ Å ÒÒ ×ÓØ 1Ñ Ð Ò Ö Ò ×o ÙÑÒo Ù Å Ð Â Ó×Û Ì Ò × ÍÒ Ú Ö× Ø Ø ÖÐ Ò ÙÐØ Ø 3⁄4̧ ÁÒרo ÙÖ Å Ø Ñ Ø ̧ Å 13⁄4 11⁄21⁄4 3⁄4¿ ÖÐ Ò̧ ÖÑ ÒÝ 1Ñ Ð Ó×Û Ñ Ø o ØÙ1 ÖÐ Òo Ö ÓÖÝ Ã Ø Ò× Ý ÁÒרo Ó ÁÒ ÓÖÑ Ø ÓÒ Ì Ö Ò×Ñ ×× ÓÒ ÈÖÓ Ð Ñ× ÊÙ× × Ò ÑÝ Ó Ë Ò × ÓÐ× Ó Ã Ö ØÒÝ ̧1⁄2 ÅÓ× ÓÛ 1⁄21⁄41⁄2 ̧ ÊÙ× × 1Ñ Ð ØÔoÖ Ù Ð Ã Ð ÁÒר ØÙØ Ó Å Ø Ñ Ø × À Ö Û ÍÒ Ú Ö× ØÝ  ÖÙ× Ð Ņ̃ Á×Ö Ð 1Ñ Ð Ð Ñ Ø o Ù o o Ð © 2004 by Chapman & Hall/CRC
ÓÒØÖ ÙØÓÖ× ÜÚ ÄÝ o à ÚÖ Ô ÖØÑ ÒØ Ó ÓÑ ÔÙØ Ö Ë Ò Ê ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÀÓÙרÓÒ̧ Ì Ü × 1⁄41⁄4 1Ñ Ð ÚÖ ×oÖ o Ù ÄÙØÞ Ã ØØÒ Ö Å Ü1ÈÐ Ò 1ÁÒ× Ø ØÙØ ÙÖ ÁÒ ÓÖÑ Ø ËØÙ Ð× ØÞ Ò Ù×Û 1⁄23⁄4¿ Ë Ö ÖÙ Ò̧ ÖÑ ÒÝ 1Ñ Ð ØØÒ Ö ÑÔ 1× oÑÔ o Î ØÓÖ ÃÐ Ô ÖØÑ ÒØ Ó Å Ø Ñ Ø × ÍÒ Ú Ö× ØÝÓ Ï× Ò ØÓÒ Ë ØØÐ ̧ Ï × Ò ØÓÒ 1⁄2 1Ñ Ð Ñ Ð ÛÓÖÐ Ò Øo ØØoÒ Ø Å Ö Ú Ò ÃÖ Ú Ð Ô ÖØÑ ÒØ Ó ÓÑ ÔÙØ Ö Ë Ò ÍØÖ Ø ÍÒ Ú Ö× ØÝ È oÇo ÓÜ 1⁄4o1⁄4 ¿ 1⁄4 Ì ÍØÖ Ø̧ Ì Æ Ø ÖÐ Ò × 1Ñ Ð Ñ Ö × oÙÙo ÒÐ Â Ò1 Ð Ù Ä ØÓÑ Ô ÖØÑ ÒØ Ó ÓÑ ÔÙØ Ö Ë Ò ËØ Ò ÓÖ ÍÒ Ú Ö× ØÝ ËØ Ò ÓÖ ̧ Ð ÓÖÒ ¿1⁄4 1Ñ Ð Ð ØÓÑ ×oר Ò ÓÖ o Ù ÖÐ Ä Ô ÖØÑ ÒØ Ó Å Ø Ñ Ø × ÍÒ Ú Ö× ØÝÓ ÃÒ ØÙ Ý Ä Ü Ò ØÓÒ̧ Ã ÒØÙ Ý 1⁄4 1⁄4 1Ñ Ð Ð Ñ× oÙ Ý o Ù Å Ò o Ä Ò Ô ÖØÑ ÒØ Ó ÓÑ ÔÙØ Ö Ë Ò ÍÒ Ú Ö× ØÝ Ó ÆÓÖØ ÖÓÐ Ò Ô Ð À ÐÐ̧ ÆÓÖØ ÖÓÐ Ò 3⁄4 1Ñ Ð Ð Ò ×o ÙÒ o Ù Ù× ÔÔ Ä ÓØØ Ô ÖØ Ñ ÒØÓ ÁÒ Ò Ö Ð ØØÖÓÒ ÐÐ3ÁÒ ÓÖÑ Þ ÓÒ ÍÒ Ú Ö× Ø ÈÖÙ Î o ÙÖ ÒØ ¿ 1⁄4 1⁄23⁄4 È ÖÙ ̧ ÁØ ÐÝ 1Ñ Ð Ð ÓØØ oÙÒ Ô o Ø Ò × Å ÒÓ Ô ÖØÑ ÒØ Ó ÓÑ ÔÙØ Ö Ë Ò ÍÒ Ú Ö× ØÝ Ó ÆÓÖØ ÖÓÐ Ò Ô Ð À ÐÐ̧ ÆÓÖ Ø ÖÓÐ Ò 3⁄4 1Ñ Ð Ñ ×oÙÒ o Ù Â Ö Å ØÓÙ× Ô ÖØÑ ÒØ Ó ÓÑ ÔÙØ Ö Ë Ò ÖÐ × ÍÒ Ú Ö× ØÝ Å Ð Ó×ØÖ Ò× Ò Ño 3⁄4 1⁄21⁄2 1⁄41⁄4 ÈÖ 1⁄2̧ Ì Þ Ê ÔÙ Ð 1Ñ Ð Ñ ØÓÙ× Ño Ñ«o ÙÒ o Þ Æ ÑÖÓ Å Ó Á Å ÐÑ Ò Ê × Ö Ò Ø Ö 1⁄4 À ÖÖÝ ÊÓ Ë Ò ÂÓ× ̧ Ð ÓÖÒ 1⁄23⁄41⁄4 1Ñ Ð Ñ Ó Ø ÓÖÝ oר Ò ÓÖ o Ù Ù Ò ×Û Ö Å × Ö ÓÙÖ ÒØ ÁÒ× Ø ØÙØ ̧ Æ Í 3⁄4 1⁄2 Å Ö Ö ×ØÖ Ø Æ Û ÓÖ ̧ Æ Û ÓÖ 1⁄21⁄41⁄41⁄23⁄4 1Ñ Ð Ñ × Ö ×o ÒÝÙo Ù ÂÓ× Ô Ëo o Å Ø ÐÐ Ô ÖØÑ ÒØ Ó ÔÔÐ Å Ø Ñ Ø × Ò ËØ Ø ×Ø × ËØÓÒÝ ÖÓÓ ÍÒ Ú Ö× ØÝ ËØÓÒÝ ÖÓÓ ̧ Æ Û ÓÖ 1⁄21⁄2 1Ñ Ð × Ñ Ñ ×o ×ÙÒÝ× o Ù Ú Åo ÅÓÙÒØ Ô ÖØÑ ÒØ Ó ÓÑ ÔÙØ Ö Ë Ò ÍÒ Ú Ö× ØÝ Ó Å ÖÝÐ Ò ÓÐÐ È Ö ̧ Å ÖÝÐ Ò 3⁄41⁄4 3⁄4 1Ñ Ð Ñ ÓÙÒØ ×o ÙÑ o Ù Ã Ø Ò ÅÙÐ ÑÙÐ Ý Ô ÖØÑ ÒØ Ó ÓÑ ÔÙØ Ö Ë Ò Ì ÍÒ Ú Ö× ØÝÓ Ó ÊÝ Ö ×ÓÒ À ÐÐ̧ 1⁄21⁄21⁄41⁄4 o Ø ËØo Ó̧ ÁÐÐ ÒÓ × 1⁄4 ¿ 1Ñ Ð ÑÙÐÑÙÐ Ý ×oÙ Óo Ù ËØ Ò Æ Ö Ö ÁÎ 1 ÁÒ ÓÖÑ Ø ÍÒ Ú Ö× Ø Ø ÌÖ Ö 1 3⁄4 Ì Ö Ö̧ ÖÑ ÒÝ 1Ñ Ð Ò Ö Ò ÓÖÑ Ø oÙÒ 1ØÖ Öo © 2004 by Chapman & Hall/CRC
ÜÚ ÓÒØÖ ÙØÓÖ × ÂÓ× Ô Ç3 ÊÓÙÖ Ô ÖØÑ ÒØ Ó ÓÑ ÔÙØ Ö Ë Ò ËÑ Ø ÓÐÐ ÆÓÖØ Ñ ÔØÓÒ̧ Å ×× Ù× ØØ× 1⁄41⁄21⁄4 ¿ 1Ñ Ð ÓÖÓÙÖ ×o×Ñ Ø o Ù Â ÒÓ× È Ô ÖØÑ ÒØ Ó ÓÑ ÔÙØ Ö Ë Ò ØÝ ÓÐÐ ̧ ÍÆ Æ Û ÓÖ ̧ Æ Û ÓÖ 1⁄21⁄41⁄4¿1⁄2 1Ñ Ð Ô Ñ× oÒÝÙo Ù Å Ö Ó È ÐÐ Ö Ò ÁÅ 1 ÆÊ Î Ë ÒØ Å Ö È × 1⁄23⁄4 ̧ ÁØ ÐÝ 1Ñ Ð Ô ÐÐ Ö Ò Øo ÒÖo Ø Ö o Ê ÑÓ× Å Ü1ÈÐ Ò 1ÁÒ× Ø ØÙØ ÙÖ ÁÒ ÓÖÑ Ø Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò ÓÑÔÐ Ü ØÝ ÖÓÙÔ ́ 1⁄2μ ÁÑ ËØ ØÛ Ð 1 1⁄23⁄4¿ Ë Ö ÖÙ Ò̧ ÖÑ ÒÝ 1Ñ Ð Ö ÑÓ× ÑÔ 1× oÑÔ o ÂÙÖ Ò Ê Ø Ö1 ÖØ Ì Ò × ÍÒ Ú Ö× Ø Ø ÅÙÒ Ò ÒØÖÙÑ Å Ø Ñ Ø Ö Ò ̧ ÖÑ ÒÝ 1Ñ Ð Ö Ø Ö Ñ o ØÙÑo Â Ö Ê Ó×× Ò ÓÐÐ Ó ÓÑÔ ÙØ Ò ÓÖ ÁÒר ØÙØ Ó Ì ÒÓÐ Ó Ý ØÐ ÒØ ̧ ÓÖ ¿1⁄4¿¿3⁄4 1Ñ Ð Ö o Ø o Ù È Ø Ö Âo ÊÓÙ× × ÙÛ ÔØo Ó Å Ø Ñ Ø × 2 ÓÑ ÔÙØ Ö Ë Ò ÍÒ Ú Ö× ØÝÓ Ò ØÛ ÖÔ Å Ð ÑÐ Ò 1⁄2 13⁄41⁄43⁄41⁄4 ÒØÛ ÖÔ Ò̧ Ð ÙÑ 1Ñ Ð È Ø Ö oÊ ÓÙ×× ÙÛ Ù o o  ×ÓÒ ÊÙ× Å ÖÓ× Ó Ø ÓÖÔ ÓÖ Ø ÓÒ ÇÒ Å Ö Ó×Ó Ø Ï Ý Ê ÑÓÒ ̧ Ï × Ò ØÓÒ 1⁄4 3⁄4 1Ñ Ð ÖÙ× Ñ Ö Ó×Ó Øo ÓÑ Â «Ö Ý Ë ÐÓÛ Ò × Ò ËÝר Ñ×̧ ÁÒ o Ê Ú Ö Ç × È Ö Û Ý ̧Å Ë3⁄4 1⁄2 Ë Ò ÂÓ× ̧ Ð ÓÖÒ 1⁄2¿ 1Ñ Ð × ÐÓÛ Ò o ÓÑ ÓÖ × Ë ØØ× Ò Ö Ô ÖØÑ ÒØ Ó Å Ø Ñ Ø × ÅÓÖ Ú Ò ÓÐÐ Ø Ð Ņ̃ È ÒÒ×ÝÐ Ú Ò 1⁄2 1⁄41⁄2 1Ñ Ð × ØØ Ó ÑÓÖ Ú Òo Ù ÊÓÐ Ë Ò Ö Å Ø Ñ Ø × × ÁÒ× Ø ØÙØ Ð Ö Ø1ÄÙ Û ×1ÍÒ Ú Ö× Ø Ø 1 1⁄21⁄4 Ö ÙÖ o Öo̧ ÖÑ ÒÝ 1Ñ Ð ÊÓÐ oË Ò Ö Ñ Ø oÙÒ 1 Ö ÙÖ o ÓÒ Ë ÙÐØ Ô ÖØÑ ÒØ Ó Å Ø Ñ Ø × ÆÓÖ Ø ×Ø ÖÒ ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÓרÓÒ̧ Å ×× Ù× ØØ× 1⁄43⁄41⁄21⁄2 1Ñ Ð × ÙÐØ Ò Ùo Ù Ê ÑÙÒ Ë Ð Ö ØÙÒ o 3⁄4ßÁÒ ÓÖÑ Ø ÍÒ Ú Ö× Ø Ø × Ë ÖÐ Ò × 1 1⁄23⁄4¿ Ë Ö ÖÙ Ò̧ ÖÑ ÒÝ 1Ñ Ð Ö× Ð × oÙÒ 1× o Å Ö ÓÖ Ë Ò Ð Ô ÖØÑ ÒØ Ó Å Ø Ñ Ø × ËÑ Ø ÓÐÐ ÆÓÖ Ø ÑÔØÓÒ̧ Å ×× Ù× ØØ× 1⁄41⁄21⁄4 ¿ 1Ñ Ð × Ò Ð Ñ Ø o×Ñ Ø o Ù Å Ë Ö Ö Ë ÓÓÐ Ó ÓÑ ÔÙØ Ö Ë Ò Ì Ð Ú Ú ÍÒ Ú Ö× ØÝ Ì Ð Ú Ú ̧ Á×Ö Ð 1Ñ Ð Ñ × Ø Ùo o Ð ËØ Ú Ò Ëo Ë Ò Ô ÖØÑ ÒØ Ó ÓÑ ÔÙØ Ö Ë Ò ËÍÆ Ø ËØÓÒÝ Ö Ó Ó ËØÓÒÝ ÖÓÓ ̧ Æ Û ÓÖ 1⁄21⁄2 1Ñ Ð × Ò ×o ×ÙÒÝ× o Ù © 2004 by Chapman & Hall/CRC
ÓÒØÖ ÙØÓÖ× ÜÚ Â ËÒÓ Ý Ò Ô ÖØÑ ÒØ Ó ÓÑÔÙ Ø Ö Ë Ò ÍÆ 1 Ô Ð À ÐÐ Ô Ð À ÐÐ̧ ÆÓÖ Ø ÖÓÐ Ò 3⁄4 1Ñ Ð ×ÒÓ Ý Ò × oÙÒ o Ù Ò ËØÖÙ Ý ÔØo Ó Å Ø Ñ Ø × 2 ÓÑ ÔÙØ Ò Ë Ò ÍÒ Ú Ö× ØÝÓ Ò ØÛ ÖÔ Å Ð ÑÐ Ò 1⁄2 13⁄41⁄43⁄41⁄4 ÒØÛ ÖÔ Ò̧ Ð ÙÑ 1Ñ Ð Ò oËØÖ ÙÝ Ù o o ËÙ × ËÙÖ Ô ÖØÑ ÒØ Ó ÓÑÔÙ Ø Ö Ë Ò ÍÒ Ú Ö× ØÝ Ó Ð ÓÖÒ ̧ Ë ÒØ Ö Ö Ë ÒØ Ö Ö ̧ Ð ÓÖÒ ¿1⁄21⁄4 1Ñ Ð ×ÙÖ ×oÙ × o Ù ÊÓ ÖØÓ Ì Ñ ×× Ô ÖØÑ ÒØ Ó ÓÑÔÙ Ø Ö Ë Ò ÖÓÛÒ ÍÒ Ú Ö× ØÝ 1⁄21⁄2 Ï Ø ÖÑ Ò ËØÖ Ø È ÖÓÚ Ò ̧ Ê Ó Á×Ð Ò 1⁄43⁄4 1⁄23⁄4 1Ñ Ð ÖØ ×o Ö ÓÛÒo Ù Ë Ø Ì ÐÐ Ö ÓÑ ÔÙØ Ö Ë Ò Ò ÖØ ¬ Ð ÁÒØ ÐÐ Ò Ä ÓÖ ØÓÖÝ Å ×× Ù× ØØ× ÁÒ ×Ø ØÙØ Ó Ì ÒÓÐÓ Ý Ñ Ö ̧ Å ×× Ù× ØØ× 1⁄43⁄41⁄2¿ 1Ñ Ð × Ø Ñ Øo Ù Å Ð Âo Ì Ó Ë ÓÓÐ Ó ÇÔ Ö Ø ÓÒ× Ê × Ö Ò ÁÒ Ù× ØÖ Ð Ò Ò Ö Ò ÓÖÒ ÐÐ ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÁØ ̧ Æ Û ÓÖ 1⁄2 ¿ 1Ñ Ð Ñ ØÓ ×o ÓÖÒ ÐÐo Ù Ó Ö Ìo Ì ÓÙ× × ÒØ Ë ÓÓÐ Ó ÓÑ ÔÙØ Ö Ë Ò Å ÐÐ ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÅÓÒØÖ Ð̧ ÉÙ À¿ 3⁄4à ̧ Ò 1Ñ Ð Ó Ö ÓÔÙ× o ×oÑ ÐÐo ÖØ Î Ø Ö ÔØo Ó Å Ø Ñ Ø × 2 ÓÑ ÔÙØ Ö Ë Ò ÍÒ Ú Ö× ØÝ Ó ÖÓÒ Ò Ò 1⁄41⁄4 Î ÖÓÒ Ò Ò̧ Ì Æ Ø ÖÐ Ò × 1Ñ Ð ÖØ ×oÖÙ oÒÐ ÑÓ Ï ÐÞÐ Ì ÓÖ Ø × ÁÒ ÓÖÑ Ø ÌÀ1 ÒØÖÙŅ̃ Á Ï À1 1⁄4 3⁄4 ÙÖ ̧ ËÛ ØÞ ÖÐ Ò 1Ñ Ð ÑÓ Ò o Ø Þo Ê Ô Ð Ï Ò Ö Ô ÖØÑ ÒØ Ó ÓÑ ÔÙØ Ö Ë Ò Ç Ó ËØ Ø ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÓÐÙÑ Ù×̧ Ç Ó ¿3⁄41⁄21⁄4 1Ñ Ð Û Ò Ö ×oÓ Ó1 ר Ø o Ù Æ Ð Ï Ø Ô ÖØÑ ÒØ Ó Å Ø Ñ Ø × ÍÒ Ú Ö× ØÝ Ó ÐÓÖ È oÇo ÓÜ 1⁄21⁄2 1⁄21⁄4 Ò ×Ú ÐÐ ̧ ÐÓÖ ¿3⁄4 1⁄21⁄2 1Ñ Ð Û Ø Ñ Ø oÙ­o Ù Ï ÐØ Ö Ï Ø Ð Ý Ô ÖØÑ ÒØ Ó Å Ø Ñ Ø × Ò ËØ Ø ×Ø × ÓÖ ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÆÓÖ Ø ÓÖ ̧ ÇÒØ Ö Ó Å¿Â 1⁄2È ¿̧ Ò 1Ñ Ð Û Ø Ð Ý Ñ Ø ×Ø Øo ÝÓÖ Ùo Ì ÓÒÝ oÏ ÓÓ ÁÒ Ù×ØÖ Ð Ò Ò Ö Ò ÍÒ Ú Ö× ØÝÓ Ï× Ò ØÓÒ Ë ØØÐ ̧ Ï × Ò ØÓÒ 1⁄2 1Ñ Ð ØÛÓ Ó ÙoÛ × Ò ØÓÒo Ù Ão Ô ÓÙÖ ÒØ ÁÒ× Ø ØÙØ ̧ Æ Í 3⁄4 1⁄2 Å Ö Ö ËØÖ Ø Æ Û ÓÖ ̧ Æ Û ÓÖ 1⁄21⁄41⁄41⁄23⁄4 1Ñ Ð Ý Ô × oÒÝÙo Ù ÙÒØ Ö Åo Ð Ö ÁÒ× Ø ØÙØ ÙÖ Å Ø Ñ Ø ̧ Å 13⁄4 Ì Ò × ÍÒ Ú Ö× Ø Ø ÖÐ Ò 11⁄21⁄4 3⁄4¿ ÖÐ Ò̧ ÖÑ ÒÝ 1Ñ Ð Þ Ð Ö Ñ Ø oØÙ1 ÖÐ Òo Ê Ú Ð Ú Å Ø Ñ Ø ÁÒר ØÙØ ÃÒ Þ Å ÐÓÚ ¿ »1⁄2 1⁄21⁄21⁄41⁄41⁄2 Ó Ö ̧ Ù Ó×Ð Ú 1Ñ Ð Ö ØÙÖ Ò oÑ o× ÒÙo oÝÙ © 2004 by Chapman & Hall/CRC
1 COMBINATORIAL AND DISCRETE GEOMETRY
2
1⁄2 ÁÆÁÌ ÈÇÁÆÌ ÇÆ Á ÍÊ ÌÁÇÆË Â ÒÓ× È ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ Ì ×ØÙ Ý Ó ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ó ¬Ò Ø ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× × Ú ×Ø Ö Ó Ö × Ö Ò ÓÑ ØÖÝ ̧ Û Ó× ÓÖ Ò× Ó Ø Ð ×Ø ØÓ Ø Ò ÒØ Ö ×o Ë Ò Ø Ò ÐÙ × Ú ÖØÙ ÐÐÝ ÐÐ ÔÖÓ Ð Ñ× ×Ø ÖØ Ò Û Ø ÓÒ× Ö × Ø Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò ×Ô ̧ ×Ô Ð Ñ Ø Ø ÓÒ× ÑÔÓ× Ø Ò ×× ØÝ Ó Ñ Ò Ó ×o × Ö × ÙÐØ̧ Û Û ÐÐ Ö ×ØÖ Ø ÓÙÖ ØØ ÒØ ÓÒ ØÓ Ù Ð Ò ×Ô × Ò Û ÐÐ × Ù×× ÔÖÓ Ð Ñ× Ø Ø Û ¬Ò Ô ÖØ ÙÐ ÖÐÝ ÑÔÓÖØ ÒØo Ì ÔØ Ö × Ô ÖØ Ø ÓÒ ÒØÓ Ò Ò ÔÖÓ Ð Ñ× ́Ë Ø ÓÒ 1⁄2o 1⁄2μ̧ Ñ ØÖ ÔÖÓ Ð Ñ× ́Ë Ø ÓÒ 1⁄2o 3⁄4μ̧ Ò ÓÐ ÓÖ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× ́Ë Ø ÓÒ 1⁄2o¿μo 1⁄2o1⁄2 ÁÆ Á Æ ÈÊÇ Ä ÅË ÁÒ Ø × × Ø ÓÒ Û Û ÐÐ ÓÒ ÖÒ Ñ ÒÐÝ Û Ø Ø × ØÖÙ ØÙÖ Ó Ò Ò × ØÛ Ò ¬Ò Ø ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ È Ò × Ø Ó ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ Ð Ò × ́ÓÖ ̧ ÑÓÖ Ò Ö ÐÐÝ ̧ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ­ Ø×̧ ×Ô Ö ×̧ Ø oμo ËÓÑ Ø Ñ × Ø × × Ø ÓÒ× ×Ø× Ó ÐÐ Ð Ò × ÓÒÒ Ø Ò Ø Ð Ñ ÒØ× Ó È o Ì ÔÖ ÓØÓØÝÔ Ó ×Ù ÕÙ ×Ø ÓÒ Û × Ö × ÝË Ý Ð Ú ×Ø Ö ËÝÐ ¿ ÑÓÖ Ø Ò ÓÒ ÙÒ Ö Ý Ö× Ó Á× Ø ØÖÙ Ø Ø ÓÖ ÒÝ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝÔ ÓÒ Ø× Ò Ø ÔÐ Ò ̧ ÒÓØ ÐÐ ÓÒ Ð Ò ̧ Ø Ö × Ð Ò Ô ×× Ò Ø ÖÓÙ Ü ØÐÝ ØÛÓ ÔÓ ÒØ× Ì × ÕÙ ×Ø ÓÒ Û × Ö × ÓÚ Ö Ý Ö Ó× Ö ¿ ̧ Ò ÆÖÑ Ø Ú Ò×Û Ö× ØÓ Ø Û Ö Ú Ò Ý ÐÐ Ò ÓØ Ö× ËØ o Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ× ÓÖ Ö Ð × Ò ÓÒ × Ø ÓÒ× Ò ÔÐ Ó Ð Ò × Û Ö ×Ø Ð × Ý ÅÓØÞ Ò ÅÓØ 1⁄2 Ò Ï Ð ×ÓÒ1Ï × Ñ Ò ÏÏ ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o Ä ÇËË Ê ÁÒ Ò Ô ÓÒ Ø Ó ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ È Ð × ÓÒ Ò Ð Ñ ÒØÓ ÚÒ ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó Ð Ò × ́ 1­ Ø×̧ ×Ô Ö ×̧ Ø oμo Ë ÑÔÐ Ö Ó×× Ò ÔÓ ÒØ Ò ÒØ Û Ø Ü ØÐÝ ØÛÓ Ð Ñ ÒØ× Ó Ú Ò ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó Ð Ò × ÓÖ Ö Ð ×o ÇÖ Ò ÖÝ Ð Ò Ð Ò Ô ×× Ò Ø ÖÓÙ Ü ØÐÝ ØÛÓ Ð Ñ ÒØ× Ó Ú Ò ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒo ÇÖ Ò ÖÝ Ö Ð Ö Ð Ô ×× Ò Ø ÖÓÙ Ü ØÐÝ Ø Ö Ð Ñ ÒØ× Ó Ú Ò ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒo ÇÖ Ò ÖÝ ÝÔ ÖÔÐ Ò ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ­ Ø Ô ×× Ò Ø ÖÓÙ Ü ØÐÝ Ð 1 Ñ ÒØ× Ó ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ò Ù Ð Ò 1×Ô o Å ÓØÞ Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò Û Ó× ÒØ Ö× Ø ÓÒ Û Ø Ú Ò 1 Ñ Ò1 × ÓÒ Ð ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ð × Û Ø Ø Ü ÔØ ÓÒ Ó Ü ØÐÝ ÓÒ ÔÓ ÒØ Ò ́ 3⁄4μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ­ Øo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 3
Âo È Ñ ÐÝ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × Ñ ÐÝ Ó ØÛÓ1Û Ý ÙÒ ÓÙÒ ÂÓÖ Ò ÙÖÚ ×̧ ÒÝ ØÛÓÓ Û Ú Ü ØÐÝ ÓÒ ÔÓ ÒØ Ò ÓÑÑ ÓÒ̧ Û × ÔÖÓÔ Ö Ö Ó×× Ò o Ñ ÐÝ Ó Ô× Ù Ó Ö Ð × Ñ ÐÝ Ó ÐÓ× ÂÓÖ Ò ÙÖÚ ×̧ ÒÝØ ÛÓ Ó Û Ú ØÑ Ó × ØØ ÛÓÔ ÓÒ Ø× Ò ÓÑÑÓÒ̧ Ø Û Ø Ø ÛÓ Ù Ö Ú × ÔÖÓÔ ÖÐÝ Ö Ó×× ÓØ Öo Ê ÙÐ Ö Ñ ÐÝ Ó ÙÖÚ × Ñ ÐÝ Ó ÙÖÚ × Ò Ø ÜÝ1ÔÐ Ò ¬Ò Ò Ø ÖÑ× Ó Ö Ð Ô Ö Ñ Ø Ö× × Ø × Ý Ò Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÔÖÓÔ ÖØ ×o Ì Ö × Ò ÒØ Ö × ×Ù Ø Ø ́ μ Ø Ô Ò Ò Ó Ø ÙÖÚ × ÓÒ Ü Ý̧ Ò Ø Ô Ö Ñ Ø Ö× × Ð Ö Ó Ö Ø Ñ Óר × ́ μÒ ÓØ ÛÓ ×Ø Ò Ø ÙÖÚ × Ó ÒØ Ö× Ø Ò ÑÓÖ Ø Ò × ÔÓ ÒØ× ́ μ ÓÖ ÒÝ ÔÓ ÒØ× Ó Ø ÔÐ Ò ̧ Ø Ö Ö Ø Ñ Óר × ÙÖÚ × Ò Ô ×× Ò Ø ÖÓÙ ÐÐ Ó Ø Ño Ö × Ó Ö ÓÑ Ì ×Ñ ÐÐ ×Ø ÒÙÑ Ö Ó Ö Ð Ô Ö Ñ Ø Ö× ¬Ò Ò Ö 1 ÙÐ Ö Ñ ÐÝ Ó ÙÖÚ ×o ËÔ ÒÒ Ò ØÖ ØÖ Û Ó× Ú ÖØ Ü × Ø × Ú Ò × Ø Ó ÔÓ ÒØ× Ò Û Ó× × Ö Ð Ò × Ñ ÒØ ×o ËÔ ÒÒ Ò Ô Ø ×Ô ÒÒ Ò ØÖ Ø Ø × ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Ô Ø o ÓÒÚ Ü ÔÓ× Ø ÓÒ È ÓÖÑ × Ø Ú ÖØ Ü × Ø Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ ÓÒ ÓÖ Ô ÓÐ ÝØÓÔ o 1× Ø 1 Ð Ñ ÒØ ×Ù × Ø Ó È Ø Ø Ò Ó Ø Ò Ý Ò Ø Ö× Ø Ò È Û Ø Ò ÓÔ Ò Ð ×Ô o À ÐÚ Ò ÔÐ Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò Û Ø È 3⁄4 ÔÓ ÒØ× Ó È ÓÒ × o Ë Ä Î ËÌ Ê1Ì È Ê ËÍÄ ÌË 1⁄2o ÐÐ Ø ÓÖ Ñ ́ Ù Ð Ú Ö× ÓÒμ ÒÝ × Ø Ó Ð Ò × Ò Ø ÔÐ Ò ̧ ÒÓØ ÐÐ Ó Û Ô ×× Ø ÖÓÙ Ø × Ñ ÔÓ ÒØ̧ Ø ÖÑ Ò × × ÑÔÐ Ö Ó×× Ò o Ì × ÓÐ × Ú Ò ÓÖ Ñ Ð × Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × ÃÊ 3⁄4 o 3⁄4o È Ò × Ø ÓÖ Ñ ÒÝ × Ø Ó Ø Ð ×Ø ¬Ú Ô ÖÛ × ÖÓ× × Ò ÙÒ Ø Ö Ð × Ò Ø ÔÐ Ò Ø ÖÑ Ò × × ÑÔÐ Ö Ó×× Ò o ÒÝ ×ÙÆ ÒØÐÝ Ð Ö × Ø Ó Ô ÖÛ × ÖÓ× × Ò Ô× Ù Ó Ö Ð × Ò Ø ÔÐ Ò ̧ ÒÓØ ÐÐ Ó Û Ô ×× Ø ÖÓÙ Ø × Ñ Ô Ö Ó ÔÓ ÒØ ×̧ Ø ÖÑ Ò × Ò ÒØ Ö× Ø ÓÒ ÔÓ ÒØ Ò ÒØ ØÓ Ø ÑÓ× Ø Ø Ö Ô× Ù Ó Ö Ð × ÆÈÈ · 1⁄43⁄4 ¿o È 1È Ò × Ø ÓÖ Ñ Ú Ò Ò Ö Ò Ò ÐÙ ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò ̧ ÒÓØ ÐÐ ÓÒ Ð Ò ̧ Ø Ö ÐÛ Ý× Ü ×Ø× ÖÓÑ Ø Ð Ò ÓÒØ Ò Ò Ø Ñ Óר ØÛÓ Ô ÓÒ Ø× Ó ÓÐ ÓÖ ÈÈ 1⁄41⁄4 o ÒÝ ¬Ò Ø × Ø Ó Ö Ò ÐÙ ÔÓ ÒØ× ÓÒØ Ò× ÑÓÒÓ ÖÓÑ Ø ×Ô ÒÒ Ð Ò ̧ ÙØ ÒÓØ ÐÛ Ý× Ñ ÓÒÓ ÖÓÑ Ø ÓÖ Ò ÖÝ Ð Ò 1⁄4 o o ÅÓØÞ Ò1À Ò× Ò Ø ÓÖ Ñ ÓÖ ÒÝ ¬Ò Ø × Ø Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ù Ð Ò 1×Ô ̧ ÒÓØ ÐÐ Ó Û Ð Ó Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò ̧ Ø Ö Ü ×Ø× ÅÓØÞ Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò ÅÓØ 1⁄2̧ À Ò o Ï Ó Ø Ò × ÓÖ ÓÐÐ ÖÝ Ø Ø Ò ÔÓ ÒØ× Ò 1×Ô ̧ ÒÓØ ÐÐ Ó Û Ð ÓÒ ÝÔ ÖÔÐ Ò ̧ Ø ÖÑ Ò Ø Ð ×Ø Ò ×Ø Ò Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò ×o ́ ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ø ÖÑ Ò Ý Ô Ó Ò Ø× ØÈ Ø× ÒØ Ö× Ø ÓÒ Û Ø È × ÒÓØ ÓÒØ Ò Ò ́ 3⁄4μ1­ Øoμ ÈÙØØ Ò Ø ÔÓ ÒØ× ÓÒ ØÛÓ × Û Ð Ò × Ò ¿1× Ô × ÓÛ× Ø Ø Ø Ü ×Ø Ò Ó Ò ÓÖ Ò ÖÝ ÝÔ ÖÔÐ Ò ÒÒÓØ Ù Ö ÒØ ÓÖ 3⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 4
ÔØ Ö 1⁄2 Ò Ø ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Á Ò × ×ÙÆ ÒØÐÝ Ð Ö ̧ Ø Ò ÒÝ × Ø Ó Ò ÒÓÒ Ó Ö ÙÐ Ö ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò Ø ÖÑ Ò × Ø Ð ×Ø Ò 1⁄2 3⁄4 ¡ ר Ò Ø Ö Ð ×̧ Ò Ø × ÓÙÒ × ×Ø ÔÓ×× Ð ÐÐ o Ì ÒÙÑ Ö Ó ÓÖ Ò ÖÝ Ö Ð × Ø ÖÑ Ò Ý Ò ÒÓÒ Ó Ö ÙÐ Ö ÔÓ ÒØ× × ÒÓÛÒ ØÓ Ø Ð ×Ø 1⁄21⁄2Ò́Ò 1⁄2μ 3⁄4 o o × Ñ 1Ë ÛÝ Ö Ø ÓÖ Ñ ÒÝ× ØÓ Ò ÒÓÒ ÓÐÐ Ò Ö ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò Ø Ö1 Ñ Ò × Ø Ð ×Ø Ò 1⁄2¿ ÓÖ Ò ÖÝ Ð Ò × ́Ò μo Ì × ÓÙÒ × × ÖÔ ÓÖ Ò 1⁄2 ¿ Ò Ð× ÓÖ Ò ́× ÙÖ 1⁄2o 1⁄2o1⁄2μo ÃÅ ̧ Ë ¿ μo ÁÒ ¿1×Ô ̧ ÒÝ × Ø Ó Ò ÒÓÒ ÓÔÐ Ò Ö ÔÓ ÒØ× Ø ÖÑ Ò × Ø Ð ×Ø 3⁄4Ò ÅÓØÞ Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò × À Ò 1⁄4̧ Ë o Á ÍÊ 1⁄2o 1⁄2o1⁄2 ÜØÖ Ñ Ð Ü ÑÔÐ × ÓÖ Ø ́ Ù Ðμ × Ñ 1Ë ÛÝ Ö Ø ÓÖ Ñ ́ μ 1⁄2¿ Ð Ò × ́ Ò ÐÙ Ò Ø Ð Ò Ø Ò¬Ò ØÝμ Ø ÖÑ Ò Ò ÓÒ ÐÝ × ÑÔÐ ÔÓ ÒØ× ́ μ Ð Ò × Ø ÖÑ Ò Ò ÓÒ ÐÝ ¿ × ÑÔÐ ÔÓ ÒØ ×o (b) (a) o ÇÖ Ö ÔÖÓ Ð Ñ ËÝÐ Ï Ø × Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ÓÐÐ Ò Ö ØÖ ÔÐ × Ø ÖÑ Ò Ý Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò ̧ ÒÓ ÓÙÖ ÓÒ Ð Ò Ì Ö Ö × Ú Ö Ð ÓÒרÖÙ Ø ÓÒ× × ÓÛ Ò Ø Ø Ø × ÒÙÑ Ö × Ø Ð ×Ø Ò 3⁄4 ḈÒμ̧ Û × ×ÝÑÔØÓØ ÐÐÝ ×Ø ÔÓ×× Ð ̧ o Ë ̧ È o ́Ë ÙÖ 1⁄2o1⁄2o3⁄4oμ Á ÍÊ 1⁄2o1⁄2o3⁄4 1⁄23⁄4 ÔÓ ÒØ× Ò 1⁄2 Ð Ò ×̧ Ô ×× Ò Ø ÖÓÙ Ü ØÐÝ ¿ ÔÓ ÒØ×o L o Ö 3× ÔÖÓ Ð Ñ Ö 1⁄2 Ó × Ø Ö Ü ×Ø ÓÒר ÒØ ×Ù Ø Ø ÒÝ × Ø Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò ̧ ÒÓØ ÐÐ ÓÒ Ð Ò ̧ × Ò Ð Ñ ÒØ Ò ÒØ ØÓ Ø Ð ×Ø Ò 3⁄4 ÓÒÒ Ø Ò Ð Ò × Á ØÖÙ ̧ Ø × Ö ×ÙÐØ × ×Ø ÔÓ×× Ð ̧ × × × ÓÛÒ Ý Ø Ü ÑÔÐ Ó Ò ÔÓ ÒØ× ×ØÖ ÙØ × Ú ÒÐÝ × ÔÓ×× Ð ÓÒ ØÛÓ ÒØ Ö× Ø Ò Ð Ò ×o ́ÁØ Û × Ð Ú Ø Ø̧ Ô ÖØ ÖÓÑ ×ÓÑ ×Ñ ÐÐ Ü ÑÔÐ × Ð ×Ø Ò ÖÙ 3⁄4 ̧ Ø × ×Ø Ø Ñ ÒØ × ØÖÙ Û Ø 1⁄4̧ ÙÒØ Ð Ð×Ò Ö Ü Ø Ò Ò¬Ò Ø × Ö × Ó ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ×̧ × ÓÛ Ò Ø Ø ¿ 3⁄4oμ ÁØ × ÒÓÛÒ Ø Ø © 2004 by Chapman & Hall/CRC 5
Âo È Ø Ö × ÔÓ× Ø Ú ÓÒ× Ø ÒØ ×Ù Ø Ø ÓÒ Ò ¬Ò ÔÓ ÒØ Ò ÒØ ØÓ Ø Ð ×Ø Ò ÓÒÒ Ø Ò Ð Ò ×o Ù× ÙÐ ÕÙ Ú Ð ÒØ ÓÖ ÑÙÐ Ø ÓÒ Ó Ø × ×× ÖØ ÓÒ × Ø Ø ÒÝ × Ø Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò ̧ ÒÓ ÑÓÖ Ø Ò Ò Ó Û Ö ÓÒ Ø × Ñ Ð Ò ̧ Ø ÖÑ Ò × Ø Ð ×Ø 1⁄4 Ò ×Ø Ò Ø ÓÒÒ Ø Ò Ð Ò ×̧ ÓÖ ×Ù Ø Ð ÓÒ× Ø ÒØ 1⁄4 1⁄4o ÆÓØ Ø Ø ÓÖ Ò ØÓ Ø 3⁄4 ×Ô Ð × Ó Ø ÅÓØÞ Ò1 À Ò× Ò Ø ÓÖ Ņ̃ Ù ØÓ Ö Ó× ́× ÆÓo ÓÚ μ̧ ÓÖ 1⁄2Ø ÒÙÑ Ö Ó ×Ø Ò Ø ÓÒÒ Ø Ò Ð Ò × × Ø Ð ×Ø Òo ÓÖ 3⁄4̧ Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ÓÙÒ × 3⁄4Ò ́Ò 1⁄21⁄4μo o ÍÒ Ö3× Ø ÓÖ Ñ ÍÒ 3⁄4 Ò ÒÓÒ ÓÐÐ Ò Ö ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò ÐÛ Ý× Ø Ö1 Ñ Ò Ø Ð ×Ø 3⁄4 Ò 3⁄4 Ð Ò × Ó « Ö ÒØ × ÐÓÔ × ́× ÙÖ 1⁄2o 1⁄2o¿μ Ø × ÔÖ ÓÚ × Ë ÓØØ3 × ÓÒ ØÙÖ o ÙÖØ Ö ÑÓÖ ̧ ÒÝ× ØÓ Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò ̧ ÒÓØ ÐÐ ÓÒ Ð Ò ̧ Ô ÖÑ Ø× ×Ô ÒÒ Ò ØÖ ̧ ÐÐ Ó Û Ó× Ò 1⁄2 × Ú « Ö ÒØ ×Ð ÓÔ × Â Ñ o È ̧ È Ò × ̧ Ò Ë Ö Ö × ÓÛ Ø Ø Ò ÒÓÒ ÓÔÐ Ò Ö ÔÓ ÒØ× Ò ¿1×Ô Ø ÖÑ Ò Ø Ð ×Ø 3⁄4Ò ¿ « Ö ÒØ Ö Ø ÓÒ× Ò × Ú Ò Ò Ø Ð ×Ø 3⁄4Ò 3⁄4 Ò × Ó ̧ ÔÖ ÓÚ Ø Ø ÒÓ ¿ ÔÓ ÒØ× Ö ÓÒ Ð Ò o Ú Ò Û Ø ÓÙØ Ø × Ð ØØ Ö ××ÙÑÔØ ÓÒ̧ Ø ÒÙÑ Ö Ó « Ö ÒØ Ö Ø ÓÒ× × Ø Ð ×Ø 3⁄4Ò Ç ́1⁄2μo Á ÍÊ 1⁄2o 1⁄2o¿ ÔÓ ÒØ× Ø ÖÑ Ò Ò ×Ø Ò Ø ×ÐÓ Ô ×o ÍÈÈ Ê ÇÍÆ Ë ÇÆ ÌÀ ÆÍÅ Ê Ç ÁÆ Á Æ Ë Ú Ò × Ø È Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ñ ÐÝ Ó Ñ ÙÖÚ × ÓÖ ×ÙÖ ×̧ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ò Ò × ØÛ Ò Ø Ñ Ò Ó Ø Ò Ý ×ÙÑÑ Ò ÓÚ Ö ÐÐ Ô 3⁄4 È Ø ÒÙÑ Ö Ó Ð Ñ ÒØ× Ó Ô ×× Ò Ø ÖÓÙ Ôo Á Ø Ð Ñ ÒØ× Ó Ö Ø Ò ÖÓÑ Ö ÙÐ Ö Ñ ÐÝ Ó ÙÖÚ × Û Ø Ö × Ó Ö ÓÑ ÈË 1⁄4 ̧ Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó Ò Ò × ØÛ Ò È Ò × ḈÒ ́3⁄4 1⁄2μ Ñ ́3⁄4 3⁄4μ ́3⁄4 1⁄2μ · Ò · Ñμo ÁÒ Ø ÑÓר ÑÔÓÖØ ÒØ ÔÔÐ Ø ÓÒ×̧ × Ñ ÐÝ Ó ×ØÖ Ø Ð Ò × ÓÖ ÙÒ Ø Ö Ð × Ò Ø ÔÐ Ò ́ 3⁄4μ̧ ÓÖ Ø ÓÒ× ×Ø× Ó Ö Ð × Ó Ö ØÖ ÖÝ Ö ́ ¿ μ o Ì ×Ø ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × ÒÓÛÒ ÓÖ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ò Ò × Ö ×ÙÑÑ Ö Þ Ò Ì Ð 1⁄2o1⁄2o1⁄2o ÁØ ÓÐÐÓÛ× ÖÓÑ Ø ¬Öר Ð Ò Ó Ø Ø Ð Ø Ø ÓÖ ÒÝ× ØÈ Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò ̧ Ø ÒÙÑ Ö Ó ×Ø Ò Ø ×ØÖ Ø Ð Ò × ÓÒØ Ò Ò Ø Ð ×Ø Ð Ñ ÒØ× Ó È × ḈÒ 3⁄4 ¿ · Ò μ̧ Ò Ø × ÓÙÒ ÒÒÓØ ÑÔÖÓÚ ́ËÞ Ñ Ö 1Ì ÖÓØØ Öμo ÁÒ Ø × ÓÒ Ð Ó Ø Ø Ð ̧ ́Ò Ñμ Ò ¬́Ò Ñμ ÒÓØ ÜØÖ Ñ ÐÝ ×ÐÓÛÐÝ ÖÓÛ Ò ÙÒ Ø ÓÒ×̧ Û Ö ÖØ ÒÐÝ Ó́Ò ̄ Ñ ̄ μ Ó Ö Ú ÖÝ ̄ 1⁄4o Ñ ÐÝ Ó Ô× Ù Ó Ö Ð × × ×Ô Ð Ø× ÙÖÚ × Ñ Ø ¿1Ô Ö Ñ Ø Ö Ð Ö Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒo ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ×Ô Ö × Ò ¿1×Ô × × ØÓ Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ Ö ÒÓ Ø Ö Ó Ø Ñ Ô ×× Ø ÖÓÙ Ø × Ñ Ö Ð · 1⁄4̧ ÆÈÈ · 1⁄43⁄4 o ÅÁ ÈÊÇ Ä ÅË Å ÒÝ ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÙØ ¬Ò Ø ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× ÒÚÓ ÐÚ ×ÓÑ ÒÓØ ÓÒ× Ø Ø ÒÒÓØ ¬Ò Ò Ø ÖÑ× Ó Ò Ò × ÓÒÚ Ü ÔÓ× Ø ÓÒ̧ Ñ ÔÓ ÒØ Ó × Ñ ÒØ̧ Ø o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 6
ÔØ Ö 1⁄2 Ò Ø ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ì Ä 1⁄2o1⁄2o1⁄2 Å Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó Ò Ò × ØÛ Ò Ò ÔÓ ÒØ× Ó È Ò Ñ Ð Ñ ÒØ× Ó ËÞÌ ¿̧ · 1⁄4̧ ÆÈÈ · 1⁄43⁄4 o ÈÌo Ë Ì È ÅÁÄ ÇÍÆ ÌÁ ÀÌ ÈÐ Ò Ö Ð Ò × ḈÒ 3⁄4 ¿ Ñ 3⁄4 ¿ · Ò · Ñμ Ý × ÈÐ Ò Ö Ô× Ù ÓÐ Ò × ḈÒ 3⁄4 ¿ Ñ 3⁄4 ¿ · Ò · Ñμ Ý × ÈÐ Ò Ö ÙÒ Ø Ö Ð × ḈÒ 3⁄4 ¿ Ñ 3⁄4 ¿ · Ò · Ñμ ÈÐ Ò Ö Ô ÖÛ × ÖÓ ×× Ò Ö Ð × ḈÒ 1⁄2 3⁄4 Ñ · Ò 3⁄4 ¿ Ñ 3⁄4 ¿ · Ò · Ñμ ÈÐ Ò Ö ×Ô Ð Ô× Ù Ó Ö Ð × ḈÒ 1⁄21⁄2 Ñ 1⁄21⁄2 ́Ò Ñ μ·Ò 3⁄4 ¿ Ñ 3⁄4 ¿ · Ò · Ñμ ÈÐ Ò Ö Ô ÖÛ × ÖÓ ×× Ò Ô× Ù Ó Ö Ð × ḈÒ 3⁄4 ¿ Ñ 3⁄4 ¿ · Ò · Ñ ¿ μ ¿1 Ñ3Ð ×Ô Ö × ḈÒ Ñ ¬́Ò Ñμ·Ò 3⁄4 μ ¿1 Ñ3Ð ×Ô Ö × Ò Òo ÔÓ× Ø ÓÒ ḈÒ ¿ Ñ ¿ ¬́Ò Ñμ·Ò · Ñμ 1 Ñ3Ð Ö Ð × ḈÒ 1⁄21⁄2 Ñ 1⁄21⁄2 ́Ò Ñ μ·Ò 3⁄4 ¿ Ñ 3⁄4 ¿ · Ò · Ñμ Ð ÓÛÛ Ð ×Ø Û ÕÙ ×Ø ÓÒ× Ó Ø × ØÝÔ o Ì Ý Ö × Ù×× Ò Ø × Ô ÖØ Ó Ø ÔØ Ö̧ Ò ÒÓØ Ò Ë Ø ÓÒ 1⁄2o3⁄4 Û Ð× Û Ø Ñ ØÖ ÕÙ ×Ø ÓÒ× ̧ Ù× Û Ò ×Ö Ö Ñ Óר ×Ô Ø× Ó Ø Ù Ð Ò Ñ ØÖ × Ò Ø Ö ÓÖÑÙÐ Ø ÓÒo ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÓÒÚ Ü ÔÓ× Ø ÓÒ Ò ¬Ò Ý Ö ÕÙ Ö Ò Ø Ø ×ÓÑ × Ø× × ÓÙÐ Ð ÓÒ ÓÒ × Ó ÖØ Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò ×o Ì × × ×× ÒØ ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØØ Ó Ò ØÖÓ Ù Ò Ò ÓÖ Ö ÐÓÒ ×ØÖ Ø Ð Ò o 1⁄2o Ö Ó×1à РÒ1ËÞ Ö × ÔÖÓ Ð Ñ Ï Ø × Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ ÖÓ Ô ÓÒ Ø× Ø Ø Ò Ó× Ò Ò Ø ÔÐ Ò ×Ó Ø Ø ÒÓ Ø Ö Ö ÓÒ Ð Ò Ò ÒÓ Ö Ò ÓÒÚ Ü ÔÓ× Ø ÓÒ ́ ¿μ Á Ø × ÒÙÑ Ö × ÒÓØ Ý ́ μ̧ Ø × ÒÓÛÒ ÌÎ ̧ Ë¿ ̧ Ë 1⁄2 Ø Ø 3⁄4 3⁄4 ́ μ 3⁄4Ò Ò 3⁄4 Ä Ø ́ μ ÒÓØ Ø Ñ Ü ÑÙÑ × Þ Ó ÔÐ Ò Ö ÔÓ ÒØ× ØÈ Ø Ø × ÒÓ Ø Ö Ð Ñ ÒØ ×Ó Ò ÐÒ Ò Ò Ó Ð Ñ ÒØ× Ø Ø ÓÖÑ Ø Ú ÖØ Ü × Ø Ó Ò ÑÔØÝ ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝ ÓÒ̧ o o̧ ÓÒÚ Ü 1 ÓÒ Û Ó× ÒØ Ö ÓÖ × × Ó ÒØ ÖÓÑ È o Ï Ú ́¿μ 3⁄4 ̧ ́ μ ̧ ́ μ ̧ Ò ÀÓÖØÓÒ × ÓÛ Ø Ø ́ μ × Ò¬Ò Ø ÓÖ ÐÐ À Ö ̧ ÀÓÖ ¿ o ÁØ × Ò ÓÙØ× Ø Ò Ò ÓÔ Ò ÔÖÓ Ð Ñ ØÓ Û Ø Ö ́ μ × ¬Ò Ø o 3⁄4o Ì ÒÙÑ Ö Ó Ñ ÔØÝ 1 ÓÒ× Ä Ø À ́Òμ́ Ò ·1⁄2μ ÒÓØ Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó 1ØÙÔÐ × Ø Ø Ò Ù Ò Ñ ÔØÝ Ó Ò Ú Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ó Ú ÖØ × Ò × Ø Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò 1×Ô ̧ ÒÓ ·1⁄2 Ó Û Ð ÓÒ ÝÔ ÖÔÐ Ò o Ð Ö ÐÝ̧ À 1⁄2 3⁄4 ́Òμ Ò 1⁄2 Ò À 1⁄2 ́Òμ 1⁄4 Ó Ö 3⁄4o ÓÖ ·1⁄2 ̧Û Ú 1⁄2 Ð Ñ Ò 1⁄2 À ́Òμ Ò 3⁄4 ́ 1⁄2μ Î Ð o ÓÖ 3⁄4̧ Ø ×Ø ר Ñ Ø × ÒÓÛ Ò ÓÖ À 3⁄4 ÐÑ Ò 1⁄2 À 3⁄4 ́Òμ Ò 3⁄4 Ö Ú Ò Ò ÙÑ 1⁄41⁄4 Ò Î1⁄4¿ 1⁄2 À 3⁄4 ¿ 1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4 À 3⁄4 1⁄2 1⁄4 À 3⁄4 1⁄2 1⁄43⁄41⁄2 1⁄4 À 3⁄4 1⁄4 3⁄41⁄41⁄2 À 3⁄4 À 3⁄4 1⁄4 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 7
Âo È ¿o Ì ÒÙÑ Ö Ó 1× Ø× ÄËË ¿ Ä Ø Æ ́Òμ ÒÓØ Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó 1× Ø× Ò × Ø Ó Ò ÔÓ Ò Ø× Ò 1×Ô ̧ ÒÓ ·1⁄2 Ó Û Ð ÓÒ Ø × Ñ ÝÔ ÖÔÐ Ò o ÁÒ ÓØ Ö ÛÓÖ ×̧ Æ ́Òμ × Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó « Ö ÒØÛ Ý× Ò Û ÔÓ ÒØ× Ó Ò Ò1 Ð Ñ ÒØ × Ø Ò × Ô Ö Ø ÖÓÑ Ø ÓØ Ö× Ý ÝÔ ÖÔÐ Ò o ÁØ × ÒÓÛ Ò Ø Ø Ò á Ô ÐÓ μ Æ 3⁄4 ́Òμ Ç Ò́ ·1⁄2 μ 1⁄2 ¿ ÌÓØ1⁄41⁄2̧ Ý o Ì ÑÓ× Ø ÒØ Ö ×Ø Ò × × Ò 3⁄4 Ò Ø ÔÐ Ò ̧ Û × Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ×Ø Ò Ø Û Ý× ØÓ ÙØ × Ø Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò Ò Ð ́ÒÙ Ñ Ö Ó ÐÚ Ò Ð Ò ×μo ÓÖ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÐÚ Ò ÔÐ Ò × ËËÌ1⁄41⁄2 ̧ Æ ¿ Ò 3⁄4 ́Òμ ḈÒ 3⁄4 μ Ò Ò 1⁄2 á Ô ÐÓ Òμ Æ Ò 3⁄4 ́Òμ Ó́Ò μ ÌÓØ1⁄41⁄2̧ Î 3⁄4 o Á ÍÊ 1⁄2o1⁄2o 1⁄23⁄4 ÔÓ ÒØ× Ø ÖÑ Ò Ò 1⁄2 ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ ×Ø Ò Ø ÐÚ Ò Ð Ò ×o Ì Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó Ø1ÑÓר1 1 Ð Ñ ÒØ ×Ù × Ø× Ó × Ø Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò 1×Ô ̧ ÒÓ · 1⁄2 Ó Û Ð Ó Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò ̧ × Ç Ò 3⁄4 3⁄4 ¡ ̧ Ò Ø × ÓÙÒ × ×ÝÑ ÔØÓØ ÐÐÝ Ø Ø Ë o ÁÒ Ø ÔÐ Ò Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó Ø1ÑÓר1 1 Ð Ñ ÒØ ×Ù × Ø× Ó × Ø Ó Ò ÔÓ ÒØ× × Ò ÓÖ Ò 3⁄4 ̧ Û × Ö ÓÖ ÓÒÚ Ü Ò1 ÓÒ× ̧È o o Ì ÒÙÑ Ö Ó Ñ ÔÓ ÒØ× Ä Ø Å ́Òμ ÒÓØ Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó « Ö ÒØ Ñ ÔÓ ÒØ× Ó Ø Ò 3⁄4 ¡ Ð Ò × Ñ ÒØ× Ø ÖÑ Ò Ý Ò ÔÓ ÒØ× Ò ÓÒÚ Ü ÔÓ× Ø ÓÒ Ò Ø ÔÐ Ò o ÇÒ Ñ Ø Ù ×× Ø Ø Å ́Òμ ́1⁄2 Ó́1⁄2μμ Ò 3⁄4 ¡ ̧ ÙØ Ø Û × × ÓÛÒ Ò 1⁄2 Ø Ø Ò 3⁄4 Ò́Ò · 1⁄2μ́1⁄2 1⁄2 3⁄4 μ Å ́Òμ Ò 3⁄4 Ò 3⁄4 3⁄4Ò ·1⁄2 3⁄4 3⁄41⁄4 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 8
ÔØ Ö 1⁄2 Ò Ø ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× o Å ÔÓ ÒØ1 Ö ×Ù × Ø× × Ô ÖØ Ð Ò×Û Ö ØÓ ÕÙ ×Ø ÓÒ ÔÖÓÔÓ× Ò ÅÈ1⁄4 ̧ Ø Û × ÔÖÓÚ ÝÎ o Ð ÒØ Ø Ð oØ Ø Ñ ́Òμ ÒÓØ × Ø Ð Ö ×Ø ÒÙÑ Ö Ñ ×Ù Ø Ø Ú ÖÝ × Ø Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò × Ñ ÔÓ ÒØ1 Ö ×Ù × Ø Ó × Þ Ņ̃ Ø Ò 1⁄2· Ô Ò ·1⁄2 3⁄4 Ñ́Òμ ÀÓÛ Ú Ö̧ × ÝÑÔØÓØ ÐÐÝ ̧ Ò 1⁄2 Ô ÐÓ Ò Ñ ́Òμ Ò ÐÓ 1⁄4 Ò̧ ÓÖ ×Ù Ø Ð ÓÒ1 ר ÒØ× 1⁄4 1⁄4 È 1⁄4¿ o ÇÈ Æ ÈÊÇ Ä ÅË À Ö Û Ú × Ü ÔÖÓ Ð Ñ× ÖÓÑ Ø ÑÙ ÐØ ØÙ Ó ÒØ Ö ×Ø Ò ÕÙ ×Ø ÓÒ× Ø Ø Ö Ñ Ò ÓÔ Òo 1⁄2o ÅÓØÞ Ò1 Ö ÓÒ ØÙÖ ÒÝ × Ø Ó Ò ÒÓÒ ÓÐÐ Ò Ö ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò 1 Ø ÖÑ Ò × Ø Ð ×Ø Ò 3⁄4 ÓÖ Ò ÖÝ Ð Ò × ́Ò 1⁄2¿μo 3⁄4o Ò Ö Ð Þ ÓÖ Ö ÔÖÓ Ð Ñ ́ ÖÙÒ ÙÑμ Ï Ø × Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö ́Òμ Ó ÓÐÐ Ò Ö 1ØÙÔÐ × Ø ÖÑ Ò Ý Ò ÔÓ Ò Ø× Ò Ø ÔÐ Ò ̧ ÒÓ ·1⁄2 Ó Û Ö ÓÒ Ð Ò ́ ¿μ ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ × ÓÛ Ø Ø ́Òμ Ó́Ò 3⁄4 μo ÖÙÒ ÙÑ ÖÙ ×Ø Ð × Ø ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ́Òμ a ́ Ò 1⁄2·1⁄2 ́ 3⁄4μ μ̧ Û Û × ÑÔÖ ÓÚ Ý Á×Ñ Ð × Ù Á×Ñ 1⁄43⁄4 ØÓ ́Òμ áÒ ÐÓ · ÐÓ μ ÓÖ 1⁄2 ̧ ́Òμ áÒ 1⁄2 ¿ μ ÓÖ 1⁄2 o ÓÖ ¿̧ Û Ú ¿ ́Òμ Ò 3⁄4 ¢́Òμ Ë ̧ È o ¿o Å Ü ÑÙÑ Ò Ô Ò ÒØ ×Ù × Ø ÔÖÓ Ð Ñ ́ Ö Ó×μ Ø ÖÑ Ò Ø Ð Ö ×Ø ÒÙÑ 1 Ö « ́Òμ× Ù Ø Ø Ò Ý× ØÓ Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò ̧ ÒÓ ÓÙÖ ÓÒ Ð Ò ̧ × Ò «́Òμ1 Ð Ñ ÒØ ×Ù × Ø Û Ø ÒÓ ÓÐÐ Ò Ö ØÖ ÔÐ ×o ÙÖ ÙÖ 1⁄2 × × ÓÛÒ Ø Ø á Ô Ò ÐÓ Òμ « ́Òμ Ó́Òμo o ËÐÓÔ ÔÖÓ Ð Ñ ́Â Ñ × ÓÒμ Ó × Ú ÖÝ × Ø Ó Ò ÔÓ Ò Ø× Ò Ø ÔÐ Ò ̧ ÒÓØ ÐÐ ÓÒ Ð Ò ̧ Ô ÖÑ Ø ×Ô ÒÒ Ò Ô Ø ̧ ÐÐ Ó Û Ó× Ò 1⁄2 × Ú « Ö ÒØ ×ÐÓ Ô × o Ñ ÔØÝ ØÖ Ò Ð ÔÖÓ Ð Ñ ́ Ö ÒÝμ Ó × Ú ÖÝ × Ø Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò ̧ ÒÓ Ø Ö ÓÒ Ð Ò ̧ Ø ÖÑ Ò Ø Ð ×Ø ǾÒμ ÑÔ ØÝ ØÖ Ò Ð × Ø Ø × Ö × ̧ Û Ö ǾÒμ × ×Ù Ø Ð ÙÒ Ø ÓÒ Ø Ò Ò ØÓ Ò¬Ò ØÝ o Ð Ò Ô ÖØ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ ́ÃÙÔ ØÞμ Ó × Ø Ö Ü ×Ø Ò ÒØ Ö Û Ø Ø ÔÖÓÔ ÖØÝ Ø Ø ÓÖ Ú ÖÝ ÔÐ Ò Ö ÔÓ ÒØ× ØÈ ̧ Ø Ö × ÓÒÒ Ø Ò Ð Ò ×Ù Ø Ø Ø « Ö Ò ØÛ Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ð Ñ ÒØ× Ó È ÓÒ Ø× Ð Ø × Ò Ö Ø × Ó × ÒÓØ Ü ËÓÑ Ü ÑÔÐ × Ù ØÓ ÐÓÒ × ÓÛ Ø Ø Ø × ×× ÖØ ÓÒ × ÒÓØ ØÖÙ Û Ø 1⁄2 o È Ò × Ô ÖÓÚ Ø Ø Ø Ö × ÓÒÒ Ø Ò Ð Ò ̧ ÓÖ Û Ø × « Ö Ò × Ç ́ÐÓ ÐÓ Òμo 1⁄2o3⁄4 Å ÌÊÁ ÈÊÇ Ä ÅË Ì ×Ý× Ø Ñ Ø ×ØÙ Ý Ó Ø ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ó Ø Ò 3⁄4 ¡ ר Ò × Ø ÖÑ Ò Ý Ò ÔÓ ÒØ× Û × Ò Ø Ø Ý Ö Ó× Ò 1⁄2 Ö o Ú Ò ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ È © 2004 by Chapman & Hall/CRC 9
1⁄21⁄4 Âo È Ô 1⁄2 Ô 3⁄4 Ô Ò ̧Ð Ø ́È μ ÒÓØ Ø ÒÙÑ Ö Ó ×Ø Ò Ø ×Ø Ò × Ø ÖÑ Ò Ý È ̧ Ò Ð Ø ́È μ ÒÓØ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ø Ñ × Ø Ø Ø ÙÒ Ø ×Ø Ò Ó ÙÖ× ØÛ Ò ØÛÓ Ð Ñ ÒØ× Ó È o Ì Ø ×̧ ́È μ × Ø ÒÙÑ Ö Ó Ô Ö× Ô Ô ́ μ ×Ù Ø Ø Ô Ô 1⁄2o Ï Ø × Ø Ñ Ò ÑÙÑ Ó ́È μ Ò Û Ø × Ø Ñ Ü ÑÙÑ Ó ́È μ ÓÚ Ö ÐÐ Ò1 Ð Ñ ÒØ ×Ù × Ø× Ó Ù Ð Ò 1×Ô Ì × ÕÙ ×Ø ÓÒ× Ú Ö × Ô ÒÙÑ Ö1Ø ÓÖ Ø Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÔÖÓ Ð Ñ×̧ Ò Ú ÓÒØÖ ÙØ Ö ÐÝ ØÓ Ñ ÒÝ Ö ÒØ Ú ÐÓÔÑ ÒØ× Ò Ø × ¬ Ð ×o Ä ÇËË Ê ÍÒ Ø ×Ø Ò Ö Ô Ö Ô Û Ó× Ú ÖØ Ü × Ø × Ú Ò ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ È ̧ ÒÛ Ø ÛÓ ÔÓ ÒØ× Ö ÓÒÒ Ø Ý Ò Ò ÓÒÐÝ Ø Ö ×Ø Ò × ÓÒ o Ñ Ø Ö Ì Ñ Ü ÑÙÑ ×Ø Ò ØÛ Ò ØÛÓ Ô ÓÒ Ø× Ó È o Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ Ò Ø ÔÐ Ò ÆÓ Ø Ö ÔÓ ÒØ× Ó È Ö ÓÒ Ð Ò ̧ Ò ÒÓ ÓÙÖ ÓÒ Ö Ð o Ë Ô Ö Ø × Ø Ì ×Ø Ò ØÛ Ò ÒÝØ ÛÓ Ð Ñ ÒØ× × Ø Ð ×Ø ÓÒ o Æ Ö ×Ø Ò ÓÖ Ó Ô 3⁄4 È ÔÓ ÒØ Õ 3⁄4 È ̧ Û Ó× ×Ø Ò ÖÓÑ Ô × Ñ Ò ÑÙÑ o ÖØ ר Ò ÓÖ Ó Ô 3⁄4 È Ô ÓÒ Ø Õ 3⁄4 È ̧ Û Ó× ×Ø Ò ÖÓÑ Ô × Ñ Ü ÑÙÑo ÀÓ ÑÓØ Ø × Ø× Ë Ñ Ð Ö × Ø× Ò Ô Ö ÐÐ Ð ÔÓ× Ø ÓÒo Ê È Ì ÁËÌ Æ Ë ÜØÖ Ñ Ð Ö Ô Ø ÓÖÝ × ÔÐ Ý Ò ÑÔÓÖØ ÒØ ÖÓÐ Ò Ø × Ö o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø × ×Ý ØÓ × Ø Ø Ø ÙÒ Ø ×Ø Ò Ö Ô ×× Ò ØÓ Ò Ò1 Ð Ñ ÒØ ÔÐ Ò Ö ÔÓ ÒØ× ØÈ ÒÒÓØ ÓÒØ Ò Ã 3⁄4 ¿ ̧ ÓÑ ÔÐ Ø Ô ÖØ Ø Ö Ô Û Ø 3⁄4 Ò ¿ Ú ÖØ × Ò Ø× Ð ×× ×o Ì Ù×̧ Ý Û ÐÐ1 ÒÓÛÒ Ö Ô 1Ø ÓÖ Ø Ö × ÙÐØ̧ ́È μ̧ Ø ÒÙÑ Ö Ó × Ò Ø × Ö Ô ̧ × Ø ÑÓ× Ø ḈÒ ¿ 3⁄4 μo Ì × ÓÙÒ Ò Ñ ÔÖÓÚ ØÓ ḈÒ ¿ μ Ý Ù× Ò ÑÓÖ ×ÓÔ ×Ø Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ø Ò ÕÙ × ́ ÔÔÐ Ý Ð Ò ¿ Ó Ì Ð 1⁄2o1⁄2o 1⁄2 Û Ø Ñ Òμ ÙØ Û Ö ×Ø ÐÐ Ö ÖÓÑ ÒÓÛ Ò Û Ø Ø ×Ø ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ×o Ì Ä 1⁄2o3⁄4o1⁄2 ר Ñ Ø × ÓÖ Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ÙÒ Ø ×Ø Ò × Ø ÖÑ Ò Ý ÒÒ1 Ð Ñ ÒØ ÔÐ Ò Ö ÔÓ ÒØ × Ø È o È ÇÁÆÌ Ë Ì È ÄÇÏ Ê ÇÍÆ ÍÈÈ Ê ÇÍÆ Ë ÇÍÊ Ö ØÖ ÖÝ Ò 1⁄2· ÐÓ ÐÓ Ò ḈÒ ¿ μ Ö ̧ ËËÌ Ë Ô Ö Ø ¿Ò Ô 1⁄23⁄4Ò ¿ ¿Ò Ô 1⁄23⁄4Ò ¿ Ê Ù 3⁄4̧ À Ö Ç Ñ Ø Ö 1⁄2 Ò Ò ÀÈ¿ ÁÒ ÓÒÚ Ü ÔÓ× Ø ÓÒ 3⁄4Ò ḈÒ ÐÓ Òμ À 1⁄4̧ ÙÖ 1⁄4 ÆÓ ¿ ÓÐÐ Ò Ö áÒ ÐÓ Òμ ḈÒ ¿ μ Ã ÖØ ×Þ Ë Ô Ö Ø ̧ ÒÓ ¿ ÓÐÐo ́3⁄4 · 1⁄2 Ó́1⁄2μμÒ ́3⁄4 · ¿ μÒ ÌÓØ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 10
ÔØ Ö 1⁄2 Ò Ø ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× 1⁄21⁄2 ÁÒ Ì Ð 1⁄2o3⁄4o 1⁄2̧ Û ×ÙÑ Ñ Ö Þ Ø ×Ø ÙÖÖ ÒØÐ Ý ÒÓÛÒ ×Ø Ñ Ø × ÓÒ Ø Ñ Ü1 ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó Ø Ñ × Ø ÙÒ Ø ×Ø Ò Ò Ó ÙÖ ÑÓÒ Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò ̧ ÙÒ Ö Ú Ö ÓÙ× Ö ×ØÖ Ø ÓÒ× ÓÒ Ø Ö ÔÓ× Ø ÓÒo ÁÒ Ø ¬ Öר Ð Ò Ó Ø Ø Ð Ò Ø ÖÓÙ ÓÙØ Ø × ÔØ Ö ÒÓØ × ́ÙÒÖ Ð Ø μ ÔÓ× Ø Ú ÓÒר ÒØ× o Ì × ÓÒ Ò Ø Ö Ð Ò × × ÓÛ ÓÛ Ñ ÒÝ Ø Ñ × Ø Ñ Ò ÑÙÑ ×Ø Ò Ò Ø Ñ Ü ÑÙÑ ×1 Ø Ò ̧ Ö × Ôo̧ Ò Ó ÙÖ ÑÓÒ Ò Ö ØÖ ÖÝ ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò o Ì Ð 1⁄2o3⁄4o 3⁄4 ÓÒØ Ò× ×ÓÑ Ò ÐÓ ÓÙ× Ö ×ÙÐ Ø× Ò Ö Ñ Ò× ÓÒ×o ÁÒ Ø ¬Ö× Ø Ð Ò ̧ ¬ ́Òμ × Ò ÜØÖ Ñ ÐÝ ×Ð ÓÛÐÝ ÖÓÛ Ò ÙÒ Ø ÓÒ̧ ÐÓ× ÐÝ Ö Ð Ø ØÓ Ø ÙÒ Ø ÓÒ Ð ÒÚ Ö× Ó Ø ÖÑ ÒÒ ÙÒ Ø ÓÒo Á ÍÊ 1⁄2o 3⁄4o1⁄2 ×ÔÖ Ø ÔÓ ÒØ × Ø Û Ø ¿Ò ́1⁄23⁄4Ò ¿μ 1⁄2 3⁄4 ÙÒ Ø ×Ø Ò × ́Ò μo ÐÐ ×Ù × Ø× Ú Ò Ö Ø Ö Þ Ý ÃÙÔ ØÞ ÃÙÔ o Ì Ä 1⁄2o3⁄4o3⁄4 ר Ñ Ø × ÓÖ Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ÙÒ Ø ×Ø Ò × Ø ÖÑ Ò Ý ÒÒ1 Ð Ñ ÒØ ÔÓ ÒØ × Ø È Ò 1×Ô o È ÇÁÆÌ Ë Ì È ÄÇÏ Ê ÇÍÆ ÍÈÈ Ê ÇÍÆ Ë ÇÍÊ ¿̧ Ö ØÖ ÖÝ áÒ ¿ ÐÓ ÐÓ Òμ ḈÒ ¿ 3⁄4 ¬́Òμμ Ö 1⁄4̧ · 1⁄4 ¿̧ × Ô Ö Ø Ò ḈÒ 3⁄4 ¿ μ Ò áÒ 3⁄4 ¿ μ Æ ÛØÓÒ ¿̧ Ñ Ø Ö 1⁄2 3⁄4Ò 3⁄4 3⁄4Ò 3⁄4 ÖÙ ̧ À Ô ¿̧ ÓÒ ×Ô Ö áÒ ¿ μ ḈÒ ¿ μ ÀÈ ́Ö o 1⁄2 Ô 3⁄4μ ¿̧ ÓÒ ×Ô Ö áÒ Ô ÐÓ Òμ ḈÒ ¿ μ ËÎ1⁄4 ́Ö o Ö 1⁄2 Ô 3⁄4μ Ò 3⁄4 · Ò 1⁄2 Ò 3⁄4 · Ò Ö ̧ ÚÏ ÚÒ̧ Ö o Ò 3⁄4 3⁄4 1⁄2 1⁄2 3⁄4 ¡ ·Ò Ḉ μ Ò 3⁄4 3⁄4 1⁄2 1⁄2 3⁄4 ¡ ·Ò á μ Ö Ó ̧ Ö o Ò 3⁄4 3⁄4 1⁄2 1⁄2 3⁄4 ¡ ·áÒ ¿ μ Ò 3⁄4 3⁄4 1⁄2 1⁄2 3⁄4 ¡ ·ḈÒ ¿ μ È 1⁄4 Ì × ÓÒ Ð Ò Ó Ì Ð 1⁄2o3⁄4o 1⁄2 Ò ÜØ Ò Ý× Ó Û Ò Ø Ø Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø ר Ò ÒÒÓØ Ó ÙÖ ÑÓÖ Ø Ò ¿Ò 3⁄4 · Ø Ñ × ØÛ Ò ÔÓ ÒØ× Ó Ò Ò1 Ð Ñ ÒØ × Ø Ò Ø ÔÐ Ò Û Ó× ÓÒÚ Ü ÙÐÐ × Ú ÖØ × Ö 3⁄4 o Ì Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó Ó ÙÖÖ Ò × Ó Ø × ÓÒ 1×Ñ ÐÐ ×Ø Ò × ÓÒ 1Ð Ö ×Ø ר Ò × ́3⁄4 ·Ó́1⁄2μμÒ Ò ¿Ò 3⁄4́ Ò × Ú Òμ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ Ö 3⁄4 ̧Î× o Ú Ò ÒÝ ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ È ̧ Ð Ø ̈́È μ ÒÓØ Ø ×ÙÑ Ó Ø ÒÙÑ Ö× Ó ÖØ ר Ò ÓÖ× ÓÖ Ú ÖÝ Ð Ñ ÒØ Ô 3⁄4 È o Ì Ð 1⁄2o3⁄4o ¿ ÓÒØ Ò× Ø Ø ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × ÓÒ ̈́È μ Ò Ø ÔÐ Ò Ò Ò ¿1×Ô ̧ Ò ×ÝÑ ÔØÓØ ÐÐÝ Ø Ø ÓÒ × ÓÖ Ö Ñ Ò× ÓÒ× Ë ̧ × ̧ È 1⁄4o ÙÑ ØÖ × Ù Ò Ù Ö × Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ö Ð Ø ÕÙ ×Ø ÓÒ Ú Ò ÓÐÓÖ ÔÓ ÒØ × Ø Ò Ø ÔÐ Ò ̧ Ø× Ø ÖÓ ÓÐ ÓÖ Ñ Ø Ö × Ø Ð Ö ×Ø ר Ò ØÛ Ò ØÛÓ Ð Ñ ÒØ× Ó « Ö ÒØ Ó Ð Ó Ö × o Ä Ø ́Òμ ÒÓØ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 11
1⁄23⁄4 Âo È Á ÍÊ 1⁄2o 3⁄4o3⁄4 Ò ÔÓ ÒØ×̧ ÑÓÒ Û Ø × ÓÒ 1 ×Ñ ÐÐ ×Ø ר Ò Ó ÙÖ× ́ 3⁄4 · Ó́1⁄2μμÒ Ø Ñ ×o Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó Ø Ñ × Ø Ø Ø Ø ÖÓ ÓÐÓÖ Ñ Ø Ö Ò Ó ÙÖ Ò 1 ÓÐÓÖ Ò1 Ð Ñ ÒØÔ ÓÒ Ø × Ø ØÛ Ò ØÛÓÔ ÓÒ Ø× Ó « Ö ÒØ ÓÐÓÖ×o ÁØ × ÒÓÛ Ò Ø Ø 3⁄4 ́Òμ Ò ¿ ́Òμ Ò ́Òμ ¿ Ò 3⁄4·Ḉ1⁄2μ Ò ́Òμ ́3⁄4 1⁄2 3⁄4 μÒ ÓÖ Ú ÖÝ o Ì Ä 1⁄2o3⁄4o¿ ÍÔÔ Ö ÓÙÒ × ÓÒ ̈́È μ̧ Ø ØÓØ Ð ÒÙÑ Ö Ó ÖØ ר Ò ÓÖ× Ó ÐÐ ÔÓ ÒØ× Ó Ò Ò1 Ð Ñ ÒØ × Ø È o ÈÇÁÆÌ Ë Ì È ÍÈÈ Ê ÇÍÆ ËÇÍÊ ÈÐ Ò Ö̧ Ò × Ú Ò ¿Ò ¿ Ë ̧ Ú ÈÐ Ò Ö̧ Ò × Ó ¿Ò Ë ̧ Ú ÈÐ Ò Ö̧ Ò ÓÒÚ Ü ÔÓ× Ø ÓÒ 3⁄4Ò Ë ¿1 Ñ Ò× ÓÒ Ð̧ Ò 1⁄4 ́ÑÓ 3⁄4μ Ò 3⁄4 ·¿ Ò 3⁄4·¿ × ̧ È ¿1 Ñ Ò× ÓÒ Ð̧ Ò 1⁄2 ́ÑÓ μ Ò 3⁄4 ·¿ Ò 3⁄4· × ̧ È ¿1 Ñ Ò× ÓÒ Ð̧ Ò ¿ ́ÑÓ μ Ò 3⁄4 ·¿ Ò 3⁄4·1⁄2 ¿ × ̧ È 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ́ ¿μ Ò 3⁄4 ́1⁄2 1⁄2 3⁄4 · Ó́1⁄2μμ È 1⁄4 ÁËÌÁÆ Ì ÁËÌ Æ Ë ÁØ × Ó Ú ÓÙ× Ø Ø ÐÐ ×Ø Ò × ØÛ Ò Ô Ö× Ó ÔÓ ÒØ× Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ø È Ö Ø × Ñ ̧ Ø Ò È ·1⁄2 o Á È Ø ÖÑ Ò × Ø ÑÓ× Ø ×Ø Ò Ø ×Ø Ò ×̧ Û Ú Ø Ø È · ¡ × Ë ¿ o Ì × ÑÔÐ × Ø Ø × ¬Ü Ò Ò Ø Ò × ØÓ Ò¬Ò ØÝ ̧Ø ÒØ ÑÒÑ ÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ×Ø Ò Ø ×Ø Ò × Ø ÖÑ Ò Ý Ò ÔÓ ÒØ× Ò 1×Ô × Ø Ð ×Ø áÒ 1⁄2 μo ÒÓØ Ò Ø × Ñ Ò ÑÙÑ Ý ́Òμ̧ ÓÖ ¿Û Ú Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ö ×ÙÐ Ø× ËÎ1⁄4 áÒ 3⁄4 3⁄4 ́ ·3⁄4μ μ ́Òμ ḈÒ 3⁄4 μ ÓÖ ¿̧ ËÓÐ ÝÑÓ× Ò Î Ù ×Ø Ð × ØØ Ö ÓÙÒ ̧ ¿ ́Òμ a ́ Ò 1⁄4 ¿ μ ÁÒ Ì Ð © 2004 by Chapman & Hall/CRC 12
ÔØ Ö 1⁄2 Ò Ø ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× 1⁄2¿ 1⁄2o3⁄4o ̧ Û Ð ×Ø ×ÓÑ ÐÓÛ Ö Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × ÓÒ Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ×Ø Ò Ø ×Ø Ò × Ø ÖÑ Ò Ý ÒÒ1 Ð Ñ ÒØ ÔÓ ÒØ × Ø È ̧ ÙÒ Ö Ú Ö ÓÙ× ××ÙÑÔØ ÓÒ× ÓÒ Ø× ×ØÖ Ù ØÙÖ o Ì Ä 1⁄2o 3⁄4o ר Ñ Ø × ÓÖ Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ×Ø Ò Ø ×Ø Ò × Ø ÖÑ Ò Ý ÒÒ1 Ð Ñ ÒØ ÔÓ ÒØ × Ø È Ò Ø ÔÐ Ò o È ÇÁÆÌ Ë Ì È ÄÇÏ Ê ÇÍÆ ÍÈÈ Ê ÇÍÆ Ë ÇÍÊ Ö ØÖ ÖÝ áÒ 1⁄4 1⁄2 μ ḈÒ Ô ÐÓ Òμ ËÌ1⁄41⁄2̧ ÃÌ1⁄4 ÁÒ ÓÒÚ Ü ÔÓ× Ø ÓÒ Ò 3⁄4 Ò 3⁄4 ÐØ ¿ ÆÓ ¿ ÓÐÐ Ò Ö ́Ò 1⁄2μ ¿ Ò 3⁄4 ËÞ Ñ Ö Ö ÁÒ Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ á Òμ ḈÒ 1⁄2· Ô ÐÓ Ò μ ÈÊ ¿ Ê Ä Ì Ê ËÍÄ ÌË 1⁄2o ÁÒØ Ö ×Ø Ò × Ì Ö Ö Ö ØÖ Ö ÐÝ Ð Ö ̧ ÒÓÒ ÓÐÐ Ò Ö ¬Ò Ø ÔÓ ÒØ × Ø× Ò Ø ÔÐ Ò ×Ù Ø Ø ÐÐ ×Ø Ò × Ø ÖÑ Ò Ý Ø Ñ Ö ÒØ Ö×̧ ÙØ Ø Ö Ü ×Ø× ÒÓ Ò¬Ò Ø × Ø Û Ø Ø × ÔÖ ÓÔ ÖØÝ o 3⁄4o Ò Ö ×Ù × Ø× ÒÝ × Ø Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò ÓÒØ Ò× áÒ 1⁄4 3⁄4 μ ÔÓ ÒØ× ×Ù Ø Ø ÐÐ ×Ø Ò × ØÛ Ò Ø Ñ Ö ×Ø Ò Ø Ä Ì o Ì × ÓÙÒ ÓÙÐ Ô Ö Ô× ÑÔÖ ÓÚ ØÓ ÓÙØ Ò 1⁄2 ¿ o ¿o ÓÖ ×Ù 3× ÔÖÓ Ð Ñ ÁØ Û × ÓÒ ØÙÖ Ø Ø Ú ÖÝ ́¬Ò Ø μ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÓ ÒØ × Ø È Ò Ô ÖØ Ø ÓÒ ÒØÓ ·1⁄2 Ô ÖØ× Ó ×Ñ ÐÐ Ö Ñ Ø Öo ÁØ ÓÐÐÓÛ× ÖÓÑ Ø Ö ×ÙÐ Ø× ÕÙÓØ Ò Ø Ø Ö Ð Ò × Ó Ì Ð × 1⁄2o 3⁄4o1⁄2 Ò 1⁄2o 3⁄4o3⁄4 Ø Ø Ø × × ØÖÙ ÓÖ 3⁄4 Ò ¿o ËÙÖ ÔÖ × Ò ÐÝ ̧ Ã Ò Ò Ã Ð Ãà ¿ ÔÖÓÚ Ø Ø Ø Ö Ü ×Ø × Ø× È Ø Ø ÒÒÓØ Ô ÖØ Ø ÓÒ ÒØÓ Û Ö Ø Ò ́1⁄2 3⁄4μ Ô Ô ÖØ× Ó ×Ñ ÐÐ Ö Ñ Ø Öo ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø ÓÒ ØÙÖ × Ð× ÓÖ ¿3⁄41⁄2 ́× ̧ o o̧ Ço È ÙÖ Óμo ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ Ø × ÒÓÛÒ Ø Ø ÓÖ Ð Ö ̧ Ú ÖÝ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ø Ò Ô ÖØ Ø ÓÒ ÒØÓ ́ Ô ¿ 3⁄4·Ó́1⁄2μμ Ô ÖØ× Ó ×Ñ ÐÐ Ö Ñ Ø Ö Ë o o Æ ÖÐÝ ÕÙ Ð ×Ø Ò × ÌÛÓ ÒÙÑ Ö× Ö × ØÓ Ò ÖÐÝ ÕÙ Ð Ø Ö « Ö Ò × Ø ÑÓ× Ø ÓÒ o Á Ò × ×ÙÆ ÒØÐÝ Ð Ö ̧ Ø Ò Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó Ø Ñ × Ø Ø Ò ÖÐÝ Ø × Ñ ×Ø Ò Ó ÙÖ× ÑÓÒ Ò × Ô Ö Ø ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò × Ò 3⁄4 o Ì Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó Ô Ö× Ò × Ô Ö Ø × Ø Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò ̧ Û Ó× ×Ø Ò × Ò ÖÐÝ ÕÙ Ð ØÓ ÒÝÓ Ò Ó Ö ØÖ Ö ÐÝ Ó× Ò ÒÙÑ Ö×̧ × Ò 3⁄4 3⁄4 ́1⁄2 1⁄2 ·1⁄2 · Ó́1⁄2μμ̧ × Ò Ø Ò × ØÓ Ò¬Ò ØÝ ÅÈ ¿ o o Ê Ô Ø Ò Ð × ÁÒ Ò Ò1 Ð Ñ ÒØ ÔÐ Ò Ö ÔÓ ÒØ × Ø̧ Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ÒÓÒ ÓÐÐ Ò Ö ØÖ ÔÐ × Ø Ø Ø ÖÑ Ò Ø × Ñ Ò Ð × ḈÒ 3⁄4 ÐÓ Òμ̧ Ò Ø × ÓÙÒ × ×ÝÑ ÔØÓØ ÐÐÝ Ø Ø ÓÖ Ò× × Ø Ó Ò Ð × ́È 1Ë Ö Öμo Ì ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò Ñ Ü ÑÙÑ Ò ¿1×Ô × Ø ÑÓ× Ø ḈÒ ¿ μ o ÁÒ 1×Ô Ø Ò Ð 3⁄4 Ò Ó ÙÖ áÒ ¿ μ Ø Ñ ×̧ Ò ÐÐ ÓØ Ö Ò Ð × Ò Ó ÙÖ Ø ÑÓ× Ø ḈÒ 3⁄4 μ Ø Ñ × ÈÙ o ÓÖ Ñ Ò× ÓÒ ÐÐ Ò Ð × Ò Ó ÙÖ áÒ ¿ μ Ø Ñ ×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 13
1⁄2 Âo È o Ê Ô Ø Ö × Ä Ø Ø ́Òμ ÒÓØ Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ØÖ ÔÐ × Ò Ò Ò1 Ð Ñ ÒØÔ ÓÒ Ø × Ø Ò 1×Ô Ø Ø Ò Ù ÙÒ Ø Ö ØÖ Ò Ð o ÁØ × ÒÓÛÒ Ø Ø áÒ 3⁄4 ÐÓ ÐÓ Òμ Ø 3⁄4 ́Òμ ḈÒ ¿ μ̧ Ø ¿ ́Òμ ḈÒ ¿ μ̧ Ø ́Òμ Ø ́Òμ Ó́Ò ¿ μ̧ Ò Ø ́Òμ ¢ ́ Ò ¿ μ ́ È 1⁄2̧ ÈË 1⁄4 μo Å Ü ÑÙÑ1 Ò Ñ Ò ÑÙÑ 1 Ö ØÖ Ò Ð × Ó ÙÖ ÑÓÒ Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò Ø ÑÓ× Ø Ò Ò Ø ÑÓר ¢́Ò 3⁄4 μ Ø Ñ × Ê Ë1⁄41⁄2 o o ÓÒ ÖÙ ÒØ ØÖ Ò Ð × Ä Ø Ì ́Òμ ÒÓØ Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ØÖ ÔÐ × Ò Ò Ò1 Ð Ñ ÒØ ÔÓ ÒØ × Ø Ò 1×Ô Ø Ø Ò Ù ØÖ Ò Ð ÓÒ ÖÙ ÒØ ØÓ Ú Ò ØÖ Ò Ð Ì o ÁØ × ÒÓÛÒ Ë1⁄41⁄2̧ 1⁄43⁄4 Ø Ø áÒ 1⁄2· ÐÓ ÐÓ Ò μ Ì 3⁄4 ́Òμ ḈÒ ¿ μ áÒ ¿ μ Ì ¿ ́Òμ ḈÒ ¿·̄ μ áÒ 3⁄4 μ Ì ́Òμ ḈÒ 3⁄4·̄ μ Ì ́Òμ ¢ ́ Ò ¿ μ Ò Ì ́Òμ ¢ ́ Ò ¿ μ Ó Ö o Ë Ñ Ð Ö ØÖ Ò Ð × Ì Ö Ü ×Ø× ÔÓ× Ø Ú ÓÒר ÒØ ×Ù Ø Ø Ó Ö Ò Ý ØÖ Ò Ð Ì Ò ÒÝ Ò ¿̧ Ø Ö × Ò Ò1 Ð Ñ ÒØ ÔÓ ÒØ × Ø Ò Ø ÔÐ Ò Û Ø Ø Ð ×Ø Ò 3⁄4 ØÖ ÔÐ × Ø Ø Ò Ù ØÖ Ò Ð × × Ñ Ð Ö ØÓ Ì o ÓÖ ÐÐ ÕÙ Ö Ð Ø Ö Ð× Ȩ́ Û Ó× ÔÓ ÒØ×̧ × ÓÑ ÔÐ Ü ÒÙÑ Ö×̧ Ú Ò Ð Ö Ö Ó×× Ö Ø Ó̧ Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó 1ØÙÔÐ × Ó Ò Ò1 Ð Ñ ÒØ × Ø Ø Ø Ò Ù ÕÙ Ö Ð Ø Ö Ð× × Ñ Ð Ö ØÓ É × ¢́Ò 3⁄4 μo ÓÖ ÐÐ ÓØ Ö ÕÙ Ö Ð Ø Ö Ð× Ȩ́ Ø × ÙÒ Ø ÓÒ × ×Ð ØÐÝ ×Ù ÕÙ Ö Ø o Ì Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó Ô ÖÛ × ÓÑÓØ Ø ØÖ ÔÐ × Ò × Ø Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò × ḈÒ ¿ 3⁄4 μ̧ Ò Ø × ÓÙÒ × × ÝÑÔØÓØ ÐÐÝ Ø Ø ̧ ÄÊ o Ì ÒÙÑ Ö Ó × Ñ Ð Ö Ø ØÖ Ö ÑÓÒ Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø Ö 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô × Ø Ñ Óר ḈÒ 3⁄4 3⁄4 μ ÌÌ o ÙÖØ Ö Ú Ö ÒØ× Û Ö ×ØÙ Ò Ö 1⁄43⁄4 o o Á×Ó× Ð × ØÖ Ò Ð ×̧ ÙÒ Ø Ö Ð × ÁÒ Ø ÔÐ Ò ̧ Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ØÖ ÔÐ × Ø Ø Ø ÖÑ Ò Ò ×Ó× Ð × ØÖ Ò Ð ̧ × ḈÒ 3⁄4 1⁄21⁄43⁄4 μ È Ì1⁄43⁄4 o Ì Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ 1 Ö Ó ×Ø Ò Ø ÙÒ Ø Ö Ð × Ô ×× Ò Ø ÖÓÙ Ø Ð ×Ø ¿ Ð Ñ ÒØ× Ó ÔÐ Ò Ö ÔÓ ÒØ × Ø Ó × Þ Ò × Ø Ð ×Ø áÒ ¿ 3⁄4 μ Ò Ø ÑÓר Ò 3⁄4 ¿ Ç ́Òμ Ð o ÇÆÂ ÌÍÊ Ë Ç Ê ÇË 1⁄2o Ì ÒÙÑ Ö Ó Ø Ñ × Ø ÙÒ Ø ×Ø Ò Ò Ó ÙÖ ÑÓÒ Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò Ó × ÒÓØ Ü Ò 1⁄2· ÐÓ ÐÓ Ò o 3⁄4o ÒÝ × Ø Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò Ø ÖÑ Ò × Ø Ð ×Ø áÒ Ô ÐÓ Òμ ר Ò Ø ×Ø Ò ×o ¿o ÒÝ × Ø Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò ÓÒÚ Ü ÔÓ× Ø ÓÒ Ò Ø ÔÐ Ò × ÔÓ ÒØ ÖÓÑ Û Ø Ö Ö Ø Ð ×Ø Ò 3⁄4 ר Ò Ø ×Ø Ò ×o o Ì Ö × Ò ÒØ Ö × Ù Ø Ø ÒÝ ¬Ò Ø × Ø Ò ÓÒÚ Ü ÔÓ× Ø ÓÒ Ò Ø ÔÐ Ò × ÔÓ ÒØ ÖÓÑ Û Ø Ö Ö ÒÓ ÔÓ ÒØ× Ø Ø × Ñ ×Ø Ò o o ÒÝ × Ø Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò ̧ ÒÓØ ÐÐ ÓÒ Ð Ò ̧ ÓÒØ Ò× Ø Ð ×Ø Ò 3⁄4 ØÖ ÔÐ × Ø Ø Ø ÖÑ Ò ×Ø Ò Ø Ò Ð × ́ ÓÖÖ ̧ Ö Ó×̧ À Ò Ðμo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 14
ÔØ Ö 1⁄2 Ò Ø ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× 1⁄2 o Ì Ñ Ø Ö Ó ÒÝ × Ø Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò Û Ø Ø ÔÖ ÓÔ ÖØÝ Ø Ø Ø × Ø Ó ÐÐ ×Ø Ò × Ø ÖÑ Ò Ý Ø Ñ × × Ô Ö Ø ́ÓÒ Ø Ð Ò μ × Ø Ð ×Ø áÒμo È Ö Ô× Ø × Ø Ð ×Ø Ò 1⁄2̧ Û Ø ÕÙ Ð ØÝÛ ÒØ Ô ÓÒ Ø× Ö ÓÐÐ Ò Öo o Ì Ö × ÒÓ × Ø Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ú ÖÝÛ Ö Ò× Ò Ø ÔÐ Ò ×Ù Ø Ø ÐÐ ×1 Ø Ò × Ø ÖÑ Ò Ý Ø Ñ Ö Ö Ø ÓÒ Ð ́ Ö Ó×̧ ÍÐ Ñμo 1⁄2o¿ ÇÄÇÊ ÁÆ ÈÊÇ Ä ÅË Á Û Ô ÖØ Ø ÓÒ ×Ô ÒØÓ ×Ñ ÐÐ ÒÙÑ Ö Ó Ô ÖØ× ́ o o̧ Û ÓÐÓÖ Ø× ÔÓ ÒØ× Û Ø ×Ñ ÐÐ ÒÙÑ Ö Ó ÓÐ ÓÖ× μ̧ Ø Ð ×Ø ÓÒ Ó Ø × Ô ÖØ× ÑÙ× Ø ÓÒØ Ò ÖØ Ò ÙÒ ÚÓ 1 Ð ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ×o ÁÒ Ø × ÑÔÐ ×Ø × ̧ Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ÓÒ× ×Ø× Ó Ô Ö Ó ÔÓ ÒØ× Ø Ú Ò ×Ø Ò o Ì ÔÖÓØÓØÝ Ô Ó × Ù ÕÙ ×Ø ÓÒ × Ø À Û Ö1 Æ Ð× ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ Ï Ø × Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ÓÐ ÓÖ× Ò ÓÖ ÓÐÓÖ Ò Ø ÔÐ Ò ×Ó Ø Ø ÒÓ ØÛÓÔ ÓÒ Ø× Ø ÙÒ Ø ×Ø Ò Ö Ú Ø × Ñ ÓÐ ÓÖ Ì Ò×Û Ö × ÒÓÛÒ ØÓ ØÛ Ò Ò o Á ÍÊ 1⁄2o ¿o1⁄2 Ì ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ø ÔÐ Ò × ́ μ Ø ÑÓר Ò ́ μ Ø Ð ×Ø o 1 2 3 4 5 6 7 1 7 6 4 1 2 7 6 5 1 2 3 7 6 1 2 3 4 7 1 3 4 5 1 5 64 3 (i) (ii) 2 5 Ä ÇËË Ê ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ö Ô Ì Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ÓÐÓÖ×̧ ́ μ̧ Ò 1 ØÓ ÓÐ ÓÖ ÐÐ Ø Ú ÖØ × Ó ×Ó Ø Ø ÒÓ ØÛÓ Ú ÖØ × Ó Ø × Ñ ÓÐÓÖ Ö ÒØo Ä ×Ø1 Ö ÓÑ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ö Ô Ì Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö ×Ù Ø Ø ÓÖ ÒÝ ×× ÒÑ ÒØ Ó Ð ×Ø Ó ÓÐ ÓÖ× ØÓ Ú ÖÝ Ú ÖØ Ü Ó Ø Ö Ô ̧ ÓÖ ÚÖØ Ü Ø × ÔÓ×× Ð ØÓ ÓÓ× × Ò Ð ÓÐÓÖ ÖÓÑ Ø× Ð ×Ø ×Ó Ø Ø ÒÓ ØÛÓÚ ÖØ × ÒØ ØÓ ÓØ Ö Ö Ú Ø × Ñ ÓÐÓÖ o ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ñ ØÖ ×Ô Ì ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ø ÙÒ Ø ×Ø Ò Ö Ô Ó Ø ×Ô ̧ o o̧ Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ÓÐ ÓÖ× Ò ØÓ ÓÐ ÓÖ ÐÐ ÔÓ ÒØ× Ó Ø ×Ô ×Ó Ø Ø ÒÓ ØÛÓ ÔÓ ÒØ× Ó Ø × Ñ ÓÐÓÖ Ö Ø ÙÒ Ø ×Ø Ò o ÈÓÐÝ Ö ÓÑ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ñ ØÖ ×Ô Ì Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ÓÐÓÖ ×̧ ̧ Ò ØÓ ÓÐÓÖ ÐÐ ÔÓ Ò Ø× Ó Ø ×Ô ×Ó Ø Ø ÓÖ ÓÐ ÓÖ Ð ×× ̧ Ø Ö × © 2004 by Chapman & Hall/CRC 15
1⁄2 Âo È ×Ø Ò ×Ù Ø Ø ÒÓ ØÛÓ ÔÓ ÒØ× Ó Ö Ø ×Ø Ò o × ÕÙ Ò Ó ÓÖ Ò ×Ø Ò ×̧ ́ 1⁄2 μ̧ × ÐÐ ØÝÔ Ó Ø ÓÐ ÓÖ Ò o ́Ì × Ñ ÓÐÓÖ Ò Ñ Ý Ú × Ú Ö Ð ØÝÔ ×oμ ÖØ Ó Ö Ô Ì Ð Ò Ø Ó Ø × ÓÖØ ר Ý Ð Ò Ø Ö Ô o Ô ÓÒ Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ È × 1Ê Ñ× Ý Ò 1×Ô ̧ ÓÖ ÒÝ ÓÐÓÖ Ò Ó Ø ÔÓ ÒØ× Ó 1×Ô Û Ø ÓÐÓÖ ×̧ Ø Ð ×Ø ÓÒ Ó Ø ÓÐÓÖ Ð ×× × ÓÒØ Ò× ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔÝ Ó È o Ô Ó Ò Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ È × Ê Ñ× Ý ̧ ÓÖ Ú ÖÝ ̧ Ø Ö Ü ×Ø× ́ μ× Ù Ø Ø È × 1Ê Ñ× Ý Ò ́ μ1×Ô o Ö Ì Ú ÖØ Ü × Ø Ó Ö Ø Ô Ö ÐÐ Ð Ô Ô o ÇÊ Á Æ ÁËÌ Æ Ë Ì Ð 1⁄2o ¿o1⁄2 ÓÒØ Ò× Ø ×Ø ÓÙÒ × Û Ò Ó Û Ó ÖØ ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Ö× Ó Ú Ö ÓÙ× ×Ô ×o ÐÐ ÐÓÛ Ö ÓÙÒ × Ò ×Ø Ð × Ý× Ó Û Ò Ø Ø Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ÙÒ Ø ×Ø Ò Ö Ô × Ú ×ÓÑ ¬Ò Ø ×Ù Ö Ô × Ó Ð Ö ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Ö 1⁄2 o Ë 1⁄2 ́Öμ ÒÓØ × Ø ×Ô Ö Ó Ö Ù× Ö Ò 1×Ô ̧ Û Ö Ø ×Ø Ò ØÛ Ò ØÛÓ ÔÓ ÒØ× × Ø Ð Ò Ø Ó Ø ÓÖ ÓÒÒ Ø Ò Ø Ño Ì Ä 1⁄2o¿o1⁄2 ר Ñ Ø × ÓÖ Ø ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Ö× Ó Ñ ØÖ ×Ô ×o ËÈ ÄÇÏ Ê ÇÍÆ ÍÈÈ Ê ÇÍÆ Ë ÇÍÊ Ä Ò 3⁄4 3⁄4 ÈÐ Ò Æ Ð×Ó Ò̧ Á× ÐÐ Ê Ø ÓÒ Ð ÔÓ ÒØ× Ó ÔÐ Ò 3⁄4 3⁄4 Ï ÓÓ ¿ ¿1× Ô 1⁄2 Æ 1⁄43⁄4̧ ÓÙ1⁄43⁄4̧ Ê Ì1⁄4¿ Ê Ø ÓÒ Ð ÔÓ ÒØ× Ó ¿1×Ô 3⁄4 3⁄4 Ò ̧ È ÖÐ × Ë 3⁄4 ́Öμ 1⁄2 3⁄4 Ö Ô ¿ Ô ¿ 3⁄4 ¿ Ë Ñ Ë 3⁄4 ́Öμ Ô ¿ Ô ¿ 3⁄4 Ö 1⁄2 Ô ¿ ¿ ËØÖ Ù× Ë 3⁄4 ́Öμ Ö 1⁄2 Ô ¿ Ë Ñ Ë 3⁄4 1⁄2 Ô 3⁄4 Ë Ñ Ê Ø ÓÒ Ð ÔÓ ÒØ× Ó 1×Ô Ò ̧ È ÖÐ × Ê Ø ÓÒ Ð ÔÓ ÒØ× Ó 1×Ô 1⁄4 1×Ô ́1⁄2 · Ó́1⁄2 μμ ́1⁄2 3⁄4μ ́¿ · Ó́1⁄2 μμ Ï 1⁄2̧ ÄÊ 3⁄4 Ë 1⁄2 ́Öμ Ö 1⁄2 3⁄4 ÄÓÚ ¿ Æ ÜØ Û Ð ×Ø × Ú Ö Ð ÔÖÓ Ð Ñ× Ò Ö ×ÙÐØ× ×ØÖÓÒ ÐÝ Ö Ð Ø ØÓ Ø À Û Ö1 Æ Ð× ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ ́ÕÙÓØ Ò Ø ÒØÖ Ó Ù Ø ÓÒ ØÓ Ø × × Ø ÓÒμo 1⁄2o 1 ÖÓÑ Ø ÙÒ Ø ×Ø Ò Ö Ô × Ó Ð Ö ÖØ Ç3 ÓÒÒ ÐÐ Ç3 1⁄41⁄4 Ò×Û Ö ÕÙ ×Ø ÓÒ Ó Ö Ó× Ý Ü Ø Ò × Ö × Ó ÙÒ Ø ×Ø Ò Ö Ô × Ò Ø ÔÐ Ò Û Ø Ö ØÖ ÖÝ Ð Ö ÖØ × Ò ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Ö o 3⁄4o ÈÓÐÝ ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Ö ËØ Ò Ò Ï ÓÓ ÐÐ Ï ÓÓ ¿ × Ó Û Ø Ø Ø ÔÓÐÝ1 ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ø ÔÐ Ò × ØÛ Ò Ò o ÁØ × ÒÓÛÒ Ø Ø ÓÖ ÒÝ Ö 3⁄4 Ô 3⁄4 1⁄2 1⁄2 Ô ̧ Ø Ö × ÓÐ ÓÖ Ò Ó ØÝÔ ́1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 Ö μ ËÓ o ÀÓÛ Ú Ö̧ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 16
ÔØ Ö 1⁄2 Ò Ø ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× 1⁄2 Ø Ð ×Ø1 ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ø ÙÒ Ø ×Ø Ò Ö Ô Ó Ø ÔÐ Ò ̧ Û × Ø Ð ×Ø × Ð Ö × Ø× Ô ÓÐÝ ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Ö̧ × Ò¬Ò Ø ÐÓ ¿ o ¿o Ò× × Ø× Ö Ð Þ Ò ÒÓ ÙÒ Ø ×Ø Ò Ì ÐÓÛ Ö ́Ö ×Ôo ÙÔÔ Öμ Ò× ØÝ Ó Ò ÙÒ ÓÙÒ × Ø Ò Ø ÔÐ Ò × Ø Ð Ñ Ò ́Ö ×Ôo Ð Ñ ×ÙÔμ Ó Ø Ö Ø Ó Ó Ø Ä × Ù Ñ ×ÙÖ Ó Ø× ÒØ Ö× Ø ÓÒ Û Ø × Ó Ö Ù× Ö ÖÓÙÒ Ø ÓÖ Ò ØÓ Ö 3⁄4 ̧ ×Ö 1⁄2 o Á Ø × ØÛÓÒ ÙÑ Ö× Ó Ò ̧ Ø Ö ÓÑÑ ÓÒ Ú ÐÙ × ÐÐ Ø Ò× ØÝ Ó Ø × Øo Ä Ø Æ ÒÓØ Ø Ñ Ü ÑÙÑ Ò× ØÝ Ó ÔÐ Ò Ö × Ø̧ ÒÓ Ô Ö Ó ÔÓ ÒØ× Ó Û × Ø ÙÒ Ø ×Ø Ò o ÖÓ Ø ÖÓ Ò Ë Þ ÐÝ ËÞ × ÓÛ Ø Ø 1⁄4 3⁄43⁄4 ¿ Æ 3⁄4 1⁄23⁄4 ¿ o Ì Ö Ô Ó Ð Ö ×Ø Ò × Ä Ø ́È μ ÒÓØ Ø Ö Ô Û Ó× Ú ÖØ Ü × Ø × ¬Ò Ø ÔÓ ÒØ × Ø È ̧Û Ø Ø ÛÓÚ ÖØ × ÓÒÒ Ø Ý Ò Ò ÓÒÐÝ Ø Ö ×Ø Ò × ÓÒ Ó Ø Ð Ö ×Ø ר Ò × Ø ÖÑ Ò Ý È o ÁÒ Ø ÔÐ Ò ̧ ́ 1⁄2 ́È μμ ¿ Ó Ö ÚÖÝ È × ÓÖ ×Ù 3× ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ø ÔÖ Ò × Ø ÓÒo ÁØ × Ð×Ó ÒÓÛÒ Ø Ø ÓÖ ÒÝ ¬Ò Ø ÔÐ Ò Ö × Ø̧ ́È μ × Ú ÖØ Ü Û Ø Û Ö Ø Ò ¿ Ò ÓÖ× Ä Î o Ì Ù×̧ ́È μ × Û Ö Ø Ò ¿ Ò ×̧ Ò Ø× ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Ö × Ø ÑÓ× Ø ¿ o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ò 3⁄4 ÓÖ ×Ù Ø Ð ÓÒ× Ø ÒØ 1⁄4̧ Û Ú ́ ́È μμ Í ÄÁ Æ Ê ÅË ÌÀ ÇÊ ÓÖ Ò ØÓ Ò ÓÐ Ö ×ÙÐ Ø Ó ÐÐ ̧ ÓÖ ÒÝ ¬Ò Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ È Ò ÓÖ ÒÝ ÓÐ ÓÖ Ò Ó 1×Ô Û Ø ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ ÓÐÓÖ ×̧ Ø Ð ×Ø ÓÒ Ó Ø ÓÐ ÓÖ Ð ×× × Û ÐÐ ÓÒØ Ò ÓÑ ÓØ Ø ÓÔÝÓ È o Ì ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ×Ø Ø Ñ ÒØ × Ð× ̧ Òר Ó ÓÑÓØ Ø̧ Û ÛÒØ ØÓ ¬Ò ØÖ Ò×Ð Ø ̧ ÓÖ Ú Ò ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔÝ ̧ Ó È o Æ Ú ÖØ Ð ××̧ ÓÖ ×ÓÑ ×Ô Ð ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ×̧ ÓÒ Ò ×Ø Ð × ÒØ Ö ×Ø Ò ÔÓ× Ø Ú Ö ×ÙÐØ×̧ ÔÖÓÚ Ø Ø Û ÓÐÓÖ ×ÙÆ ÒØÐÝ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô Û Ø ×ÙÆ ÒØÐÝ ×Ñ ÐÐ ÒÙÑ Ö Ó ÓÐÓÖ ×o Ì À Û Ö1Æ Ð× ÓÒ1ØÝÔ Ö ×ÙÐ Ø× × Ù×× Ò Ø ÔÖ Ò ×Ù × Ø ÓÒ Ò Ð×Ó Ö Ö × Ú ÖÝ ×Ô Ð × × Ó Ø × ÔÖÓ Ð Ņ̃ Ò Û È ÓÒ× ×Ø× Ó ÓÒÐÝ ØÛÓ Ô ÓÒ Ø×o Ì ¬ Ð ̧ ÒÓÛÒ × Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø 1 ÓÖÝ ̧ Û × ×Ø ÖØ Ý × Ö × Ó Ô Ô Ö× Ý Ö Ó×̧ Ö Ņ̃ ÅÓÒØ ÓÑ ÖÝ ̧ ÊÓØ × Ð ̧ ËÔ Ò Ö̧ Ò ËØÖ Ù× Å · ¿̧ Å · ̧ Å · o ÓÖ Ø Ð×̧ × ÔØ Ö 1⁄21⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ o ÇÈ Æ ÈÊÇ Ä ÅË 1⁄2o ́ Ö Ó×̧ Ë ÑÑÓÒ×μ Á× Ø ØÖÙ Ø Ø Ø ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ë 1⁄2 ́Ö μ̧ Ø ×Ô Ö Ó Ö Ù× Ö Ò 1×Ô ̧ × ÕÙ Ð ØÓ ·1⁄2 ̧ Ó Ö Ú ÖÝ Ö 1⁄2 3⁄4 ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ó × Ø × ÓÐ ÓÖ ¿ Ò Ö 1⁄2 Ô ¿ 3⁄4o ́Ë ×μ Ï Ø × Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ÓÐÓÖ×̧ ́ μ̧ ×ÙÆ ÒØ ØÓ ÓÐÓÖ ÒÝ ×Ý× Ø Ñ Ó ÒÓÒÓÚ ÖÐ ÔÔ Ò ÙÒ Ø ÐÐ× Ò 1×Ô ×Ó Ø Ø ÒÓ ØÛÓ ÐÐ× Ø Ø Ö Ø Ò ÒØØ Ó ÓØ Ö Ö Ú Ø × Ñ ÓÐ ÓÖ ÕÙ Ú Ð ÒØ ÐÝ̧ Û Ø × Ø Ñ Ü1 ÑÙÑ ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÙÒ Ø ×Ø Ò Ö Ô Ò Ù Ý 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ô Ö Ø ÔÓ ÒØ× Ø ÁØ × ×Ý ØÓ × ÂÊ Ø Ø ́3⁄4μ ̧ Ò Û Ð×Ó ÒÓÛ Ø Ø ́¿μ ¿o ́Ê Ò Ðμ Ó × Ø Ö Ü ×Ø ÒÝ ¬Ò Ø ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÒ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÓÐÓÖ× Ò ØÓ ÓÐ ÓÖ ÒÝ ×Ý× Ø Ñ Ó ́Ô Ó×× ÐÝ ÓÚ ÖÐ ÔÔ Ò μ × × ́Ó ÒÓØ Ò ×× Ö ÐÝ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 17
1⁄2 Âo È ÕÙ Ð Ö μ Ò Ø ÔÐ Ò ×Ó Ø Ø ÒÓ ØÛÓ × × Ø Ø Ö Ø Ò ÒØ ØÓ ÓØ Ö Ö Ú Ø × Ñ ÓÐ ÓÖ̧ ÔÖÓÚ Ø Ø ÒÓ Ø Ö × × ØÓÙ ÓÒ ÒÓØ Ö Ø Ø × Ñ ÔÓ ÒØ Á ×Ù Ò ÙÑ Ö Ü × Ø×̧ Ø ÑÙר Ø Ð ×Ø o o ́ Ö Ñμ Á× Ø ØÖÙ Ø Ø ÒÝ ¿1 Ð Ñ ÒØ ÔÓ ÒØ × Ø È Ø Ø Ó × ÒÓØ Ò Ù Ò ÕÙ Ð Ø Ö Ð ØÖ Ò Ð × 3⁄41Ê Ñ× Ý Ò Ø ÔÐ Ò Ì × × ÒÓÛ Ò ØÓ Ð× ÓÖ ÕÙ Ð Ø Ö Ð ØÖ Ò Ð ×̧ Ò ÓÖÖ Ø ÓÖ Ö Ø ØÖ Ò Ð × ́Ë Öμo Á× Ú ÖÝ ¿1 Ð Ñ ÒØ ÔÓ ÒØ × Ø È ¿1Ê Ñ× Ý Ò ¿1× Ô Ì Ò×Û Ö × Ò Ò Ø ÆÖÑ Ø Ú ÓÖ Ö Ø ØÖ Ò Ð × Ì o o ́ËÓÐÝÑ Ó× μ Á× Ø ØÖÙ Ø Ø̧ Ò × ×ÙÆ ÒØÐ Ý Ð Ö ̧ Ø Ò ÓÖ ÒÝ 3⁄41 ÓÐ ÓÖ Ò Ó ÐÐ Ø Ò 3⁄4 ¡ × Ñ ÒØ× ÓÒÒ Ø Ò ÒÝ × Ø Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ Ò Ø ÔÐ Ò ̧ Ø Ö Ü ×Ø× Ñ ÓÒÓ ÖÓÑ Ø Ñ ÔØÝ ØÖ Ò Ð ÆÓØ Ø Ø̧ Ò Ø Ö Ó× 1ÃÐ Ò1ËÞ Ö × ÔÖÓ Ð Ñ ́ × Ù×× Ò × Ø ÓÒ 1⁄2o1⁄2 ÓÚ μ̧ Û Ú ́ μ 1⁄2̧ Ø Ò Ø Ò×Û Ö ØÓ Ø × ÕÙ ×Ø ÓÒ × Ò Ø ÆÖÑ Ø Ú ̧ Ù× ÓÖ ÒÝ 3⁄41 ÓÐÓÖ Ò Ó Ø × Ó ÓÑÔÐ Ø Ö Ô Û Ø Ú ÖØ ×̧ Ø Ö × ÑÓÒÓ ÖÓÑ Ø ØÖ Ò Ð o 1⁄2o ËÇÍÊ Ë Æ Ê Ä Ì Å Ì ÊÁ Ä ËÍÊÎ Ë Ì × × ÙÖÚ Ý× × Ù×× Ò Ð ÓÖ Ø Ñ ÒÝ Ó Ø Ö ×ÙÐ Ø× Ø ÓÚ o È ̧Å Ø 1⁄4 3⁄4 ÅÓÒÓ Ö Ô × ÚÓØ ØÓ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÑ ØÖÝ o ÅÈ1⁄4 Ö ÔÖ × ÒØ Ø Ú × Ù Ö Ú Ý Ó Ö × ÙÐØ× Ò ÓÔ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× Ò × Ö Ø ÓÑ 1 ØÖÝ ̧ ÓÖ Ò ÐÐÝ ×Ø ÖØ Ý Ø ÅÓ× Ö ÖÓØ Ö×o È ¿ ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ×× Ý× ÓÚ Ö Ò Ð Ö Ö Ó × Ö Ø Ò ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ ̧ ÑÓרÐÝ Ó ×ÓÑ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ­ ÚÓÖo À à Р×× Ð ØÖ Ø × Ó ÔÖÓ Ð Ñ× Ò Ü Ö × × Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÑ Ø ÖÝ̧ ÓÑÔÐ Ø Û Ø ×ÓÐ ÙØ ÓÒ× o ÃÏ 1⁄2 ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÙØ ÙÐ ÓÔ Ò ÕÙ ×Ø ÓÒ× Ò ÓÑ ØÖÝ Ò ÒÙÑ Ö Ø ÓÖÝ ̧ ØÓ Ø Ö Û Ø ×ÓÑ Ô ÖØ Ð Ò×Û Ö× ÓÖ Ò Þ ÒØÓ ÐÐ Ò Ò Ü Ö × ×o È × ÙÖÚ Ý ÙÐÐ Ó ÓÖ Ò Ð ÔÖÓ Ð Ñ× Ö × Ý Ø ÓÙÒ Ò Ø Ö Ó ÓÑ1 Ò ØÓÖ Ð ÓÑ ØÖÝ o ÂÌ ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÑÓÖ Ø Ò ØÛÓ ÙÒ Ö ÙÒ×ÓÐÚ ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÙØ Ö Ô ÓÐÓÖ Ò ×̧ Û Ø Ò ÜØ Ò× Ú Ð ×Ø Ó Ö Ö Ò × ØÓ Ö Ð Ø Ö ×ÙÐ Ø×o ÖÙ 3⁄4 ÑÓÒÓ Ö Ô ÓÒØ Ò Ò Ñ ÒÝ Ö ×ÙÐ Ø× Ò ÓÒ ØÙÖ × ÓÒ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ ×o Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö À ÐÐ Ý1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ× Ò ÓÑ ØÖ ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ÔØ Ö È× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× © 2004 by Chapman & Hall/CRC 18
ÔØ Ö 1⁄2 Ò Ø ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× 1⁄2 ÔØ Ö 1⁄21⁄2 Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø ÓÖÝ ÔØ Ö 1⁄2¿ ÓÑ ØÖ × Ö Ô Ò Ý Ø ÓÖÝ Ò ÙÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒ ÔØ Ö 1⁄2 Ì ÓÔÓÐÓ Ð Ñ Ø Ó × ÔØ Ö 3⁄4 ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ê Ê Æ Ë ÆoÀo ÒÒ Ò Ò È o Ö Ó×o ÁÒØ Ö Ð ×Ø Ò ×o ÙÐ Ðo Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄2 ß 1⁄41⁄4̧ 1⁄2 o È o Ú ×̧ È o Ö Ó×̧ Ò Âo È o Ê Ô Ø ×Ø Ò × Ò ×Ô o Ö Ô × ÓÑ Òo̧ 3⁄41⁄4 ß3⁄41⁄2 ̧ 1⁄2 o 1⁄43⁄4 oÅo Ö Ó Ò Ëo ÖÒ Ò Þ1Å Ö ÒØo ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ Ö Ò Ê ¿ ×Ô ÒÒ Ò áÒ ¿ μ ÓÒ ÖÙ ÒØ ØÖ Ò Ð ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 1⁄4 ß 1⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o ÐÓ ¿ Æo Ð ÓÒo Ê ×ØÖ Ø ÓÐÓÖ Ò × Ó Ö Ô ×o ÁÒ Ë ÙÖÚ Ý× Ò ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧Ú ÓÐ ÙÑ 1⁄2 Ó ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o Ä ØÙÖ ÆÓØ Ë Öo̧ Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝÈ Ö× × ̧1⁄2 ¿̧ Ô × 1⁄2ß¿¿o Æo ÐÓÒ Ò o ÝÓÖ o Ì ÒÙÑ Ö Ó ×Ñ ÐÐ × Ñ ×Ô × Ó ¬Ò Ø × Ø Ó ÔÓ ÒØ×̧ Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 1⁄2 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o ÐØ ¿ o ÐØÑ Òo ÇÒ ÔÖÓ Ð Ñ Ó Ö Ó×o Ñ Öo Å Ø o ÅÓ ÒØ ÐÝ̧ 1⁄4 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 ¿o Ë1⁄41⁄2 È oÃo ÖÛ Ð Ò Åo Ë Ö Öo ÇÒ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÓÒ ÖÙ ÒØ × ÑÔÐ × Ò ÔÓ ÒØ × Øo ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄2 Ø ÒÒ Ùo Å ËÝ ÑÔÓ× o ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2̧ Ô × 1⁄2ß o ÌÌ Ìo Ù Ø×Ù̧ Ào Ì Ñ ̧ Ò Ìo Ì Ó ÙÝ Ñ o ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ó ×Ø Ò × Ò ØÖ Ò Ð × Ò ÔÓ ÒØ × Ø Ò Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ ÓÑÔ ÙØ Ò Ø Ð Ö ×Ø ÓÑÑ ÓÒ ÔÓ ÒØ × Ø×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄41⁄4 ¿1⁄4 ß¿¿1⁄2̧ 1⁄2 o Ú o Ú ×o Ì ÒÙÑ Ö Ó ÙÖØ ר Ò ÓÙÖ Ô Ö× Ò ¬Ò Ø ÔÐ Ò Ö × Øo Ñ Öo Å Ø o ÅÓ ÒØ ÐÝ̧ 1⁄2 1⁄2 ß 3⁄41⁄4̧ 1⁄2 o o Ð ÒØ ÓÚ Ò Îo Ð ÒØo ÇÒ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ö Ð × Ø ÖÑ Ò Ý Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø Ù Ð Ò ÔÐ Ò o Ø Å Ø o ÀÙÒ Öo̧ ¿ 3⁄4 ¿ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o Ë ¿ o ÒÒ ̧ o ÒÒ ̧ Ò o ËØ ÒØÓÒo Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÒ Ø Ö Ò Ð ØÝ Ó Ò ×1 ר Ò ×Ù × Ø Ò Ö Ð Ù Ð Ò ×Ô ÁÁo ÓÑ Ò ØÓÖ ̧ ¿ 1⁄2 ß1⁄2 3⁄4̧ 1⁄2 ¿o Ë Ëo o Ù ÖÖ̧ o ÖÙÒ ÙŅ̃ Ò Æo o o ËÐÓ Ò o Ì ÓÖ Ö ÔÖÓ Ð Ño ÓÑo Ø ̧ 3⁄4 ¿ ß 3⁄4 ̧ 1⁄2 o ÅÈ1⁄4 È o Ö ××̧ ÏoÇoÂo ÅÓ× Ö̧ Ò Âo È o Ê × Ö ÈÖÓ Ð Ñ× Ò × Ö Ø ÓÑ Ø ÖÝo 3⁄41⁄41⁄4 o Ö 3⁄4 È o Ö ××o Û × Ò Ö Î ÖÑÙØÙÒ ÚÓÒ Ö Ó× Ò È Ù× Ö ÓÑ Ò ØÓÖ × Ò ÓÑ ØÖ o È o o ×× ÖØ Ø ÓÒ̧ ÔØo Ó × Ö Ø Å Ø o̧ Ì Ò Ð ÍÒ Ú Ö× ØÝ Ö ÙÒ1 × Û ̧ 1⁄2 3⁄4o Ö 3⁄4 È o Ö ××o Ì Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó × ÓÒ ×Ñ ÐÐ ×Ø ר Ò × Ò ¬Ò Ø ÔÐ Ò Ö × Ø×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ ¿ 1⁄2ß¿ ̧ 1⁄2 3⁄4o Ö È o Ö ××o ÇÒ Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ÙÒ Ø ×Ø Ò × ÑÓÒ Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ñ Ò× ÓÒ ÓÙ Öo ÁÒ Áo Ö ÒÝ Ò Ão ÓÖÓ Þ Ý ̧ ØÓÖ×̧ ÁÒØ Ù Ø Ú ÓÑ ØÖÝ ́ Ù Ô ×Ø̧ 1⁄2 μ̧ ÓÐÝ ËÓ o Å Ø o ËØÙ ×̧ 3⁄4 ß3⁄4 1⁄4̧ 1⁄2 o Ö 1⁄43⁄4 È o Ö × × o Ó Ñ Ò ØÓÖ Ð ÓÑ ØÖÝ ÔÖÓ Ð Ñ× Ò Ô ØØ ÖÒ Ö Ó Ò Ø ÓÒo × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 3⁄4 ß 1⁄21⁄4̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o Ê Ë1⁄41⁄2 È o Ö ××̧ o ÊÓØ Ò Ão o ËÛ Ò ÔÓ Ðo Ì Ö Ò Ð × Ó ÜØÖ Ñ Ð Ö ÓÖ Ô Ö Ñ Ø Ö Ò ¬Ò Ø ÔÐ Ò Ö ÔÓ ÒØ× Øo × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄4 1⁄2ß ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 19
3⁄41⁄4 Âo È Ì Åo ÓÒ Ò o ÌÓØ o Ê Ñ× Ý 1ØÝÔ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÒ Ö Ø1 Ò Ð ØÖ Ò Ð × Ò ×Ô o × Ö Ø Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄4 1⁄2ß ̧ 1⁄2 o Î1⁄4¿ Áo Ö ÒÝ Ò È o Î Ð ØÖo ÈÐ Ò Ö ÔÓ ÒØ × Ø× Û Ø ×Ñ ÐÐ ÒÙÑ Ö Ó Ñ ÔØÝ ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝ ÓÒ ×o ËØÙ Ë o Å Ø o ÀÙÒ Öo̧ ØÓ ÔÔ Öo Âo Ào ÓÒÛ Ý̧ ÀoÌ o ÖÓ Ø̧ È o Ö Ó× Ò ÅoÂoÌo ÙÝo ÇÒ Ø ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ó Ú ÐÙ × Ó Ò Ð × Ø ÖÑ Ò Ý ÓÔÐ Ò Ö ÔÓ ÒØ ×o Âo ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o ÁÁo Ë Öo̧ 1⁄2 1⁄2¿ ß1⁄2 ¿̧ 1⁄2 o · 1⁄4 Ão Ð Ö ×ÓÒ̧ Ào Ð× ÖÙ ÒÒ Ö̧ Äo Ù ×̧ Åo Ë Ö Ö̧ Ò o Ï ÐÞÐo ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÑÔ Ð Ü ØÝ ÓÙÒ × ÓÖ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ÙÖÚ × Ò ×ÙÖ ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ ß1⁄2 1⁄4̧ 1⁄2 1⁄4o 1⁄4 o o Ö Òo ËÝÐÚ ×Ø Ö3× ÔÖÓ Ð Ñ ÓÒ ÓÐÐ Ò Ö ÔÓ ÒØ× Ò Ö Ð Ø Ú Ñ Öo Å Ø o ÅÓ ÒØ ÐÝ̧ 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄4o 1⁄4 Ão o Ð Ñ ÖÖ o ÇÒ Ø ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ö Ø ÓÒ Ð ¬Ú 1×Ô o ÕÙ Ø ÓÒ × Å Ø o̧ ¿ 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄4o ÓÙ1⁄43⁄4 o ÓÙ Ð×ÓÒ o 1⁄2 1 ÓÐÓÙ Ö Ò Ó ¿1×Ô ÓÑ ØØ Ò ×Ø Ò ÓÒ o × Ö Ø Å Ø o̧ 3⁄4 ¿ß 1⁄4̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o ÖÓ ÀoÌ o ÖÓ Øo ÁÒ Ò Ò ÒØ×o ÙÖ ̧ ¿1⁄4 3⁄43⁄4ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o Ë ÃoÄo Ð Ö ×ÓÒ Ò È oÏo Ë ÓÖo ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó Ö Ò ÓÑ × ÑÔÐ Ò Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ̧Á Á o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ ¿ ß 3⁄41⁄2̧ 1⁄2 o Ë ¿ Âo × Ñ Ò o Ë ÛÝ Öo Ì Ö Ü ×Ø Ò 1⁄2¿ ÓÖ Ò ÖÝ ÔÓ ÒØ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2 ß3⁄41⁄43⁄4̧ 1⁄2 ¿o × o × ÞÑ o ÙÖØ ר Ò ÓÖ× Ò ×Ô o × Ö Ø Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄4 1⁄2ß ̧ 1⁄2 o 1⁄2 Æo o ÖÙ Ò Ò È o Ö Ó×o ÓÐ ÓÙÖ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ Ò¬Ò Ø Ö Ô × Ò ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ø Ø ÓÖÝ Ó Ö Ð Ø ÓÒ ×o Æ ÖÐo o Ï Ø Ò× o ÈÖÓ o Ë Öo ̧ ¿ 1⁄2ß¿ ¿̧ 1⁄2 1⁄2o Ý Ìo Ýo ÁÑÔ ÖÓÚ ÓÙÒ × ÓÖ ÔÐ Ò Ö 1× Ø× Ò Ö Ð Ø ÔÖÓ Ð Ñ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 1⁄2 ¿ ¿ß¿ 3⁄4̧ 1⁄2 o Ö 1⁄2 o o Ö o ÓÐÐ Ò Ö ØÝ ÔÖÓÔ ÖØ × Ó × Ø× Ó ÔÓ ÒØ×o ÉÙ ÖØo Âo Å Ø o ÇÜ ÓÖ ËÖ o ́3⁄4 μ̧ 3⁄4 3⁄43⁄41⁄2ß3⁄43⁄4 ̧ 1⁄2 1⁄2o ÙÑ 1⁄41⁄4 o ÙÑ ØÖ × Ùo ÈÐ Ò Ö × Ø× Û Ø Û ÑÔ ØÝ Ó Ò Ú Ü ÔÓÐÝ ÓÒ ×o ËØÙ Ë o Å Ø o ÀÙÒ Öo̧ ¿ ¿ß1⁄21⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o o Ð × Ò È o Ö Ó×o Ë Ñ Ð Ö ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ò Ô× Ù Ó Ö ×o ÁÒ Ão ÓÖÓ Þ Ý Ò o × ÌÓØ ̧ ØÓÖ×̧ ÁÒ ØÙ Ø Ú ÓÑ ØÖÝ ̧ ÚÓÐ ÙÑ ¿ Ó ÓÐ ÐÓÕo Å Ø o ËÓ o  ÒÓ× ÓÐÝ ̧ Ô × ß1⁄21⁄4 o ÆÓÖØ 1ÀÓÐÐ Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o 1⁄2 È o Ö Ó×̧ È o × Ù ÖÒ̧ Ò o ÙÖ o Å ÔÓ ÒØ× Ó ÓÒ Ð× Ó ÓÒÚ Ü Ò1 ÓÒ×o ËÁ Å Âo × Ö Ø Å Ø o̧ ¿3⁄4 ß¿ 1⁄2̧ 1⁄2 1⁄2o ÈÊ ¿ È o Ö Ó×̧ o ÙÖ ̧ Âo È ̧ Ò Áo o Ê ÙÞ× o Ì Ö Ö Ú × Ø o × Ö Ø Å Ø o̧ 1⁄21⁄21⁄2 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 ¿o Å · ¿ È o Ö Ó×̧ Ê oÄo Ö Ņ̃ È o ÅÓÒØ ÓÑ ÖÝ̧ oÄo ÊÓØ × Ð ̧ Âo ËÔ Ò Ö̧ Ò o o ËØÖ Ù×o Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø ÓÖ Ñ×o Áo Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ̧ 1⁄2 ¿ 1⁄2ß¿ ¿̧ 1⁄2 ¿o Å · È o Ö Ó×̧ Êo Äo Ö Ņ̃ È o ÅÓÒØ ÓÑ ÖÝ ̧ oÄo ÊÓØ × Ð ̧ Âo ËÔ Ò Ö̧ Ò o o ËØÖ Ù×o Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø ÓÖ Ñ×o ÁÁo ÁÒ o À Ò Ð̧ Êo Ê Ó̧ Ò Îo Ìo ËÓ×̧ ØÓÖ×̧ ÁÒ¬ Ò Ø Ò Ò Ø Ë Ø×̧ ÆÓÖØ 1ÀÓÐ Ð Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 ̧ Ô × 3⁄4 ß o Å · È o Ö Ó×̧ Êo Äo Ö Ņ̃ È o ÅÓÒØ ÓÑ ÖÝ ̧ oÄo ÊÓØ × Ð ̧ Âo ËÔ Ò Ö̧ Ò o o ËØÖ Ù×o Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø ÓÖ Ñ×o ÁÁÁo ÁÒ o À Ò Ð̧ Êo Ê Ó̧ Ò Îo Ìo ËÓ×̧ ØÓÖ×̧ ÁÒ¬ Ò Ø Ò Ò Ø Ë Ø×̧ ÆÓÖØ 1ÀÓÐ Ð Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 ̧ Ô × ß o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 20
ÔØ Ö 1⁄2 Ò Ø ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× 3⁄41⁄2 À 1⁄4 Ào Ð× ÖÙ ÒÒ Ö Ò È o À Ò Ðo ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÓÒ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÙÒ Ø ×Ø Ò × ØÛ Ò Ø ÔÓ ÒØ× Ó ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝ ÓÒo Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ ¿1⁄23⁄4ß¿1⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄4o ÀÈ È o Ö Ó×̧ o À Ö×ÓÒ ̧ Ò Âo È o ÔÖÓ Ð Ñ Ó Ä Ó ÅÓ× Ö ÓÙØ Ö Ô Ø ×1 Ø Ò × ÓÒ Ø ×Ô Ö o Ñ Öo Å Ø o ÅÓÒØ ÐÝ̧ ß ̧ 1⁄2 o Ð o Ð ×o Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò Ø ÖÑ Ò Ò ¿ 3⁄4 ÙÒ Ø Ö Ð ×o ÓÑ Ò ØÓÖ ̧ 1⁄2¿1⁄2̧ 1⁄2 o ÐÐ È o oÌo o ÐÐ ÓØØo ÇÒ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ö Ð × Ø ÖÑ Ò Ý Ò ÔÓ ÒØ×o Ø Å Ø o o Ë o ÀÙÒ Öo̧ 1⁄2 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o ÄËË ¿ È o Ö Ó×̧ Äo ÄÓÚ ×Þ̧ o Ë ÑÑ ÓÒ×̧ Ò o o ËØÖ Ù×o ×× Ø ÓÒ Ö Ô × Ó ÔÐ Ò Ö ÔÓ ÒØ × Ø×o ÁÒ o ËÖ Ú ×Ø Ú ̧ ØÓÖ̧ Ë ÙÖÚ Ý Ó ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ì Ó ÖÝ̧ ÆÓÖØ 1ÀÓÐ Ð Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 ¿̧ Ô × 1⁄2¿ ß1⁄2 o Ä Î È o Ö Ó×̧ Äo ÄÓÚ ×Þ̧ Ò Ão Î ×ÞØ Ö ÓÑ o ÓÐ ÓÖ Ò × Ó Ö Ð ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 1⁄2ß ̧ 1⁄2 o ÅÈ ¿ È o Ö Ó×̧ o Å ̧ Ò Âo È o Æ ÖÐÝ ÕÙ Ð ×Ø Ò × Ò Ø ÔÐ Ò o ÓÑ Òo ÈÖÓ o ÓÑ ÔÙ Øo̧ 3⁄4 1⁄41⁄2ß 1⁄4 ̧ 1⁄2 ¿o È 1⁄2 È o Ö Ó× Ò o ÈÙÖ Ýo ËÓÑ ÜØÖ Ñ Ð ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ÓÑ ØÖÝ o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 1⁄21⁄4 3⁄4 ß3⁄4 3⁄4̧ 1⁄2 1⁄2o È 1⁄4 È o Ö Ó× Ò Âo È o Î Ö Ø ÓÒ× ÓÒ Ø Ø Ñ Ó Ö Ô Ø ×Ø Ò ×o ÓÑ Ò ØÓÖ ̧ 1⁄21⁄4 3⁄4 1⁄2ß3⁄4 ̧ 1⁄2 1⁄4o È È o Ö Ó× Ò o ÈÙÖ Ýo ÜØÖ Ñ Ð ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÑ ØÖÝo ÁÒ ÊoÄo Ö Ñ ̧Å o Ö ÓØ× Ð̧ Ò Äo ÄÓÚ ×Þ̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ ÆÓÖØ 1 ÀÓÐÐ Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 ̧ Ô × 1⁄4 ß o Ö ¿ È o Ö Ó×o ÈÖÓ Ð Ñ 1⁄4 o Ñ Öo Å Ø o ÅÓ ÒØ ÐÝ̧ 1⁄4 ̧ 1⁄2 ¿o Ö È o Ö Ó×o ÇÒ × Ø× Ó ×Ø Ò × Ó Ò ÔÓ ÒØ×o Ñ Öo Å Ø o ÅÓ ÒØ ÐÝ̧ ¿ 3⁄4 ß3⁄4 1⁄4̧ 1⁄2 o Ö 1⁄4 È o Ö Ó×o ÇÒ × Ø× Ó ×Ø Ò × Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ù Ð Ò ×Ô o Å Ý Ö Ì Ù o o Å Øo ÃÙØ ØÓ ÁÒØ o ÃÓÞÐo̧ 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄4o Ö È o Ö Ó×o ÇÒ ×ÓÑ ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó Ö Ô Ø ÓÖÝ ØÓ ÓÑ ØÖÝo Ò o Âo Å Ø o̧ 1⁄2 ß 1⁄2̧ 1⁄2 o Ö È o Ö Ó×o ÇÒ ×ÓÑ ÔÖÓ Ð Ñ× Ó Ð Ñ ÒØ ÖÝ Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÑ ØÖÝ o ÒÒo Å Øo ÈÙÖ ÔÔ Ðo Ë Öo ÁÎ̧ 1⁄21⁄4¿ ß1⁄21⁄4 ̧ 1⁄2 o Ë¿ È o Ö Ó× Ò o ËÞ Ö ×o ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÔÖÓ Ð Ñ Ò ÓÑ ØÖÝo Ó ÑÔÓ× Ø Ó Å Ø o̧ 3⁄4 ¿ß 1⁄4̧ 1⁄2 ¿ o Ë Ào Ð× ÖÙ ÒÒ Ö Ò Ëo Ë Ò o ÇÒ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÙÖØ ר1Ò ÓÙÖ Ô Ö× Ò ÔÓ ÒØ × Øo Ñ Öo Å Ø o ÅÓ ÒØ ÐÝ̧ 1⁄2 ß 1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ë 1⁄2 È o Ö Ó× Ò o ËÞ Ö ×o ÇÒ ×ÓÑ ÜØÖ ÑÙÑ ÔÖÓ Ð Ñ× Ò Ð Ñ ÒØ ÖÝ ÓÑ ØÖÝ o ÒÒo ÍÒ Úo Ë o Ù Ô ×Øo ÓØÚÓ×̧ Ë Øo Å Ø o̧ ¿ ¿ß 3⁄4̧ 1⁄2 1⁄4» 1⁄2o È o ÙÖ Ò Áo È Ð ×Ø o ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ð Ò × Û Ø Ð Ö ÒÙÑ Ö Ó ØÖ Ò Ð ×o ÈÖÓ o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 3⁄4 1⁄2ß ̧ 1⁄2 o ÙÖ 1⁄4 o ÙÖ o Ì Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ÙÒ Ø ×Ø Ò × Ò ÓÒÚ Ü Ò1 ÓÒo Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ ¿1⁄2 ß¿3⁄41⁄4̧ 1⁄2 1⁄4o ÙÖ 1⁄2 o ÙÖ o Å Ü Ñ Ð Ò Ô Ò ÒØ ×Ù × Ø× Ò ËØ Ò Ö ×Ýר Ñ× Ò Ò ÔÐ Ò Ö × Ø×o ËÁ Å Âo × Ö Ø Å Ø o̧ 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄2o Ï 1⁄2 È o Ö Ò Ð Ò ÊoÅo Ï Ð×ÓÒ o ÁÒØ Ö× Ø ÓÒ Ø ÓÖ Ñ× Û Ø ÓÑ ØÖ ÓÒ× ÕÙ Ò ×o ÓÑ Ò ØÓÖ ̧ 1⁄2 ¿ ß¿ ̧ 1⁄2 1⁄2o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 21
3⁄43⁄4 Âo È ÖÙ o ÖÙÒ ÙÑo ÔÖÓÓ Ó Î Þ×ÓÒÝ 3× ÓÒ ØÙÖ o ÙÐ Ðo Ê ×o ÓÙÒ Ð Á×Ö Ð̧ Ë Øo ̧ ß ̧ 1⁄2 o ÖÙ 3⁄4 o ÖÙÒ ÙÑo ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò ËÔÖ ×̧Ú ÓÐÙ Ñ 1⁄21⁄4 Ó ÅË Ê ÓÒ Ð ÓÒ o Ë Öo Ò Å Ø o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 3⁄4o ÖÙ o ÖÙÒ ÙÑo Æ Û Ú Û× ÓÒ ×ÓÑ ÓÐ ÕÙ ×Ø ÓÒ× Ó ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÑ ØÖÝo ÓÐÐÓÕo ÁÒØ ÖÒ Þo Ì ÓÖ ÓÑ Òo ́ÊÓ Ñ ̧ 1⁄2 ¿μ̧ Ì ÓÑÓ Á̧ 1⁄2ß ̧ 1⁄2 o Ë o ÖÙÒ ÙÑ Ò o o Ë Ô Ö o Ë ÑÔÐ Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò ÔÖÓ Ø Ú ¿1×Ô o Å ØØo Å Ø o Ë Ño ×× Ò̧ 1⁄2 ß1⁄21⁄41⁄2̧ 1⁄2 o À Ò Ëo À Ò× Òo Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ø ÓÖ Ñ Ó ËÝÐÚ ×Ø Ö ÓÒ Ð Ò × Ø ÖÑ Ò Ý ¬Ò Ø × Øo Å Ø o Ë Ò o̧ 1⁄2 Ð ß1⁄2 1⁄4̧ 1⁄2 o À Ò 1⁄4 Ëo À Ò× Òo ÇÒ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ò ¿1×Ô Û Ø ÓÙØ Ð Ñ ÒØ ÖÝ ÔÐ Ò × Ò ÓÒ Ø ÒÙÑ 1 Ö Ó ÓÖ Ò ÖÝ ÔÐ Ò ×o Å Ø o Ë Ò o̧ 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄4o À Ö Ào À Ö ÓÖØ o ËÓÐ ÙØ ÓÒ ØÓ ÔÖÓ Ð Ñ o Ð Ño Å Ø o̧ 3⁄4 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o À Ö Ào À Ö ÓÖØ o ÃÓÒÚ Ü ÙÒ Ò Ò Ò ÈÙÒ ØÑ Ò Òo Ð Ño Å Ø o̧ ¿ 1⁄21⁄2 ß1⁄21⁄2 ̧ 1⁄2 o À à Ào À Û Ö̧ Ào ÖÙ ÒÒ Ö̧ Ò Îo ÃÐ o ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÑ ØÖÝ Ò Ø ÈÐ Ò o ÀÓÐØ̧ Ê Ò ÖØ 2 Ï Ò ×ØÓÒ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o À Ô o À ÔÔ ×o Û × Ò Ö Î ÖÑÙØÙ Ò ÚÓÒ o Î Þ×ÓÒÝ o Ø Å Ø o o Ë o ÀÙÒ Öo̧ ¿ß ̧ 1⁄2 o ÀÓÖ ¿ Âo o ÀÓÖØÓÒ o Ë Ø× Û Ø ÒÓ Ñ ÔØÝ 1 ÓÒo Ò o Å Ø o ÙÐÐo̧ 3⁄4 3⁄4ß ̧ 1⁄2 ¿o ÀÈ¿ Ào ÀÓÔ Ò o È ÒÒÛ ØÞo Ù ÒÖo 1⁄2 o Â Ö × Öo ÙØ× o Å Ø o1Î Ö Ò̧ ¿ 1⁄21⁄2 ̧ 1⁄2 ¿ o Á×Ñ 1⁄43⁄4 o Á×Ñ Ð × Ùo Ê ×ØÖ Ø ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Û Ø Ñ ÒÝ ÓÐÐ Ò Ö 1ØÙÔ Ð Ø×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄4 1⁄2ß ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o Â Ñ Êo Â Ñ ×ÓÒ o Ö Ø ÓÒ ØÖ ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄4 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o ÂÊ o  ×ÓÒ Ò o Ê Ò Ðo ÓÐÓÖ Ò × Ó Ö Ð ×o Ñ Öo Å Ø o ÅÓ ÒØ ÐÝ̧ 1⁄2 3⁄4ß ̧ 1⁄2 o ÂÌ Ìo Êo  Ò× Ò Ò o ÌÓ Øo Ö Ô ÓÐÓ Ö Ò ÈÖÓ Ð Ñ×o Ï Ð Ý 1ÁÒØ Ö× Ò ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o Ãà ¿ Âo Ã Ò Ò o à Рo ÓÙÒØ Ö Ü ÑÔÐ ØÓ ÓÖ×Ù 3× ÓÒ ØÙÖ o ÙÐ Ðo Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 3⁄4 1⁄4ß 3⁄4̧ 1⁄2 ¿o ÃÅ ÄoÅo à ÐÐÝ Ò ÏoÇoÂo ÅÓ× Öo ÇÒ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÓÖ Ò ÖÝ Ð Ò × Ø ÖÑ Ò Ý Ò ÔÓ ÒØ×o Ò o Âo Å Ø o̧ 1⁄21⁄4 3⁄41⁄21⁄4ß3⁄41⁄2 ̧ 1⁄2 o ÃÊ 3⁄4 ÄoÅo à ÐÐÝ Ò Êo ÊÓØØ Ò Ö o Ë ÑÔÐ ÔÓ ÒØ× Ò Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ×o È ¬ Âo Å Ø o̧ 1⁄4 1⁄2 ß 3⁄43⁄4̧ 1⁄2 3⁄4o ÃÌ1⁄4 ÆoÀo à ØÞ Ò o Ì Ö Ó×o Ò Û ÒØÖÓÔÝ Ò ÕÙ Ð ØÝ ÓÖ Ø Ö Ó× ×Ø Ò ÖÓ Ð Ño ÁÒ Âo È ̧ ØÓÖ̧ Ì ÓÛ Ö × Ì ÓÖÝ Ó ÓÑ ØÖ Ö Ô ×̧Ú ÓÐÙÑ ¿ 3⁄4 Ó ÓÒØ ÑÔo Å Ø o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 3⁄41⁄41⁄4 o ÃÙÔ oËo ÃÙÔ ØÞo ÇÒ Ø Ñ Ü Ñ Ð ÒÙÑ Ö Ó ÔÔ Ö Ò × Ó Ø Ñ Ò Ñ Ð ×Ø Ò ÑÓÒ Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò o ÁÒ Ão ÓÖÓ Þ Ý Ò o × ÌÓØ ̧ ØÓÖ×̧ ÁÒØ Ù Ø Ú ÓÑ1 ØÖÝ̧Ú ÓÐ ÙÑ ¿ Ó ÓÐÐÓÕo Å Ø o ËÓ o  ÒÓ× ÓÐÝ ̧ Ô × 3⁄41⁄2 ß3⁄4 o ÆÓÖØ 1ÀÓÐ Ð Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o ÃÏ 1⁄2 Îo ÃÐ Ò Ëo Ï ÓÒo ÇÐ Ò Æ Û ÍÒ×ÓÐÚ ÈÖÓ Ð Ñ× Ò ÈÐ Ò ÓÑ ØÖÝ Ò ÆÙÑ Ö Ì ÓÖÝo Å Ø o ××Ó o Ñ Öo̧ Ï × Ò ØÓÒ ̧ 1⁄2 1⁄2o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 22
ÔØ Ö 1⁄2 Ò Ø ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× 3⁄4¿ ÄÓÚ ¿ Äo ÄÓÚ ×Þo Ë Ð 1 Ù Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò Ø ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Ö Ó ×Ø Ò Ö Ô × ÓÒ Ø ×Ô Ö o Ø Ë o Å Ø o ́ËÞ μ̧ ¿1⁄2 ß¿3⁄4¿̧ 1⁄2 ¿o ÄÊ 3⁄4 o o Ä ÖÑ Ò Ò o o ÊÓ Ö×o Ì Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó ×Ø Ò × Û Ø Ò × Ø× Ò Ù Ð Ò ×Ô o Å Ø Ñ Ø ̧ 1⁄2 1⁄2ß3⁄4 ̧ 1⁄2 3⁄4o ÄÊ Åo Ä Þ ÓÚ Ò Áo o Ê ÙÞ× o Ì ÒÙÑ Ö Ó ÓÑÓØ Ø ×Ù × Ø×o ÁÒ Êo Äo Ö Ñ Ò Âo Æ × ØÖ Ð̧ ØÓÖ×̧ Ì Å Ø Ñ Ø × Ó È ÙÐ Ö Ó×̧ ÁÁ̧Ú ÓÐÙ Ñ 1⁄2 Ó Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÑ Òo̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 ̧ Ô × 3⁄4 ß¿1⁄43⁄4o Ä Ì Ào Ä Ñ ÒÒ Ò Ìo Ì Ð o ÈÓ ÒØ × Ø× Û Ø ×Ø Ò Ø ×Ø Ò ×o ÓÑ Ò ØÓÖ ̧ 1⁄2 ¿ ß 1⁄4 ̧ 1⁄2 o Å Ø1⁄43⁄4 Âo Å ØÓÙ × o Ä ØÙÖ × ÓÒ × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o ÅÓØ 1⁄2 Ìo ÅÓØÞ Òo Ì Ð Ò × Ò ÔÐ Ò × ÓÒÒ Ø Ò Ø ÔÓ ÒØ× Ó ¬Ò Ø × Øo Ì Ö Ò×o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄4 1⁄2ß ̧ 1⁄2 1⁄2o Æ 1⁄43⁄4 Ço Æ Ù× Ø Òo ÇÒ Ø ×Ô ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Öo × Ö Ø Å Ø o̧ 3⁄4 ß 1⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o ÆÈÈ · 1⁄43⁄4 o Æ ÚÓ̧ Âo È ̧ Êo È Ò × ̧ Åo Ë Ö Ö̧ Ò Ëo Ë ÑÓÖÓ Ò× Ýo Ä Ò× × Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ô× Ù Ó1 Ö Ð × Ò Ø Ö ÔÔÐ Ø ÓÒ×o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄2 Ø ÒÒÙo Å ËÝÑÔÓ×o ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4̧ Ô × 1⁄23⁄4¿ß1⁄2¿3⁄4o Ç3 1⁄41⁄4 È o Ç3 ÓÒÒ ÐÐo Ö ØÖ ÖÝ ÖØ ̧ 1 ÖÓÑ Ø ÙÒ Ø ×Ø Ò Ö Ô × Ò Ø ÔÐ Ò o ÁÁ Ö Ô Ñ Ò o ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ 1⁄2 1⁄4ß1⁄2 ¿̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o È Âo È Ò È oÃo ÖÛ Ðo ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÑ Ø ÖÝo Ï Ð Ý1ÁÒØ Ö× o Ë Öo × Ö Ø Å Ø o ÇÔØ Ño̧ÏÐ Ý ̧ÆÛ ÓÖ ̧ 1⁄2 o È ¿ Âo È ̧ ØÓÖo Æ Û Ì Ö Ò × Ò × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ o ËÔÖ Ò Ö1 Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 ¿o È 1⁄4¿ Âo È o Å ÔÓ ÒØ× Ó × Ñ ÒØ× Ò Ù Ý Ô Ó Ò Ø×Ø o ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ 1⁄2¿ ß1⁄21⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o È oÏo È o ÇÒ 1× Ø×3 Ò Ø ÔÐ Ò o × Ö Ø Å Ø o̧ ¿ß ̧ 1⁄2 o ÈÈ1⁄41⁄4 Âo È Ò Êo È Ò × o ÖÓÑ Ø Ð Ò × Û Ø Û ÔÓ ÒØ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 1⁄4 ¿3⁄4 ß¿¿ ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o ÈË 1⁄4 Âo È Ò Åo Ë Ö Öo Ê Ô Ø Ò Ð × Ò Ø ÔÐ Ò Ò Ö Ð Ø ÔÖÓ Ð Ñ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 1⁄23⁄4ß3⁄43⁄4̧ 1⁄2 1⁄4o ÈÌ 1⁄43⁄4 Âo È Ò o Ì Ö Ó×o Á×Ó× Ð × ØÖ Ò Ð × Ø ÖÑ Ò Ý ÔÐ Ò Ö ÔÓ ÒØ × Øo Ö Ô × ÓÑ Òo̧ 1⁄2 ß ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o ÈÙ o ÈÙÖ Ý o Ê Ô Ø Ò Ð × Ò o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ ¿ ¿ß ̧ 1⁄2 o Ê Ù 3⁄4 Ço Ê ÙØØ Öo ÈÖÓ Ð Ñ o Ð Ño Å Ø o̧ 3⁄4 1⁄2 ̧ 1⁄2 3⁄4o ÊÌ1⁄4¿ Êo Ê Ó Ò o ÌÓØ o ÆÓØ ÓÒ Ø ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ø ×Ô o ÁÒ o ÖÓÒ ÓÚ̧ Ëo ×Ù̧ Âo È ̧ Ò Åo Ë Ö Ö̧ ØÓÖ×̧ × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ Ì ÓÓ Ñ Ò1ÈÓÐÐ ×Ø× Ö Ø̧ Ô × ß o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o Ë Ço Ë Ö ÑÑo ÁÐÐ ÙÑ Ò Ø Ò × Ø× Ó ÓÒ ×Ø ÒØ Û Ø o Å Ø Ñ Ø ̧ ¿ 1⁄2 1⁄4ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ë Ñ oÂo Ë ÑÑÓÒ×o ÓÙÒ × ÓÒ Ø ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ø ×Ô Ö o ÁÒ ÈÖÓ o Ø ËÓ ÙØ 1 ר ÖÒ ÓÒ o ÓÒ ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ Ö Ô Ì Ó ÖÝ̧ Ò ÓÑÔÙØ Ò ̧ ÓÒ Öo ÆÙÑ Öo 1⁄2 ̧ 1⁄2 ̧ Ô × 1⁄2ß o Ë Ñ oÂo Ë ÑÑ ÓÒ×o Ì ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ø ×Ô Ö o Âo Ù× ØÖ Ðo Å Ø o ËÓ o Ë Öo ̧ 3⁄41⁄2 ¿ß 1⁄4̧ 1⁄2 o ËÓ o ËÓ Öo Ë Ü1Ö Ð Þ Ð × Ø Ü o ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ ¿ 1⁄2 1⁄4ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 23
3⁄4 Âo È ËËÌ Âo ËÔ Ò Ö̧ o ËÞ Ñ Ö ̧ Ò ÏoÌo Ì ÖÓØØ Öo ÍÒ Ø ×Ø Ò × Ò Ø Ù Ð Ò ÔÐ Ò o ÁÒ o ÓÐ ÐÓ ×̧ ØÓÖ̧ Ö Ô Ì ÓÖÝ Ò ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ Ñ ÈÖ ××̧ ÄÓÒ ÓÒ̧ 1⁄2 ̧ Ô × 3⁄4 ¿ß¿1⁄4¿o ËËÌ1⁄41⁄2 Åo Ë Ö Ö̧ Ëo Ë ÑÓÖÓ Ò× Ý̧ Ò o Ì Ö Ó×o Ò Ñ ÔÖÓÚ ÓÙÒ ÓÖ 1× Ø× Ò Ø Ö Ñ Ò× ÓÒ ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄4 1⁄2 ß3⁄41⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o ËØ Êo ËØ Ò Ö o ËÓÐ ÙØ ÓÒ Ó ÔÖÓ Ð Ñ 1⁄4 o Ñ Öo Å Ø o ÅÓ ÒØ ÐÝ̧ 1⁄2 1⁄2 ß1⁄2 1⁄2̧ 1⁄2 o ́ Ð×Ó ÓÒØ Ò× ×ÓÐ ÙØ ÓÒ Ý Ìo ÐÐ Ò Ò ØÓÖ Ð Ö Ñ Ö oμ Ë Ì1⁄41⁄2 Âo Ë ÓÐÝ ÑÓ× Ò o ÌÓØ o ר Ò Ø ×Ø Ò × Ò Ø ÔÐ Ò o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄4 3⁄4 ß ¿ ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o ËÎ1⁄4 Âo ËÓÐ ÝÑ Ó× Ò Îo Î Ùo ר Ò Ø ×Ø Ò × Ò 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÓÑÓ Ò ÓÙ× × Ø×o ÁÒ Âo È ̧ ØÓÖ̧ Ì ÓÛ Ö × Ì ÓÖÝ Ó ÓÑ ØÖ Ö Ô ×̧ ÚÓÐÙ Ñ ¿ 3⁄4 Ó ÓÒØ ÑÔo Å Ø o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 3⁄41⁄41⁄4 o ËÎ1⁄4 Ão ËÛ Ò ÔÓ Ð Ò È oÎ ÐØÖo Ì ÙÒ Ø ×Ø Ò ÔÖÓ Ð Ñ ÓÒ ×Ô Ö ×o ÁÒ Âo È ̧ ØÓÖ̧ Ì ÓÛ Ö × Ì ÓÖÝ Ó ÓÑ ØÖ Ö Ô ×̧Ú ÓÐ ÙÑ ¿ 3⁄4 Ó ÓÒØ ÑÔo Å Ø o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 3⁄41⁄41⁄4 o ËÝÐ Âo Âo ËÝ ÐÚ ×Ø Öo ÈÖÓ Ð Ñ 3⁄4 ¿o Ù Ø ÓÒ Ð Ì Ñ ×̧ 1⁄21⁄4 ß1⁄21⁄4 ̧ 1⁄2 o ËÝÐ ¿ Âo Âo ËÝ ÐÚ ×Ø Öo Å Ø Ñ Ø Ð ÕÙ ×Ø ÓÒ 1⁄21⁄2 1⁄2o Ù Ø ÓÒ Ð Ì Ñ ×̧ 1⁄2 ̧ 1⁄2 ¿o ËÞ Äo o ËÞ ÐÝo Å ×ÙÖ Ð ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÓÑ ØÖ Ö Ô × Ò × Ø× Û Ø ÓÙØ ×ÓÑ ×Ø Ò × Ò Ù Ð Ò ×Ô o ÓÑ Ò ØÓÖ ̧ 3⁄41⁄2¿ß3⁄41⁄2 ̧ 1⁄2 o ÌÓØ o ÌÓØ o Ì × ÓÖØ ר ר Ò ÑÓÒ ÔÓ ÒØ× Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒo ÓÑÔÙØo ÓÑo Ì ÓÖÝ Ô ÔÐo̧ ¿¿ß¿ ̧ 1⁄2 o Ì ÓØ1⁄41⁄2 o ÌÓØ o ÈÓ ÒØ× Ø ×ÛØ Ñ Ò Ý 1× Ø×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄4 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o ÌÎ o ÌÓØ Ò È oÎ ÐØÖo ÆÓØ ÓÒ Ø Ö Ó×1ËÞ Ö × Ø ÓÖ Ño × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2 ß ̧ 1⁄2 o ÍÒ 3⁄4 È o ÍÒ Öo 3⁄4Ò ÒÓÒ ÓÐÐ Ò Ö ÔÓ ÒØ× Ø ÖÑ Ò Ø Ð ×Ø 3⁄4Ò Ö Ø ÓÒ ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ ¿¿ ¿ ¿ß¿ ̧ 1⁄2 3⁄4o Î Ð È oÎÐ ØÖo ÇÒ Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ÔÓÐÝ ÓÒ× Ò ÔÐ Ò Ö ÔÓ ÒØ × Øo ËØÙ Ë o Å Ø o ÀÙÒ Öo̧ ¿1⁄4 1⁄2 ß1⁄2 ¿̧ 1⁄2 o Î × Ão Î ×ÞØ Ö ÓÑ o ÇÒ Ð Ö ×Ø Ò × Ò ÔÐ Ò Ö × Ø×o × Ö Ø Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o ÚÏ È oÚ Ò Ï Ñ Ð Òo Ì Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ÙÒ Ø ×Ø Ò × ÑÓÒ Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ñ Ò1 × ÓÒ ÓÙÖo ØÖ Ð Ö ÓÑ o̧ 1⁄4 ß ̧ 1⁄2 o ÏÓÓ ¿ oÊo Ï ÓÓ ÐÐo ר Ò × Ö Ð Þ Ýר × Ó Ú Ö Ò Ø ÔÐ Ò o Âo ÓÑ Òo Ì Ó ÖÝ̧ 1⁄2 1⁄2 ß3⁄41⁄41⁄4̧ 1⁄2 ¿o ÏÏ È oÊo Ï Ð ×ÓÒ Ò Âo o Ï × Ñ Òo ËÝ ÐÚ ×Ø Ö Ø ÓÖ Ñ ÓÖ ÓÒ × Ø ÓÒ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ ¿ 3⁄4 ß¿1⁄4 ̧ 1⁄2 o Î 3⁄4 Êo Ìo Ú Ð Ú Ò Ëo Î Ö o Ì ÓÐ ÓÖ ÌÚ Ö Ö 3× ÔÖÓ Ð Ñ Ò ÓÑ ÔÐ Ü × Ó Ò Ø Ú ÙÒ Ø ÓÒ ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 1⁄2 ¿1⁄4 ß¿1⁄2 ̧ 1⁄2 3⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 24
3⁄4 È ÃÁÆ Æ ÇÎ ÊÁÆ ÓÖ × ÌÓØ ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ Ì × ÔÖÓ Ð Ñ× Ò Ø Ð ×× Ð Ø ÓÖÝ Ó Ô Ò × Ò ÓÚ Ö Ò ×̧ Ø Ú ÐÓÔ1 Ñ ÒØÓ Û Û × × ØÖÓÒ ÐÝ Ò­Ù Ò Ý Ø ÓÑ ØÖÝ Ó ÒÙÑ Ö× Ò Ý ÖÝ× Ø Ð1 ÐÓ Ö Ô Ý ̧ Ö Ø Ø ÖÑ Ò Ø ÓÒ Ó Ø Ò× ×Ø Ô Ò Ò Ø Ø ÒÒ ×Ø ÓÚ Ö Ò Û Ø ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔ × Ó Ú Ò Ó Ý Ão ÊÓÙ ÐÝ ×Ô Ò ̧ Ø Ò× ØÝÓ Ò Ö 1 Ö Ò Ñ ÒØ × Ø Ö Ø Ó ØÛ Ò Ø ØÓØ Ð ÚÓÐÙÑ Ó Ø Ñ Ñ Ö× Ó Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ò Ø ÚÓÐÙÑ Ó Ø Û ÓÐ ×Ô o ÁÒ Ë Ø ÓÒ 3⁄4o1⁄2 Û ¬Ò Ø × ÒÓØ ÓÒ Ö ÓÖ ÓÙ×Ð Ý Ò Ú Ò Ó Ù Ò ØÓ Ø Ò Ó ÛÒ Ò× ØÝ ÓÙÒ ×o ÁÒ Ë Ø ÓÒ 3⁄4o3⁄4 Û ÓÒ× Ö Ô Ò × Ò̧ Ò ÓÚ Ö Ò × Ó ̧ ÓÙÒ ÓÑ Ò×o Ë Ø ÓÒ 3⁄4o¿ × ÚÓØ ØÓ ÑÙÐ Ø ÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò Ø Ö ÓÑÔ Ó× Ð ØÝ o ÁÒ Ë 1 Ø ÓÒ 3⁄4o Û Ñ ØÓÙÖ ØÓ ×Ô Ö Ð Ò ÝÔ Ö ÓÐ ×Ô ×o ÁÒ Ë Ø ÓÒ 3⁄4o Û × Ù×× ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÒ ÖÒ Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ò ÓÖ× Ò Ô Ò ̧ Û Ð Ò Ë 1 Ø ÓÒ 3⁄4o Û Ò Ú ×Ø Ø ×ÓÑ × Ð Ø ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÒ ÖÒ Ò Ð ØØ ÖÖ Ò Ñ ÒØ×o Ï ÐÓ× Ò Ë Ø ÓÒ 3⁄4o Û Ø ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÒ ÖÒ Ò Ô Ò Ò ÓÚ Ö Ò Û Ø × ÕÙ Ò × Ó ÓÒÚ Ü × Ø×o 3⁄4o1⁄2 Æ ËÁÌ ÇÍÆ Ë ÇÊ ÊÊ Æ Å ÆÌË ÁÆ Ä ÇËË Ê ÓÒÚ Ü Ó Ý ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø Û Ø ÒÓÒ ÑÔØÝ Ò Ø Ö ÓÖo ÓÒÚ Ü Ó Ý Ò Ø ÔÐ Ò × ÐÐ ÓÒÚ Ü × o Ì ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÐÐ ÓÒÚ Ü Ó × Ò 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ù Ð Ò ×Ô × ÒÓØ Ý Ã́ μo Ì ×Ù Ñ ÐÝ Ó Ã́ μ ÓÒ× ×Ø Ò Ó ÒØÖ ÐÐÝ ×ÝÑ Ñ ØÖ Ó × × ÒÓØ Ý Ã £ ́ μo ÇÔ Ö Ø ÓÒ× ÓÒ Ã́ μ ÓÖ ×Ø Ò Ö Ð ÒÙÑ Ö Û × Ø Ü Ü 3⁄4 o × ÐÐ Ó ÑÓØ Ø ÓÔÝ Ó o Ì Å Ò ÓÛ× ×ÙÑ · Ó Ø × Ø× Ò ÓÒ× ×Ø× Ó ÐÐ ÔÓ ÒØ× · ̧ 3⁄4 ̧ 3⁄4 o Ì × Ø ·́ μ × ÐÐ Ø « Ö Ò Ó Ý Ó o ÒÓØ × Ø ÙÒ Ø ÐÐ ÒØ Ö Ø Ø ÓÖ Ò̧ Ò · Ö × ÐÐ Ø Ô Ö ÐÐ Ð Ó Ý Ó Ø ×Ø Ò Ö ́Ö 1⁄4μo Á × ÓÒÚ Ü Ó Ý Û Ø Ø ÓÖ Ò Ò Ø× ÒØ Ö ÓÖ̧ Ø Ò Ø ÔÓÐ Ö Ó Ý £ Ó × Ü 3⁄4 Ü 1⁄2 ÓÖ ÐÐ 3⁄4 o Ì À Ù× ÓÖ« ר Ò ØÛ Ò Ø × Ø× Ò × ¬Ò Ý ́ μ Ò ± · ± · ± Ä ØØ Ì × Ø Ó ÐÐ ÒØ Ö Ð Ò Ö ÓÑ Ò Ø ÓÒ× Ó Ô ÖØ ÙÐ Ö × × Ó o 3⁄4 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 25
3⁄4 o × ÌÓØ Ä ØØ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ì × Ø Ó ØÖ Ò×Ð Ø × Ó Ú Ò × Ø Ò Ý Ð ÐÚ ØÓÖ× Ó Ð ØØ o È Ò Ñ ÐÝ Ó × Ø× Û Ó× ÒØ Ö ÓÖ× Ö ÑÙØÙ ÐÐÝ × Ó ÒØo ÓÚ Ö Ò Ñ ÐÝ Ó × Ø× Û Ó× ÙÒ ÓÒ × Ø Û ÓÐ ×Ô o Ì ÚÓ ÐÙÑ ́Ä × Ù Ñ ×ÙÖ μ Ó Ñ ×ÙÖ Ð × Ø × ÒÓØ Ý Î ́ μo ÁÒ Ø × Ó Ø ÔÐ Ò Û Ù× Ø Ø ÖÑ Ö Ò Ø ÒÓØ Ø ÓÒ ́ μo Ò× ØÝ Ó Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ö Ð Ø Ú ØÓ × Ø Ä Ø Ò ÖÖ Ò Ñ ÒǾ Ñ ÐÝ Ó × Ø× Ú Ò ¬Ò Ø ÚÓÐ ÙÑ μ Ò × Ø Û Ø ¬Ò Ø ÚÓÐ ÙÑ o Ì ÒÒ Ö Ò× ØÝ ÒÒ ́ μ̧ ÓÙØ Ö Ò× ØÝ ÓÙØ ́ μ̧ Ò Ò× ØÝ ́ μ Ó Ö Ð Ø Ú Ø Ó Ö ¬Ò Ý ÒÒ ́ μ 1⁄2 Î ́ μ 3⁄4 Î ́ μ ÓÙØ ́ μ 1⁄2 Î ́ μ 3⁄4 Î ́ μ Ò ́ μ 1⁄2 Î ́ μ 3⁄4 Î ́ μ ́Á ÓÒ Ó Ø × ÙÑ× ÓÒ Ø Ö Ø × × Ú Ö ÒØ̧ Ø Ò Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò Ò× ØÝ × Ò¬Ò Ø oμ Ì ÐÓÛ Ö Ò× ØÝ Ò ÙÔÔ Ö Ò× ØÝ Ó Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ö Ú Ò Ý Ø Ð Ñ Ø× ́ μ Ð Ñ Ò 1⁄2 ÒÒ ́ μ̧ · ́ μ Ð Ñ × Ù Ô 1⁄2 ÓÙØ ́ μo Á ́ μ · ́ μ̧ Ø Ò Û ÐÐ Ø ÓÑ ÑÓÒ Ú ÐÙ Ø Ò× ØÝ Ó Ò ÒÓØ Ø Ý ́ μo ÁØ × × ÐÝ × Ò Ø Ø Ø × ÕÙ ÒØ Ø × Ö Ò Ô Ò ÒØ Ó Ø Ó Ó Ø ÓÖ Òo Ì Ô Ò Ò× ØÝ ǼÃμ Ò ÓÚ Ö Ò Ò× ØÝ ́Ãμ Ó ÓÒÚ Ü Ó Ý ́ÓÖ ÑÓÖ Ò Ö ÐÐÝ Ó Ñ ×ÙÖ Ð × Øμ Ã Ö ¬Ò Ý ǼÃμ × Ù Ô · ́Èμ È × Ô Ò Ó Û Ø ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔ × Ó Ã Ò ́Ãμ Ò ́ μ × ÓÚ Ö Ò Ó Û Ø ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔ × Ó Ã Ì ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ Ð Ô Ò Ò× ØÝ Æ Ì ́à μ̧ Ð ØØ Ô Ò Ò× ØÝ Æ Ä ́à μ̧ ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ Ð ÓÚ Ö Ò Ò× ØÝ Ì ́à μ̧ Ò Ð ØØ ÓÚ Ö Ò Ò× ØÝ Ä ́Ãμ Ö ¬Ò Ò ÐÓ ÓÙ× ÐÝ ̧ Ý Ø Ò Ø × ÙÔÖ ÑÙÑ Ò Ò¬ÑÙ Ñ ÓÚ Ö ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ÓÒ× ×Ø Ò Ó ØÖ Ò×Ð Ø × Ó Ã Ò ÓÚ Ö Ð ØØ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ã̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o ÁØ × Ó Ú ÓÙ× Ø Ø Ò Ø ¬Ò Ø ÓÒ× Ó Æ Ä ́Ãμ Ò Ä ́à μÛ Ò Ø Ñ Ü ÑÙÑ Ò Ñ Ò ÑÙÑ Òר Ó × ÙÔÖ ÑÙÑ Ò Ò¬ÑÙÑo Ý Ø ÓÖ Ñ Ó ÖÓ Ñ Ö̧ Ø × Ñ ÓÐ × ÓÖ Ø ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ Ð Ò ÓÖ Ø Ò Ö Ð Ô Ò Ò ÓÚ Ö Ò Ò× Ø ×o Ö Ð Ø ÐÐ Ú Ò × Ø Ë Ó ÔÓ ÒØ× Ò ×Ù Ø Ø Ø ×Ø Ò × ØÛ Ò Ø ÔÓ ÒØ× Ó Ë Ú ÔÓ× Ø Ú ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ̧ Ø Ö Ð Ø ÐÐ̧ Ð×Ó ÒÓÛÒ × Ø Î ÓÖÓÒÓ ÐÐ̧ ××Ó Ø ØÓ Ò Ð Ñ ÒØ × Ó Ë ÓÒ× ×Ø× Ó Ø Ó× ÔÓ ÒØ× Ó Ø Ø Ö ÐÓ× Ö ØÓ × Ø Ò ØÓ ÒÝ ÓØ Ö Ð Ñ ÒØÓ Ëo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 26
ÔØ Ö 3⁄4 È Ò Ò ÓÚ Ö Ò 3⁄4 ÃÆÇÏÆ Î ÄÍ Ë Ç È ÃÁÆ Æ ÇÎ ÊÁÆ ÆËÁÌ Á Ë Ô ÖØ ÖÓÑ Ø Ó Ú ÓÙ× Ü ÑÔÐ × Ó ×Ô ¬ÐÐ Ö×̧ Ø Ö Ö ÓÒÐ Ý Û ×Ô ¬ Ó × ÓÖ Û Ø Ô Ò ÓÖ ÓÚ Ö Ò Ò× Ø × Ú Ò Ø ÖÑ Ò o Ì Ó × ÓÖ Û Ø Ô Ò Ò× ØÝ × Ò Ó ÛÒ Ö Ú Ò Ò Ì Ð 3⁄4o 1⁄2o1⁄2o Ì Ä 3⁄4o1⁄2o1⁄2 Ó × Ã ÓÖÛ ǼÃμ × ÒÓÛÒo Ç ÍÌÀÇÊ Ë Ö Ð Ì Ù 3⁄4̧ Ôo È Ö ÐÐ Ð Ó Ý Ó Ö Ø Ò Ð Äo × ÌÓØ À ÁÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ØÛÓ ÓÒ ÖÙ ÒØ Ö Ð × Äo × ÌÓØ À ÒØÖ ÐÐÝ ×ÝÑÑ ØÖ Ò1 ÓÒ ́ Ð ÓÖ Ø Ñ Ò ḈÒμØÑ μ ÅÓÙÒØ Ò Ë ÐÚ ÖÑ Ò Ã ¿ ÐÐ Ò ¿ À Ð × À Ð ÌÖÙÒ Ø Ö ÓÑ Ó ÖÓÒ o Þ Þ Ï Ú Ǽ 3⁄4 μ Ô 1⁄23⁄4o Ì ÐÓÒ ×Ø Ò Ò ÓÒ ØÙÖ Ø Ø Ǽ ¿ μ Ô 1⁄2 × Ò ÓÒ¬ÖÑ Ö ÒØÐÝ Ý À Ð ×o Ô Ò Ó ÐÐ× Ö Ò Ø × Ò× ØÝ × Ó Ø Ò Ý ÔÐ Ò Ø ÒØ Ö× Ø Ø Ú ÖØ × Ò 1 ÒØ Ö× Ó Ù Ð ØØ o Ï × Ù×× Ø ×Ô Ö Ô Ò ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ø Ò ÜØ × Ø ÓÒo ÓÖ Ø Ö ×Ø Ó Ø Ó × Ò Ì Ð 3⁄4o 1⁄2o1⁄2̧ Ø Ô Ò Ò× ØÝ Ò Ú Ò ÓÒÐ Ý Ý Ö Ø Ö ÓÑÔÐ Ø ÓÖÑÙÐ ×o Ï ÒÓØ Ø Ø̧ Û Ø ÔÔÖÓÔÖ Ø ÑÓ ¬ Ø ÓÒ Ó Ø ¬Ò Ø ÓÒ̧ Ø Ô Ò Ò× ØÝÓ × ØÛØ Ò ¬ ÒØ Ú ÓÐ ÙÑ Ò Ð×Ó ¬Ò o o Þ Ò Ïo ÃÙÔ Ö Ö ́× Ã ¿ μ × ÓÛ Ø Ø Ø Ô Ò Ò× ØÝ Ó Ò Ò¬Ò Ø Ö ÙÐ Ö ÝÐ Ò Ö × Ô 1⁄23⁄4̧ Ø Ø ×̧ Ò¬Ò Ø Ö ÙÐ Ö ÝÐ Ò Ö× ÒÒÓØ Ô ÑÓÖ Ò× ÐÝ Ø Ò Ø Ö × o ÁØ × ÓÒ ØÙÖ Ø Ø Ø × Ñ ×Ø Ø Ñ ÒØ ÓÐ × ÓÖ Ö ÙÐ Ö ÝÐ Ò Ö× Ó ÒÝ ¬Ò Ø Øo Ø ÓÖ Ñ Ó Äo × ÌÓØ ́× ̧ Ôo 1⁄2 ¿ μ ר Ø × Ø Ø ǼÃμ ́Ãμ À́Ãμ ÓÖ Ã 3⁄4à ́ 3⁄4 μ ́3⁄4o 1⁄2o1⁄2μ Û Ö À́Ãμ ÒÓØ × Ø Ñ Ò ÑÙÑ Ö Ó Ü ÓÒ ÓÒØ Ò Ò Ão Ì × ÓÙÒ × ×Ø ÔÓ×× Ð ÓÖ ÒØÖ ÐÐÝ ×ÝÑ Ñ ØÖ × ×̧ Ò Ø ÑÔÐ × Ø Ø ǼÃμ Æ Ì ́Ãμ Æ Ä ́Ãμ ́Ãμ À́Ãμ ÓÖ Ã 3⁄4à £ ́ 3⁄4 μ Ì Ô Ò Ò× Ø × Ó Ø ÓÒÚ Ü × × Ò Ì Ð 3⁄4o1⁄2o1⁄2 Ú Ò Ø ÖÑ Ò ÙØ Ð Þ Ò Ø × Ö Ð Ø ÓÒo ÁØ × ÓÒ ØÙÖ Ø Ø Ò Ò ÕÙ Ð ØÝ Ò ÐÓ ÓÙ× ØÓ ́3⁄4o 1⁄2o1⁄2μ ÓÐ × ÓÖ ÓÚ Ö Ò ×̧ Ò Ø × × ×ÙÔÔ ÓÖ Ø Ý Ø ÓÐÐÓÛ Ò Û Ö Ö ×ÙÐ Ø ́× ̧ Ôo 1⁄2 μ Ä Ø ́Ãμ ÒÓØ Ø Ñ Ü ÑÙÑ Ö Ó Ü ÓÒ ÓÒØ Ò Ò ÓÒÚ Ü × Ão Ä Ø ÓÚ Ö Ò Ó Ø ÔÐ Ò Û Ø ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔ × Ó Ã ×Ù Ø Ø ÒÓ ØÛÓ ÓÔ × Ó Ã ÖÓ××o Ì Ò ́ μ ́Ãμ ́Ãμ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 27
3⁄4 o × ÌÓØ Ì ÓÒÚ Ü × × Ò Ö Ó×× ÓØ Ò Ò Ò Ö × ÓÒÒ Ø o × ØÖ Ò×Ð Ø × Ó ÓÒÚ Ü × Ó ÒÓØ ÖÓ××̧ Ø ÓÐÐÓÛ× Ø Ø Ì ́Ãμ ́Ãμ ́Ãμ ÓÖ Ã 3⁄4à ́ 3⁄4 μ Ò̧ Ø × ÓÙÒ × ×Ø ÔÓ×× Ð ÓÖ ÒØÖ ÐÐÝ ×ÝÑ Ñ ØÖ × ×̧ Ò Ø ÑÔÐ × Ø Ø Ì ́Ãμ Ä ́Ãμ ́Ãμ ́Ãμ ÓÖ Ã 3⁄4à £ ́ 3⁄4 μ ́3⁄4o 1⁄2o3⁄4μ × ÓÒ Ø ×̧ ÅÓÙÒØ Ò Ë ÐÚ ÖÑ Ò Ú Ò Ð ÓÖ Ø Ñ Ø Ø Ø ÖÑ Ò × Ì ́Ãμ ÓÖ ÒØÖ ÐÐÝ × ÝÑÑ ØÖ Ò1 ÓÒ Ò Ç ́Òμ Ø Ñ o Ð×Ó Ø Ð ×× Ð Ö × ÙÐØ ́ 3⁄4 μ 3⁄4 Ô 3⁄4 Ó Ã Ö× Ò Ö ́× 3⁄4̧ Ôo μ ÓÐÐ ÓÛ× ÖÓÑ Ø × Ö Ð Ø ÓÒo ÇÒ ÓÙÐ ÜÔ Ø Ø Ø Ø Ö ×ØÖ Ø ÓÒ ØÓ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ØÖ Ò×Ð Ø × Ó × Ø Ñ Ò× ÓÒ× Ö Ð × ÑÔÐ ¬ Ø ÓÒo ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø × ÔÔ Ö ÒØ Ú ÒØ × ÒÓØ Ò ÜÔÐÓ Ø ×Ó Ö Ò Ñ Ò× ÓÒ× Ö Ø Ö Ø Ò 3⁄4o ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ Ø Ð ØØ Ô Ò Ò× ØÝ Ó ×ÓÑ ×Ô Ð ÓÒÚ Ü Ó × Ò ¿ × Ò Ø ÖÑ Ò × Ì Ð 3⁄4o 1⁄2o3⁄4o Ì Ä 3⁄4o1⁄2o3⁄4 Ó × Ã 3⁄4 ¿ ÓÖ Û Æ Ä ́Ãμ × ÒÓÛÒo Ç Æ Ä ́Ãμ ÍÌÀÇÊ Ü Ü 1⁄2 Ü ¿ ́ 1⁄2μ ́¿ 3⁄4 μ 1⁄2 3⁄4 Ð Ü Ü 1⁄2 Ü 1⁄2 · Ü 3⁄4 · Ü ¿ 3⁄4 ÓÖ 1⁄4 1⁄2 3⁄4 ́ 3⁄4 μ ́ ¿ ¿ 3⁄4 ·3⁄4 1⁄2μ ÓÖ 1⁄2 3⁄4 1⁄2 ́ ¿ 3⁄4 ·3⁄4 ¿μ ́ 3⁄4 ·3⁄4 μ ÓÖ 1⁄2 ¿ Ï ØÛÓ ÖØ Ü Ô ́Ü 1⁄2 μ 3⁄4 ·́ Ü 3⁄4 μ 3⁄4 · Ü ¿ 1⁄2 Ô 1⁄4 1⁄4¿¿3⁄4 Ï ØÛÓ ÖØ Ì ØÖ ÖÓÒ 1⁄2 1⁄4 ¿ ¿ ÀÓÝÐÑ Ò Ç Ø ÖÓÒ 1⁄2 1⁄2 1⁄4 ¿ Å Ò ÓÛ× Ó ÖÓÒ ́ · Ô μ 1⁄4 1⁄4 1⁄4 Ø Ò À Ò Á Ó× ÖÓÒ 1⁄4 ¿ ¿ Ø Ò À Ò Ù Ó Ø ÖÓÒ 1⁄4 1⁄2 ¿ ¿¿ ÀÓÝÐÑ Ò Á Ó× Ó ÖÓÒ ́ · 1⁄2 Ô μ 1⁄4 3⁄41⁄4¿ Ø Ò À Ò Ê ÓÑ Ù Ó Ø ÖÓÒ ́1⁄2 Ô 3⁄4 3⁄41⁄4μ ¿ 1⁄4 1⁄4 Ø Ò À Ò Ê ÓÑ Á Ó× Ó ÖÓÒ ́ Ô 1⁄23⁄4 1⁄4μ ¿1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 Ø Ò À Ò Ì ÖÙÒ Ø Ù ́ ¿ Ô 3⁄4μ 1⁄4 ¿ Ø Ò À Ò Ì ÖÙÒ Ø Ó ÖÓÒ ́3⁄4 · ¿ Ô μ 1⁄23⁄41⁄4 1⁄4 Ø Ò À Ò Ì ÖÙÒ Ø Á Ó× ÖÓÒ 1⁄4 Ø Ò À Ò Ì ÖÙÒ Ø Ù Ó Ø ÖÓÒ 1⁄4 ¿ ¿3⁄4 Ø Ò À Ò Ì ÖÙÒ Ø Á Ó× Ó ÖÓÒ ́1⁄2 · 1⁄21⁄4 Ô μ 1⁄4 1⁄4 3⁄4 3⁄41⁄2¿ Ø Ò À Ò Ì ÖÙÒ Ø Ì ØÖ ÖÓÒ 3⁄41⁄4 ¿1⁄4 1⁄4 1⁄4 3⁄41⁄21⁄4 Ø Ò À Ò ËÒÙ Ù 1⁄4 Ø Ò À Ò ËÒÙ Ó ÖÓÒ 1⁄4 1⁄41⁄2 Ø Ò À Ò ÐÐ Ö ×ÙÐ Ø× Ú Ò Ò Ì Ð 3⁄4o1⁄2o 3⁄4 Ö × ÓÒ Å Ò ÓÛ× 3× ÛÓÖ ÓÒ Ö Ø Ð Ð ØØ × Ó ÓÒÚ Ü Ó × Ò Ò ØÖ Ò À1⁄41⁄4 o Ï ÑÔ × Þ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ×Ô Ð © 2004 by Chapman & Hall/CRC 28
ÔØ Ö 3⁄4 È Ò Ò ÓÚ Ö Ò 3⁄4 × Ù×× 3× Ö ×ÙÐ Ø Ø Ø Æ Ä ́ ¿ μ Ô 1⁄2 × Ø ×Ô Ð × 1⁄2 Ó Ð 3× Ø Ó1 Ö Ñ ÓÒ ÖÒ Ò Ø ÖÙ× ØÙÑ Ó Ø ÐÐo ÁÒ À1⁄41⁄4 Ø Ò À Ò Ú Ò Æ ÒØ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ÓÑÔÙØ Ò Æ Ä ́Ãμ ÓÖ Ò Ö ØÖ ÖÝ ¿1Ô ÓÐÝØÓÔ o × Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ Ø Ý Ð ÙÐ Ø Ø Ð ØØ Ô Ò Ò× Ø × Ó ÐÐ Ö ÙÐ Ö Ò Ö Ñ Ò Ô ÓÐÝØÓÔ ×o Ì Ð ×Ø Ò Ì Ð 3⁄4o1⁄2o 3⁄4 Ò Ù Ñ ÒØ Ý Ø ÓÒ Ð Ó × Ù× Ò Ø ÓÐ ÐÓÛ1 Ò Ó × ÖÚ Ø ÓÒ×o ÁØ × Ò ÒÓØ Ý Ð Ò ÊÓ Ö× Ø Ø Ø Ö Ð Ø ÓÒ Æ Ì ́Ãμ Æ Ä ́Ãμ ́à 3⁄4à ́ 3⁄4 μμ Ö ÐÝ ÑÔÐ × Ø Ø ÓÖ ÝÐ Ò Ö Ò ¿ × ÓÒ ÓÒÚ Ü × Ã Û Ú Æ Ä ́ μ Æ Ä ́à μo Ì Ù×̧ Æ Ä ́ μ × Ò Ó ÛÒ Ø Ð ØØ Ô Ò Ò× ØÝÓ Ø × × × ÒÓÛÒo Æ ÜØ̧ Û Ö ÐÐ Ø Ó × ÖÚ Ø ÓÒ Ó Å Ò ÓÛ× ́× ÊÓ ̧ Ôo μ Ø Ø Ò Ö1 Ö Ò Ñ ÒØ Ó ØÖ Ò×Ð Ø × Ó ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã × Ô Ò Ò ÓÒÐÝ Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó ØÖ Ò×Ð Ø × Ó Ø Ó Ý 1⁄2 3⁄4 ́à Ãμ Ý Ø × Ñ Ú ØÓÖ× × Ô Ò o Ì × ÑÔÐ × Ø Ø̧ ÓÖ Ã 3⁄4à ́ μ̧ Æ Ì ́Ãμ 3⁄4 Æ Ì ́à Ãμ Î ́Ãμ Î ́à Ãμ Ò Æ Ä ́Ãμ 3⁄4 Æ Ä ́à Ãμ Î ́Ãμ Î ́à Ãμ ́3⁄4o 1⁄2o¿μ Ò Ö ÐÐÝ ̧ Ã × ÒÓØ ÙÒ ÕÙ ÐÝ Ø ÖÑ Ò Ý Ã Ã o o ̧Û Ú Ã Ã ÓÖ Ú ÖÝ Ã Ø Ø × Ó Ý Ó ÓÒר ÒØ Û Ø 1⁄2̧ Ò Ø Ø ÖÑ Ò Ø ÓÒ Ó Æ Ä ́Ãμ ÓÖ ×Ù Ó Ý × Ö Ù ØÓ Ø Ø ÖÑ Ò Ø ÓÒ Ó Æ Ä ́ μ̧ Û × ×Ø Ð × ÓÖ o Ï Ú Ø ÒÓÛÒ Ú ÐÙ × Ó Æ Ä ́ μ̧ ØÓ Ø Ö Û Ø Ø Ó× Ó ́ μ̧ Ò Ì Ð 3⁄4o 1⁄2o¿o ÐÐ Ö ×ÙÐ Ø× Ú Ò Ø Ö Ò ØÖ Ò Ë ¿ o Ì Ä 3⁄4o1⁄2o¿ ÃÒÓÛ Ò Ú ÐÙ × Ó Æ Ä ́ μ Ò Ä ́ μo Æ Ä ́ μ Í ÌÀÇÊ Ä ́ μ Í ÌÀÇÊ 3⁄4 3⁄4 Ô ¿ Ä Ö Ò 3⁄4 ¿ Ô ¿ à Ö× Ò Ö ¿ Ô 1⁄2 Ù×× Ô 3⁄4 Ñ 3⁄4 1⁄2 ÃÓÖ Ò Ò Ó ÐÓØ Ö Ú 3⁄4 3⁄4 Ô ÐÓÒ Ò ÊÝ× ÓÚ 3⁄4 1⁄2 Ô 3⁄4 ÃÓÖ Ò Ò Ó ÐÓØ Ö Ú 3⁄4 Ô ¿ 3⁄4 ¿ Ô ¿ Ö ÒÓÚ × Ò Ê Ý × ÓÚ ¿ Ô ¿ Ð Ð Ø ¿ 1⁄21⁄4 Ð Ð Ø ¿ Ð Ð Ø ÌÀ à ÈÄ Ê ÇÆÂ ÌÍÊ Ö Ñ Ö Ó Ã ÔÐ Ö Ò ÒØ ÖÔÖ Ø Ò ÑÓ ÖÒ Ø ÖÑ ÒÓÐ Ó Ý × Ø ÓÒ ØÙÖ Ø Ø Ǽ ¿ μ Ô 1⁄2 o ÖÐÝ Ö × Ö ÓÒ ÖÒ Ò Ã ÔÐ Ö3× ÓÒ ØÙÖ ÓÒ ÒØÖ Ø ÓÒ ØÛÓ × Ö ÔÖÓ Ð Ñ× ÔÖ ÓÚ Ò Ø ÓÒ ØÙÖ ÓÖ ×Ô Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò Ú Ò © 2004 by Chapman & Hall/CRC 29
¿1⁄4 o × ÌÓØ ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × ÓÖ Ǽ ¿ μo Ï Ñ ÒØ ÓÒ Ù×× 3× Ö ×ÙÐ Ø Ø Ø Æ Ä ́ ¿ μ Ô 1⁄2 o × ØÖÓÒ Ö Ö ×ÙÐ Ø ×Ø 1 Ð × Ò Ã ÔÐ Ö3× ÓÒ ØÙÖ ÓÖ Ö ×ØÖ Ø Ð ×× Ó Ô Ò × × Ù ØÓ o Þ ̧ Ïo ÃÙÔ Ö Ö Ò Å ÃÅ 1⁄2 o Ì Ý ÔÖÓÚ Ø Ø Ø ÓÒ ØÙÖ ÓÐ × ÓÖ Ô Ò × ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ô Ö ÐÐ Ð ×ØÖ Ò × Ó ÐÐ×o ×ØÖ Ò Ó ÐÐ× × ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÕÙ Ð ÐÐ× Û Ó× ÒØ Ö× Ö ÓÐÐ Ò Ö Ò ×Ù Ø Ø Ó Ø Ñ ØÓÙ × ØÛÓ ÓØ Ö×o Ì ×Ø ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÖ Ǽ ¿ μÛ × Ú Ò Ý ÅÙ Ö ÅÙ ¿ ̧ Û Ó ÔÖ ÓÚ Ø Ø Ǽ ¿ μ 1⁄4 ¿1⁄4 o Ì ¬Ö× Ø ×Ø Ô ØÓÛ Ö Ø ×ÓÐ ÙØ ÓÒ Ó Ã ÔÐ Ö3× ÓÒ ØÙÖ Ò Ø× ÙÐÐ Ò Ö Ð ØÝ Û × Ñ Ò Ø ÖÐÝ 1⁄2 1⁄43× ÝÄ o × ÌÓØ ́× 3⁄4 μo À ÓÒ× Ö Û Ø Ú Ö × Ó Ø ÚÓÐÙÑ × Ó Ö Ð Ø ÐÐ× Ó ¬Ò Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÐÐ× Ò Ô Ò o À × ÓÛ Ø Ø Ø Ã ÔÐ Ö ÓÒ ØÙÖ ÓÐ × Ô ÖØ ÙÐ Ö Û Ø Ú Ö Ó ÚÓÐ ÙÑ × ÒÚÓÐÚ Ò ÒÓØ ÑÓÖ Ø Ò 1⁄2¿ ÐÐ× × Ö Ø Ö Ø Ò ÓÖ ÕÙ Ð Ø ÚÓÐ ÙÑ Ó Ø Ö ÓÑ Ó ÖÓÒ Ö ÙÑ× Ö ÖÓÙÒ ÐÐ ́Ø × Ò Ø Ö Ð Ø ÐÐ Ó ÐÐ Ò Ø 1 ÒØ Ö Ù Ð ØØ μo À × Ö ÙÑ ÒØ ÓÒ× Ø ØÙØ × ÔÖÓ Ö Ñ Ø Ø̧ Ö Ð Þ Ð Ò ÔÖ Ò ÔÐ ̧ Ö Ù × Ã ÔÐ Ö3× ÓÒ ØÙÖ ØÓ Ò ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ Ò ¬Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ú Ö Ð ×o Ä Ø Ö̧ Ò ̧ ×Ù ×Ø Ø Ø Û Ø Ø Ù× Ó ÓÑÔÙØ Ö× Ǽ ¿ μ ÓÙÐ ÔÔÖÓÜ Ñ Ø Û Ø Ö Ø Ü Ø ØÙ o ÁÒ 1⁄2 1⁄4 Ïo1 o À× Ò ÒÒÓÙÒ Ø ×ÓÐ ÙØ ÓÒ Ó Ø Ã ÔÐ Ö ÓÒ ØÙÖ o À × ÔÔÖ Ó ×Ú ÖÝ × Ñ Ð Ö ØÓ Ø ÔÖÓ Ö Ñ ÔÖÓÔ Ó× ÝÄ o × ÌÓØ o ÍÒ ÓÖØÙÒ Ø ÐÝ ̧ À× Ò 3× Ô Ô Ö À× ¿ ÓÒØ Ò× × Ò ¬ ÒØ Ô×̧ ×Ó Ø ÒÒÓØ ÔØ × ÔÖÓÓ o À× Ò Ñ ÒØ Ò× × Ð Ñ Ó Ú Ò ÔÖÓÓ o À Ú ÑÓÖ Ø Ð Ò À× 1⁄41⁄2 o Ì Ñ Ø Ñ Ø Ð ÓÑ ÑÙÒ ØÝÐ Ó × Ø Ò Ø Ö ×Ø Ò Ò Ø Ó× Ø Ð×̧ ÓÛ Ú Öo ÓÙØ Ø × Ñ Ø Ñ × À× Ò ̧ Ì ÓÑ À Ð × Ð×Ó ØØ Ø Ã ÔÐ Ö ÓÒ ØÙÖ o À × ¬Ö× Ø ØØ ÑÔØ À Ð 3⁄4 Û × ÔÖÓ Ö Ñ × ÓÒ Ø ÐÓÒ ×Ù Ú × ÓÒ Ó ×Ô ̧ Û × Ù Ð ØÓ Ø ×Ù Ú × ÓÒ Ý Ö Ð Ø ÐÐ×o À ÑÓ ¬ × ÔÔÖÓ Ò × Ú1 Ö Ð ×Ø Ô× À Ð ¿̧À Ð ̧ À Ð ̧ À o À × ¬Ò Ð Ú Ö× ÓÒ̧ ÛÓÖ ÓÙØ Ò ÓÐÐ ÓÖ Ø ÓÒ Û Ø × Ö Ù Ø ×ØÙ ÒØ Ö Ù×ÓÒ Ò À ̧ Ù× × ×Ù Ú × ÓÒ Ø Ø × Ý Ö Ó ÖØ Ò ÐÓÒ 1ØÝÔ × ÑÔÐ × Ò Ö Ð Ø ÐÐ×o Ï Ø ÐÐ Ò × ØÙÖ Ø Ô Ò Ó ÙÒ Ø ÐÐ ×̧ Ò Ó Ø̧ ÐÐ ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ ×Ø Ö̧ × ××Ó Ø ̧ ÓÒ× ×Ø1 Ò Ó ÖØ Ò Ø Ö Ö Ú Ò Ø ÒØ Ö Ó × Ó Ñ Ñ Ó ÒÚ ÖØ Ü ØÓ Ø Ö Û Ø Ô ÖØ× Ó ÑÓ ¬ Ö Ð Ø ÐÐ Ó o ÓÑÔÐ Ø × ÓÖ Ò ÖÙÐ × ÒØÖ Ó Ù Ø Ø Ø × ÒØÓ ÓÙÒØØ Ú ÓÐ ÙÑ × Ó Ø « Ö ÒØ Ô ÖØ× Ó Ø ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ ×Ø Ö Û Ø ÔÔÖÓÔÖ Ø Û Ø×o Ì × ÓÖ Ó ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ ×Ø Ö Ò Ø 1 ÒØ Ö Ù Ð ØØ × ÖØ Ò ÒÙÑ Ö̧ Û À Ð × Ø × ØÓ ÔØ×o Ì Ý ÔÖÓÔ ÖØÝ Ó Ø ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ ×Ø Ö× Ò Ø × ÓÖ Ò ÖÙÐ × Ø Ø Ø ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ ×Ø Ö Ó ÐÐ ̧ ×Û ÐÐ × Ø× × ÓÖ ̧ Ô Ò × ÓÒÐÝ ÓÒ ÐÐ× ÐÝ Ò Ò ÖØ Ò Ò ÓÖ ÓÓ Ó o ÖÓÑ Ø Ñ Ø Ñ Ø Ð ÔÓ ÒØ Ó Ú Û̧ Ø Ñ Ò ×Ø Ô Ó Ø ÔÖÓÓ × Ø Ø ÓÖ Ñ Ø Ø Ì Ã ÔÐ Ö ÓÒ ØÙÖ ÓÐ ×̧ ÔÖÓÚ Ø × ÓÖ Ó ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ ×Ø Ö Ò × ØÙÖ Ø Ô Ò Ó ÙÒ Ø ÐÐ× × Ø ÑÓר ÔØ×o Ì Ø × Ó Ô ÖÓÚ Ò Ø ×̧ Û × Ò ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ Ò ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ Ú Ö Ð ×̧ × Ò ÖÖ ÓÙØ Û Ø Ø Ó ÓÑÔÙØ Ö×o × À Ð × ÔÓ ÒØ× ÓÙØ̧ Ø Ö × ÓÔ Ø Ø Ò Ø ÙØÙÖ ×Ù ÔÖÓ Ð Ñ Ñ Ø Ú ÒØÙ ÐÐÝ ÓÑ Ò Òר Ò Ó Ò Ö Ð Ñ ÐÝ Ó ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÖ Û Ò Ö Ð ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ Ø Ò ÕÙ × Ü ×Ø o ÁÒ Ø × Ò Ó ×Ù Ò Ö Ð Ø Ò ÕÙ ×̧ Ñ ÒÙ Ð ÔÖÓ ÙÖ × ØÓ Ù× ØÓ Ù Ø ÛÓÖ Ó ÓÑ ÔÙØ Ö×o ÓÑÔÙØ Ö× Ö Ù× Ò Ø ÔÖÓÓ Ò × Ú Ö Ð Û Ý×o Ì ØÓÔÓÐÓ Ð ×ØÖÙ ØÙÖ Ó Ø ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ ×Ø Ö× × × Ö Ý ÔÐ Ò Ö Ñ Ô×o ÓÑÔÙØ Ö ÔÖÓ Ö Ñ ÒÙ1 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 30
ÔØ Ö 3⁄4 È Ò Ò ÓÚ Ö Ò ¿1⁄2 Ñ Ö Ø × Ö ÓÙÒ 1⁄41⁄41⁄4 ÔÐ Ò Ö Ñ Ô× Ø Ø Ú ØÓ Ü Ñ Ò × ÔÓØ ÒØ Ð ÓÙÒØ Ö Ü1 ÑÔÐ × ØÓ Ø ÓÒ ØÙÖ o ÁÒØ ÖÚ Ð Ö Ø Ñ Ø × Ù× ØÓ ÔÖÓÚ Ú Ö ÓÙ× Ò ÕÙ Ð Ø ×o ÆÓÒÐ Ò Ö ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ× Ö Ö ÔÐ Ý Ð Ò Ö ÔÖÓ Ð Ñ× Ø Ø ÓÑ Ò Ø Ø ÓÖ Ò Ð ÓÒ × Ò ÓÖ Ö ØÓ ÔÔÐ Ý Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ñ Ø Ó ×o Ú Ò Ø ÓÖ Ò Þ Ø ÓÒ Ó Ø Û Ø × Ó Ø × Æ ÙÐØ Ø × o ÁØ × × ØÓ × Ý Ø Ø Ø ¿1⁄41⁄41Ô ÔÖÓÓ ̧ Ý ÓÑ ÔÙØ Ö Ð ÙÐ Ø ÓÒ× Ø Ò Ñ ÓÒØ ×̧ × ÓÒ Ó Ø Ñ Óר ÓÑÔÐ Ü ÔÖÓ Ó × Ò Ø ×ØÓÖ Ý Ó Ñ Ø Ñ Ø ×o Ä Ö ×̧ Û Ó Ò Ä 1⁄43⁄4 ÜØÖ Ø× Ø ÓÑ ÑÓÒ × Ó Ø ÔÖÓ Ö Ñ× Ó Äo × ÌÓØ ̧ Ïo1 o À× Ò ̧ Ò À Ð × Ò ÔÙØ× Ø Ñ ÒØÓ Ò Ö Ð Ö Ñ ÛÓÖ ̧ ¬Ò × Ø Ø Ø À Ð ×ß Ö Ù×ÓÒ ÔÖÓÓ ̧ × ×ÙÑ ÓÖÖ Ø̧ × ØÓÙÖ ÓÖ Ó ÒÓÒÐ Ò Ö ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒo ÆÓ ÓÒ × ÐÐ Ø Ð× Ó Ø ÔÖÓÓ ̧ Ò ÔÓ×× ÐÝ ÒÓ ÙÑ Ò Ò Û ÐÐ Ú Ö Ø Ño ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø Ò Ö Ð Ö Ñ ÛÓÖ Ó Ø ÔÖÓÓ × ×ÓÙÒ Ò ÒÓ ÖÖ ÓÖ× Ú Ò Ø Ø ×Ó Ö Ø Ù×̧ Ø × Ð Ö ÐÝ ÔØ Ý Ø Ñ Ø Ñ Ø Ð ÓÑ ÑÙÒ ØÝ o ÁËÌ Æ Ç ÇÆÇÅÁ Ä ÊÊ Æ Å ÆÌË Ì Ð 3⁄4o 1⁄2o Ð ×Ø× Ø ÒÓÛÒ ÓÙÒ × ×Ø Ð × Ò Ø Ü ×Ø Ò Ó Ö ×ÓÒ ÐÝ Ò× Ô Ò × Ò Ø Ò ÓÚ Ö Ò ×o Ï Ò ÔÔ Ö× Ò ÓÙÒ Û Ø ÓÙØ ×Ô ¬ Ø ÓÒ̧ Ø Ñ Ò× ×Ù Ø Ð ÓÒר ÒØ Ö Ø Ö ×Ø Ó Ø ×Ô ¬ ÓÙÒ o Ì ÔÖÓÓ × Ó ÑÓ× Ø Ó Ø × Ö ÒÓÒ ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ú o ÓÖ ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ú Ñ Ø Ó × Ý Ð Ò ×Ð ØÐÝ Û Ö ÓÙÒ ×̧ × Û ÐÐ × Ñ ÔÖÓÚ Ñ ÒØ× ÓÖ ×Ô Ð ÓÒÚ Ü Ó ×̧ × ÔØ Ö 1⁄2o Ì Ä 3⁄4o 1⁄2o ÓÙÒ × ×Ø Ð × Ò Ø Ü ×Ø Ò Ó Ò× Ô Ò × Ò Ø Ò ÓÚ Ö Ò ×o ÆÓo ÇÍÆ ÍÌÀÇÊ Ë ÓÙÒ × ÓÖ Ò Ö Ð ÓÒÚ Ü Ó × Ò 1⁄2 Æ Ä ́Ãμ ¿ 3⁄4 ́ Ð Ö μ Ë Ñ Ø̧ ÊÓ Ö×̧ Ò Ë Ô Ö ÊÓ 3⁄4 Ì ́Ãμ ÐÒ · ÐÒ ÐÒ · ÊÓ Ö× ÊÓ ̧ Ì ÓÖ Ñ ¿o3⁄4 ¿ Ä ́Ãμ ÐÓ 3⁄4 ÐÒ · ÊÓ Ö× ÊÓ Ä ́ μ ́ÐÒ μ ÐÓ 3⁄4 Ô 3⁄4 ÊÓ Ö× ÊÓ ÓÙÒ × ÓÖ ÒØÖ ÐÐÝ ×ÝÑÑ ØÖ ÓÒÚ Ü Ó × Ò Æ Ä ́Ãμ ́ μ 3⁄4 1⁄2 Å Ò ÓÛ× 1ÀÐ Û È ̧ Ì ÓÖ Ñ o Æ Ä ́Ãμ 3⁄4 ́ Ð Ö μ Ë Ñ Ø ÊÓ ÓÙÒ × ÓÖ Ò Ö Ð ÓÒÚ Ü Ó × Ò 3⁄4 ǼÃμ Ô ¿ 3⁄4 1⁄4 1⁄4 o ÃÙÔ Ö Ö Ò Ïo ÃÙÔ Ö Ö È ̧ Ì ÓÖ Ñ o ́Ãμ 1⁄2 3⁄43⁄4 1⁄2 1⁄2 Á×Ñ Ð × Ù Á×Ñ Æ Ä ́Ãμ 3⁄4 ¿ ÖÝ 3⁄4̧ Ôo 1⁄21⁄41⁄4 1⁄21⁄4 Ä ́Ãμ ¿ 3⁄4 ÖÝ 3⁄4̧ Ôo 1⁄21⁄41⁄4 ÓÙÒ × ÓÖ ÒØÖ ÐÐÝ ×ÝÑÑ ØÖ ÓÒÚ Ü Ó × Ò 3⁄4 1⁄21⁄2 Æ Ä ́Ãμ 1⁄4 3⁄4 Ì ÑÑ Ð È 1⁄23⁄4 Ä ́Ãμ 3⁄4 Ô 3⁄4 Äo × ÌÓØ 3⁄4̧ Ôo 1⁄21⁄4¿ ÓÙÒ 1⁄2 ÓÖ Ø Ô Ò Ò× ØÝ Ó Ò Ö Ð ÓÒÚ Ü Ó × ÓÐÐ ÓÛ× Ý Ó Ñ Ò Ò ÓÙÒ Û Ø Ø Ö Ð Ø ÓÒ ́3⁄4o1⁄2o ¿μ Ò Ø Ò ÕÙ Ð ØÝ Î ́à Ãμ 3⁄4 ¡ Î ́Ãμ Ó © 2004 by Chapman & Hall/CRC 31
¿3⁄4 o × ÌÓØ ÊÓ Ö× Ò Ë Ô Ö ́× ÊÓ ̧ Ì ÓÖ Ñ 3⁄4o μo ÓÖ ¿ ÐÐ Ñ Ø Ó × ×Ø Ð × 1 Ò Ø Ü ×Ø Ò Ó Ò× Ô Ò × Ö ÐÝ ÓÒ Ø Ø ÓÖÝ Ó Ð ØØ ×̧ Ø Ù× ÔÖÓÚ Ò Ø × Ñ ÐÓÛ Ö ÓÙÒ × ÓÖ ǼÃμ Ò Æ Ì ́Ãμ × Ó ÖÆ Ä ́à μo Ö ØÞÑ ÒÒ ́× È μ ÔÖÓÚ ÓÙÒ × Ñ Ð Ö ØÓ ÓÙÒ ÓÖ Ð Ö Ö Ð ×× Ó ÓÒÚ Ü Ó × Ä ́Ãμ ́ÐÒ μ 1⁄2· ÐÓ 3⁄4 ÓÐ × ÓÖ ×Ù Ø Ð ÓÒ× Ø ÒØ Ò ÓÖ Ú ÖÝ ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã Ò Ø Ø × Ò ÆÒ Ñ ×ÝÑÑ ØÖ ÓÙØ Ø Ð ×Ø ÐÓ 3⁄4 ÐÒ · ÓÓÖ Ò Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò ×o ÍÈÈ Ê ÇÍÆ Ë ÇÊ Ǽ μ Æ ÄÇÏ Ê ÇÍÆ Ë ÇÊ ́ μ Ì Ô Ò Ò ÓÚ Ö Ò Ò× ØÝ Ó × ÒÓØ ÒÓÛÒ ÓÖ ¿o ×ÝÑ ÔØÓØ ÐÐÝ ̧ Ø ×Ø ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÒÓÛ Ò ÓÖ Ǽ μ × Ǽ μ 3⁄4 1⁄4 ·Ó́ μ ́ × 1⁄2 μ ́3⁄4o 1⁄2o μ Ú Ò Ý Ã Ø Ò× Ò Ä Ú Òר Ò ́× Ë ¿ μo Ì × ÓÙÒ × ÒÓØ Ó Ø Ò Ö ØÐÝ Ý Ø ÒÚ ×Ø Ø ÓÒ Ó Ô Ò × Ò ÙØ Ö Ø Ö Ø ÖÓÙ ×ØÙ Ý Ò Ø Ò ÐÓ ÓÙ× ÔÖÓ Ð Ñ Ò ×Ô Ö Ð ÓÑ ØÖÝ ̧ Û Ö Ø ÔÓÛ Ö ÙÐ Ø Ò ÕÙ Ó Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÓÙÒ × Ò Ù× ́× Ë Ø ÓÒ 3⁄4o μo ÓÖ ÐÓÛ Ñ Ò× ÓÒ× ̧ ÊÓ Ö×3× × ÑÔÐ Ü ÓÙÒ Ǽ μ ́3⁄4o1⁄2o μ Ú × ØØ Ö ×Ø Ñ Ø ́× ÊÓ ̧ Ì ÓÖ Ñ o1⁄2 μo À Ö ̧ × Ø Ö Ø Ó ØÛ Ò Ø ØÓØ Ð ÚÓÐÙÑ Ó Ø × ØÓÖ × Ó ·1⁄2 ÙÒ Ø ÐÐ× ÒØ Ö Ø Ø Ú ÖØ × Ó Ö ÙÐ Ö × ÑÔÐ Ü Ó 3⁄4 Ò Ø ÚÓÐ ÙÑ Ó Ø × ÑÔÐ Üo Ê ÒØÐÝ ̧ ÊÓ Ö×3× ÓÙÒ × Ò Ñ ÔÖÓÚ Ò ÐÓÛ Ñ Ò× ÓÒ× × Û ÐÐo ÇÒ ÓÒ Ò ̧ Ão Þ Þ1⁄43⁄4 ÜØ Ò Ø Ñ Ø Ó Ó ÊÓ Ö× Ý Ò Ú ×Ø Ø Ò Ø ×ÙÖ Ö Ó Ø Î ÓÖ ÓÒÓ Ö ÓÒ×̧ Ö Ø Ö Ø Ò Ø Ö ÚÓÐ ÙÑ ÓÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ Ó Ò Ò Ð × 1⁄4¿̧ Ó 1⁄43⁄4 Ú ÐÓÔ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÓÙÒ × Ø Ø ÔÔÐ Ý Ö ØÐÝ ØÓ ×Ô Ö Ô Ò × Ò o Ì × Ð ØØ Ö Ñ Ø Ó × Ñ× ØÓ ÑÓÖ ÔÓÛ Ö ÙÐo ÁÒ Ñ Ò× ÓÒ× Ò 3⁄4 Ø ÓÙÒ × Ò 1⁄4¿ « Ö ÖÓÑ Ø ÓÒ ØÙÖ Ú ÐÙ × Ó Ǽ μ Ò Ǽ 3⁄4 μÓ Ò Ð Ý Ý ØÓÖ × Ó 1⁄2o1⁄41⁄41⁄41⁄41⁄41⁄2 Ò 1⁄2o1⁄41⁄41⁄4 1⁄4 1⁄2̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o Ì Ö × ÓÔ Ø Ø Ø Ü Ø Ú ÐÙ × Ó Ǽ μ Ò Ǽ 3⁄4 μ Ò ÓÙÒ Ù× Ò Ø × Ñ Ø Ó ×o ÓÜ Ø Ö̧ Û̧ Ò ÊÓ Ö× ́× ÊÓ ̧ Ì ÓÖ Ñ o1⁄2 μ ÔÖ ÓÚ Ù Ð ÓÙÒØ ÖÔ ÖØ ØÓ ÊÓ Ö× 3× × ÑÔÐ Ü ÓÙÒ ́ μ Û Ö × Ø Ö Ø Ó ØÛ Ò Ø ØÓØ Ð ÚÓÐ ÙÑ Ó Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ× Ó ·1⁄2 ÙÒ Ø ÐÐ× Û Ø Ø Ö ÙÐ Ö × ÑÔÐ Ü Ó Ô 3⁄4́ ·1⁄2 μ Ø Ö ÒØ Ö× Ð Ø Ø Ú ÖØ × Ó Ø × ÑÔÐ Ü̧ Ò Ø ÚÓÐÙÑ Ó Ø × ÑÔÐ Üo ×ÝÑ ÔØÓØ ÐÐÝ ̧ ¿ 3⁄4 ÁÒ ÓÒØÖ ×Ø ØÓ Ô Ò ×̧ Û Ö Ø Ö × × Þ Ð Ô ØÛ Ò ÓÙÒ ́3⁄4o 1⁄2o μ Ò Ø ÓÙÒ ÖÓÑ Ø ÓØ Ö Ö Ø ÓÒ ́ ÓÙÒ Ò Ì Ð 3⁄4o1⁄2o μ̧ Ø × ÓÙÒ ÓÑÔ Ö × ÕÙ Ø ÚÓÖ ÐÝ Û Ø Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ÓÙÒ 3⁄4 Ò Ì Ð 3⁄4o 1⁄2o o ÓÖ Ò ØÓ Ö × ÙÐØ Ó Ïo Ë Ñ Ø ́× Ã ¿ μ̧ Û Ú ǼÃμ 1⁄2 Ò ́Ãμ 1⁄2 ÓÖ Ú ÖÝ ×ÑÓÓØ ÓÒÚ Ü Ó Ý ÙØ Ø Ñ Ø Ó Ó ÔÖÓÓ Ó × ÒÓØ Ð ÐÓÛ ÓÒ ØÓ Ö Ú Ò Ý ÜÔÐ Ø ÓÙÒ o Ì Ö × Ò Ö Ð ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÖ ǼÃμØ Ø × © 2004 by Chapman & Hall/CRC 32
ÔØ Ö 3⁄4 È Ò Ò ÓÚ Ö Ò ¿¿ ÒÓÒØÖ Ú Ð ́×Ñ ÐÐ Ö Ø Ò 1⁄2μ ÓÖ Û Ð ×× Ó ÓÒÚ Ü Ó × Ã ¿ o ÁØ × ÕÙ Ø Ö ×ÓÒ Ð ÓÖ ÐÓÒ × Ó ×o ÓÖ ÝÐ Ò Ö× Ò ̧ Ø ÓÙÒ × × ÝÑÔØÓØ ÐÐÝ ÕÙ Ð ØÓ Ø Ã Ø Ò× Ò Ä Ú Òר Ò ÓÙÒ ÓÖ ́ × 1⁄2 μo Ï ÒÓØ Ø Ø ÒÓ ÒÓÒØÖ Ú Ð ÓÙÒ × ÒÓÛ Ò ÓÖ ́Ãμ Ó Ö Ò Ý Ã ÓØ Ö Ø Ò ÐÐo Ê ÍÄ ÊÁÌ Ç ÇÈÌ ÁÅ Ä ÊÊ Æ Å ÆÌË Ì Ô Ò × Ò ÓÚ Ö Ò × ØØ Ò Ò Ø Ô Ò Ò ÓÚ Ö Ò Ò× Ø × Ó × Ø Ö ̧ Ó ÓÙÖ× ̧ ÒÓØ ÙÒ ÕÙ ÐÝ Ø ÖÑ Ò ̧ ÙØ Ø × Ò ØÙÖ Ð ÕÙ ×Ø ÓÒ Û Ø Ö Ø Ö Ü ×Ø ÑÓÒ Ø ÓÔØ Ñ Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ×ÓÑ Ø Ø × Ø × Ý ÖØ Ò Ö ÙÐ Ö ØÝ ÔÖ ÓÔ Ö1 Ø ×o Ç Ô ÖØ ÙÐ Ö ÒØ Ö ×Ø Ö Ø Ó× Ó × ÓÖ Û Ø Ò× ×Ø Ô Ò Ò »ÓÖ Ø ÒÒ ×Ø ÓÚ Ö Ò Û Ø ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔ × Ò Ö Ð Þ Ý Ð ØØ ÖÖ Ò Ñ ÒØo × Ñ ÒØ ÓÒ ÓÚ ̧ ǼÃμ Æ Ä ́Ãμ ÓÖ Ã 3⁄4à £ ́ 3⁄4 μo ÔÐ Ù× Ð ÒØ ÖÔÖ Ø Ø ÓÒ Ó Ø × Ö × ÙÐØ × Ø Ø Ø ×× ÙÑÔØ ÓÒ Ó Ñ Ü ÑÙÑ Ò× ØÝ Ö Ø × ÖÓÑ ÓØ × ØÖÙ ØÙÖ Ö ÙÐ Ö ÓÒ o ÍÒ ÓÖØÙÒ Ø ÐÝ ̧ ÖØ Ò Ö × ÙÐØ× Ò Ø Ø Ø ×Ù Ó × Ö Ö Ø Ö Ü ÔØ ÓÒ Ðo Ä Ø Ä Ô Ò Ä Ø Ð ×× × Ó Ø Ó× ÓÒÚ Ü × × Ã 3⁄4 Ã́ 3⁄4 μ ÓÖ Û ǼÃμ Æ Ä ́Ãμ Ò ́Ãμ Ä ́à μ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o Ì Ò̧ Ò Ø ØÓÔÓÐÓ Ý Ò Ù Ý Ø À Ù× ÓÖ« Ñ ØÖ ÓÒ Ã́ 3⁄4 μ̧ Ø × Ø× Ä Ô Ò Ä Ö ÒÓÛ Ö Ò× ̧ o ÁØ × ÓÒ ØÙÖ Ø Ø Ò Ò ÐÓ ÓÙ× ×Ø Ø Ñ ÒØ ÓÐ × Ð×Ó Ò Ö Ñ Ò× ÓÒ× o ÊÓ Ö× ÊÓ ̧ Ôo 1⁄2 ÓÒ ØÙÖ × Ø Ø ÓÖ ×ÙÆ ÒØÐÝ Ð Ö Û Ú Ǽ μ Æ Ä ́ μo Ì ÓÐ ÐÓÛ Ò Ö ×ÙÐ Ø Ó o Þ Ò Ïo ÃÙÔ Ö Ö ́× Ã ¿ μ × ÙÔ1 ÔÓÖØ× Ø × ÓÒ ØÙÖ ÓÖ ¿ Ø Ö Ö ÐÐ Ô×Ó × Ò ÓÖ Û Ǽ μ Æ Ä ́ μo Ò Ú Ò ÑÓÖ ×ÙÖ ÔÖ × Ò Ö × ÙÐØ ÓÐ × ÓÖ ÓÚ Ö Ò × Ã ÓÖ ¿ ÚÖÝ ×ØÖ ØÐÝ ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã Ò × Ò ÆÒ Ñ Ã 1⁄4 ×Ù Ø Ø ́à 1⁄4 μ Ä ́à 1⁄4 μo ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø Ö × Ò ÐÐ Ô×Ó Ò ¿ ÓÖ Û ́ μ 1⁄2 ¿ ¿ Ô ¿ 3⁄4 ́¿ Ö × ¿ μ ¿ Ì ́ μ Ä ́ μ Ï ÒÓØ Ø Ø ÒÓ Ü ÑÔÐ Ó ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã × Ò ÓÛÒ ÓÖ Û Æ Ä ́Ãμ Æ Ì ́Ãμ ÓÖ Ä ́Ãμ Ì ́à μo Ë Ñ ØØ Ë ÓÒ×ØÖ Ù Ø ×Ø Ö1× Ô ÔÖ ÓØÓØ Ð ÓÖ Ñ ÓÒÓ Ö Ð Ø Ð Ò Ò ¿ ×Ù Ø Ø ÒÓ Ø Ð Ò Û Ø Ø× Ö ÔÐ × × Ô Ö Ó o ÁØ × ÒÓØ ÒÓÛÒ Û Ø Ö ÓÒÚ Ü Ó Ý Û Ø Ø × ÔÖ ÓÔ ÖØÝ Ü ×Ø× ÓÛ Ú Ö̧ Û Ø ×Ð Ø ÑÓ ¬ Ø ÓÒ Ó Ë Ñ ØØ3 × ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ̧ ÓÒÛ Ý ÔÖÓ Ù ÓÒÚ Ü ÔÖÓØÓØ Ð Ø Ø Ñ Ø× ÓÒÐ Ý ÒÓÒÔ Ö Ó Ø Ð Ò × ÒÓ Ñ ÖÖÓÖ1 Ñ × Ð ÐÓÛ ́× Ë Ø ÓÒ ¿o μo ÒÓØ Ö Ö × ÙÐØ Ó Ë Ñ ØØ3 × Ë 1⁄2 × Ø Ø Ø Ö Ö ×Ø Ö1× Ô × Ø× Ò Ø ÔÐ Ò Û Ó× Ò× ×Ø Ô Ò ÒÒÓØ Ö Ð Þ Ò Ô Ö Ó ÖÖ Ò Ñ ÒØo 3⁄4o3⁄4 ÁÆ ÁÌ ÊÊ Æ Å ÆÌË È ÃÁÆ ÁÆ Æ ÇÎ ÊÁÆ Ç Ç ÏÁÌ À ÁÎ Æ ËÀ È Ï Ø × Ø × Þ Ó Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø ×ÕÙ Ö ØÖ Ý Ø Ø Ò ÓÐ Ò Ú Ò Ð ×× × Ì Ù 3× Ö × ÙÐØ Ú × ÓÙÒ Ø Ø × × ÝÑÔØÓØ ÐÐÝ × ÖÔ × Ò 1⁄2 Ó Û Ú Ö̧ ÓÖ ÔÖ Ø Ð Ö × ÓÒ×̧ ×Ñ ÐÐ Ú ÐÙ × Ó Ò Ö Ó ÒØ Ö ×Øo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 33
¿ o × ÌÓØ Ò Ö ÐÐÝ ̧ ÓÖ Ú Ò × Ø× Ã Ò Ò ÔÓ× Ø Ú Ò Ø Ö Ò ÓÒ Ò × ÓÖ Ø ÕÙ ÒØ Ø × Å Ô ́à Òμ Ò Ò ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔ × Ó Ò Ô Ò Ã Ò Å ́à Òμ ×ÙÔ Ò ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔ × Ó Ò ÓÚ Ö Ã Ì Ð × 3⁄4o3⁄4o 1⁄2 Ò 3⁄4o3⁄4o 3⁄4 ÓÒØ Ò Ø ÒÓÛÒ Ö × ÙÐØ× ÓÙØ Ø × × Û Ò × Ö Ð Ò Ã × Ö Ð ̧ ×ÕÙ Ö ̧ ÓÖ Ö ÙÐ Ö ØÖ Ò Ð o ÁÒ Ø ÓÒ̧ ÓÒÓÑ Ð Ö Ð Ô Ò × Ò Ö Ð ÓÚ Ö Ò × Ú Ò ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÖ Ñ ÒÝ ×Ô Ð Ú ÐÙ × Ó Òo ÐÐ Ó Ø × Ö ×ÙÐ Ø× Ò ØÖ Ò Ó ̧ Ó 1⁄41⁄4̧ Ó ̧ ÀÅ ̧ Å Ð ¿̧ Å Ð ̧ Å Ð ̧È o ÓÒ ÖÒ Ò Ø Ø ÒÒ ×Ø ÓÚ Ö Ò Ó Ö Ð Û Ø ÓÒ ÖÙ ÒØ Ö Ð ×̧ Û Ñ Ò Ø ÓÒ Ø ÓÒ ØÙÖ Ø Ø Å ́à 3⁄4 Ò μ 1⁄2 · 3⁄4 Ó × 3⁄4 Ò 1⁄2 ÓÖ Ò 1⁄21⁄4o Ì Ô Ô Ö Ó ÃÖ ÓØÓ×Þ ÝÒ× ÃÖÓ ¿ Ð Ñ× Ø × × Ø ÓÖ Ñ Ú Ò ÓÖ Ò 1⁄21⁄2 ÓÛ Ú Ö̧ × ÔÖÓÓ ÓÒØ Ò× Ôo ÁÒ Ø̧ Å Ð ×× Ò Ò Ë ÙÙÖ Ú ÓÙÒ Ò Ü ÑÔÐ × ÓÛ Ò Ø Ø Ø Ö ×ÙÐ Ø Ó × ÒÓØ ÓÐ ÓÖ Ò 1⁄21⁄2o ÅÓר Ó Ø × Ö ×ÙÐ Ø× Û Ö Ó Ø Ò Ý Ó Ñ Ø Ó ×o Ê ÒØ ÐÝ̧ ÓÛ Ú Ö̧ È ÖØ × Ö ÙÖ ×Ø Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ø Ø ÖÑ Ò Ø ÓÒ Ó Å Ô ́à 3⁄4 Ò μ Ò Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ÓÔØ Ñ Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò Ø × Û Ö Ã × Ø ÙÒ Ø ×ÕÙ Ö o À × Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÒ× ×Ø× Ó Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ×Ø Ô× ËØ Ô 1⁄2o Ò ÓÓ ÙÔÔ Ö ÓÙÒ Ñ ÓÖ Å Ô ́à 3⁄4 Ò μo Ì × Ö ÕÙ Ö × Ø ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ Ó Ö ×ÓÒ ÐÝ ÓÓ ÖÖ Ò Ñ ÒØ̧ Û Ò ×Ø Ð × ̧ o o̧ Ý Ø ÅÓÒØ ÖÐÓ Ñ Ø Ó o ËØ Ô 3⁄4o ÁØ Ö Ø Ò Ð Ñ Ò Ø ÓÒ ÔÖÓ ×× ÓÒ ×Ù ×× Ú ÐÝ Ö ¬Ò Ö ØÓ Ö ×ØÖ Ø ÔÓ×× Ð ÐÓ Ø ÓÒ× ÓÖ Ø ÒØ Ö× Ó Ô Ò Ó ÙÒ Ø Ö Ð × Ò ÑÃo ËØ Ô ¿o × ÓÒ Ø Ö ×ÙÐØ Ó ËØ Ô 3⁄4̧ Ù ×× Ø Ò ÖÚ Ö Ô Ó Ø Ô Ò ̧ Ø Ò Ø ÖÑ Ò Ø ÓÔØ Ñ Ð Ô Ò Û Ø Ø Ú Ò Ö Ô o ËØ Ô o Î Ö Ý Ø Ø Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ø Ò Ò ËØ Ô ¿ × Ò ÓÔØ Ñ Ðo È ÖØ Ó × ÒÓØ ÔÖ ÓÚ Ø Ø Ø × ×Ø Ô× ÐÛ Ý× ÔÖ ÓÚ Ø ÓÔØ Ñ Ð ÖÖ Ò 1 Ñ ÒØ Ò ¬Ò Ø Ø Ñ ̧ ÙØ ÑÔÐ Ñ ÒØ Ø Ñ Ø Ó ×Ù ×× ÙÐ ÐÝ ÓÖ Ò 3⁄41⁄4o Ì ×Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ö × ÓÛÒ Ò ÙÖ 3⁄4o 3⁄4o1⁄2o Ç × ÖÚ Ø Ø ÕÙ Ø Ó Ø Ò Ò ÓÔØ Ñ Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ò ÓÒØ Ò Ö ÐÝ ÑÓÚ Ð Ö Ð o Á ÍÊ 3⁄4o 3⁄4o1⁄2 Ò× ×Ø Ô Ò Ó Ò 3⁄41⁄4 ÕÙ Ð Ö Ð × Ò ×ÕÙ Ö o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 34
ÔØ Ö 3⁄4 È Ò Ò ÓÚ Ö Ò ¿ Ì Ä 3⁄4o3⁄4o1⁄2 È Ò Ó ÓÒ ÖÙ ÒØ Ö Ð × Ò Ö Ð ×̧ ×ÕÙ Ö ×̧ Ò ÕÙ Ð Ø Ö Ð ØÖ Ò Ð ×o Ã Ò Å Ô ́à 3⁄4 Ò μ ÍÌÀÇÊ 3⁄4 3⁄4 3⁄4 ́ Ð Ñ ÒØ ÖÝμ ¿ 3⁄4 1⁄2 1⁄41⁄4 ¿ ́ Ð Ñ ÒØ ÖÝμ 3⁄4 1⁄2 3⁄41⁄2¿ 3⁄4 ́ Ð Ñ ÒØ ÖÝμ 3⁄4 1⁄41⁄2¿1⁄41⁄2 1⁄2 ́ Ð Ñ ÒØ ÖÝμ ¿ ́ Ð Ñ ÒØ ÖÝμ ¿ ́ Ð Ñ ÒØ ÖÝμ ¿ ¿1⁄4 1⁄2 È ÖÐ ¿ 1⁄2¿1⁄23⁄4 ¿ È ÖÐ 1⁄21⁄4 ¿ 1⁄2¿ 3⁄4 È ÖÐ 1⁄21⁄2 ¿ 3⁄4¿ 1⁄4 Å Ð ×× Ò 1⁄23⁄4 1⁄43⁄4 1⁄41⁄2 ¿ Ó ÓÖ 1⁄2¿ 3⁄4¿ 1⁄4 Ó ÓÖ 1⁄2 ¿ 1⁄4¿ ¿1⁄4 Ó ÓÖ ÍÒ Ø ×ÕÙ Ö 3⁄4 ¿o 1⁄2 3⁄41⁄2¿ 3⁄4o oo ́ Ð Ñ ÒØ ÖÝμ ¿ ¿ ¿1⁄2 1⁄2 ¿ ́ Ð Ñ ÒØ ÖÝμ ́ Ð Ñ ÒØ ÖÝμ 3⁄4 3⁄4 1⁄23⁄4 ́ Ð Ñ ÒØ ÖÝμ ¿3⁄4 3⁄41⁄4 1⁄21⁄2 Ö Ņ̃ Å Ð ×× Ò ¿3⁄41⁄4 1⁄4 1⁄4 Ë Ö ¿ 1⁄4¿¿1⁄4 Ë Ö Ò Å Ö Ë Ö 1⁄21⁄4 1⁄2 3⁄4¿ È ÖØ 1⁄21⁄2 1⁄43⁄43⁄4 1⁄4 1⁄4 È ÖØ 1⁄23⁄4 1⁄2 È ÖØ 1⁄2¿ ¿1⁄4 ¿ È ÖØ 1⁄2 ¿3⁄41⁄4 1⁄4 1⁄4 Ï Ò ÖÓ Ø 1⁄2 ¿ 1⁄4¿¿1⁄4 È ÖØ 1⁄2 Ï Ò ÖÓ Ø 1⁄2 ¿3⁄4 1⁄4¿ È ÖØ 1⁄2 1⁄43⁄4¿ È ÖØ 1⁄2 1⁄4 1⁄4 ¿ È ÖØ 3⁄41⁄4 1⁄4 ¿¿ ¿ È ÖØ 3⁄4 1⁄21⁄4 Ï Ò ÖÓ Ø ¿ 1⁄23⁄4 Ã Ö Ò Ö Ò Ï Ò ÖÓ Ø Ê ÙÐ Ö ØÖ Ò Ð Ó × 1⁄2 3⁄4 o 1⁄21⁄41⁄2 1⁄2 o oo ́ Ð Ñ ÒØ ÖÝμ ¿ 1⁄21⁄41⁄2 1⁄2 ́ Ð Ñ ÒØ ÖÝμ 3⁄4 3⁄41⁄4¿3⁄4¿ Å Ð ×× Ò 1⁄21⁄41⁄2 1⁄2 Å Ð ×× Ò 1⁄21⁄41⁄2 1⁄2 Ç Ð Ö̧ ÖÓ Ñ Ö 3⁄4 3⁄41⁄4¿3⁄4¿ Å Ð ×× Ò 3⁄4 ¿ 1⁄21⁄41⁄4 Å Ð ×× Ò 1⁄21⁄41⁄2 1⁄2 Å Ð ×× Ò 1⁄21⁄4 1⁄21⁄41⁄2 1⁄2 Ç Ð Ö̧ ÖÓ Ñ Ö 1⁄21⁄2 1⁄21⁄4 ¿1⁄41⁄4 Å Ð ×× Ò 1⁄23⁄4 1⁄21⁄4 3⁄4 3⁄41⁄4¿3⁄4¿ Å Ð ×× Ò ́ ·1⁄2 μ 3⁄4 3⁄4́ · Ô ¿ 1⁄2μ Ç Ð Ö̧ ÖÓ Ñ Ö Ì × ÕÙ Ò Å Ô ́à 3⁄4 Ò μ × Ñ× ØÓ ×ØÖ ØÐÝ Ò Ö × Ò Û Ò Ã × ×ÕÙ Ö ÓÖ Û Ò Ã × Ö Ð Ò Ò o ÁÒ ÓÒØ Ö ×Ø ØÓ Ø ×̧ Ø × ÓÒ ØÙÖ Ø Ø Ò © 2004 by Chapman & Hall/CRC 35
¿ o × ÌÓØ Ì Ä 3⁄4o3⁄4o3⁄4 ÓÚ Ö Ò Ö Ð ×̧ ×ÕÙ Ö ×̧ Ò ÕÙ Ð Ø Ö Ð ØÖ Ò Ð × Û Ø ÓÒ ÖÙ ÒØ Ö Ð ×o Ã Ò Å ́à 3⁄4 Ò μ ÍÌÀÇÊ 3⁄4 3⁄4 3⁄4 ́ Ð Ñ ÒØ ÖÝμ ¿ 3⁄4 Ô ¿ ́ Ð Ñ ÒØ ÖÝμ Ô 3⁄4 ́ Ð Ñ ÒØ ÖÝμ 1⁄2 1⁄21⁄41⁄4 Ão Þ 1⁄2 Ão Þ 3⁄4 ́ Ð Ñ ÒØ ÖÝμ ÍÒ Ø ×ÕÙ Ö 3⁄4 Ô ́ Ð Ñ ÒØ ÖÝμ ¿ 1⁄2 À ÔÔ × Ò Å Ð ×× Ò 3⁄4 Ô 3⁄4 À ÔÔ × Ò Å Ð ×× Ò ¿ 1⁄4 À ÔÔ × Ò Å Ð ×× Ò ¿ 3⁄4 À ÔÔ × Ò Å Ð ×× Ò Ê ÙÐ Ö ØÖ Ò Ð Ó × 1⁄2 3⁄4 3⁄4 ́ Ð Ñ ÒØ ÖÝμ ¿ 3⁄4 Ô ¿ Å Ð ×× Ò 3⁄4· Ô ¿ Å Ð ×× Ò Å Ð ×× Ò Ô 3⁄4 Å Ð ×× Ò Ø × Û Ö Ã × ØÖ Ò Ð ̧ Û Ú Å Ô ́à 3⁄4 Ò μ Å Ô ́à 3⁄4 Ò 1⁄2μ ÓÖ ÐÐ ØÖ Ò ÙÐ Ö ÒÙÑ Ö× Ò ́ ·1⁄2 μ 3⁄4 ́ 1⁄2μo Ì ÔÖÓ Ð Ñ Ó ¬Ò Ò Ø Ò× ×Ø Ô Ò Ó Ò ÓÒ ÖÙ ÒØ Ö Ð × Ò Ö Ð × Ò ÓÒ× Ö Ð×Ó Ò Ø Å Ò ÓÛ× ÔÐ Ò o ÁÒ Ø ÖÑ× Ó Ù Ð Ò ÓÑ ØÖÝ ̧ Ø × × Ø × Ñ × × Ò ÓÖ Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø ÒÙÑ Ö ±́Ò Ãμ ×Ù Ø ØÒ ÑÙØÙ ÐÐÝ × Ó ÒØ ØÖ Ò×Ð Ø × Ó Ø ÒØÖ ÐÐÝ × ÝÑÑ ØÖ ÓÒÚ Ü × Ã ́Ø ÙÒ Ø Ö Ð Ò Ø Å Ò ÓÛ× Ñ ØÖ μ Ò ÓÒØ Ò Ò ±́Ò ÃμÃo ÓÝÐ ̧ Ä Ö ×̧ Ò Ê Ò ÐÐ ÄÊ 3⁄4 × ÓÐÚ Ø ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ ÐÐ Ã 3⁄4 à £ ́ 3⁄4 μ Ò Ò o Ì Ö × Ò Ò1 ÓÒ Ò× Ö Ò Ã Ú Ò ÕÙ Ð × × Ò Ø Å Ò ÓÛ× Ñ ØÖ ́ Ò Ö Ø Ý Ãμ Ò Ú Ò Ú ÖØ Ü Ø Ò Ö ØÖ ÖÝ ÓÙÒ ÖÝ ÔÓ ÒØÓ Ão Ä Ø «́Ò Ãμ Ø Ñ Ü ÑÙÑ Å Ò ÓÛ× × 1Ð Ò Ø Ó ×Ù ÒÒ1 ÓÒo Ì Ò Û Ú ±́Ò Ãμ 1⁄2·3⁄4 «́Ò Ãμ ÓÖ 3⁄4 Ò Ò ±́ Ã μ ±́ Ã μ ¿ o Ì Ò× ×Ø Ô Ò Ó Ò ÓÒ ÖÙ ÒØ ÐÐ× Ò Ù × ÒÓÛÒ ÓÖ Ò 1⁄21⁄4 ́× Ë μo Ì ÔÖÓ Ð Ñ Ó ¬Ò Ò Ø Ò× ×Ø Ô Ò Ó ÓÒ ÖÙ ÒØ ÐÐ× Ò ÓØ Ö Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ × × Ò ÒÚ ×Ø Ø Ý Ão Þ ́× 1⁄2 μo Ë ÍË ÇÆÂ ÌÍÊ Ë ÁÒØ Ò× Ú Ö × Ö ÓÒ ÒÓØ Ö ØÝÔ Ó ¬Ò Ø Ô Ò Ò ÓÚ Ö Ò ÔÖÓ Ð Ñ × Ò Ò Ö Ø Ý Ø × Ù× ÓÒ ØÙÖ × Ó Äo × ÌÓØ Ò Ï ÐÐ× ́× Ï ¿ μ Ï Ø × Ø ÓÒÚ Ü Ó Ý Ó Ñ Ò ÑÙÑ ÚÓÐÙÑ Ò Ø Ø Ò ÓÑÑ Ó Ø ÒÓÒÓÚ ÖÐ ÔÔ Ò ÙÒ Ø ÐÐ× Ï Ø × Ø ÓÒÚ Ü Ó Ý Ó Ñ Ü ÑÙÑ ÚÓÐÙÑ Ò Ø Ø Ò ÓÚ Ö Ý ÙÒ Ø ÐÐ× ÓÖ Ò ØÓ Ø ÓÒ ØÙÖ × Ñ ÒØ ÓÒ ÓÚ ̧ ÓÖ Ø ÜØÖ Ñ Ó × Ö × Ù× × Ò Ò Ø ÓÔØ Ñ Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ø ÒØ Ö× Ó Ø ÐÐ× Ö ÕÙ ÐÐÝ ×Ô ÓÒ Ð Ò × Ñ ÒØ ́ ÙÖ 3⁄4o 3⁄4o3⁄4μo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 36
ÔØ Ö 3⁄4 È Ò Ò ÓÚ Ö Ò ¿ Á ÍÊ 3⁄4o 3⁄4o3⁄4 Ë Ù× 1Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ö Ð ×o Ø Ö × Ú Ö Ð Ô ÖØ Ð Ö ×ÙÐ Ø× × ÙÔÔ ÓÖØ Ò Ø × ÓÒ ØÙÖ × ́× Ï ¿ μ Ø Ö Ø ÖÓÙ ÓÒ ÖÒ Ò Ø × Ù× ÓÒ ØÙÖ ÓÖ ÐÐ Ô Ò × Û × Ú Ý Ø ̧ À Ò ̧ Ò Ï ÐÐ× ÀÏ Ø Ý ÔÖÓÚ Ø Ø Ø ÓÒ ØÙÖ ÓÐ × ÓÖ Ñ Ò× ÓÒ× 1⁄2¿¿ o Ä Ø Ö̧ Ø Ò À Ò À ÑÔÖ ÓÚ Ø ÓÙÒ ÓÒ ØÓ 3⁄4o Ë Ú Ö Ð Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ó Ø ÔÖÓ Ð Ñ× Ñ ÒØ ÓÒ ÓÚ Ú Ò ÓÒ× Ö o ÓÒÒ Ø ÓÒ× Ó Ø × ØÝÔ × Ó ÔÖÓ Ð Ñ× ØÓ Ø Ð ×× Ð Ø ÓÖÝ Ó Ô Ò Ò ÓÚ Ö1 Ò ×̧ × Û ÐÐ × ØÓ Ö Ýר ÐÐÓ Ö Ô Ý ̧ Ú Ò Ó × ÖÚ o ÓÖ Ø Ð× Û Ö Ö ØÓ ÓÖ o ÌÀ ÇÎ ÊÁÆ ÈÊÇ Ä ÅË Ç ÇÊËÍ Ã Æ À ÏÁ Ê1Ä ÎÁ ÁÒ 1⁄2 ¿¿̧ ÓÖ×Ù ÓÖ ÑÙÐ Ø Ø ÓÒ ØÙÖ Ø Ø ÒÝ ÓÙÒ × Ø Ò Ò Ô ÖØ Ø ÓÒ ÒØÓ · 1⁄2 ×Ù × Ø× Ó ×Ñ ÐÐ Ö Ñ Ø Öo ÓÖ× Ù Ú Ö ¬ Ø ÓÒ ØÙÖ ÓÖ 3⁄4̧ Ò Ø Ø Ö 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Û × × ØØÐ Ò Ô Ò ÒØÐ Ý Ý Ð ×ØÓÒ̧ ÖÙÒ ÙŅ̃ Ò À ÔÔ ×o Ì ÓÒ ØÙÖ × Ò ÓÛÒ ØÓ ØÖÙ Ð×Ó ÓÖ Ñ ÒÝ ×Ô Ð × × ÓÖ ×ÑÓÓØ ÓÒÚ Ü Ó × ́À Û Öμ̧ ÓÖ ÒØÖ ÐÐÝ ×ÝÑ Ñ ØÖ × Ø× ́Ê ××Ð Ò μ̧ × Û ÐÐ × ÓÖ × Ø× Ú Ò Ø ×ÝÑ Ñ ØÖÝ ÖÓÙÔ Ó Ø Ö ÙÐ Ö × ÑÔÐ Ü ́ÊÓ Ö ×μo ÉÙ Ø Ö ÒØÐÝ ̧ Ó Û Ú Ö̧ Ã Ò Ò Ã Ð Ãà ¿ × Ó Û Ø Ø ÓÖ ×Ù 3× ÓÒ ØÙÖ × Ð× Ò Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ú ÖÝ ×ØÖ ÓÒ × Ò× Ä Ø ́ μ ÒÓØ Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø ÒØ Ö ×Ù Ø Ø Ú ÖÝ ÓÙÒ × Ø Ò Ò Ô ÖØ Ø ÓÒ ÒØÓ ́ μ ×Ù × Ø× Ó ×Ñ ÐÐ Ö Ñ Ø Öo Ì Ò ́ μ ́1⁄2 3⁄4μ Ô ÓÖ Ú ÖÝ ×ÙÆ ÒØÐ Ý Ð Ö Ú ÐÙ Ó o ÁÒ Ø 1⁄2 1⁄4×̧ À Û Ö Ò Ä Ú ̧ Ò Ô Ò ÒØ ÐÝ Ó ÓØ Ö̧ × ÓÖ Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø ÒØ Ö ́à μ× Ù Ø Ø Ø ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã Ò ÓÚ Ö Ý ́Ãμ ×Ñ ÐÐ Ö ÔÓ× Ø Ú ÐÝ ÓÑÓØ Ø ÓÔ × Ó Ão À Û Ö ÓÒ ØÙÖ Ø Ø ́Ãμ 3⁄4 ÓÖ ÐÐ Ã 3⁄4à ́ μ Ò Ø Ø ÕÙ Ð ØÝ ÓÐ × ÓÒÐ Ý ÓÖ Ô Ö ÐÐ ÐÓØÓÔ ×o Ä Ú Ú Ö ¬ Ø ÓÒ 1 ØÙÖ ÓÖ Ø ÔÐ Ò ̧ ÙØ Ø × ÓÔ Ò ÓÖ ¿o Ä ×× ÔÖ ÓÚ À Û Ö3× ÓÒ ØÙÖ ÓÖ ÒØÖ ÐÐÝ × ÝÑÑ ØÖ ÓÒÚ Ü Ó × Ò ¿ ̧ Ò Ão Þ ÜØ Ò Ä ×× 3× Ö × ÙÐØ ØÓ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Û Ø ÒÝ ÆÒ × ÝÑÑ ØÖÝ o ÓÐØ Ò× Ó × ÖÚ Ø Ø Ø À Û Ö1Ä Ú ÓÚ Ö Ò ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ ÓÒÚ Ü Ó × × ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ Ò Ð ÐÙÑ Ò Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ño Ï ×Ý Ø Ø ÓÙÒ ÖÝ ÔÓ ÒØ Ü Ó Ø ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã × Ð ÐÙÑ Ò Ø Ö ÓÑ Ø Ö Ø ÓÒ Ù Ø Ö Ý ××Ù Ò ÖÓÑ Ü Ò Ø Ö Ø ÓÒ Ù ÒØ Ö× Ø× Ø ÒØ Ö ÓÖ Ó Ão Ä Ø ́Ãμ Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó Ö Ø ÓÒ× ÖÓÑ Û Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó Ã Ò ÐÐ ÙÑ Ò Ø o Ì Ò ́Ãμ ́Ãμ Ó Ö Ú ÖÝ ÓÒÚ Ü Ó Ý o ÓÖ Ð Ø Ö ØÙÖ Ò ÙÖØ Ö Ö × ÙÐØ× ÓÒ ÖÒ Ò Ø À Û Ö1Ä Ú ÔÖÓ Ð Ņ̃ Û Ö Ö ØÓ Þ ¿ o 3⁄4o¿ ÅÍÄ ÌÁ ÈÄ ÊÊ Æ Å ÆÌË Ä ÇËË Ê 1 ÓÐ Ô Ò Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ ×Ù Ø Ø Ô Ó Ò Ø Ó Ø ×Ô ÐÓÒ × ØÓ Ø ÒØ Ö ÓÖ Ó Ø ÑÓ× Ø Ñ Ñ Ö× Ó o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 37
¿ o × ÌÓØ 1 ÓÐ ÓÚ Ö Ò Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ ×Ù Ø Ø Ô Ó Ò Ø Ó Ø ×Ô ÐÓÒ × ØÓ Ø Ð ×Ø Ñ Ñ Ö× Ó o Ò× Ø × ÁÒ Ò ÐÓ Ý ØÓ Ø Ô Ò Ò ÓÚ Ö Ò Ò× Ø × Ó Ó Ý Ã̧ Û ¬Ò Ø ÕÙ ÒØ Ø × Æ ́à μ̧ Æ Ì ́à μ̧ Æ Ä ́à μ̧ ́à μ̧ Ì ́à μ̧ Ò Ä ́Ãμ × Ø ×ÙÔÖ Ñ Ó Ø Ò× Ø × Ó ÐÐ 1 ÓÐ Ô Ò × Ò Ø Ò¬Ñ Ó Ø Ò× Ø × Ó ÐÐ 1 ÓÐ ÓÚ Ö Ò × Û Ø ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔ ×̧ ØÖ Ò×Ð Ø ×̧ Ò Ð ØØ ØÖ Ò×Ð Ø × Ó Ã̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o Ì Ä 3⁄4o¿o1⁄2 ÓÙÒ × ÓÖ 1 ÓÐ Ô Ò Ò ÓÚ Ö Ò Ò× Ø ×o ÇÍÆ ÍÌÀÇÊ Æ Ì ́Ãμ à 3⁄4à ́ μ Ö Ó× Ò ÊÓ Ö× Ä ́Ãμ ́́ ·1⁄2 μ 1⁄2 · μ à 3⁄4à ́ μ Ó Ò Æ Ä ́Ãμ 3⁄4 à 3⁄4à ́ 3⁄4 μ ÓÐÐ Ä ́Ãμ · 3⁄4 à 3⁄4à ́ 3⁄4 μ ÓÐÐ Æ ́ μ ́3⁄4 ́ · 1⁄2μμ 3⁄4 Ǽ μ Û Æ Ä ́ μ ́3⁄4 ́ · 1⁄2μμ 3⁄4 Æ Ä ́ μ Û Æ ́ μ ́1⁄2 · 1⁄2 μ́́ ·1⁄2 μ 1⁄2μ́ ́ ·1⁄2 μ μ 3⁄4 Û Æ 3⁄4 ́ μ ¿ ́ ·3⁄4 μ ́ 3⁄4 ¿ μ 3⁄4 Û ́ μ 1⁄2 o × ÌÓØ Æ ́ 3⁄4 μ ÓØ o × ÌÓØ ́ 3⁄4 μ ¿ × ¿ o × ÌÓØ Ì Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÒÓÛÒ ÓÙØ Ø ×ÝÑ ÔØÓØ Ú ÓÖ Ó 1 ÓÐ Ô Ò Ò ÓÚ Ö Ò Ò× Ø × × ×ÙÑ Ñ Ö Þ Ò Ì Ð 3⁄4o¿o 1⁄2o Ì Ö ̧ Ò Ø Ú Ö ÓÙ× ÓÙÒ ×̧ « Ö ÒØ ÓÒ× Ø ÒØ× ÔÔ Ö̧ ÐÐ Ó Û Û ÒÓØ Ý o ÐÐ Ö × ÙÐØ× Ú Ò Ò Ø Ø Ð Ò ØÖ Ò À Ò ¿ o Ì ÒÓÛÒ Ú ÐÙ × Ó Æ Ä ́ μ Ò Ä ́ μ ́ ÓÖ 3⁄4μ Ö Ú Ò Ò Ì Ð 3⁄4o ¿o3⁄4 Ò Ò ØÖ Ò À ̧ ¿̧ à ¿ ̧ÌÑ ̧ÌÑ o Ê ÒØÐ Ý ̧ Ò Ö Ð Ñ Ø Ó × ÓÖ Ø Ø ÖÑ Ò Ø ÓÒ Ó Ø Ò× ×Ø 1 ÓÐ Ð ØØ Ô Ò × Ò Ø Ø ÒÒ ×Ø 1 ÓÐ Ð ØØ ÓÚ Ö Ò × Û Ø Ö Ð × Ú Ò Ú ÐÓÔ Ý ÀÓÖ Ú Ø ̧ Ì Ñ ×Ú Ö ̧ Ò ÓÚÐ Ú Ò ÝÌÑ ×Ú Ö ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ ́× Ã ¿ μo Ì × Ñ Ø Ó × Ö Ù ÓØ ÔÖÓ Ð Ñ× ØÓ Ø Ø ÖÑ Ò Ø ÓÒ Ó Ø ÓÔØ Ñ Ó ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ Û ÐÐ1 ¬Ò ÙÒ Ø ÓÒ× Ó ÓÒ Ú Ö Ð o Ì ÔÖÓÓ × Ö ÐÝ ÔÖÓÚ Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ ¬Ò Ò Ø ÓÔØ Ñ Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ÓÛ Ú Ö̧ Ø ÙØ ÓÖ× ÒÓØ ØÖÝ ØÓ ÑÔÐ Ñ ÒØ Ø Ño Ç ÒÐÝ Ø Ú ÐÙ × Ó Æ Ä ́ 3⁄4 μ Ò Ä ́ 3⁄4 μ Ú Ò Ò Ø × Û Ý ØÓ Ø Ð ×Ø Ó Ú ÐÙ × Ó Æ Ä ́ 3⁄4 μ Ò Ä ́ 3⁄4 μ Ø Ø Ò Ø ÖÑ Ò ÔÖ Ú ÓÙ× ÐÝ Ý Ó Ñ Ø Ó ×o Ï ÒÓØ Ø Ø Û Ú Æ Ä ́ 3⁄4 μ Æ Ä ́ 3⁄4 μ ÓÖ Ò 3⁄4 Ä ́ 3⁄4 μ 3⁄4 Ä ́ 3⁄4 μo Ì × Ö Ø ÓÒÐ Ý × × Û Ö Ø ÜØÖ Ñ ÑÙÐ Ø ÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ö Ð × Ö ÒÓØ ØØ Ö Ø Ò Ö Ô Ø × ÑÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØ×o Ì × Ö Ð Ø ÓÒ× Ú Ò ÜØ Ò ØÓ Ö ØÖ ÖÝ ÒØÖ ÐÐÝ ×ÝÑ Ñ ØÖ ÓÒÚ Ü × × Ý ÙÑ Ö Ò À Ò×1 ÐÐ Ò Ý o × ÌÓØ ́× Ã ¿ μo Ì Ö × × ÑÔÐ Ö ×ÓÒ ÓÖ Ø Ö Ð Ø ÓÒ× Æ ¿ Ä ́Ãμ ¿ Æ Ä ́Ãμ Ò Æ Ä ́Ãμ Æ Ä ́à μ́ à 3⁄4à £ ́ 3⁄4 μμ Ú ÖÝ ¿1 ÓÐ Ð ØØ Ô Ò Ó Ø ÔÐ Ò Û Ø ÒØÖ ÐÐÝ × ÝÑÑ ØÖ × × Ø ÙÒ ÓÒ Ó ¿ × ÑÔÐ Ð ØØ Ô Ò × Ò Ú ÖÝ 1 ÓÐ Ô Ò × Ø ÙÒ ÓÒ Ó ØÛÓ 3⁄41 ÓÐ Ô Ò ×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 38
ÔØ Ö 3⁄4 È Ò Ò ÓÚ Ö Ò ¿ Ì Ä 3⁄4o¿o3⁄4 ÃÒÓÛÒ Ú ÐÙ × Ó Æ Ä ́ μ Ò Ä ́ μo Ê ËÍÄ Ì ÍÌÀÇÊ Æ 3⁄4 Ä ́ 3⁄4 μ Ô ¿ À ÔÔ × Æ ¿ Ä ́ 3⁄4 μ Ô ¿ 3⁄4 À ÔÔ × Æ Ä ́ 3⁄4 μ 3⁄4 Ô ¿ À ÔÔ × Æ Ä ́ 3⁄4 μ Ô ËÞ ÖÙ × ̧ ÐÙÒ ÓÒ Æ Ä ́ 3⁄4 μ ¿ Ô ÐÙÒ ÓÒ Æ Ä ́ 3⁄4 μ Ô 1⁄2 ÐÙÒ ÓÒ̧ ÃÖ Ö ̧ ÓÐÐ Æ Ä ́ 3⁄4 μ ¿ Ô 3⁄43⁄41⁄4 3⁄4 Ô 1⁄2 ¿ Ô · ¿3⁄4 Ô 1⁄2 ¿ ÓÐÐ ̧ ÓÚÐ Ú Æ Ä ́ 3⁄4 μ 3⁄4 3⁄4 Ô 3⁄41⁄2 Ì Ñ ×Ú Ö Æ 3⁄4 Ä ́ ¿ μ Ô ¿ Û Ò Ã Ò × Ô Ø Ý 3⁄4 Ä ́ 3⁄4 μ ¿ Ô ¿ ÐÙÒ ÓÒ ¿ Ä ́ 3⁄4 μ Ô 3⁄4 1⁄2¿ · 3⁄4 1⁄21⁄4 Ô 3⁄41⁄2 ÐÙÒ ÓÒ Ä ́ 3⁄4 μ 3⁄4 1⁄2 ÐÙÒ ÓÒ Ä ́ 3⁄4 μ ¿3⁄4 Ô ËÙ ̧ Ì Ñ ×Ú Ö Ä ́ 3⁄4 μ 3⁄4 Ô ¿ ËÙ ̧ Ì Ñ ×Ú Ö Ä ́ 3⁄4 μ 3⁄4 À ×̧ Ì Ñ ×Ú Ö Ä ́ 3⁄4 μ ¿3⁄4 ¿ Ô 1⁄2 Ì Ñ ×Ú Ö 3⁄4 Ä ́ ¿ μ Ô ¿ Ô Ô 1⁄2 Û Ì × Ð ×Ø Ó × ÖÚ Ø ÓÒ Ö Ò × Ù× ØÓ Ø ØÓÔ Ó ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ× Ó ÑÙÐØ ÔÐ Ö1 Ö Ò Ñ ÒØ× o ÇÙÖ Ó Ð Ö × ØÓ ¬Ò Ò× Ø Ò ØÓ Ø ×ØÖ Ù ØÙÖ Ó ÑÙÐ Ø ÔÐ ÖÖ Ò 1 Ñ ÒØ× Ý ÓÑÔÓ× Ò Ø Ñ ÒØÓ ÔÓ×× ÐÝ Û × ÑÔÐ ÓÒ ×o È × ÓÛ ́× Ã ¿ μ Ø Ø ÒÝ ÓÙ Ð Ô Ò Û Ø ÔÓ× Ø Ú ÐÝ ÓÑÓØ Ø ÓÔ × Ó ÓÒÚ Ü × Ò ÓÑÔ Ó× ÒØÓ × ÑÔÐ Ô Ò ×o ÙÖØ Ö̧ È × 1 ÓÐ Ô Ò Û Ø ÓÒÚ Ü × × ×Ù Ø Ø ÓÖ ×ÓÑ ÒØ Ö Ä Ø ÒÖ Ù× Ö́à μ Ò Ø Ö ́Ãμ Ó Ñ Ñ Ö Ã Ó È × Ø × Ý Ø Ò ÕÙ Ð ØÝ 3⁄4 Ö 3⁄4 ́Ãμ ́Ãμ Ä̧ Ø Ò È Ò ÓÑÔÓ× ÒØÓ Ä × ÑÔÐ Ô Ò ×o ÓÒ ÖÒ Ò Ø ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ Ó ÑÙÐ Ø ÔÐ ÓÚ Ö Ò ×̧ È Ô Ö Ó Ú ́× Ã ¿ μ Ø Ø ÓÖ ÒÝ Ò ØÖ ÐÐÝ × ÝÑÑ ØÖ Ô ÓÐÝ ÓÒ È Ò ÔÓ× Ø Ú Ò Ø Ö Ö Ø Ö Ü ×Ø× Ò ÒØ Ö ́È Öμ× Ù Ø Ø ÚÖÝ 1 ÓÐ ÓÚ Ö Ò Û Ø ØÖ Ò×Ð Ø × Ó È Ò 1 ÓÑÔÓ× ÒØÓ Ö ÓÚ Ö Ò ×o Ì ØØ ÑÔØ ØÓ ÜØ Ò Ø × Ö ×ÙÐ Ø Ý Ò Ô Ô Ö Ó Ü Ñ Ø ÓÒ Ö ÙÑ ÒØ ØÓ ÐÐ ÒØÖ ÐÐÝ ×ÝÑ Ñ ØÖ × × Ð×̧ × Ò ̧ ÓÖ ¬Ü Ö̧ ́È Öμ ÔÔÖ Ó × © 2004 by Chapman & Hall/CRC 39
1⁄4 o × ÌÓØ Ò¬Ò ØÝ × Ø ÒÙÑ Ö Ó × × Ó È Ø Ò × ØÓ Ò¬Ò ØÝ o ÓÖ Ö Ð ÓÚ Ö Ò ×̧ ÓÛ Ú Ö̧ Å Ò Ò È ́× Ã ¿ μ Û Ö Ð ØÓ ר Ð × ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ Ø ÓÖ Ñ Ú1 ÖÝ ¿¿1 ÓÐ ÓÚ Ö Ò Û Ø ÓÒ ÖÙ ÒØ Ö Ð × Ò ÓÑÔÓ× ÒØÓ ØÛÓ Ó Ú Ö Ò ×o ÁÒ ¿1× Ô ̧ Ö × ÙÐØ× Ò ÐÓ ÓÙ× ØÓ Ø ØÛÓ Ø ÓÖ Ñ× ÓÚ Ó ÒÓØ ÓÐ o 3⁄4o ÈÊÇ Ä ÅË ÁÆ ÆÇÆ Í ÄÁ Æ ËÈ Ë Ê × Ö ÓÒ Ô Ò Ò ÓÚ Ö Ò Ò ×Ô Ö Ð Ò ÝÔ Ö ÓÐ ×Ô × × Ò ÓÒ ÒØÖ Ø ÓÒ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ÐÐ×o ÁÒ ÓÒØÖ ×Ø ØÓ ×Ô Ö Ð ÓÑ ØÖÝ ̧ Û Ö Ø ¬Ò Ø ̧ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ò ØÙÖ Ó Ø ÔÖÓ Ð Ñ×̧ × Û ÐÐ × ÔÔÐ Ø ÓÒ×̧ Ú Ò×Ô Ö Ö × Ö ̧ ÒÚ ×Ø Ø ÓÒ× Ò ÝÔ Ö ÓÐ ÓÑ ØÖÝ Ú Ò ÑÔ Ö Ý Ø Ð Ó Ö ×ÓÒ Ð ÒÓØ ÓÒ Ó Ò× ØÝ Ö Ð Ø Ú ØÓ Ø Û ÓÐ ÝÔ Ö ÓÐ ×Ô o ËÈÀ ÊÁ Ä ËÈ Ä Ø Ǻ 3μ Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó Ô× Ó ×Ô Ö Ð Ñ Ø Ö 3 ÓÖÑ Ò Ô Ò ÓÒ Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô Ö Ð ×Ô Ë ̧ Ø Ø ×̧ ÓÒ Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó ·1⁄2 ̧ Ò Ð Ø Ñ́ 3μ Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó Ô× Ó ×Ô Ö Ð Ñ Ø Ö 3 ÓÚ Ö Ò Ë o Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÖ Ǻ 3μ̧ Û × × ÖÔ ÓÖ ÖØ Ò Ú ÐÙ × Ó Ò 3 Ò Ý Ð × Ø ×Ø ר Ñ Ø ÒÓÛÒ × 1⁄2 ̧ × Ø ×Ó1 ÐÐ Ð Ò Ö ÔÖ Ó Ö ÑÑ Ò ÓÙÒ ́× Ë ¿̧ ÔÔo 3⁄4 ß3⁄4 μo ÁØ ×Ø Ð × × × ÙÖÔÖ × Ò ÓÒÒ Ø ÓÒ ØÛ Ò Ǻ 3μ Ò Ø ÜÔ Ò× ÓÒ Ó Ö Ð Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð× Ò Ø ÖÑ× Ó ÖØ Ò Â Ó Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð×o Ì Â Ó Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð×̧ È ́« ¬μ ́Üμ̧ 1⁄4 1⁄2 « 1⁄2 ¬ 1⁄2̧ ÓÖÑ ÓÑÔÐ Ø × Ýר Ñ Ó ÓÖØ Ó ÓÒ Ð Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð× ÓÒ 1⁄2 1⁄2 Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ø Û Ø ÙÒ Ø ÓÒ ́1⁄2 Üμ « ́1⁄2 · Üμ ¬ o Ë Ø « ¬ ́ 1⁄2μ 3⁄4 Ò Ð Ø ́Øμ 1⁄4 È ́« «μ ́Øμ Ö Ð Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð ×Ù Ø Ø 1⁄4 1⁄4̧ 1⁄4́ 1⁄2 3⁄4 μ̧ Ò ́Øμ 1⁄4 Ó Ö 1⁄2 Ø Ó× 3o Ì Ò Ǻ 3μ ́1⁄2μ 1⁄4 Ï Ø Ø Ù× Ó ÔÔÖ ÓÔÖ Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð× Ã Ø Ò× Ò Ä Ú Òר Ò ́× Ë ¿ μ Ó Ø Ò Ø ×ÝÑ ÔØÓØ ÓÙÒ 1⁄2 ÐÒ Ǻ 3μ 1⁄2 · × Ò 3 3⁄4 × Ò 3 ÐÒ 1⁄2·× Ò 3 3⁄4× Ò3 1⁄2 × Ò 3 3⁄4× Ò3 ÐÒ 1⁄2 × Ò 3 3⁄4× Ò3 · Ó́1⁄2μ Ì × ÑÔÐ × Ø × ÑÔÐ Ö ÓÙÒ Ǻ 3μ ́1⁄2 Ó× 3μ 3⁄4 3⁄4 1⁄4 1⁄4 ·Ó́ μ ́ × 1⁄2 ̧ 3 3 £ 3⁄4 μ ÓÙÒ ́3⁄4o 1⁄2o μ Ó ÖǼ μ Ó Ð Ð Ó Û× Ò Ø Ð Ñ Ø Ò × Û Ò 3 1⁄4o Ì ÓÐ ÐÓÛ Ò × Ð ×Ø Ó ×ÓÑ ×Ô Ð Ú ÐÙ × Ó Ò 3 ÓÖ Û Ø Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÓÙÒ ØÙÖ Ò× ÓÙØ ØÓ Ü Ø ́× Ë ¿ μo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 40
ÔØ Ö 3⁄4 È Ò Ò ÓÚ Ö Ò 1⁄2 Ǻ3⁄4 Ö Ó× 1⁄2 Ô μ 1⁄23⁄4 Ǻ Ö Ó× 1⁄2 μ 1⁄2 Ǻ Ö Ó× 1⁄2 μ 3⁄4 Ǻ Ö Ó× 1⁄2 ¿μ Ǻ ¿μ 3⁄4 1⁄4 Å ́3⁄41⁄4 Ö Ó× 1⁄2 μ 1⁄21⁄23⁄4 Å ́3⁄41⁄4 Ö Ó×1⁄2 μ 1⁄2 3⁄4 Å ́3⁄41⁄2 Ö Ó× 1⁄2 1⁄21⁄2μ 1⁄21⁄41⁄4 Å ́3⁄41⁄2 Ö Ó× 1⁄2 μ 3⁄4 Å ́3⁄41⁄2 Ö Ó×1⁄2 μ 1⁄2 Å ́3⁄43⁄4 Ö Ó× 1⁄2 μ 3⁄4 Å ́3⁄43⁄4 Ö Ó× 1⁄2 ¿μ 1⁄41⁄4 Å ́3⁄4¿ ¿μ 1⁄2 1⁄4 ÓÖ ×Ñ ÐÐ Ú ÐÙ × Ó Ò ×Ô ¬ Ú ÐÙ × Ó 3 Ø Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÓÙÒ × ×ÙÔ Ö× Ý Ø × ÑÔÐ Ü ÓÙÒ Ó ÓÖÓ Þ Ý ́× Ã ¿ μ̧ Û × Ø Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó ÊÓ Ö×3× ÓÙÒ ́3⁄4o 1⁄2o μ ÓÖ ÐÐ Ô Ò × Ò Ë o Ì Ú ÐÙ Ó Ǻ 3μ × Ò Ø ÖÑ Ò ÓÖ ÐÐ Ò 3 3⁄4́ × Ë ¿μo Ï Ú Ǻ 3μ ·1⁄2 ÓÖ 1⁄2 3⁄4 · Ö ×Ò 1⁄2 ·1⁄2 3 1⁄2 3⁄4 · Ö × Ò 1⁄2 1⁄2 Ǻ 3μ ·3⁄4 ÓÖ 1⁄2 3⁄4 3 1⁄2 3⁄4 · Ö × Ò 1⁄2 ·1⁄2 Ò Ǻ 1⁄2 3⁄4 μ 3⁄4 ́ ·1⁄2 μ Ü ÔØ ÓÖ Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÒ Ñ́ 3μ ר Ð × Ò Ø Ü ×Ø Ò Ó Ö ×ÓÒ ÐÝ ÓÒÓÑ ÓÚ Ö Ò × Ó Ë Ý ÕÙ Ð ÐÐ× Ù ØÓ ÊÓ Ö× ́× ¿ μ̧ ÒÓ Ö ×ÙÐ Ø× ÓÒ ÓÚ Ö Ò × Ò ×Ô Ö Ð ×Ô × Ó Ñ Ò× ÓÒ× Ö ÒÓÛÒo ÜØ Ò× Ú Ö × Ö × Ò ÓÒ ÓÒ Ö Ð Ô Ò × Ò Ö Ð ÓÚ Ö Ò × ÓÒ Ë 3⁄4 o Ì Ö Ø ÓÒ ÐÐÝ ̧ Ö Ø ÒÚ Ö× ÙÒ Ø ÓÒ× Ó Ǻ3⁄4 3 μ Ò Ñ́3⁄4 3 μ Ö ÓÒ× Ö o Ä Ø Ò Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö ×Ù Ø Ø Ò Ô× Ó ×Ô Ö Ð Ñ Ø Ö Ò Ò ÓÖÑ Ô Ò Ò Ð Ø Ò Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö ×Ù Ø ØÒ Ô× Ó ×Ô Ö Ð Ñ Ø Ö Ò Ò Ó Ö Ñ Ó Ú Ö Ò ÓÒ Ë 3⁄4 o Ì ÒÓÛÒ Ú ÐÙ × Ó Ò Ò Ò Ö Ú Ò Ò Ì Ð 3⁄4o o1⁄2o ÐÐ Ø Ö ×ÙÐ Ø× Ñ ÒØ ÓÒ Ò Ø Ø Ð Ò ØÖ Ò 3⁄4 o ÁÒ Ø ÓÒ̧ ÓÒ ØÙÖ ÐÐÝ ×Ø Ö Ð Ô Ò × Ò Ö Ð ÓÚ Ö Ò × ÓÖ Ò 1⁄2¿1⁄4̧ × Û ÐÐ × ÓÓ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Û Ø Ó× Ö Ð × ÝÑÑ ØÖÝ ÓÖ Ò 1⁄41⁄41⁄4̧ Ú Ò ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÀËË o Ì Ó Ñ Ø Ó × Ó Ø ÖÐ Ö ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ× Ú Ö ÒØÐ Ý Ò Ö ÔÐ Ý « Ö ÒØ ÓÑÔÙØ Ö Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ ÙØ ÒÓÒ Ó Ø Ñ × Ò × ÓÛÒ ØÓ Ú Ø ÓÔØ ÑÙÑo Ç × ÖÚ Ø Ø Ò 1⁄21⁄2 1⁄23⁄4 o Ð×Ó̧ 3⁄4 ¿ o ÁØ × ÓÒ ØÙÖ Ø Ø Ò Ò·1⁄2 Ò Ò Ò·1⁄2 Ò ÐÐ ÓØ Ö × ×o À È Ê ÇÄÁ ËÈ Ì Ò× ØÝ Ó Ò Ö Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó × Ø× Ò 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÝÔ Ö ÓÐ ×Ô À ÒÒÓØ ¬Ò Ý Ð Ñ Ø × Ò ́× Ã ¿ μo Ì Ñ Ò Æ ÙÐØÝ ×Ø Ø Ò ÝÔ Ö ÓÐ ÓÑ ØÖÝ Ø ÚÓÐ ÙÑ Ò Ø ×ÙÖ Ö Ó ÐÐ Ó Ö Ù× Ö Ö Ó Ø × Ñ ÓÖ Ö Ó Ñ Ò ØÙ × Ö 1⁄2 o ÁÒ Ø × Ò Ó Ö ×ÓÒ Ð ¬Ò Ø ÓÒ Ó Ò× ØÝ Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ø Û ÓÐ ×Ô ̧ ØÛÓ Ò ØÙÖ Ð ÔÖÓ Ð Ñ× Ö × ́ μ ר Ñ Ø Ø Ò× ØÝ Ó Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ö Ð Ø Ú ØÓ ÓÙÒ ÓÑ Ò ́ μ Ò ×Ù ×Ø ØÙØ × ÓÖ Ø ÒÓØ ÓÒ× Ó Ò× ×Ø Ô Ò Ò Ø ÒÒ ×Ø ÓÚ Ö Ò o ÓÒ ÖÒ Ò Ø ¬Ö ר ÔÖÓ Ð Ņ̃ Û Ñ ÒØ ÓÒ Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö ×ÙÐ Ø Ó Ão Þ ́× Ã ¿ μo ÓÒ× Ö Ô Ò Ó ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ ̧ ÙØ Ø Ð ×Ø ØÛÓ̧ Ö Ð × Ó Ö Ù× © 2004 by Chapman & Hall/CRC 41
3⁄4 o × ÌÓØ Ì Ä 3⁄4o o1⁄2 Ò× ×Ø Ô Ò Ò Ø ÒÒ ×Ø ÓÚ Ö Ò Û Ø ÓÒ ÖÙ ÒØ Ö Ð × ÓÒ ×Ô Ö o Ò Ò ÍÌÀÇÊ Ò ÍÌÀÇÊ 3⁄4 1⁄2 1⁄4 Æ ́ Ð Ñ ÒØ ÖÝμ 1⁄2 1⁄4 Æ ́ Ð Ñ ÒØ ÖÝμ ¿ 1⁄23⁄41⁄4 Æ ́ Ð Ñ ÒØ ÖÝμ 1⁄2 1⁄4 Æ ́ Ð Ñ ÒØ ÖÝμ 1⁄21⁄4 1⁄2 Æ Äo × ÌÓØ 1⁄2 1⁄2 1⁄4 Æ Äo × ÌÓØ 1⁄4 Æ Ë ÙØØ Ò Ú Ò Ö Ï Ö Ò 1⁄23⁄4 Æ Ë ÙØØ 1⁄4 Æ Äo × ÌÓØ 1⁄21⁄4 1⁄2 Æ Äo × ÌÓØ Æ Ë ÙØØ Ò Ú Ò Ö Ï Ö Ò 1⁄21⁄43⁄4 1⁄4 ¿ Æ Ë ÙØØ Æ Ë ÙØØ Ò Ú Ò Ö Ï Ö Ò 1⁄4 3⁄4 Æ Ë ÙØØ Ò Ú Ò Ö Ï Ö Ò 1⁄21⁄4 ¿1⁄2 Æ ÒÞ Ö̧ À Ö× 1⁄2 Æ o × ÌÓØ 1⁄21⁄2 ¿ ¿ Æ ÓÖÓ Þ Ý ̧ ÒÞ Ö 1⁄23⁄4 ¿ ¿ Æ Äo × ÌÓØ Æ Äo × ÌÓØ 1⁄2 Æ o × ÌÓØ 3⁄4 ¿ Æ ÊÓ Ò ×ÓÒ Ö Ò Ø ÝÔ Ö ÓÐ ÔÐ Ò À 3⁄4 o Ì Ò Ø Ò× ØÝ Ó Ø Ö Ð × Ö Ð Ø Ú ØÓ Ø ÓÙØ Ö Ô Ö ÐÐ Ð ÓÑ Ò Ó Ö Ù× Ö Ó Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ø Ö ÒØ Ö× × Ø ÑÓר Ô 1⁄23⁄4o × ÓÖÓÐ Ð ÖÝ Ø ÓÐÐ ÓÛ× Ø Ø Ø Ð ×Ø ØÛÓ ÓÒ ÖÙ ÒØ Ö Ð × Ö Ô Ò Ö ÙÐ Ö ÓÑ Ò Ò À 3⁄4 ̧ Ø Ò Ø Ò× ØÝÓ Ø Ô Ò Ö Ð Ø Ú ØÓ Ø ÓÑ Ò × Ø ÑÓ× Ø Ô 1⁄23⁄4o Ï ÒÓØ Ø Ø Ø Ò× ØÝÓ × Ù ¬Ò Ø Ô Ò Ö Ð Ø Ú ØÓ Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ø Ö Ð × Ò Ö ØÖ Ö ÐÝ ÐÓ× ØÓ 1⁄2 × Ö 1⁄2 o Ão ÓÖÓ Þ Ý ̧ ÂÖo ́× ÓÖ μ ÔÖ ÓÚ Ù Ð ÓÙÒØ ÖÔ ÖØ ØÓ Ø ÓÚ 1Ñ ÒØ ÓÒ Ø ÓÖ Ñ Ó Ão Þ ̧ ÓÖ ÓÐÐ ÖÝ Ó Û ×Ø Ø ØÐ × ØØ ÛÓ ÓÒ ÖÙ ÒØ Ö Ð × ÓÚ Ö Ö ÙÐ Ö ÓÑ Ò Ò À 3⁄4 ̧ Ø Ò Ø Ò× ØÝ Ó Ø ÓÚ Ö Ò Ö Ð Ø Ú ØÓ Ø ÓÑ Ò × Ø ÑÓר 3⁄4 Ô 3⁄4 o ÊÓ Ö×3× × ÑÔÐ Ü ÓÙÒ ́3⁄4o1⁄2o μ ÓÖ ÐÐ Ô Ò × Ò × Ò ÜØ Ò Ý ÓÖÓ Þ Ý ́× Ã ¿ μ ØÓ À × ÓÐ ÐÓÛ× o Á ÐÐ× Ó Ö Ù× Ö Ö Ô Ò À Ø Ò Ø Ò× ØÝ Ó ÐÐ Ö Ð Ø Ú ØÓ Ø× Ö Ð Ø ÐÐ × Ð ×× Ø Ò ÓÖ ÕÙ Ð ØÓ Ø Ò× ØÝ Ó ·1⁄2 ÐÐ× Ó Ö Ù× Ö ÒØ Ö Ø Ø Ú ÖØ × Ó Ö ÙÐ Ö × ÑÔÐ Ü Ó × 1Ð Ò Ø 3⁄4Ö Ö Ð Ø Ú ØÓ Ø × × ÑÔÐ Üo Ç ÓÙÖ× ̧ Û × ÓÙÐ ÒÓØ ÒØ ÖÔÖ Ø Ø × Ö × ÙÐØ × ÐÓ Ð Ò× ØÝ ÓÙÒ o Ì ÑÔÓ×× Ð ØÝÓ × Ù Ò Ò Ø ÖÔÖ Ø Ø ÓÒ × × ÓÛÒ Ý Ò Ò Ò ÓÙ× Ü ÑÔÐ Ó ÓÖÓ Þ Ý ́× Ã ¿ μo À ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ô Ò È Ó ÓÒ ÖÙ ÒØ Ö Ð × Ò À 3⁄4 Ò ØÛÓ Ø Ð Ò ×̧ Ì 1⁄2 Ò Ì 3⁄4 ̧ ÓØ ÓÒ× ×Ø Ò Ó ÓÒ ÖÙ ÒØ Ø Ð ×̧ ×Ù Ø Ø Ø Ð Ó Ì 1⁄2 ̧ ×Û ÐÐ × ØÐ Ó Ì 3⁄4 ̧ ÓÒØ Ò× Ü ØÐÝ ÓÒ Ö Ð ÖÓÑ Ȩ̀ ÙØ ×Ù Ø Ø Ø Ø Ð × Ó Ì 1⁄2 Ò Ì 3⁄4 Ú « Ö ÒØ Ö ×o Ì ¬Ö× Ø ÒÓØ ÓÒ Ø Ø × Ò ×Ù ×Ø × ×Ù ×Ø ØÙØ ÓÖ Ò× ×Ø Ô Ò Ò Ø ÒÒ ×Ø ÓÚ Ö Ò × ×ÓÐ ØÝ o È × ×ÓÐ Ô Ò ÒÓ ¬Ò Ø ×Ù × Ø Ó È Ò Ö ÖÖ Ò ×Ó × ØÓ ÓÖ Ņ̃ ØÓ Ø Ö Û Ø Ø Ö ×Ø Ó Ȩ̀ Ô Ò ÒÓØ ÓÒ ÖÙ ÒØØ Ó Èo Ò ÐÓ ÓÙ×Ð Ý ̧ × ×ÓÐ ÓÚ Ö Ò ÒÓ ¬Ò Ø ×Ù × Ø Ó Ò Ö ÖÖ Ò ×Ó × ØÓ ÓÖÑ ̧ ØÓ Ø Ö Û Ø Ø Ö ×Ø Ó ̧ Ó Ú Ö Ò ÒÓØ ÓÒ ÖÙ ÒØØ Ó o Ç Ú ÓÙ×ÐÝ̧ Ò ×ÓÐ Ô Ò Û Ø ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔ × Ó Ó Ý Ã × Ò× ØÝ ǼÃμ̧ Ò ×ÓÐ ÓÚ Ö Ò Û Ø ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔ × Ó Ã × Ò× ØÝ ́à μo Ì × Ùר ¬ × Ø Ù× Ó ×ÓÐ ØÝ × Ò ØÙÖ Ð ×Ù ×Ø ØÙØ ÓÖ Ò× ×Ø Ô Ò Ò Ø ÒÒ ×Ø ÓÚ Ö Ò Ò ÝÔ Ö ÓÐ ×Ô o Ì Ø Ð Ò Û Ø Ë Ð ­ ×ÝÑ ÓÐ Ô ¿ ́× ÔØ Ö× 1⁄2 ÓÖ 3⁄41⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ μ × Ö ÙÐ Ö Ô1 ÓÒ Ð × ×Ù Ø Ø Ø Ú ÖØ Ü Ó Ø Ø Ð Ò Ø Ö × Ñ Øo Ì Ö Ü ×Ø× ×Ù Ø Ð Ò ÓÖ Ô 3⁄4 ÓÖ Ô ÓÒ Ø ×Ô Ö ̧ ÓÖ Ô ÓÒ Ø ÝÔ Ö ÓÐ ÔÐ Ò ̧ Û Ð ÓÖ Ô Û Ú Ø ÛÐÐ1 ÒÓÛÒ Ü ÓÒ Ð Ø Ð Ò ÓÒ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 42
ÔØ Ö 3⁄4 È Ò Ò ÓÚ Ö Ò ¿ Ø Ù Ð Ò ÔÐ Ò o Ì Ò Ö Ð × Ó ×Ù Ø Ð Ò ÓÖÑ ×ÓÐ Ô Ò Ò Ø Ö ÙÑ Ö Ð × ÓÖÑ ×ÓÐ ÓÚ Ö Ò o ÁÒ Ø ÓÒ̧ × Ú Ö Ð Ô Ò × Ò ÓÚ Ö Ò × Ý Ò ÓÒ ÖÙ ÒØ Ö Ð ×̧ Ò ÐÙ Ò Ø Ø Ò Ö Ð × Ò Ø Ö ÙÑ Ö Ð × Ó ÖØ Ò ØÖ Ö Ð Ö Ñ Ò Ø Ð Ò × Ú Ò ÓÒ¬Ö Ñ ØÓ ×ÓÐ ́× Ã ¿ Ò ÐÓ1⁄41⁄4̧ ÐÓ1⁄41⁄2̧ À 1⁄4 1⁄4 ÓÖ Ö ÒØ Ö × ÙÐØ× μo ÇØ Ö ×Ù ×Ø ØÙØ × ÓÖ Ø ÒÓØ ÓÒ Ó Ò× ×Ø Ô Ò Ò Ø ÒÒ ×Ø ÓÚ Ö Ò Ú Ò ÔÖÓÔ Ó× Ò ÃÃ Ò ÃÙÔ1⁄41⁄4 o Ô Ò È Û Ø ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔ × Ó Ó Ý Ã × ÓÑÔ Ð Ø ÐÝ × ØÙÖ Ø ÒÓ ¬Ò Ø ×Ù × Ø Ó È Ò Ö ÔÐ Ý Ö Ø Ö ÒÙÑ Ö Ó ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔ × Ó Ã Ø Ø̧ ØÓ Ø Ö Û Ø Ø Ö ×Ø Ó Ȩ̀ ÓÖÑ Ô Ò o Ò ÐÓ ÓÙ× ÐÝ ̧ ÓÚ Ö Ò Û Ø ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔ × Ó Ã × ÓÑÔ Ð Ø ÐÝ Ö Ù ÒÓ ¬Ò Ø ×Ù × Ø Ó Ò Ö ÔÐ Ý ×Ñ ÐÐ Ö ÒÙÑ Ö Ó ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔ × Ó Ã Ø Ø̧ ØÓ Ø Ö Û Ø Ø Ö ×Ø Ó ̧ ÓÖÑ ÓÚ Ö Ò o Ï Ð Ø Ö Ö ÓÒÚ Ü Ó × Ø Ø Ó ÒÓØ Ñ Ø ×ÓÐ Ô Ò ÓÖ ×ÓÐ ÓÚ Ö Ò ̧ Ø × Ò ÓÒ ØÙÖ Ø Ø Ó Ý Ò ÓÖ À Ñ Ø× ÓÑ ÔÐ Ø ÐÝ × ØÙÖ Ø Ô Ò Ò ÓÑÔÐ Ø ÐÝ Ö Ù ÓÚ Ö Ò o Ý Ó Ý Û Ñ Ò ÓÑÔ Ø ÓÒÒ Ø × Ø Ø Ø × Ø ÐÓ× ÙÖ Ó Ø× ÒØ Ö ÓÖo Ì ÓÒ ØÙÖ × Ò ×Ø Ð × ÓÖ ÓÒÚ Ü Ó × Ò ÃÃ Ò Ö ÒØÐÝ Ò ÙÐÐ Ò Ö Ð ØÝ Ò Ó Û1⁄4¿ o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö Ø Ö ÓÙÒØ Ö ÒØÙ Ø Ú Ö × ÙÐØ Ó ÓÛ Ò Ñ × Ø ÓÙ Ø ÙÐ Û Ø Ö ÓÑ ÔÐ Ø × ØÙÖ Ø Ò ×× Ò ÓÑÔÐ Ø Ö Ù Ò ×× Ö ÓÓ ×Ù ×Ø ØÙØ × ÓÖ Ø ÒÓØ ÓÒ× Ó Ò× ×Ø Ô Ò Ò Ø ÒÒ ×Ø ÓÚ Ö Ò Ò ÝÔ Ö ÓÐ ×Ô o ÓÖ ÒÝ ÔÓ× Ø Ú ÒÙÑ Ö Ø Ö × Ó Ý Ã Ò À Ø Ø Ñ Ø× Ø Ð Ò Ò Ø Ø × Ñ Ø Ñ ÓÑÔÐ Ø ÐÝ × ØÙÖ Ø Ô Ò È Û Ø Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÔÖÓÔ ÖØÝ o ÓÖ Ú ÖÝ ÔÓ ÒØ Ô Ò À ̧ Ø Ð Ñ Ø Ð Ñ 1⁄2 1⁄2 Î ́ ́Ôμμ È3⁄4È Î ́È ́ ́Ôμμ Ü × Ø×̧ × Ò Ô Ò ÒØÓ Ô̧ Ò × Ð ×× Ø Ò o À Ö Î ́¡μ ÒÓØ × Ø ÚÓ ÐÙÑ Ò À Ò ́Ôμ ÒÓØ × Ø ÐÐ Ó Ö Ù× ÒØ Ö Ø Ôo ÁÒ Ê1⁄4¿ Ò Ê1⁄4 Ó Û Ò Ò Ê Ò ÔÖÓÔÓ× ÔÖÓ Ð ×Ø ÔÔÖÓ Ø Ó Ò ÐÝÞ Ø Æ Ò Ý Ó Ô Ò × Ò ÝÔ Ö ÓÐ ÓÑ ØÖÝ o Ì Ö ÔÔÖ Ó Ò × Ø × ÓÐ ÐÓÛ× o ÁÒר Ó ×ØÙ Ý Ò Ò Ú Ù Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ×̧ ÓÒ ÓÒ× Ö× Ø ×Ô ¦ à ÓÒ1 × ×Ø Ò Ó ÐÐ × ØÙÖ Ø Ô Ò × Ó À Ý ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔ × Ó Ão ×Ù Ø Ð Ñ ØÖ ÓÒ ¦ Ã × ÒØÖÓ Ù Ø Ø Ñ × ¦ à ÓÑÔ Ø Ò Ñ × Ø Ò ØÙÖ Ð Ø ÓÒ Ó Ø Ö ÓÙÔ Ó Ö ÑÓØ ÓÒ× Ó À ÓÒ ¦ à ÓÒØ ÒÙÓÙ× o Ï ÓÒ× Ö ÓÖ Ð ÔÖÓ Ð ØÝ Ñ ×ÙÖ × ÓÒ ¦ Ã Ø Ø Ö ÒÚ Ö ÒØÙ Ò Ö o ÓÖ ×Ù Ò Ò Ú Ö ÒØ Ñ ×ÙÖ Ø Ò× ØÝ ́ μÓ × ¬Ò × ́ μ ́ μ̧ Û Ö × Ø × Ø Ó Ô Ò × È3⁄4¦ à ÓÖ Û Ø ÓÖ Ò Ó À × ÓÒØ Ò Ò ×ÓÑ Ñ Ñ Ö Ó Èo ÁØ ÓÐÐÓÛ× × ÐÝ ÖÓÑ Ø ÒÚ Ö Ò Ó Ø Ø Ø × ¬Ò Ø ÓÒ × Ò Ô Ò ÒØ Ó Ø Ó Ó Ø ÓÖ Òo Ì ÓÒÒ Ø ÓÒ Ó Ò× ØÝ Ó Ñ ×ÙÖ × ØÓ Ò× ØÝÓ Ô Ò × × ×Ø Ð × ÝØ ÓÐÐ ÓÛ Ò Ø ÓÖ Ño Á × Ò Ö Ó ÒÚ Ö ÒØ ÓÖ Ð ÔÖÓ Ð ØÝ Ñ ×ÙÖ ÓÒ ¦ à ̧ Ø Ò Û Ø Ø Ü ÔØ ÓÒ Ó × Ø Ó 1Ñ ×ÙÖ Þ ÖÓ ÓÖ Ú ÖÝ Ô Ò È3⁄4 ¦ à ̧ Ò ÓÖ ÐÐ Ô 3⁄4 À ̧ Ð Ñ 1⁄2 1⁄2 Î ́ ́Ôμμ È3⁄4È Î ́È ́ ́Ôμμ ́ μ ́3⁄4o o1⁄2μ ́ Ñ ×ÙÖ × Ö Ó Ø ÒÒÓØ ÜÔÖ ×× × Ø ÔÓ× Ø Ú Ð Ò Ö ÓÑ 1 Ò Ø ÓÒ Ó ØÛÓ Ò Ú Ö ÒØ Ñ ×ÙÖ ×oμ Ì Ô Ò Ò× ØÝ ǼÃμÓ Ã Ò ÒÓÛ ¬Ò × Ø × ÙÔÖ ÑÙÑ Ó ́ μ ÓÖ ÐÐ Ö Ó ÒÚ Ö ÒØ Ñ ×ÙÖ × ÓÒ ¦ à o Ô Ò È3⁄4¦ Ã × ÓÔØ Ñ ÐÐÝ Ò× © 2004 by Chapman & Hall/CRC 43
o × ÌÓØ Ø Ö × Ò Ö Ó ÒÚ Ö ÒØ Ñ ×ÙÖ ×Ù Ø ØØ Ó Ö ØÓ È ÙÒ Ö × Ò× Ò Ø × ÙÔÔ ÓÖØ Ó Ò ̧ ÓÖ ÐÐ Ô 3⁄4 À ̧́ 3⁄4 o o 1⁄2 μ ÓÐ ×o ÁØ × × ÓÛÒ Ò Ê1⁄4¿ Ò Ê1⁄4 Ø Ø Ø Ö Ü ×Ø× Ò Ö Ó ÒÚ Ö ÒØ Ñ ×ÙÖ Û Ø ́ μ ǼÃμ Ò ×Ù × Ø Ó Ø ×ÙÔÔ ÓÖ Ø Ó Ó ÙÐÐ 1Ñ ×ÙÖ Ó ÓÔØ Ñ ÐÐÝ Ò× Ô Ò ×o ÓÛ Ò Ò Ê Ò Ô ÖÓÚ × Ú Ö Ð Ö × ÙÐØ× Ùר Ý Ò Ø Ø Ø × × ÛÓÖ Ð ÒÓØ ÓÒ Ó ÓÔØ Ñ Ð Ò× ØÝ Ò ÓÔØ Ñ ÐÐÝ Ò× Ô Ò ×o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø ¬Ò Ø ÓÒ× ÖÖÝ ÓÚ Ö Û Ø ÓÙØ ÒÝ Ò ØÓ ̧ Ò Ø Ö Ø Ý Ó Ò Û Ø Ø Ù×Ù Ð ÒÓØ ÓÒ× o Ì Ú ÒØ Ó Ø × ÔÖÓ Ð ×Ø ÔÔÖ Ó × Ø Ø Ø Ò Ð Ø× Ô Ø ÓÐÓ Ð Ô Ò × ×Ù × Ø Ü ÑÔÐ Ý ÓÖÓ Þ Ý o × ÓÖ Ô Ò × Ó ÐÐ×̧ Ø × × ÓÛÒ Ò Ê1⁄4¿ Ø Ø Ø Ö Ö ÓÒÐ Ý ÓÙÒØ ÐÝ Ñ ÒÝ Ö ÓÖ Û Ø Ö Ü ×Ø× Ò ÓÔØ Ñ ÐÐÝ Ò× Ô Ò Ó ÐÐ× Ó Ø Ú Ò Ö Ù× Ø Ø × Ô Ö Ó o 3⁄4o Æ Á À ÇÊË Ä ÇËË Ê Æ ÓÖ× ÌÛÓ Ñ Ñ Ö× Ó Ô Ò Û Ó× Ð Ó×ÙÖ × ÒØ Ö× Øo Æ ÛØÓ Ò ÒÙÑ Ö ǼÃμÓ Ó Ò Ú Ü Ó Ý Ã Ì Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó Ò ÓÖ× Ó Ã Ò ÐÐ Ô Ò × Û Ø ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔ × Ó Ão À Û Ö ÒÙÑ Ö À́ÃμÓ Ó Ò Ú Ü Ó Ý Ã Ì Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó Ò 1 ÓÖ× Ó Ã Ò ÐÐ Ô Ò × Û Ø ØÖ Ò×Ð Ø × Ó Ão Ò1Ò ÓÖ Ô Ò Ô Ò Ò Û Ñ Ñ Ö × Ü ØÐÝ Ò Ò ÓÖ×o Ò · 1Ò ÓÖ Ô Ò Ô Ò Ò Û Ñ Ñ Ö × Ø Ð ×Ø Ò Ò ÓÖ×o Ì Ð 3⁄4o o1⁄2 ÓÒØ Ò× Ø Ö ×ÙÐ Ø× ÒÓÛÒ ÓÙØ Æ ÛØÓÒ ÒÙÑ Ö× Ò À Û Ö ÒÙÑ Ö× ́× Ë ¿̧ à ¿ ̧ÌÐ ̧ÌÐ ̧ÌÐ ̧Ì Ð1⁄41⁄4 μo ÁØ × Ñ× Ø Ø Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ ÖÓ Ò ÓÖ× Ó ÓÒ Ó Ý Ò Ð ØØ Ô Ò Û Ø ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔ × Ó Ã × ÓÒ× Ö ÐÝ ×Ñ ÐÐ Ö Ø Ò À́Ãμo Ï Ð À́ μ × Ó ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð ÓÖ Ö Ó Ñ Ò ØÙ ̧ Ø ×Ø ÒÓÛÒ ÒÙÑ Ö Ó Ò ÓÖ× Ò Ð ØØ Ô Ò Û Ø Ó ÙÖ× Ò Ø ÖÒ ×1Ï ÐÐ Ð ØØ Ò × ḈÐÓ μ Ë ¿ o ÅÓÖ ÓÚ Ö̧ ÖÙ Ö × ÓÛ Ø Ø̧ Ò Ø × Ò× Ó Ö Ø ÓÖ ×̧ Ñ Óר ÓÒÚ Ü Ó × Ò Ú ÒÓ ÑÓÖ Ø Ò 3⁄4 3⁄4 Ò ÓÖ× Ò Ø Ö Ò× ×Ø Ð ØØ Ô Ò o Ì Ð Ø Ì Ð Ú Ü ÑÔÐ × Ó ÓÒÚ Ü Ó × Ò ÓÖ Û Ø « Ö Ò ØÛ Ò Ø À Û Ö ÒÙÑ Ö Ò Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó Ò ÓÖ× Ò Ð ØØ Ô Ò × 3⁄4 1⁄2 o ÐÓÒ ÐÓ ÓÒ× ØÖÙ Ø ¬Ò Ø ÐÐ Ô Ò Ò Ò Û ÐÐ × Ḉ Ô μ Ò ÓÖ× o ÔÖÓ Ð Ñ Ö Ð Ø ØÓ Ø Ø ÖÑ Ò Ø ÓÒ Ó Ø À Û Ö ÒÙÑ Ö ÓÒ ÖÒ× Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö ́à μÓ Ñ ÙØÙ ÐÐÝ ÒÓÒÓÚ ÖÐ ÔÔ Ò ØÖ Ò×Ð Ø × Ó × Ø Ã Ø Ø Ú ÓÑÑ ÓÒ ÔÓ ÒØo ÆÓ ÑÓÖ Ø Ò ÓÙÖ ÒÓÒÓÚ ÖÐ ÔÔ Ò ØÖ Ò×Ð Ø × Ó ØÓÔÓÐÓ Ð × Ò Ø ÔÐ Ò Ò × Ö ÔÓ ÒØ Ãà ̧ Û Ð ÓÖ ¿ Ø Ö Ö ×Ø ÖÐ Ó × Ò ÓÖ Û ́Ãμ × Ö ØÖ Ö ÐÝ Ð Ö o ÓÖ Ú Ò ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã̧ Ð Ø ǺÃμ ÒÓØ Ø Ñ Ü ÑÙÑ Ò ØÙÖ Ð ÒÙÑ Ö Û Ø Ø ÔÖÓÔ ÖØÝ Ø Ø Ò ǺÃμ1Ò ÓÖ Ô Ò Û Ø ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔ × Ó Ã Ü ×Ø× o ÓÖ Ò ǺÃμ̧ Ð Ø Ä́Ò Ãμ ÒÓØ Ø Ñ Ò ÑÙÑ Ö Ò Ð ØÝ ̧ Ò ̧ ÓÖ Ò ǺÃμ̧ Ð Ø ́Ò Ãμ ÒÓØ Ø Ñ Ò ÑÙÑ Ò× ØÝ ̧ Ó Ò Ò1Ò ÓÖ Ô Ò Û Ø ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔ × Ó Ão Ì ÕÙ ÒØ Ø × Å Ì ́à μ̧ Å · ́à μ̧ Å · Ì ́à μ̧ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 44
ÔØ Ö 3⁄4 È Ò Ò ÓÚ Ö Ò Ì Ä 3⁄4o o1⁄2 Æ Û ØÓÒ Ò À Û Ö ÒÙÑ Ö×o Ç Ã Ê ËÍÄ Ì ÍÌÀÇÊ ¿ ǼÃμ 1⁄2 3⁄4 Ë ÙØØ Ò Ú Ò Ö Ï Ö Ò ǼÃμ 3⁄4 ÅÙ× Ò ǼÃμ 3⁄4 1⁄4 Ä Ú Òר Ò Ç ÐÝÞ Ó Ò ËÐÓ Ò 3⁄4 ǼÃμ 1⁄2 1⁄4 Ä Ú Òר Ò Ç ÐÝÞ Ó Ò ËÐÓ Ò Ê ÙÐ Ö ØÖ Ò Ð ǼÃμ 1⁄2 3⁄4 ÓÖÓ Þ Ý ËÕÙ Ö ǼÃμ ÓÖÓ Þ Ý Ê ÙÐ Ö Ô ÒØ ÓÒ ǼÃμ Ä Ò ÖØ Ê ÙÐ Ö Ò1 ÓÒ ÓÖ Ò ǼÃμ ÓÖÓ Þ Ý Á ×Ó× Ð × ØÖ Ò Ð Û Ø × Ò Ð ǼÃμ 3⁄4 1⁄2 Ï Ò Ö ÓÒÚ Ü × Ó Ñ Ø Ö Ò Û Ø Û ǼÃμ ́ · 3⁄4 μ Û Äo × ÌÓØ ·Û ·3⁄4 È Ö ÐÐ ÐÓØ ÓÔ Ò À́Ãμ ¿ 1⁄2 À Û Ö Ì ØÖ ÖÓÒ À́Ãμ 1⁄2 Ì Ð Ø Ç Ø ÖÓÒ À́Ãμ 1⁄2 Ì Ð Ø ÓÒÚ Ü Ó Ý Ò À́Ãμ ¿ 1⁄2 À Û Ö ÓÒÚ Ü Ó Ý Ò À́Ãμ 3⁄4 1⁄4 Ì Ð Ø Ë ÑÔÐ Ü Ò À́Ãμ 1⁄2 1⁄2¿ Ó́ μ Ì Ð Ø ÓÑÔ Ø × Ø Ò Û Ø ÒǾ à Ãμ À́Ãμ 3⁄4 · ËÑ Ø Ä Ì ́Ò Ãμ̧ Ä · ́Ò Ãμ̧ Ä · Ì ́Ò Ãμ̧ Ì ́Ò Ãμ̧ · ́Ò Ãμ̧ Ò · Ì ́Ò Ãμ Ö ¬Ò Ò Ð1 Ó ÓÙ× ÐÝ o Çר ÖÖ Ö Ò Ä Ò ÖØ × ÓÛ ́× Ã ¿ μ Ø Ø ÓÖ ×ÑÓÓØ ÓÒÚ Ü × Ã Û Ú Ä́3⁄4 Ã μ ¿̧ Ä́¿ à μ ̧ Ä́ à μ ̧ Ò Ä́ à μ 1⁄2 o ÐÐ Ó Ø × Ò ÕÙ Ð Ø × Ö × ÖÔo Ï Ú Å · Ì ́Ãμ ¿ ÓÖ ÐÐ ÓÒÚ Ü × ×̧ Ò Ø Ö Ü ×Ø× 1Ò ÓÖ Ô Ò Ó Ò× ØÝ 1⁄4 Û Ø ØÖ Ò×Ð Ø × Ó ÒÝ ÓÒÚ Ü × o Ì Ö Ü ×Ø× 1 Ò ÓÖ Ô Ò Ó Ò× ØÝ 1⁄4 Û Ø ØÖ Ò×Ð Ø × Ó Ô Ö ÐÐ ÐÓ Ö Ņ̃ ÙØ Å ÔÖ ÓÚ ́× Ã ¿ μ Ø Ø · Ì ́ Ã μ ¿ Ò · Ì ́ à μ 1⁄2 3⁄4 Ó Ö ÚÖÝ Ã 3⁄4à ́ 3⁄4 μ Ø Ø × ÒÓØ Ô Ö ÐÐ ÐÓ Ö Ņ̃ Ò Ø Ø · Ì ́ à μ 1⁄2 Ò · Ì ́ Ã μ ¿ Ó Ö Ú ÖÝ Ã 3⁄4à £ ́ 3⁄4 μ Ø Ø × ÒÓØ Ô Ö ÐÐ ÐÓ Ö Ño Ì × Ó ÕÙ Ð ØÝ Ö Ø Ö Þ × ØÖ Ò Ð × Ò ÆÒ ÐÝ Ö ÙÐ Ö Ü ÓÒ×̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o ÓÖ Ò ØÓ Ö × ÙÐØ Ó Ú Ø Ð ́× Ã ¿ μ̧ · Ì ́ Èμ 1⁄2 1⁄2 1⁄2 ÓÖ Ô Ö ÐÐ ÐÓ Ö Ñ È o ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ Ó Ï Ò Ö ́× Ã ¿ × Ó Û× Ø Ø Ǻ ¿ μ Ò Ä́ ¿ μ 3⁄4 1⁄4̧ Û Ð Ã ÖØ ×Þ Ã Ö Ô Ö Ó Ú Ø Ø Ǻ ¿ μ o ÁØ × Ò ÓÔ Ò ÔÖÓ Ð Ñ Û Ø Ö Ò Ò1Ò ÓÖ ÓÖ Ò · 1Ò ÓÖ Ô Ò Ó ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ ÓÒ ÖÙ ÒØ ÐÐ× Ü ×Ø× ÓÖ Ò Ò Ò o ÓÖ · 1Ò ÓÖ Ô Ò × Û Ø ́ÒÓØ Ò ×× Ö ÐÝ ÕÙ Ðμ Ö Ð ×̧ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ò Ø ÓÖ Ñ Ó Ö ÒÝ̧ ÙÖ ̧ Ò È ́× Ã ¿ μ ÓÐ × ÁÒ · 1Ò ÓÖ Ô Ò Û Ø Ö Ð ×̧ Ø Ö ÐÐ Ö Ð × Ö ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÖ Ö 1 ØÖ Ö ÐÝ ×Ñ ÐÐ Ö Ð × Ó ÙÖo 3⁄4o Ë Ä Ì ÈÊÇ Ä ÅË ÇÆ Ä ÌÌÁ ÊÊ Æ Å ÆÌË ÁÒ Ø × × Ø ÓÒ Û × Ù× ×̧ ÖÓÑ Ø Ú ×Ø Ð Ø Ö ØÙÖ ÓÒ Ð ØØ ×̧ ×ÓÑ ×Ô Ð ÔÖÓ 1 Ð Ñ× ÓÒ ÖÒ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ÓÒÚ Ü Ó × Ò Û Ø Ö ×ØÖ Ø ÓÒ ØÓ Ð ØØ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× × ÙØÓÑ Ø ÐÐÝ ÑÔ Ó× Ý Ø Ò ØÙÖ Ó Ø ÔÖÓ Ð Ño © 2004 by Chapman & Hall/CRC 45
o × ÌÓØ Ä ÇËË Ê ÈÓ ÒØ1ØÖ ÔÔ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ ×Ù Ø Ø Ú ÖÝ ÓÑÔ ÓÒ ÒØ Ó Ø ÓÑ ÔÐ Ñ ÒØ Ó Ø ÙÒ ÓÒ Ó Ø Ñ Ñ Ö× Ó × ÓÙÒ o ÓÒÒ Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ ×Ù Ø Ø Ø ÙÒ ÓÒ Ó Ø Ñ Ñ1 Ö× Ó × ÓÒÒ Ø o 1 ÑÔ ×× Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ ×Ù Ø Ø ÚÖÝ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ­ Ø ÒØ Ö× Ø× Ø ÒØ Ö ÓÖ Ó Ñ Ñ Ö Ó o Ç Ú ÓÙ×Ð Ý ̧ Ô ÓÒ Ø1ØÖ ÔÔ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔ × Ó Ó Ý Ò Ö ØÖ Ö ÐÝ Ø Òo ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ Ö ÒÝ ̧ ÓÖÓ Þ Ý ̧ Å ̧ Ò È × Ó Û Ø Ø Ø Ò× ØÝ Ó ÔÓ ÒØ1ØÖ ÔÔ Ò Ð ØØ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó ÒÝ ÓÒÚ Ü Ó Ý Ò × Ö Ø Ö Ø Ò ÓÖ ÕÙ Ð ØÓ 1⁄2»3⁄4o ÓÖ ¿̧ ÕÙ Ð ØÝ × ØØ Ò ÓÒÐ Ý Ò Ø Ö Ó Ö ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô Ö ÐÐ ÐÓØÓÔ × ́× Ã ¿ μo Ð Ö ́× Ã ¿ μ × ÓÛ Ø Ø Ø Ñ Ò ÑÙÑ Ò× ØÝÓ ÔÓ ÒØ1ØÖ ÔÔ Ò Ð ØØ Ó ÙÒ Ø ÐÐ× Ò ¿ × ÕÙ Ð ØÓ ¿3⁄4 Õ ́ 1⁄2 3⁄4 · 1⁄2 1⁄43⁄4 Ô 1⁄2 μ 1⁄2 1⁄43⁄4 Ì ÜØÖ Ñ Ð ØØ × Ò Ö Ø Ý Ø Ö Ú ØÓÖ × Ó Ð Ò Ø 1⁄2 3⁄4 Ô · Ô 1⁄2 ̧ Ò ÝØ ÛÓÓ Û Ñ Ò Ò Ð Ó Ö Ó× Ô 1⁄2 1⁄2 1⁄43⁄41⁄2 Æ ÓÖ ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã̧ Ð Ø ́Ãμ ÒÓØ Ø Ñ Ò ÑÙÑ Ò× ØÝ Ó ÓÒÒ Ø Ð ØØ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó ÓÒ ÖÙ ÒØ Ó Ô ×Ó Ão ÓÖ Ò ØÓ Ø ÓÖ Ñ Ó ÖÓ Ñ Ö ́× Ã ¿ μ̧ 1⁄2 ́Ãμ 3⁄4 3⁄4 ́1⁄2 · 3⁄4μ ÓÖ Ã 3⁄4Ã Ì ÐÓÛ Ö ÓÙÒ × ØØ Ò Û Ò Ã × × ÑÔÐ Ü ÓÖ Ö Ó×× 1Ô ÓÐÝØÓÔ ̧ Ò Ø ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × ØØ Ò ÓÖ ÐÐo ÓÖ Ú Ò ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã Ò ̧Рر ́Ãμ ÒÓØ Ø Ò¬ÑÙÑ Ó Ø Ò× Ø × Ó ÐÐ 1 ÑÔ ×× Ð Ð ØØ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ÓÔ × Ó Ão Ç Ú ÓÙ× ÐÝ ̧ ± 1⁄4 ́Ãμ Ä ́à μo Ä Ø Ã ́ à Ãμ £ ÒÓØ Ø ÔÓÐ Ö Ó Ý Ó Ø « Ö Ò Ó Ý Ó Ão ØÛ Ò ± 1⁄2 ́Ãμ Ò Æ Ä ́à μÅ ́× Ã ¿ μ ÓÙÒ Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò × ÙÖÔÖ × Ò ÓÒÒ Ø ÓÒ ± 1⁄2 ́Ã μÆ Ä ́Ãμ 3⁄4 Î ́à μÎ ́Ãμ Ä ØØÐ × ÒÓÛ Ò ÓÙØ ± ́Ãμ ÓÖ 1⁄4 1⁄2o Ì Ú ÐÙ Ó ± 1⁄2 ́ ¿ μ × Ò Ø ÖÑ Ò Ö ÒØÐ Ý Ï o Ï Ú ± 1⁄2 ́ ¿ μ ¿3⁄4 1⁄4 ¿ Ò ÜØÖ Ñ Ð ØØ × Ò Ö Ø Ý Ø Ú ØÓÖ × ¿ ́1⁄2 1⁄2 1⁄4μ̧ ¿ ́1⁄4 1⁄2 1⁄2μ̧ Ò ¿ ́1⁄2 1⁄4 1⁄2μo 3⁄4o È ÃÁÆ Æ ÇÎ ÊÁÆ ÏÁÌÀ Ë ÉÍ Æ Ë Ç ÇÆÎ Ç Á Ë ÁÒ Ø × × Ø ÓÒ Û ÓÒ× Ö Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÔÖÓ Ð Ñ Ú Ò ÓÒÚ Ü × Ø Ã Ò × ÕÙ Ò Ó ÓÒÚ Ü Ó × Ò ̧ × Ø Ô Ó×× Ð ØÓ ¬Ò Ö ÑÓØ ÓÒ× ×Ù © 2004 by Chapman & Hall/CRC 46
ÔØ Ö 3⁄4 È Ò Ò ÓÚ Ö Ò Ø Ø ÓÚ Ö× Ã̧ ÓÖ ÓÖÑ × Ô Ò Ò Ã Á Ø Ö Ö ×Ù ÑÓØ ÓÒ× ̧ Ø Ò Û × Ý Ø Ø Ø × ÕÙ Ò Ô ÖÑ Ø× Ò ×ÓÑ ØÖ ÓÚ Ö Ò Ó Ã̧Ó Ö Ò ×ÓÑ ØÖ Ô Ò Ò Ã̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝo Á Ø Ö Ö ÒÓØ ÓÒÐ Ý Ö ÑÓØ ÓÒ× ÙØ Ú Ò ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ× ×Ó Ø Ø × ÓÚ Ö Ò Ó Ã̧ ÓÖ Ô Ò Ò Ã̧ Ø Ò Û × Ý Ø Ø Ô ÖÑ Ø× ØÖ Ò×Ð Ø Ú ÓÚ Ö Ò Ó Ã̧Ó Ö ØÖ Ò×Ð Ø Ú Ô Ò Ò Ã̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o Öר Û ÓÒ× Ö ØÖ Ò×Ð Ø Ú Ô Ò × Ò ÓÚ Ö Ò × Ó Ù × Ý × ÕÙ Ò × Ó ÓÜ ×o Ý ÓÜ Û Ñ Ò Ò ÓÖØ Ó ÓÒ Ð Ô Ö ÐÐ ÐÓØÓÔ Û Ó× × × Ö Ô Ö ÐÐ Ð ØÓ Ø ÓÓÖ Ò Ø Ü ×o Ï ÐØÁ ́×μ ÒÓØ Ù Ó × × Ò o ÖÓ Ñ Ö ́× ÖÓ μ ÔÖÓÚ Ø Ø × ÕÙ Ò Ó ÓÜ × Û Ó× Ð Ò Ø × Ö Ø ÑÓ× Ø 1⁄2 Ô ÖÑ Ø× ØÖ Ò×Ð Ø Ú Ó Ú Ö Ò Ó Á ́×μ Î ́ μ ́× ·1⁄2 μ 1⁄2 Ò Ø Ø Ø Ô ÖÑ Ø× ØÖ Ò×Ð Ø Ú Ô Ò Ò Á ́×μ Î ́ μ ́× 1⁄2μ × 1⁄2 × 3⁄4 ́́× 1⁄2μ 3⁄4 1⁄2μ ËÐ ØÐÝ × ØÖÓÒ Ö ÓÒ Ø ÓÒ× ́× Ä × μ Ù Ö ÒØ Ú Ò Ø Ü ×Ø Ò Ó ÓÒ1Ð Ò Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ Ø Ø ÖÑ Ò Ø ÓÒ Ó Ø ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ× o Ì × Ñ Ò× Ø Ø Ø Ø Ö1 Ñ Ò Ø ÓÒ Ó × × ÓÒÐ Ý ÓÒ Ò Ø ÔÖ Ú ÓÙ× ÐÝ ¬Ü × Ø× o Ï Ö ÐÐ ́× Ä × μ Ø Ø ØÓ ÒÝ Ó Ò Ú Ü Ó Ý Ã Ò Ø Ö Ü ×Ø ØÛÓ Ó Ü ×̧ × Ý É 1⁄2 Ò É 3⁄4 ̧ Û Ø Î ́É 1⁄2 μ 3⁄4 Î ́Ãμ Ò Î ́É 3⁄4 μ Î ́à μ̧ ×Ù Ø Ø É 1⁄2 Ã É 3⁄4 o ÁØ ÓÐ ÐÓÛ× ÑÑ Ø ÐÝ Ø Ø × × ÕÙ Ò Ó ÓÒÚ Ü Ó × Ò Û Ó× Ñ Ø Ö× Ö Ø ÑÓ× Ø 1⁄2 Ò Î ́ μ 1⁄2 3⁄4 ́́× ·1⁄2 μ 1⁄2μ Ø Ò Ô ÖÑ Ø× Ò ×ÓÑ ØÖ ÓÚ Ö Ò Ó Á ́×μ Ò Ø Ø Î ́ μ 1⁄2 ́× 1⁄2μ × 1⁄2 × 3⁄4 ́́× 1⁄2μ 3⁄4 1⁄2μ Ø Ò Ø Ô ÖÑ Ø× Ò ×ÓÑ ØÖ Ô Ò Ò Á ́×μo Ì × ÕÙ Ò Ó ÓÒÚ Ü Ó × × ÓÙÒ Ø × Ø Ó Ø Ñ Ø Ö× Ó Ø Ó × × ÓÙÒ o × ÙÖØ Ö ÓÒ× ÕÙ Ò × Ó Ø Ö ×ÙÐ Ø× ÓÚ Û Ñ ÒØ ÓÒ Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò o Á × ÓÙÒ × ÕÙ Ò Ó ÓÒÚ Ü Ó × ×Ù Ø Ø È Î ́ μ 1⁄2̧ Ø Ò Ø Ô ÖÑ Ø× Ò ×ÓÑ ØÖ ÓÚ Ö Ò Ó Û Ø Ò× ØÝ 1⁄2 3⁄4 Ò Ò ×ÓÑ ØÖ Ô Ò Ò Û Ø Ò× ØÝ 1⁄2 o ÅÓÖ ÓÚ Ö̧ ÐÐ Ø × Ø× Ö Ó Ü ×̧ Ø Ò Ô ÖÑ Ø× ØÖ Ò×Ð Ø Ú Ó Ú Ö Ò Ó Ò ØÖ Ò×Ð Ø Ú Ô Ò Ò Û Ø Ò× ØÝ1⁄2 o ÁÒ 3⁄4 ̧ Ò Ý ÓÙÒ × ÕÙ Ò Ó ÓÒÚ Ü × × Û Ø È ́ μ 1⁄2 Ô ÖÑ Ø× Ú Ò ØÖ Ò×Ð Ø Ú Ô Ò Ò ÓÚ Ö Ò Û Ø Ò× ØÝ 1⁄2 3⁄4 Ò 3⁄4̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o ÁØ × Ò ÓÔ Ò ÔÖÓ Ð Ñ Û Ø Ö ÓÖ 3⁄4 Ò Ý ÓÙÒ × ÕÙ Ò Ó ÓÒÚ Ü Ó × Ò Û Ø È Î ́ μ 1⁄2 Ô ÖÑ Ø× ØÖ Ò×Ð Ø Ú Ó Ú Ö Ò o Á Ø × ÕÙ Ò × ÙÒ ÓÙÒ ̧ Ø Ò Ø ÓÒ Ø ÓÒ È Î ́ μ 1⁄2 ÒÓ ÐÓÒ Ö ×ÙÆ × ÓÖ ØÓ Ô ÖÑ Ø Ú Ò Ò ×ÓÑ ØÖ ÓÚ Ö Ò Ó Ø ×Ô o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ × Ø Ö Ø Ò Ð Ó × Ð Ò Ø × Ò 1⁄2 3⁄4 ̧ Ø Ò È ́ μ 1⁄2 ÙØ Ó × ÒÓØ Ô ÖÑ Ø Ò ×ÓÑ ØÖ ÓÚ Ö Ò Ó 3⁄4 o Ì Ö × × ÑÔÐ Ö ×ÓÒ ÓÖ Ø ×̧ Û Ö Ò × Ù× ØÓ ÓÒ Ó Ø ÑÓר ÒØ Ö ×Ø Ò ØÓÔ × Ó Ø × ×Ù Ø̧ Ò Ñ ÐÝ Ì Ö× 3× ÔÐ Ò ÔÖÓ Ð Ño © 2004 by Chapman & Hall/CRC 47
o × ÌÓØ ÔÐ Ò × Ö ÓÒ ØÛ Ò ØÛÓ Ô Ö ÐÐ Ð ÝÔ ÖÔÐ Ò ×o Ì Ö× ÓÒ ØÙÖ Ø Ø ÓÒÚ Ü Ó Ý Ó Ñ Ò ÑÙÑ Û Ø Û × ÓÚ Ö Ý ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÔÐ Ò × Ò ̧Ø Ò Ø ×ÙÑ Ó Ø Û Ø × Ó Ø ÔÐ Ò × × Ø Ð ×Ø Ûo Ì Ö× 3× ÓÒ ØÙÖ Û × ¬Ö ר ÔÖ ÓÚ Ý Ò o Ò 3× Ø ÓÖ Ñ ÑÑ Ø ÐÝ ÑÔÐ × Ø Ø Ø × ÕÙ Ò Ó Ö Ø Ò Ð × ÓÚ Ó × ÒÓØ Ô ÖÑ Ø Ò ×ÓÑ ØÖ ÓÚ Ö Ò Ó 3⁄4 ̧ ÒÓØ Ú Ò Ó ́ 3⁄4 1⁄23⁄4 · ̄μ 3⁄4 o Ì Ö × Ò ÓÙÒØÓ Ø × ØÓÖÝ Ó Ì Ö× 3× ÔÐ Ò ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ø× Ò1 Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ò ÖÓ o ÁÒ × Ô Ô Ö̧ Ò × Û Ø Ö × Ø ÓÖ Ñ Ò Ò Ö Ð Þ ×Ó Ø Ø Ø Û Ø Ó ÔÐ Ò × Ñ ×ÙÖ Ö Ð Ø Ú ØÓ Ø Û Ø Ó Ø ÓÒÚ Ü Ó Ý Ò ÓÚ Ö ̧ Ò Ø Ö Ø ÓÒ ÒÓÖÑ Ð ØÓ Ø ÔÐ Ò o Ò 3× ÔÖÓ Ð Ñ × Ò ×ÓÐ Ú ÓÖ ÒØÖ ÐÐÝ ×ÝÑ Ñ ØÖ Ó × Ý ÐÐ Ð 1⁄2 o Ì × × × Ô ÖØ ÙÐ ÖÐÝ ÔÔ Ð Ò ÓÖÑÙÐ Ø ÓÒ Ò Ø ÖÑ× Ó ÒÓÖ Ñ ×Ô × Á Ø ÙÒ Ø ÐÐ Ò Ò ×Ô × ÓÚ Ö Ý ÓÙÒØ Ð ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÔÐ Ò ×̧ Ø Ò Ø ØÓØ Ð Û Ø Ó Ø ÔÐ Ò × × Ø Ð ×Ø 3⁄4o 3⁄4o ËÇÍÊ Ë Æ Ê Ä Ì Å Ì ÊÁ Ä ËÍÊÎ Ë Ì Ñ ÓÒÓ Ö Ô × 3⁄4̧Ê Ó ̧ ÓÒ Ö ÚÓØ ×ÓÐ ÐÝ ØÓ Ô Ò Ò ÓÚ Ö Ò Ð×Ó Ø ÓÓ × Ë ¿̧ 1⁄2̧ À ̧ ̧ Ä ̧È ̧ ÓÒ Ó Ò Ø Ò Ö × ÙÐØ× Ö Ð Ú ÒØØ ÓØ × ÔØ Öo Ø ÓÒ Ð Ñ Ø Ö Ð Ò Ð Ó Ö Ô Ý Ò ÓÙÒ Ò Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ×ÙÖ Ú Ý× Ö ̧ ¿̧ ̧ ̧ à ¿ ̧ à ¿ ̧ à 1⁄41⁄2̧ Û ̧ ÐÓ ̧ Ð Ó1⁄43⁄4̧ Ï ¿̧ ÖÓ ̧ ÖÙ ̧ ÅÈ ¿̧Ë o Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö ¿ Ì Ð Ò × ÔØ Ö Ä ØØ ÔÓ ÒØ× Ò Ð ØØ Ô ÓÐÝØÓÔ × ÔØ Ö 1⁄2¿ ÓÑ ØÖ × Ö Ô Ò Ý Ø ÓÖÝ Ò ÙÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒ ÔØ Ö 1⁄2 ËÝÑ Ñ ØÖÝ Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ÔÓÐÝ Ö ÔØ Ö 3⁄41⁄2 ÈÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô× ÔØ Ö 1⁄2 ËÔ Ö Ô Ò Ò Ó Ò Ø ÓÖÝ ÔØ Ö 3⁄4 Ö Ýר Ð× Ò ÕÙ × ÖÝ× Ø Ð× Ê Ê Æ Ë ÐÓ Æo ÐÓÒ o È Ò × Û Ø Ð Ö Ñ Ò ÑÙÑ ×× Ò ÒÙÑ Ö×o × Ö Ø Å Ø o̧ 1⁄2 3⁄4 ß3⁄4 1⁄2̧ 1⁄2 o Ð 1⁄2 Ão ÐÐo Ì ÔÐ Ò ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ ×Ý ÑÑ ØÖ Ó ×o ÁÒÚ ÒØo Å Ø o̧ 1⁄21⁄4 ¿ ß ¿̧ 1⁄2 1⁄2o Ö oÈ o Ö Ò Ó Ú× o È Ò ×̧ ÓÚ Ö Ò ×̧ Ô ÖØ Ø ÓÒ Ò × Ò ÖØ Ò ÓØ Ö ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò ×Ô × Û Ø ÓÒ ×Ø ÒØ Ù Ö Ú ØÙÖ ́ÊÙ ×× Òμo ÁØÓ Æ Ù Ë Öo Å Øo ́ Ð Ö ̧ ÌÓÔÓÐÓ Ý ̧ ÓÑ ØÖ Ý μ̧ 1⁄2 1⁄2 ß3⁄43⁄4 ̧ 1⁄2 o ÌÖ Ò×Ð Ø Ò ÈÖÓ Öo Å Ø o̧ 3⁄41⁄4 ß3⁄4 ¿̧ 1⁄2 1⁄2o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 48
ÔØ Ö 3⁄4 È Ò Ò ÓÚ Ö Ò Þ ¿ Ão Þ o À Û Ö1Ä Ú 3× ÓÚ Ö Ò ÔÖÓ Ð Ñ Ö Ú × Ø o ÁÒ Âo È ̧ ØÓÖ̧ Æ Û ÌÖ Ò × Ò × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ Ø ÖÝ̧ Ô × 1⁄2 ß3⁄4¿¿o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 ¿o Þ o Þ o Ö Ñ Ö ÓÒ Ø Ô Ò Ò× ØÝ Ò Ø ¿1×Ô o ÁÒ Ão ÓÖÓ Þ Ý Ò o × ÌÓØ ̧ ØÓÖ×̧ ÁÒ ØÙ Ø Ú ÓÑ ØÖÝ̧Ú ÓÐ ÙÑ ¿ Ó ÓÐ ÐÓÕo Å Ø o ËÓ o  ÒÓ× ÓÐÝ ̧ Ô × 1⁄2 ß3⁄43⁄4o ÆÓÖØ 1ÀÓÐÐ Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o Þ1⁄43⁄4 Ão Þ o ÁÑÔÖÓÚ Ò ÊÓ Ö×3 ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÖ Ø Ò× ØÝ Ó ÙÒ Ø ÐÐ Ô Ò × Ú ×Ø Ñ Ø Ò Ø ×ÙÖ Ö Ó Î ÓÖÓÒÓ ÐÐ× ÖÓÑ ÐÓÛ Ò Ù Ð Ò 1×Ô ÓÖ ÐÐ o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄4 ß1⁄21⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o À Ío Ø Ò Åo À Ò o Ò Ø Ô Ò × Ó ×Ô Ö ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2 1⁄2 ß 3⁄43⁄4 ̧ 1⁄2 o À1⁄41⁄4 Ío Ø Ò Åo À Ò o Ò× ×Ø Ð ØØ Ô Ò × Ó ¿1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ÓÑÔÙØo ÓÑo Ì ÓÖÝ Ô ÔÐo̧ 1⁄2 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o ÀÏ Ío Ø ̧ Åo À Ò ̧ Ò ÂoÅo Ï ÐÐ ×o Ò Ø Ò Ò¬Ò Ø Ô Ò ×o Âo Ê Ò Ò Ûo Å Ø o̧ ¿ 1⁄2 ß1⁄2 1⁄2̧ 1⁄2 o Ãà o Þ ̧ Ão ÃÙÔ Ö Ö ̧ Ò Ïo ÃÙÔ Ö Ö o ÅÙ ØÙ ÐÐÝ ÓÒØ Ù ÓÙ× Ò ÓÒ ÙÖÖ ÒØ ØÖ Ò×Ð Ø × Ó ÔÐ Ò × o Ù Å Ø o Âo̧ 1⁄2 ß¿1⁄2̧ 1⁄2 o ÃÅ 1⁄2 o Þ ̧ Ïo ÃÙÔ Ö Ö ̧ Ò o Å ̧ ÂÖo Å Ü ÑÙÑ Ò× ØÝ ×Ô Ô Ò × Û Ø Ô Ö ÐÐ Ð ×ØÖ Ò × Ó ÐÐ ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 3⁄4 ß3⁄4 ¿̧ 1⁄2 1⁄2o ÓÖ Ão ÓÖÓ Þ Ý̧ ÂÖo Ò Ø È Ò Ò ÓÚ Ö Ò o Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ ØÓ ÔÔ Öo ÓÛ 1⁄4¿ Äo ÓÛ Òo ÇÒ Ø Ü ×Ø Ò Ó ÓÑ ÔÐ Ø ÐÝ × ØÙÖ Ø Ô Ò × Ò ÓÑ ÔÐ Ø ÐÝ Ö Ù ÓÚ Ö Ò ×o ÓÑo Ø ̧ 3⁄41⁄21⁄2ß3⁄43⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o Ê1⁄4¿ Äo ÓÛ Ò Ò o Ê Òo Ò× ×Ø Ô Ò Ó ÕÙ Ð ×Ô Ö × Ò ÝÔ Ö ÓÐ ×Ô o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 3⁄4 3⁄4¿ß¿ ̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o Ê1⁄4 Äo ÓÛ Ò Ò o Ê Òo ÇÔØ Ñ ÐÐÝ Ò× Ô Ò × Ó ÝÔ Ö ÓÐ ×Ô o ÓÑo Ø ̧ ØÓ ÔÔ Öo Ï ÊoÈ o Ñ Ò o o ÏÓÓ ×o ÇÒ ÔÖÓ Ð Ñ Ó o × ÌÓØ o ÈÖÓ o ÁÒ Ò o Ë o Å Ø o Ë o̧ 1⁄21⁄4 1⁄2¿ ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o 1⁄4¿ Ào Ó Ò Ò Æo Ð ×o Æ Û ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × ÓÒ ×Ô Ö Ô Ò × Áo ÒÒo Ó Å Ø o̧ 1⁄2 ß 1⁄2 ̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o 1⁄2 ÀoÌ o ÖÓ Ø̧ Ão Âo Ð ÓÒ Ö̧ Ò Êo Ão ÙÝ o ÍÒ×ÓÐÚ È Ö Ó Ð Ñ× Ò ÓÑ Ø ÖÝo ËÔÖ Ò Ö1 Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 1⁄2o Ó 1⁄43⁄4 Ào Ó Òo Æ Û ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × ÓÒ ×Ô Ö Ô Ò × ÁÁo ÓÑo ÌÓÔÓÐo̧ ¿3⁄4 ß¿ ¿̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o Ë ¿ Âo Ào ÓÒÛ Ý Ò Æo o o ËÐÓ Ò o ËÔ Ö È Ò ×̧ Ä ØØ × Ò ÖÓÙÔ×̧ 3⁄4Ò Ø ÓÒo ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 ¿o ÄÊ 3⁄4 È o o ÓÝÐ ̧ Âo o Ä Ö ×̧ Ò o Ê Ò ÐÐo Ë Ð 1Ô Ò Ó ÒØÖ ÐÐÝ ×ÝÑ ÑÑ ØÖ ÓÒÚ Ü × × Ò Ê 3⁄4 o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 3⁄4o À È o Ö Ó×̧ È oÅo ÖÙ Ö̧ Ò Âo À ÑÑ Öo Ä ØØ ÈÓ ÒØ ×o ÆÙÑ Ö ¿ Ó È ØÑ Ò ÅÓÒÓ1 Ö Ô ×o ÄÓÒ Ñ Ò Ë ÒØ ¬ »Ï Ð Ý ̧ÆÛ ÓÖ ̧ 1⁄2 o Äo × ÌÓØ o Ê ÙÐ Ö ÙÖ ×o È Ö Ñ ÓÒ̧ ÇÜ ÓÖ ̧ 1⁄2 o 3⁄4 Äo × ÌÓØ o Ä ÖÙÒ Ò Ò Ö Ò Ù Ö ÃÙ Ð ÙÒ Ñ Ê ÙŅ̃ 3⁄4Ò Ø ÓÒo ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 3⁄4o ¿ o × ÌÓØ o Æ Û Ö ×ÙÐ Ø× Ò Ø Ø ÓÖÝ Ó Ô Ò Ò ÓÚ Ö Ò o ÁÒ È oÅo ÖÙ Ö Ò Âo Åo Ï ÐÐ ×̧ ØÓÖ×̧ ÓÒÚ Ü ØÝ Ò ÁØ× ÔÔÐ Ø ÓÒ×̧ Ô × ¿1⁄2 ß¿ o Ö Ù× Ö̧ × Ð̧ 1⁄2 ¿o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 49
1⁄4 o × ÌÓØ Äo × ÌÓØ o Ò× ØÝ ÓÙÒ × ÓÖ Ô Ò Ò ÓÚ Ö Ò Û Ø ÓÒÚ Ü × ×o ÜÔÓ× Ø ÓÒo Å Ø o̧ 3⁄4 1⁄2¿1⁄2ß1⁄2 ¿̧ 1⁄2 o o × ÌÓØ o Ò× ×Ø Ô Ò × Ó ØÝÔ Ð ÓÒÚ Ü × Ø× Ö ÒÓØ Ð ØØ 1Ð o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 1⁄2 1⁄2ß ̧ 1⁄2 o o × ÌÓØ o Ê ÒØ ÈÖÓ Ö ×× ÓÒ Ô Ò Ò ÓÚ Ö Ò o ÁÒ o Þ ÐÐ ̧ Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ Ò Êo ÈÓÐ Ð ̧ ØÓÖ×̧ Ú Ò × Ò × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ ̧Ú ÓÐ ÙÑ 3⁄43⁄4¿ Ó ÓÒØ ÑÔo Å Ø o̧ Ô × 1⁄2 ß1⁄2 3⁄4o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 o Ö ËoÈ o Ö Ù ×ÓÒo ËÔ Ö Ô Ò × Îo Ö Ú Ñ Ø oÅ » 1⁄21⁄21⁄4 o Û Äo Ûo ÅÙ ÐØ ÔÐ Ô Ò Ó ×Ô Ö × × Ù Ö Ú ÝoÁ Ò ÈÖÓ o ÓÐÐÓÕÙ ÙÑ ÓÒÚ Ü ØÝ ́ ÓÔ Ò1 Ò 1⁄2 μ̧ Ô × ß ¿o Ã Ò ÚÒ× ÍÒ Úo Å Øo ÁÒ ×Øo̧ 1⁄2 o À1⁄41⁄4 o ÐÓÖ Ò Ò o À ÔÔ ×o ËÓÐ ÓÚ Ö Ò × Ó Ø Ù Ð Ò ÔÐ Ò Û Ø Ò ÓÒ ÖÙ ÒØ Ö Ð ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄4¿ 3⁄43⁄4 ß3⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o À ËoÈ o Ö Ù×ÓÒ Ò Ìo o À Ð ×o ÓÖÑÙÐ Ø ÓÒ Ó Ø Ã ÔÐ Ö ÓÒ ØÙÖ o Ö Ú Ñ Ø oÅ » 1⁄21⁄21⁄4 3⁄4o à ¿ o × ÌÓØ Ò Ïo ÃÙÔ Ö Ö o Ð Ð Ø3× Ò× ØÝ ÓÙÒ Ö Ú × Ø o Å Ø o ÒÒ o̧ 3⁄4 3⁄41⁄2ß 3⁄4 ̧ 1⁄2 ¿o à ¿ o × ÌÓØ Ò Ïo ÃÙÔ Ö Ö o È Ò Ò ÓÚ Ö Ò Û Ø ÓÒÚ Ü × Ø×o ÁÒ È oÅo ÖÙ Ö Ò Âo Åo Ï Ð Ð×̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÒÚ Ü ÓÑ Ø ÖÝ̧ Ô × ß 1⁄4o ÆÓÖØ 1 ÀÓÐÐ Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 ¿o à ¿ o × ÌÓØ Ò Ïo ÃÙÔ Ö Ö o Ê ÒØ Ö ×Ù ÐØ× Ò Ø Ø ÓÖÝ Ó Ô Ò Ò ÓÚ Ö Ò o ÁÒ Âo È ̧ ØÓÖ̧ Æ Û Ì Ö Ò × Ò × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ Ø ÖÝ̧ Ô × 3⁄4 1⁄2ß 3⁄4 o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 ¿o à o × ÌÓØ Ò Ïo ÃÙÔ Ö Ö o Ì Ò Ò ÓÒ1Ð ØØ ÓÚ Ö Ò Û Ø Ò ÆÒ Ñ Ó ×ØÖ ØÐÝ ÓÒÚ Ü Ó Ýo Å Ø Ñ Ø ̧ 3⁄4 3⁄4¿ ß3⁄4 1⁄4̧ 1⁄2 o Ã1⁄41⁄2 o × ÌÓØ Ò Ïo ÃÙÔ Ö Ö o ËÔ Ö Ô Ò o ÁÒ ÊÓ ÖØ o ÅÝ Ö×̧ ØÓÖ̧ Ò Ý1 ÐÓÔ Ó È Ý× Ð Ë Ò × Ò Ì Ò ÓÐÓ Ý̧ ¿Ö Ø ÓÒ̧ Î ÓÐ ÙÑ 1⁄2 ̧ Ô × ß o Ñ ÈÖ ××̧ Æ Û ÓÖ ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ãà o × ÌÓØ ̧ o ÃÙÔ Ö Ö ̧ Ò Ïo ÃÙÔ Ö Ö o À ÐÝ × ØÙÖ Ø Ô Ò × Ò Ö Ù ÓÚ Ö Ò ×o ÅÓÒ Ø× o Å Ø o̧ 1⁄23⁄4 1⁄23⁄4 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o ÐÓ o ÐÓÖ Òo È Ò Ò ÓÚ Ö Ò Û Ø ÓÒÚ Ü × ×o ÁÒ Ão ÓÖÓ Þ Ý Ò o × ÌÓØ ̧ ØÓÖ×̧ ÁÒØ Ù Ø Ú ÓÑ ØÖÝ ́Ë Ó Ó ̧ 1⁄2 μ̧Ú ÓÐÙ Ñ Ó ÓÐ ÐÓÕo Å Ø o ËÓ o  ÒÓ× ÓÐÝ ̧ Ô × 1⁄2 1⁄2ß3⁄41⁄4 o ÆÓÖØ 1ÀÓÐÐ Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o Ð Ó1⁄41⁄4 o ÐÓÖ Òo Ò Ò¬Ò Ø × Ø Ó ×ÓÐ Ô Ò × ÓÒ Ø ×Ô Ö o Çר ÖÖ o o Ï ××o Å Ø o1Æ Ø ÙÖo ÃÐo Ë ØÞ ÙÒ × Öo ÁÁ̧ 3⁄41⁄4 ß ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o Ð Ó1⁄41⁄2 o ÐÓÖ Òo È Ò Ó Ò ÓÒ ÖÙ ÒØ Ö Ð × ÓÒ ×Ô Ö o ÅÓÒ Ø× o Å Ø o̧ 1⁄2¿¿ 1⁄21⁄21⁄2ß1⁄23⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ð Ó1⁄43⁄4 o ÐÓÖ Òo ËÓÑ Ö ÒØ Ö ×ÙÐ Ø× Ò × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ o Ê Ò o Ö o Å Øo È Ð ÖÑÓ ́3⁄4μ ËÙ ÔÔ Ðo̧ 1⁄4̧ Ô ÖØ 1⁄2 3⁄4 ß¿1⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o Ó o Ó ÓÖo Ì Ò× ×Ø Ô Ò Ó 1⁄2 ÓÒ ÖÙ ÒØ Ö Ð × Ò Ö Ð o ÓÑo Ø ̧ 1⁄2¿ ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ó 1⁄41⁄4 o Ó ÓÖo Ì Ò× ×Ø Ô Ò Ó 1⁄23⁄4 ÓÒ ÖÙ ÒØ Ö Ð × Ò Ö Ð o ØÖ Ð Ö ÓÑ o̧ 1⁄2 1⁄41⁄2ß 1⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o Ó o Ó ÓÖo Ì Ò× ×Ø Ô Ò Ó 1⁄2¿ ÓÒ ÖÙ ÒØ Ö Ð × Ò Ö Ð o ØÖ Ð Ö ÓÑ o̧ ØÓ ÔÔ Öo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 50
ÔØ Ö 3⁄4 È Ò Ò ÓÚ Ö Ò 1⁄2 o × ÌÓØ Ò Ìo Ñ¬Ö × Ùo ÓÖ Ñ Óר ÓÒÚ Ü × × Ø ÒÒ ×Ø ÓÚ Ö Ò × ÒÓØ Ð ØØ 1 Ð o ÁÒ Ão ÓÖÓ Þ Ý Ò o × ÌÓØ ̧ ØÓÖ×̧ ÁÒØ Ù Ø Ú ÓÑ ØÖÝ̧Ú ÓÐ ÙÑ ¿ Ó ÓÐÐÓÕo Å Ø o ËÓ o  ÒÓ× ÓÐÝ ̧ Ô × 1⁄21⁄4 ß1⁄21⁄4 o ÆÓÖØ 1ÀÓÐ Ð Ò ̧ Ñר Ö Ñ»Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o Ä È oÅo ÖÙ Ö Ò o o Ä Ö Ö Öo ÓÑ ØÖÝ Ó ÆÙÑ Ö×o Ð× Ú Ö̧ ÆÓÖØ 1ÀÓÐ Ð Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o ÖÓ Ào ÖÓ Ñ Öo ÓÚ Ö Ò × Ò Ô Ò × Ý × ÕÙ Ò × Ó ÓÒÚ Ü × Ø×o ÁÒ Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ o ÄÙØÛ ̧ Âo Å Ð Ú Ø ̧ Ò Êo ÈÓÐ Ð ̧ ØÓÖ×̧ × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ Ò ÓÒÚ Ü ØÝ̧ ÚÓÐ ÙÑ 1⁄4 Ó ÒÒo Æ Û ÓÖ o Ë o̧ Ô × 3⁄4 3⁄4ß3⁄4 o 1⁄2 o ÖÙ È oÅo ÖÙ Öo ÓÑ ØÖÝ Ó ÒÙÑ Ö×o ÁÒ Âo ÌÓÐ Ò Â oÅo Ï Ð Ð×̧ ØÓÖ×̧ ÓÒØÖ ÙØ ÓÒ× ØÓ ÓÑ Ø ÖÝ̧ ÈÖÓ o ÓÑo ËÝÑÔo ́Ë Ò̧ 1⁄2 μ̧ Ô × 1⁄2 ß3⁄43⁄4 o Ö Ù× Ö̧ × Ð̧ 1⁄2 o Ï ¿ È o Ö ØÞÑ ÒÒ Ò Âo Åo Ï ÐÐ ×o Ò Ø Ô Ò Ò ÓÚ Ö Ò o ÁÒ È oÅo ÖÙ Ö Ò Â oÅo Ï ÐÐ ×̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖÝ ̧ Ô × 1⁄2ß o ÆÓÖØ 1ÀÓÐ Ð Ò ̧ Ñר Ö1 Ņ̃ 1⁄2 ¿o À Ð 3⁄4 Ìo o À Ð ×o Ì ×Ô Ö Ô Ò ÔÖÓ Ð Ño Âo ÓÑÔÙØo ÔÔ Ðo Å Ø o̧ 1⁄2ß ̧ 1⁄2 3⁄4o À Ð ¿ Ìo o À Ð ×o Ê Ñ Ö × ÓÒ Ø Ò× ØÝ Ó ×Ô Ö Ô Ò × Ò Ø Ö Ñ Ò× ÓÒ ×o ÓÑ Ò 1 ØÓÖ ̧ 1⁄2¿ 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 ¿o À Ð Ìo o À Ð ×o ËÔ Ö Ô Ò × Áo × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 1⁄2 1⁄2ß 1⁄2̧ 1⁄2 o À Ð Ìo o À Ð ×o ËÔ Ö Ô Ò × ÁÁo × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2 1⁄2¿ ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o À Ð1⁄41⁄4 Ìo o À Ð ×o Ò ÒÓÒ ÐÐ× Ò ÓÒ Ý ÓÑ ×o ÆÓØ × Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄4ß ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o À Ð1⁄4¿ Ìo o À Ð ×o ËÓÑ Ð ÓÖ Ø Ñ× Ö × Ò Ò Ø ÔÖÓ Ó Ó Ø Ã ÔÐ Ö ÓÒ ØÙÖ o ÁÒ o ÖÓÒ ÓÚ̧ Ëo ×Ù̧ Âo È ̧ Ò Åo Ë Ö Ö̧ ØÓÖ×̧ × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ Ì ÓÓ Ñ Ò1ÈÓÐÐ ×Ø× Ö Ø̧ Ô × ß 1⁄4 o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o À Ð Ìo o À Ð ×o Ò ÓÚ ÖÚ Û Ó Ø Ã ÔÐ Ö ÓÒ ØÙÖ o Ö Ú Ñ Ø oÅ » 1⁄21⁄21⁄4 1⁄2o À Ð Ìo o À Ð ×o ËÔ Ö Ô Ò × ÁÁÁo Ö Ú Ñ Ø oÅ » 1⁄21⁄21⁄4 o À Ð Ìo o À Ð ×o ËÔ Ö Ô Ò × ÁÎo ÈÖ ÔÖ ÒØ̧ Ö Ú Ñ Ø oÅ » 1⁄21⁄21⁄4 o À Ð Ìo o À Ð ×o Ì Ã ÔÐ Ö ÓÒ ØÙÖ o Ö Ú Ñ Ø oÅ » 1⁄21⁄21⁄4 o ÀÅ o À ÔÔ × Ò Âo oÅo Å Ð ×× Òo ÓÚ Ö Ò Ö Ø Ò Ð Û Ø ÕÙ Ð Ö Ð ×o È Ö Ó o Å Ø o ÀÙÒ Öo̧ ¿ ¿ß ̧ 1⁄2 o À× ¿ Ïo1 o À× Ò o ÇÒ Ø ×Ô Ö Ô Ò ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ø ÔÖÓÓ Ó Ã ÔÐ Ö3× ÓÒ ØÙÖ o ÁÒØ ÖÒ Øo Âo Å Ø o̧ ¿ ¿ ß ¿1⁄2̧ 1⁄2 ¿o À× 1⁄41⁄2 Ïo1 o À× Ò o Ä ×Ø Ø ÓÒ ÈÖ Ò ÔÐ Ó ÖÝ ×Ø Ð ÓÖÑ Ø ÓÒ Ó Ò× È Ò ÌÝÔ Ò Ã ÔÐ Ö3× ÓÒ ØÙÖ ̧ Î ÓÐÙ Ñ ¿ Ó Æ Ò ÌÖ Ø× Ò Å Ø Ñ Ø ×o Ï ÓÖÐ Ë ÒØ ¬ ̧ Ë Ò ÔÓÖ ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o ÀËË Êo Ào À Ö Ò̧ Æo o o ËÐÓ Ò ̧ Ò Ïo o ËÑ Ø o ËÔ Ö Ð Ó ×o ÁÒ ÔÖ Ô Ö Ø ÓÒo Á×Ñ o Á×Ñ Ð × Ùo ÓÚ Ö Ò Ø ÔÐ Ò Û Ø ÓÔ × Ó ÓÒÚ Ü × o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄41⁄4 3⁄4 1⁄2ß3⁄4 ¿̧ 1⁄2 o Ã Ö o Ã ÖØ ×Þo Æ Ò ÔÓ ÒØ× ÓÒ Ø Ñ ×Ô Ö o ÁÒ Ão ÓÖÓ Þ Ý Ò o × ÌÓØ ̧ ØÓÖ×̧ ÁÒØ Ù Ø Ú ÓÑ Ø ÖÝ̧ ÚÓÐ ÙÑ ¿ Ó ÓÐÐÓÕo Å Ø o ËÓ o  ÒÓ× ÓÐÝ ̧ Ô × 1⁄2 ß1⁄2 o ÆÓÖØ 1ÀÓÐ Ð Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o Ãà ¿ Âo Ã Ò Ò o à Рo ÓÙ ÒØ Ö Ü ÑÔÐ ØÓ ÓÖ×Ù 3× ÓÒ ØÙÖ o ÙÐ Ðo Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 3⁄4 1⁄4ß 3⁄4̧ 1⁄2 ¿o ÃÖÓ ¿ Ëo ÃÖÓØÓ×ÞÝÒ × o ÓÚ Ö Ò × Û Ø ×Ñ ÐÐ Ö × ×o ËØÙ Ë o Å Ø o ÀÙÒ Öo̧ 3⁄4 3⁄4 1⁄2ß 3⁄4 ¿̧ 1⁄2 ¿o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 51
3⁄4 o × ÌÓØ ÃÙ Ô1⁄41⁄4 o ÃÙÔ Ö Ö o ÆÓØ ÓÒ× Ó Ò× Ò ××o ÓÑo ÌÓ ÔÓÐo̧ 3⁄4 ß3⁄4 3⁄4̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o Ä 1⁄43⁄4 Âo o Ä Ö ×o ÓÙÒ × ÓÖ ÐÓ Ð Ò× ØÝ Ó ×Ô Ö Ô Ò × Ò Ø Ã ÔÐ Ö ÓÒ ØÙÖ o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 3⁄4 1⁄2 ß1⁄2 ¿̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o Ä × Åo Ä ×× o ×Ù ÖÚ Ý Ó Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ ÓÒ 1Ð Ò Ô Ò Ò ÓÚ Ö Ò Ý × ÕÙ Ò × Ó ÓÒÚ Ü Ó ×o ÁÒ Áo Ö ÒÝ Ò Ão ÓÖÓ Þ Ý̧ ØÓÖ×̧ ÁÒ ØÙ Ø Ú ÓÑ ØÖÝ̧Ú ÓÐÙÑ Ó ÓÐÝ ËÓ o Å Ø o ËØÙ ×̧ Ô × 1⁄23⁄4 ß1⁄2 o  ÒÓ× ÓÐÝ Å Ø o ËÓ o̧ Ù Ô ×Ø̧ 1⁄2 o Å Ð ¿ Âo oÅo Å Ð ×× Òo Ò× ×Ø Ô Ò × Ó ÓÒ ÖÙ ÒØ Ö Ð × Ò Ò ÕÙ Ð Ø Ö Ð ØÖ Ò Ð o Ñ Öo Å Ø o ÅÓÒØ ÐÝ̧ 1⁄21⁄41⁄4 1⁄2 ß 3⁄4 ̧ 1⁄2 ¿o Å Ð Âo oÅo Å Ð ×× Òo Ò× ×Ø Ô Ò × Ó Ð Ú Ò ÓÒ ÖÙ ÒØ Ö Ð × Ò Ö Ð o ÓÑo 1 Ø ̧ 1⁄4 1⁄2 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o Å Ð Âo oÅo Å Ð ×× Òo ÄÓ Ó× ×Ø Ö Ð ÓÚ Ö Ò × Ó Ò ÕÙ Ð Ø Ö Ð ØÖ Ò Ð o Å Ø o Å o̧ 1⁄4 1⁄21⁄2 ß 1⁄23⁄4 ̧ 1⁄2 o ÅÈ ¿ Ïo ÅÓ× Ö Ò Âo È o Ê × Ö ÔÖÓ Ð Ñ× Ò × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ o Ê Ô ÓÖØ ¿1¿3⁄4̧ ÁÅ Ȩ̈ ÊÙØ Ö×̧ Æ Û ÖÙ Ò×Û ̧ 1⁄2 ¿o ÅÙ ¿ oÂo ÅÙ Öo Ò Û ÓÙÒ ÓÒ Ø ÐÓ Ð Ò× ØÝ Ó ×Ô Ö Ô Ò ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 1⁄21⁄4 ¿ 1⁄2ß¿ ̧ 1⁄2 ¿o È Âo È Ò È oÃo ÖÛ Ðo ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÑ ØÖÝ o Ï Ð Ý ̧ÆÛ ÓÖ ̧ 1⁄2 o È Êo È ÖØo Ø ×Ø È ÙÒ ÚÓÒ Ð Ò ÃÖ × Ò Ò Ò Ñ ÉÙ Ö Øo Ð Ño Å Ø o̧ 1⁄2 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o ÊÓ o o ÊÓ Ö×o È Ò Ò ÓÚ Ö Ò o Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ Ñ Ö ̧ 1⁄2 o Ë Ìo Äo Ë ØÝ Ò Âo Åo Ð Ü Ò Öo ÇÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ Ò Ø ÓÑ ØÖÝ Ó ÒÙÑ Ö× Ô Ò Ò ÓÚ Ö Ò o ËÁ Å Ê Úo̧ 1⁄2 ß 1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ë È oË Ñ ØØo Ò Ô Ö Ó Ô ÖÓØÓØ Ð Ò ×Ô o 1⁄2 o ÈÖ ÔÖ ÒØo Ë 1⁄2 È oË Ñ ØØo × × Û Ø ×Ô Ð Ô ÖÓÔ ÖØ × Ó Ò× ×Ø Ô Ò ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 1⁄4̧ 1⁄2 1⁄2o Ë Âo Ë Öo Ì Ò× ×Ø Ô Ò Ó Ø Ò ÓÒ ÖÙ ÒØ ×Ô Ö × Ò Ù o ÁÒ Ão ÓÖÓ Þ Ý Ò o × ÌÓØ ̧ ØÓÖ×̧ ÁÒ ØÙ Ø Ú ÓÑ ØÖÝ̧Ú ÓÐÙÑ ¿ Ó ÓÐ ÐÓÕo Å Ø o ËÓ o  ÒÓ× ÓÐÝ ̧ Ô × 1⁄4¿ß 3⁄4 o ÆÓÖØ 1ÀÓÐÐ Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o Ì Ð Áo Ì Ð Ø o ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÓÖ Ø ØÖ Ò×Ð Ø Ú ×× Ò ÒÙÑ Ö× Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü Ó ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2 ß ̧ 1⁄2 o Ì Ð Áo Ì Ð Ø o ÇÒ Ð ÑÑ Ó Å Ò ÓÛ× o È Ö Ó o Å Ø o ÀÙÒ Öo̧ ¿3⁄4 1⁄2 ß3⁄41⁄4 ̧ 1⁄2 o Ì Ð Áo Ì Ð Ø o Ì ØÖ Ò×Ð Ø Ú ×× Ò ÒÙÑ Ö Ó Ø ØÖ Ö × 1⁄2 o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄43⁄4 3⁄4¿1⁄2ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o Ì Ð Áo Ì Ð Ø o ÇÒ ÜØ Ò× Ú ×Ù × Ø× Ó ÓÒÚ Ü Ó ×o È Ö Ó o Å Ø o ÀÙÒ Öo̧ ¿ 3⁄4¿1⁄2ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o Ì Ð1⁄41⁄4 Áo Ì Ð Ø o ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÓÖ Ø ØÖ Ò×Ð Ø Ú ×× Ò ÒÙÑ Ö× Ó × ÑÔÐ ×o ÓÑ Ò ØÓÖ ̧ 3⁄41⁄4 3⁄4 1⁄2ß3⁄4 ¿̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o Ì Ñ o Ì Ñ ×Ú Ö o Ø ×Ø ØØ Ö ÓÖÑ 1 ÃÖ ×Ô ÙÒ o Ê o ÀÖÚ Ø× o Ò Òo ÍÑ o Å Øo̧ 1⁄21⁄2 ß1⁄21⁄21⁄4̧ 1⁄2 o Ì Ñ o Ì Ñ ×Ú Ö o ÙÒÒר 1 ØØ Ö ÓÖÑ ÃÖ ×Ù Ö ÙÒ Ö Ò o ËØÙ Ë o Å Ø o ÀÙÒ Öo̧ 3⁄4 ¿3⁄4¿ß¿ 1⁄4̧ 1⁄2 o ÓÒ o ÓÒ o ËØÖ Ò È ÒÓÑ Ò Ò ÓÒÚ Ü Ò × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o ÓÒ o ÓÒ o ËÔ Ö È Ò ×o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 52
¿ ÌÁÄÁÆ Ë ÓÖ × Ë ØØ× Ò Ö Ò Å Ö ÓÖ Ë Ò Ð ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ Ì Ð Ò × Ó ×ÙÖ × Ò Ô Ò × Ó ×Ô Ú ÒÓ Ò Ø Ö ×Ø ØÓ ÖØ × Ò× Ò Ñ Ò1 Ù ØÙÖ Ö× Ø ÖÓÙ ÓÙØ רÓÖ Ý Ø Ý Ö Ñ Ò× Ó ÖØ ר ÜÔÖ ×× ÓÒ Ò Ð Ò ÓÒÓÑÝ Ò ×ØÖ Ò Ø ØÓ ÑÓ ÙÐ Ö ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ×o Ì Ó Ý × ÒØ ×Ø× Ò Ñ Ø Ñ Ø 1 Ò× ×ØÙ Ý Ø Ð Ò × Ù× Ø Ý ÔÓ× ÒØ Ö ×Ø Ò Ñ Ø Ñ Ø Ð ÕÙ ×Ø ÓÒ× Ò ÔÖÓ1 Ú Ñ Ø Ñ Ø Ð ÑÓ Ð× ÓÖ ×Ù ÚÖ× ×ØÖ Ù ØÙÖ × × Ø ÑÓÐ ÙÐ Ö Ò ØÓÑÝÓ ÖÝ× Ø Ð×̧ ÐÐ Ô Ò × Ó Ú ÖÙ× ×̧ Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ð Ö Ó ×̧ Ò Ò Ö ×Ø Ò 1 ÓÖ Ö ÓÒ× ÓÖ × Ø Ó × Ö Ø ÔÓ ÒØ ×o Ì × ÕÙ ×Ø ÓÒ× Ö Ï Ø Ó × Ò Ø Ð ×Ô ÁÒ Û Ø Û Ý× Ó Ø Ý Ø Ð ÀÓÛ Ú Ö̧ Ò Ø × Ò Ö Ð ØÝ× Ù ÕÙ ×Ø ÓÒ× Ö ÒØÖ Ø Ð o Ì Ó ×ØÙ Ý Ø Ð × Ò Ø Ð Ò ×̧ Û Ñ Ùר ÑÔÓ× ÓÒ×ØÖ ÒØ×o Ú Ò Û Ø ÓÒ×ØÖ ÒØ× Ø ×Ù Ø × ÙÒÑ Ò ÐÝ Ð Ö o ÁÒ Ø × ÔØ Ö Û Ö ×ØÖ Ø ÓÙÖ × ÐÚ ×̧ ÓÖ Ø ÑÓר Ô ÖØ̧ ØÓ Ø Ð Ò × Ó ÙÒ ÓÙÒ ×Ô ×o ÁÒ Ø Ò ÜØ × Ø ÓÒ Û ÔÖ × ÒØ ×ÓÑ Ò Ö Ð Ö × ÙÐØ× Ø Ø Ö ÙÒ Ñ ÒØ Ð ØÓ Ø ×Ù Ø × Û ÓÐ o Ë Ø ÓÒ ¿o3⁄4 Ö ×× × Ø Ð Ò × Û Ø ÓÒ ÖÙ ÒØ Ø Ð ×o ÁÒ Ë Ø ÓÒ ¿o¿ Û × Ù×× Ø Ð ×× Ð ×Ù Ø Ó Ô Ö Ó Ø Ð Ò ×̧ Û ÓÒØ ÒÙ × ØÓ ÒÖ Û Ø Ò Û Ö ×ÙÐØ×o Æ ÜØ̧ Û Ö ­Ý × Ö Ø Ò Û Ö Ø ÓÖÝ Ó ÒÓÒÔ Ö Ó Ò Ô Ö Ó Ø Ð Ò ×̧ ÓØ Ó Û Ö × Ù×× Ò ÑÓÖ Ø Ð Ò ÔØ Ö 3⁄4o Ï ÓÒ ÐÙ Û Ø ÚÖÝ Ö × Ö ÔØ ÓÒ Ó ×ÓÑ Ò × Ó Ø Ð Ò × ÒÓØ ÓÒ× Ö Ö o ¿o1⁄2 Æ Ê Ä ÇÆËÁ Ê ÌÁ ÇÆË ÁÒ Ø × × Ø ÓÒ Û ¬Ò Ø ÖÑ× Ø Ø Û ÐÐ Ù× Ø ÖÓÙ ÓÙØ Ø ÔØ Ö Ò ×Ø Ø ×ÓÑ × Ö ×ÙÐØ×o Ì Ò ØÓ Ø Ö̧ Ø × Ö × ÙÐØ× ×Ø Ø Ø Ø ÐØ ÓÙ Ø Ö × ÒÓ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ò Û Ó × Ö Ø Ð ×̧ Ø Ö Ö Ö Ø Ö ÓÖ Ò Ø ÕÙ ×Ø ÓÒ Ò ÖØ Ò × ×o Ï Ò Ó Ø Ò ×ÓÑ ÕÙ ÒØ Ø Ø Ú Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÙØ Ø Ø Ð Ò Ò Ô ÖØ ÙÐ ÖÐÝ Û ÐÐ1 Ú × ×o ÍÒÐ ×× ÓØ ÖÛ × ×Ø Ø ̧ Û × ×ÙÑ Ø Ø Ë × Ò Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô ̧ Ø Ö Ù Ð Ò ́ Ò μÓ Ö ÝÔ Ö ÓÐ o Ï Ð×Ó × ×ÙÑ Ø Ø Ø Ø Ð × Ö ÓÙÒ Ò Ø Ø Ð Ò × Ö ÐÓ ÐÐÝ ¬Ò Ø ́× Ø ÐÓ× × ÖÝ Ð ÓÛμo Ì ÖÓÙ ÓÙØ Ø × ÔØ Ö̧ Ò × Ø Ñ Ò× ÓÒ Ó Ø ×Ô Ò Û Û Ö ÛÓÖ Ò o Ä ÇËË Ê Ó Ý ÓÙÒ Ö ÓÒ ́Ó Ëμ Ø Ø × Ø Ð Ó×ÙÖ Ó Ø× ́ÒÓÒ Ñ ÔØÝμ ÒØ Ö ÓÖo Ì Ð Ò ́Ó Ëμ ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ Ó Ë ÒØÓ ÓÙÒØ Ð ÒÙÑ Ö Ó Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ó × Û Ó× ÒØ Ö ÓÖ× Ö Ô ÖÛ × × Ó ÒØo ÁÒ Ø × ÓÒØ ÜØ̧ Ø Ó × Ö Ð×Ó ÐÐ Ò1 ÐÐ× Ò Ö Ø Ø Ð × Ó Ø Ø Ð Ò ́× ÐÓÛ μo ËÝÒÓÒÝÑ× Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ̧ Ô ÖÕÙ ØÖÝ ́Û Ò Ò 3⁄4μ̧ ÓÒ Ý ÓÑ ́ ÓÖ Ò 3⁄4μo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 53
o Ë ØØ× Ò Ö Ò Åo Ë Ò Ð Ì Ð Ó Ý Ø Ø × Ò Ò1 ÐÐ Ó ÓÒ ÓÖ ÑÓÖ Ø Ð Ò × Ó Ëo Ì Ó×Ý Ø Ø Ó Ý Ø Ð × Ö ÓÒ Ê Ë Ñ Ò× Ø Ø Ê Ò ÓÚ Ö Ü ØÐÝ Ý ÓÔ × Ó Ø Ó Ý Û Ø ÓÙØ Ô× ÓÖ ÓÚ ÖÐ Ô×o ÄÓ ÐÐÝ ¬Ò Ø Ø Ð Ò Ú ÖÝ Ò1 ÐÐ Ó ¬Ò Ø Ö Ù× Ò Ë Ñ Ø× ÓÒÐ Ý ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ Ø Ð × Ó Ø Ø Ð Ò o ÈÖ Ó ØÓØ Ð × Ø ́ ÓÖ Ø Ð Ò Ì Ó Ëμ Ñ Ò Ñ Ð ×Ù × Ø Ó Ø Ð × Ò Ì ×Ù Ø Ø Ø Ð Ò Ø Ø Ð Ò Ì × Ø ÓÒ ÖÙ ÒØ Ñ Ó ÓÒ Ó Ø Ó× Ò Ø ÔÖÓØÓØ Ð × Øo Ì Ø Ð × Ò Ø × Ø Ö ÐÐ ÔÖÓØÓØ Ð × Ò Ø ÔÖÓØÓØ Ð × Ø × × ØÓ Ñ Ø Ì o 1 ́Ó Ø Ð Ò μ Ò ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ø Ð ×Ø Ò · 1⁄2 Ø Ð × Ó Ø Ø Ð Ò Ø Ø × ÒÓØ ÓÒØ Ò Ò 1 ÓÖ o ́Ì 1⁄41 × Ö Ø Ú ÖØ × Ò 1⁄21 × Ø × Ø ́Ò 1⁄2μ1 × Ö × Ñ ÔÐÝ ÐÐ Ø × Ó Ø Ø Ð Ò oμ È Ø ́ Ò Ø Ð Ò μ ×ØÓ Ø Ð × Û Ó× ÙÒ ÓÒ × ÓÑ ÓÑ ÓÖÔ ØÓ Ò Ò1 ÐÐo Ë ÙÖ ¿o1⁄2o 1⁄2o ×Ô Ö Ð Ô Ø È ́Ö × μ ר ×ØÓ ØÐ ×Û Ó × Ò Ø Ö× Ø ÓÒ Û Ø Ø ÐÐ Ó Ö Ù× Ö ÒØ Ö Ø × × ÒÓÒ ÑÔØÝ ̧ ØÓ Ø Ö Û Ø ÒÝ Ø ÓÒ Ð Ø Ð × Ò ØÓ ÓÑÔÐ Ø Ø Ô Ø ́Ø Ø ×̧ ØÓ Ñ Ø ÓÑ ÓÑÓÖ Ô ØÓ Ò Ò1 ÐÐ μo Á ÍÊ ¿o 1⁄2o1⁄2 Ì Ö ÔØ × Ò Ø Ð Ò Ó Ø ÔÐ Ò Ý ×ÕÙ Ö ×o ÆÓ ÖÑ Ð Ø Ð Ò Ø Ð Ò Ò Û ́ μ ÔÖÓØÓØ Ð × ÓÑ ÓÑÓÖ Ô ØÓ Ò Ò1 ÐÐ̧ Ò ́ μ Ø ÔÖÓØÓØ Ð × Ö ÙÒ ÓÖÑÐÝ ÓÙÒ ́Ø Ö Ü ×Ø Ö 1⁄4 Ò Ê 1⁄4× Ù Ø Ø ÔÖ ÓØÓØ Ð ÓÒØ Ò× ÐÐ Ó Ö Ù× Ö Ò × ÓÒØ Ò Ò ÐÐ Ó Ö Ù× Êμo ÁØ × Ø Ò ÐÐÝ ÓÒÚ Ò ÒØ ØÓ Ò ÐÙ Ø Ö ÓÒ Ø ÓÒ ́ μ Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ú ÖÝ Ô Ö Ó Ø Ð × × ÓÒÒ Ø × Øo ́ ÒÓÖ Ñ Ð Ø Ð Ò × Ò ×× Ö ÐÝ ÐÓ ÐÐÝ ¬Ò Ø oμ 1ØÓ1 Ø Ð Ò ́ Ý ÔÓÐ ÝØÓ Ô ×μ Ø Ð Ò Ò Û Ø × Ó Ø Ø Ð Ò Ö Ð×Ó Ø ́Ò 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ó Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ́ 1ØÓ1 Ø Ð Ò Ý ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝØÓÔ × × Ð×Ó 1 1ØÓ1 1 ÓÖ 1⁄4 Ò 1⁄2oμ ÁÒ Ñ Ò× ÓÒ 3⁄4̧ Ø × × Ò 1ØÓ 1 Ø Ð Ò Ý Ô ÓÐÝ ÓÒ× ̧ Ò Ò Ñ Ò× ÓÒ ¿̧ 1ØÓ1 Ø Ð Ò Ý Ô ÓÐÝ Ö o Ù Ð Ø Ð Ò ÌÛÓ Ø Ð Ò × Ì Ò Ì £ Ö Ù Ð Ø Ö × Ò Ò Ò 1Ö Ú Ö× Ò Ø ÓÒ ØÛ Ò Ø 1 × Ó Ì Ò Ø ́Ò μ1 × Ó Ì £ ́× ÙÖ ¿o1⁄2o 3⁄4μo Î ÓÖÓÒÓ ́ Ö Ð Øμ Ø Ð Ò Ø Ð Ò Û Ó× Ø Ð × Ö Ø Î ÓÖÓÒÓ ÐÐ× Ó ×1 Ö Ø × Ø £ Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ëo Ì Î ÓÖÓÒÓ ÐÐ Ó ÔÓ ÒØ Ô 3⁄4 £ × Ø × Ø Ó ÐÐ ÔÓ ÒØ× Ò Ë Ø Ø Ö Ø Ð ×Ø × ÐÓ× ØÓ Ô × ØÓ ÒÝ ÓØ Ö ÔÓ ÒØ Ò £ ́× ÔØ Ö 3⁄4¿μo Ð ÙÒ Ý ́ÓÖ ÐÓÒ μ Ø Ð Ò 1ØÓ1 Ø Ð Ò Ý Ó Ò Ú Ü Ö ÙÑ× Ö Ð Ô ÓÐÝØÓÔ × ́ o o̧ Ø Ú ÖØ × Ó ÔÓÐÝØÓÔ Ð ÓÒ ×Ô Ö μo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 54
ÔØ Ö ¿ Ì Ð Ò × Á ÍÊ ¿o 1⁄2o3⁄4 Î ÓÖÓÒÓ Ø Ð Ò ́× ÓÐ Ð Ò ×μ Ò Ø× Ð ÙÒ Ý Ù Ð ́ × Ð Ò ×μo Á ×ÓÑ ØÖÝ ×Ø Ò 1ÔÖ × ÖÚ Ò × Ð 1Ñ Ô Ó Ëo ËÝ ÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔ ́Ó Ø Ð Ò μ Ì × Ø Ó ×ÓÑ ØÖ × Ó Ë Ø Ø Ñ Ô Ø Ø Ð Ò ØÓ Ø× Ð o Å ÁÆ Ê ËÍÄ ÌË 1⁄2o Ì ÍÒ Ð ØÝ Ì ÓÖ Ño Ì Ö × ÒÓ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ò Û Ø Ö ÓÖ ÒÓØ Ò Ö ØÖ ÖÝ Ó Ý ÓÖ × Ø Ó Ó × Ñ Ø× Ø Ð Ò Ó Ë Ö o 3⁄4o Ì ÜØ Ò× ÓÒ Ì ÓÖ Ñ ́ ÓÖ Ò μo Ä Ø ÒÝ ¬Ò Ø × Ø Ó Ó ×̧ ÓÑ ÓÑÓÖ Ô ØÓ ÐÓ× Ò1 ÐÐo Á Ø Ð × Ö ÓÒ× Ø Ø ÓÒØ Ò Ö ØÖ Ö ÐÝ Ð Ö Ò1 ÐÐ ×̧ Ø Ò Ñ Ø× Ø Ð Ò Ó Ò o ́Ì × Ö ÓÒ× Ò ÒÓØ Ò ×Ø ̧ ÒÓÖ Ò ÒÝ Ó Ø Ø Ð Ò × Ó Ø Ö ÓÒ× ÜØ Ò Ð μ Ì ÔÖÓÓ ÓÖ Ò 3⁄4 Ò Ë ÜØ Ò × ØÓ Ò Û Ø Ñ ÒÓÖ Ò ×o ¿o Ì ÆÓÖ Ñ Ð ØÝ Ä ÑÑ ́ ÓÖ Ò μo ÁÒ ÒÓÖ Ñ Ð Ø Ð Ò ̧ Ø Ö Ø Ó Ó Ø ÒÙÑ Ö Ó Ø Ð × Ø Ø Ñ Ø Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó ×Ô Ö Ð Ô Ø Ø ÓØ Ò ÙÑ Ö Ó Ø Ð × Ò Ø Ô Ø Ø Ò × ØÓ Þ ÖÓ × Ø Ö Ù× Ó Ø Ô Ø Ø Ò × ØÓ Ò¬Ò ØÝ o ÁÒ Ø̧ × ØÖÓÒ Ö ×Ø Ø Ñ ÒØ Ò Ñ ÓÖ × 3⁄4 Ë Ð Ø ǾÖ × μ Ø Ò ÙÑ Ö Ó Ø Ð × Ò Ø ×Ô Ö Ð Ô Ø È ́Ö × μo Ì Ò̧ Ò ÒÓÖ Ñ Ð Ø Ð Ò ̧ ÓÖ Ú ÖÝ Ü 1⁄4̧ Ð Ñ Ö 1⁄2 ǾÖ · Ü ×μ ǾÖ × μ ǾÖ × μ 1⁄4 Ì ÔÖÓÓ ÓÖ Ò 3⁄4 Ò Ë ÜØ Ò × ØÓ Ò Û Ø Ñ ÒÓÖ Ò ×o o ÙÐ Ö3× Ì ÓÖ Ñ ÓÖ Ø Ð Ò × Ó 3⁄4 o Ä Ø Ì ÒÓÖ Ñ Ð Ø Ð Ò Ó 3⁄4 ̧ Ò Ð Ø ǾÖ × μ̧ ́Ö × μ̧ Ò Ú́Ö × μ Ø ÒÙÑ Ö× Ó Ø Ð ×̧ ×̧ Ò Ú Ö1 Ø ×̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ ̧ Ò Ø Ö ÙÐ Ö Ô Ø È ́Ö × μo Ì Ò ÓÒ Ó Ø Ð Ñ Ø× ́Ì μ Ð Ñ Ö 1⁄2 ́Ö × μ ǾÖ × μÓ ÖÚ ́Ì μ Ð Ñ Ö 1⁄2 Ú́Ö × μ ǾÖ × μ Ü ×Ø× ̧ ×Ó Ó × Ø ÓØ Ö̧ Ò Ú́Ì μ ́Ì μ·1⁄2 1⁄4 o Ä ÙÐ Ö3× Ì ÓÖ Ñ ÓÖ ÈÐ Ò Ö Å Ô×̧ ÓÒ Û Ø ÔÖÓÓ Ó Ø × Ø ÓÖ Ñ × × ̧ Ø × Ö ×ÙÐØ Ò ÜØ Ò Ò Ú Ö ÓÙ× Û Ý× Ë o o Î ÓÖÓÒ Ó Ù Ðo Ú ÖÝ Î ÓÖÓÒÓ Ø Ð Ò × Ð ÙÒ Ý Ù Ð Ò ÓÒÚ Ö× ÐÝ ́× ÙÖ ¿o 1⁄2o3⁄4μ Î ÓÖ1⁄4 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 55
o Ë ØØ× Ò Ö Ò Åo Ë Ò Ð ¿o3⁄4 ÌÁÄÁÆ Ë ÇÆ ÌÁÄ Ì Ó×Ý Ø Ø Ó Ý Ø Ð × Ò Ù×Ù ÐÐÝ Ñ Ò× Ø Ø Ø Ö × Ø Ð Ò ÐÐ Ó Û Ó× Ø Ð × Ö ÓÔ × Ó Ø × Ó Ý o Ì ÖØ ר Åo o × Ö × Ñ ÓÒ×ØÖ Ø ÓÛ ÒØÖ Ø ×Ù ØÐ × Ò Ú Ò Û Ò Ò 3⁄4 o ÙØ Ò Ö Ñ Ò× ÓÒ× Ø × ÑÔÐ ×Ø Ø Ð × ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ù × Ò ÔÖÓ Ù ×ÙÖ ÔÖ × ×̧ × Ø Ö ÒØ ÓÙÒØ Ö Ü ÑÔÐ ØÓ à ÐÐ Ö3× ÓÒ ØÙÖ ØØ ×Ø× ́× ÐÓÛμo Ä ÇËË Ê Å ÓÒÓ Ö Ð Ø Ð Ò Ø Ð Ò Û Ø × Ò Ð ÔÖ ÓØÓØ Ð o Ö1ÑÓ ÖÔ Ø Ð ÔÖÓØÓØ Ð Ø Ø Ñ Ø× Ü ØÐÝ Ö ×Ø Ò Ø Ñ ÓÒÓ Ö Ð Ø Ð Ò ×o ÙÖ ¿o3⁄4o 1⁄2 × ÓÛ× 1ÑÓÖ Ô Ø Ð Ò ÐÐ Ø× Ø Ð Ò ×̧ Ò ÙÖ ¿o 3⁄4o¿ × ÓÛ× 1⁄21ÑÓÖ Ô Ø Ð Ò Ø× Ø Ð Ò o Á ÍÊ ¿o 3⁄4o1⁄2 ÔÒØ Ñ ÓÖÔ Ø Ð o 1Ö Ô Ø Ð Ó Ý ÓÖ Û ÓÔ × Ò ×× Ñ Ð ÒØÓ Ð Ö Ö̧ × Ñ Ð Ö Ó Ý o ́ÇÖ̧ ÕÙ Ú Ð ÒØÐ Ý ̧ Ó Ý Ø Ø Ò Ô ÖØ Ø ÓÒ ÒØÓ ÓÒ ÖÙ ÒØ Ó ×̧ × Ñ Ð Ö ØÓ Ø ÓÖ Ò Ðoμ ÅÓÖ ÓÖÑ ÐÐÝ ̧ 1Ö Ô Ø Ð × ÐÓ× × Ø 1⁄2 Ò Ë Û Ø ÒÓÒ Ñ ÔØÝ Ò Ø Ö ÓÖ ×Ù Ø Ø Ø Ö Ö × Ø× 3⁄4 ÓÒ ÖÙ ÒØØ Ó 1⁄2 Ø Ø × Ø × Ý ÁÒØ ÁÒØ ÓÖ ÐÐ Ò 1⁄2 ́ 1⁄2 μ̧ Û Ö × × Ñ Ð Ö ØÝ Ñ ÔÔ Ò o ́ ÙÖ ¿o 3⁄4o3⁄4 × ÓÛ× ¿1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ö Ö Ô Ø Ð Ò Ø × ÓÒ 1Ð Ú Ð Öo Ò Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ö Ö Ô Ø Ð Ò ÓÖÑ Ò × Ñ Ð Ö Ñ ÒÒ Öoμ Ì Ö Ò× Ø Ú Ø ÓÒ ÖÓÙÔ × × ØÓ Ø ØÖ Ò× Ø Ú ÐÝ ÓÒ × Ø 1⁄2 3⁄4 Ø × Ø × Ò ÓÖ Ø ÓÖ o ́Ì Ø ×̧ ÓÖ Ú ÖÝ Ô Ö Ó Ð Ñ ÒØ× Ó Ø × Ø̧ Ø Ö × 3⁄4 ×Ù Ø Ø oμ Ê ÙÐ Ö ×Ý ×Ø Ñ Ó ÔÓ ÒØ× × Ö Ø × Ø Ó ÔÓ ÒØ× ÓÒ Û Ò Ò¬Ò Ø ÖÓÙÔ Ó ×ÓÑ ØÖ × Ø× ØÖ Ò× Ø Ú ÐÝ o Á×Ó Ö Ð ́Ø Ð Ò μ Ø Ð Ò Û Ó× × ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔ Ø× ØÖ Ò× Ø Ú ÐÝ ÓÒ Ø× Ø Ð ×o Ò ×Ó Ö Ð Ø Ð ÔÖ ÓØÓØ Ð Ø Ø Ñ Ø× Ñ ÓÒÓ Ö Ð Ø Ð Ò × ÙØ ÒÓ ×Ó Ö Ð Ø Ð Ò ×o ÁÒ ÙÖ ¿o3⁄4o ¿̧ Ø ÔÖ ÓØÓØ Ð Ñ Ø× ÙÒ ÕÙ ÒÓÒ ×Ó Ö Ð Ø Ð Ò Ø × Ø Ð × Ö ×ÙÖ ÖÓÙÒ « Ö ÒØ ÐÝ̧ ÖÓÑ Û Ø ÓÐÐ ÓÛ× Ø Ø ÒÓ ×ÓÑ 1 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 56
ÔØ Ö ¿ Ì Ð Ò × Á ÍÊ ¿o 3⁄4o3⁄4 ¿1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ö Ö Ô Ø Ð Ò × ÓÒ 1Ð Ú Ð Ö Ò Û × Ú Ò ÓÔ × ×Ù ÖÖÓÙ Ò Ø ¬Öרo ØÖÝ Ò Ñ Ô ÓÒ ØÓ Ø ÓØ Ö ́ Ò Ø Ø Ð Ò ØÓ Ø× Ð μo Ì × Ø Ð Ò × Ô Ö Ó ̧ ÓÛ Ú Ö ́× Ë Ø ÓÒ ¿o¿μo Á ÍÊ ¿o 3⁄4o¿ Ò Ò ×Ó Ö Ð Ø Ð ́ Ù ØÓ Êo È Ò ÖÓ× μ Ò Ø× ÙÒ ÕÙ Ø Ð Ò Ò Û Ø Ð × Ö × Ù Ö Ö ÓÙÒ Ò ØÛÓ « Ö ÒØ Û Ý×o ÓÖÓ Ò ́Ó Ø Ð È Ò Ø Ð Ò Ì μ ¬Ò 1⁄4 ́È μ È o Ì Ò ́È μ̧ Ø Ø ÓÖ ÓÒ Ó È ̧ × Ø × Ø Ó ÐÐ Ø Ð × É 3⁄4 Ì ÓÖ Û Ø Ö Ü ×Ø× Ô Ø Ó Ø Ð × È È 1⁄4 È 1⁄2 È Ñ É Û Ø Ñ Ò Û È È ·1⁄2 ̧ 1⁄4 1⁄2 Ñ 1⁄2o Ä ØØ Ì ÖÓÙÔ Ó ÒØ Ö Ð Ð Ò Ö ÓÑ Ò Ø ÓÒ× Ó Ò Ð Ò ÖÐÝ Ò Ô Ò ÒØÚ 1 ØÓÖ× Ò Ëo ÔÓ ÒØ ÓÖ Ø Ó Ð ØØ ̧ Ó Ø Ò ÐÐ ÔÓ ÒØ Ð ØØ ̧ × Ô ÖØ ÙÐ Ö × Ó Ö ÙÐ Ö ×Ý× Ø Ñ Ó ÔÓ ÒØ ×o Ì Ö Ò×Ð Ø ÓÒ Ø Ð Ò ÑÓÒÓ Ö Ð Ø Ð Ò Ó Ë Ò Û ÚÖÝ Ø Ð × ØÖ Ò×Ð Ø Ó ¬Ü ÔÖ ÓØÓØ Ð o Ë ÙÖ ¿o3⁄4o o Ä ØØ Ø Ð Ò ÑÓÒÓ Ö Ð Ø Ð Ò ÓÒ Û Ó× Ø Ð × Ð ØØ Ó ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ Ú 1 ØÓÖ× Ø× ØÖ Ò× Ø Ú ÐÝo ÙÖ ¿o3⁄4o × ÒÓØ Ð ØØ Ø Ð Ò × Ò Ø × ÒÚ Ö ÒØ Ý ÑÙÐ Ø ÔÐ × Ó Ùר ÓÒ Ú ØÓÖ o Ò1Ô Ö ÐÐ ÐÓØÓÔ Ó Ò Ú Ü Ò1Ô ÓÐÝØÓÔ Ø Ø Ø Ð × Ò Ý ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 57
o Ë ØØ× Ò Ö Ò Åo Ë Ò Ð Á ÍÊ ¿o 3⁄4o Ø Ö Ò×Ð Ø ÓÒ ÒÓÒ1Ð ØØ Ø Ð Ò o ÐØ ́Ó Ò Ò1Ô Ö ÐÐ ÐÓØÓÔ μ Ñ Ü Ñ Ð ×Ù × Ø Ó Ô Ö ÐÐ Ð ́Ò 3⁄4μ1 × Ó Ô Ö ÐÐ ÐÓØÓÔ Ò Ò o Ì ÒÙÑ Ö Ó ́Ò 3⁄4μ1 × Ò ÐØ × Ø× Ð Ò Ø o ÒØ Ö Ó ×ÝÑÑ ØÖÝ ́ ÓÖ × Ø Ò Ò μ Ô ÓÒ Ø 3⁄4 ×Ù Ø Ø × Ò1 Ú Ö ÒØ ÙÒ Ö Ø Ñ ÔÔ Ò Ü 3⁄4 Ü Ø Ñ ÔÔ Ò × ÐÐ ÒØÖ Ð ÒÚ Ö× ÓÒ Ò Ò Ó Ø Ø Ø × ÒØ Ö Ó ×ÝÑÑ ØÖÝ × × ØÓ ÒØÖÓ×ÝÑÑ ØÖ o ËØ Ö Ó ÖÓÒ Ó Ò Ú Ü ÔÓÐÝØÓÔ Ø Ø × Ø ÔÖÓØÓØ Ð Ó Ò ×Ó Ö Ð Ø Ð Ò o Î ÓÖÓÒÓ ÐÐ Ó Ö ÙÐ Ö ×Ýר Ñ Ó ÔÓ ÒØ× × ×Ø Ö Ó ÖÓÒo Ä Ò Ö ÜÔ Ò× Ú Ñ Ô Ð Ò Ö ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ ÐÐ Ó Û Ó× ÒÚ ÐÙ × Ú ÑÓ ÙÐÙ× Ö Ø Ö Ø Ò ÓÒ o Å ÁÆ Ê ËÍÄ ÌË 1⁄2o Ì ÄÓ Ð Ì ÓÖ Ño Ä Ø Ì ÑÓÒÓ Ö Ð Ø Ð Ò Ó Ȩ̈ Ò Ó ÖÈ 3⁄4Ì ̧ Ð Ø Ë ́È μ Ø ×Ù ÖÓÙÔ Ó Ø ×ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔ Ó È Ø Ø Ð Ú × ÒÚ Ö ÒØ ́È μ̧ Ø Ø ÓÖÓÒ Ó È o Ì × ×Ó Ö Ð Ò ÓÒÐÝ Ø Ö Ü ×Ø× Ò ÒØ Ö 1⁄4 ÓÖ Û Ø ÓÐÐÓÛ Ò ØÛÓ ÓÒ Ø ÓÒ× ÓÐ ́ μ ÓÖ ÐÐ È 3⁄4Ì̧ Ë 1⁄2 ́È μ Ë ́È μ Ò ́ μ ÓÖ Ú ÖÝ Ô Ö Ó Ø Ð × È È 1⁄4 Ò Ì ̧ Ø Ö Ü ×Ø× Ò ×ÓÑ ØÖÝ ­ ×Ù Ø Ø­́È μ È 1⁄4 Ò ­́ ́È μμ ́È 1⁄4 μo ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ È × ×ÝÑÑ ØÖ ̧ Ø Ò Ì × ×Ó Ö Ð Ò ÓÒÐÝ ÓÒ Ø ÓÒ ́ μ ÓÐ × ÓÖ 1⁄2 Ë o 3⁄4o ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝØÓÔ × Ô Ö ÐÐ ÐÓØÓÔ Ò ÓÒÐÝ Ø × ÒØÖÓ×ÝÑÑ ØÖ ̧ Ø× × Ö ÒØÖÓ×ÝÑÑ ØÖ ̧ Ò Ø× ÐØ× Ú Ð Ò Ø × ÓÙÖ ÓÖ × Üo Öר Ô ÖÓÚ ÝÎÒ ÓÚ̧ Ø × Ø ÓÖ Ñ Û × Ö × ÓÚ Ö Ò Ô Ò ÒØ ÐÝ Ý Å ÅÙÐÐ Ò Î Ò ̧ Å Å 1⁄4 o ¿o Ì ÒÙÑ Ö Ó × Ó ÓÒÚ Ü Ô Ö ÐÐ ÐÓØÓÔ Ò Ò × Ø ×¬ × Å Ò ÓÛ× 3× Ò ÕÙ Ð ØÝ ̧3⁄4 Ò 3⁄4́3⁄4 Ò 1⁄2μo ÓØ ÙÔÔ Ö Ò ÐÓÛ Ö ÓÙÒ × Ö Ö Ð Þ Ò Ú ÖÝ Ñ Ò× ÓÒ Å Ò o o Ì ÒÙÑ Ö Ó × Ó Ò Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ø Ö Ó ÖÓÒ Ò Ò × ÓÙÒ o ÁÒ Ø̧ × Ø ÒÙÑ Ö Ó ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ Ð ×× × Ó Ø ×Ø Ö Ó ÖÓÒ Ò Ò ×Ó Ö Ð Ø Ð Ò ̧ Ø Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó × × Ø ÑÓר Ø Ð ÙÒ Ý ÓÙÒ 3⁄4 Ò ́1⁄2 · μ 3⁄4 Ð 1⁄2 o o Í× Ò Ð ×× ¬ Ø ÓÒ ×Ýר Ñ Ø Ø Ø × ÒØÓ ÓÙÒØ Ø ×ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔ× Ó Ø Ø Ð Ò × Ò Ø Ö Ø Ð ×̧ Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ×ØÖÙ ØÙÖ Ó Ø Ø Ð Ò ̧ Ò Ø Û Ý× Ò Û Ø Ø Ð × Ö Ö Ð Ø ØÓ ÒØ ØÐ × ̧ Ö ÙÒ ÙÑ Ò Ë Ô Ö Ô ÖÓÚ Ø Ø Ø Ö Ö 1⁄2 Ð ×× × Ó ×Ó Ö Ð Ø Ð Ò × Ó 3⁄4 ̧ ¿ Ð ×× × Ø Ø Ð × Ö Ñ Ö ́Ø Ø ×̧ Ø Ý Ú ÓÖ Ø Ú Ñ Ö Ò × ØÓ ÜÔÖ ×× ×ÝÑÑ ØÖÝ Ò © 2004 by Chapman & Hall/CRC 58
ÔØ Ö ¿ Ì Ð Ò × Ø ÓÒ ØÓ Ø Ø Ð × Ô μ Ë o Ì Ö × Ò Ò¬Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ð ×× × Ó ×Ó Ö Ð Ø Ð Ò × Ó Ò ̧ Ò 3⁄4o o Ò ×Ó Ö Ð Ø Ð × Ü ×Ø Ò Ò ÓÖ Ú ÖÝ Ò 3⁄4 Ë 1⁄4 o ́Ì ¬Öר Ü ÑÔÐ ̧ Ú Ò ÓÖ Ò ¿ Ý Ê Ò Ö Ø Ê 3⁄4 ̧ Û × Ø ×ÓÐ ÙØ ÓÒ ØÓ Ô ÖØ Ó À Ð ÖØ3× 1⁄2 Ø ÔÖÓ Ð Ñoμ Ào À × Ú Ø ¬Öר Ü ÑÔÐ ÓÖ Ò 3⁄4 À ¿ Ò Êo à Ö× Ò Ö Ø ¬Ö ר ÓÒÚ Ü Ü ÑÔÐ × Ã Ö o o Ú ÖÝ Ò1Ô Ö ÐÐ Ð ÓØÓÔ Ñ Ø× Ð ØØ Ø Ð Ò o ÀÓÛ Ú Ö̧ ÓÖ Ò ¿̧ Ø Ö Ö ÒÓÒ ÓÒÚ Ü Ø Ð × Ø Ø Ø Ð Ý ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ ÙØ Ó ÒÓØ Ñ Ø Ð ØØ Ø Ð Ò × ËË o o Ð ØØ Ø Ð Ò Ó Ò Ý ÙÒ Ø Ù × ÑÙ× Ø Ú Ô Ö Ó Ù × × Ö Ò Û ÓÐ Å Ò1⁄4 ̧ À 3⁄4 o ÀÓÛ Ú Ö̧ ÑÓÙ× ÓÒ ØÙÖ Ó Ã ÐÐ Ö̧ Û ×Ø Ø Ø Ø ÓÖ Ú ÖÝ Ò̧ Ò Ý Ø Ð Ò Ó Ò Ý ÓÒ ÖÙ ÒØ Ù ×Ñ Ùר ÓÒØ Ò Ø Ð ×Ø ÓÒ Ô Ö Ó Ù × × Ö Ò Û ÓÐ ̧ × Ð× ÓÖ Ò 1⁄21⁄4̧ Ø Ö Ö ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ Ø Ð Ò × Ý ÙÒ Ø Ù × Ò Û Ò ÓØ ÛÓ Ù × × Ö Û ÓÐ ÄË 3⁄4 o o Ú ÖÝ Ð Ò Ö ÜÔ Ò× Ú Ñ Ô Ø Ø ØÖ Ò× ÓÖ Ñ× Ø Ð ØØ Ò Ó ÒØ Ö Ú ØÓÖ× ÒØÓ Ø× Ð ¬Ò × Ñ ÐÝ Ó 1Ö Ô Ø Ð × Ø × Ø Ð ×̧ Û Ù×Ù ÐÐÝ Ú Ö Ø Ð ÓÙÒ Ö ×̧ Ñ Ø Ð ØØ Ø Ð Ò × Ò 1⁄2 o ÇÈ Æ ÈÊÇ Ä ÅË 1⁄2o Ï Ó Ò Ú Ü Ò1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò Ò Ö ÔÖÓØÓØ Ð × ÓÖ ÑÓÒÓ Ö Ð Ø Ð Ò × Ó Ò Ì × × ÙÒ× ÓÐÚ ÓÖ ÐÐ Ò 3⁄4 ́× Ë ÓÖ Ø × Ò 3⁄4 Ø Ð ×Ø Ó ÓÒÚ Ü Ô ÒØ ÓÒ× Ø Ø Ø Ð × ÒÓØ Ò ÔÖ ÓÚ ÓÑÔÐ Ø μo ÓÖ Ö Ñ Ò× ÓÒ× ̧ Ð ØØÐ × ÒÓÛÒ Ø × ÒÓØ Ú Ò ÒÓÛÒ Û Ø ØÖ Ö Ø Ð ¿ Ë 1⁄4̧ Ë Ò 1⁄2 o 3⁄4o À × 3× ÈÖÓ Ð Ño Á× Ø Ö Ò ÒØ Ö Ò ̧ Ô Ò Ò ÓÒÐ Ý ÓÒ Ø Ñ Ò× ÓÒ Ò Ó Ø ×Ô Ȩ̈ ×Ù Ø Ø Ó Ý Ò ÓÑ ÔÐ Ø ÐÝ ×ÙÖ ÖÓÙÒ Ò Ø Ñ × ÝØ Ð× ÓÒ ÖÙ ÒØØ Ó ̧ Ø Ò × ÔÖ ÓØÓØ Ð ÓÖ Ñ ÓÒÓ Ö Ð Ø Ð Ò Ó Ë ́ × ÓÑÔÐ Ø ÐÝ × ÙÖÖ ÓÙÒ ÓÒ ̧ ØÓ Ø Ö Û Ø ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔ × Ø Ø Ú ÒÓÒ Ñ ÔØÝ ÒØ Ö× Ø ÓÒ Û Ø ̧ Ø Ð Ô Ø ÓÒØ Ò Ò Ò Ø× ÒØ Ö ÓÖ oμ Ï Ò Ë 3⁄4 ̧ 3⁄4 o Ì Ó Ý × ÓÛÒ Ò ÙÖ ¿o 3⁄4o Ò ÓÑÔÐ Ø ÐÝ ×ÙÖ ÖÓÙÒ Ø Ö Ø Ñ × ÙØ ÒÓØ ÓÙÖ Ï ÐÐ Ñ Ê Ü Å Ö× ÐÐ Ò ̧ Ò Ô Ò ÒØÐ Ý ̧ × Ý Å ÒÒ̧ ÓÙÒ 1 ÓÖ ÓÒ Ø Ð ×̧ Ò Å ÒÒ 1 ÓÖ ÓÒ Ø Ð × Å Ò1⁄41⁄2 o Ì × ÔÖÓ Ð Ñ × ÙÒ×ÓÐ Ú ÓÖ ÐÐ Òo ¿o à ÐÐ Ö3× ÓÒ ØÙÖ × ØÖÙ ÓÖ Ò Ò Ð× ÓÖ Ò 1⁄21⁄4 ́× Ê × ÙÐØ ÓÚ μo Ì × × Ò ̧ Ò Ö ×Ø ÐÐ ÓÔ Òo o Ó Ö1ÑÓÖÔ Ø Ð × Ü ×Ø ÓÖ Ú ÖÝ ÔÓ× Ø Ú ÒØ Ö Ö ÓÒØ Ò Ò Å ÖØ Ò Ú × Ó ÛÒ Ø Ò×Û Ö × Ý × Ò 3⁄4 ÓÖ Ö 1⁄21⁄4 Å o o Ò ÓÓ ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÖ Ø ÒÙÑ Ö Ó × Ó Ò Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ø Ö 1 Ó ÖÓÒo Ð ÙÒ Ý3× ÓÙÒ ̧ ר Ø ÓÚ ̧ × Ú ÒØÐÝ ÑÙ ØÓÓ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø Ú × ¿ 1⁄4 × Ø ÓÙÒ Ò ¿ ̧ Û Ð Ø Ñ Ü Ñ Ð ÒÓÛÒ ÒÙÑ Ö Ó × Ó Ø Ö 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ø Ö Ó ÖÓÒ ́ ÓÙÒ ÝÈ o Ò Ð Ò 1⁄2 μ × ¿ o o ÓÖ Ñ ÓÒÓ Ö Ð ́ 1ØÓ1 μ Ø Ð Ò × Ý Ó Ò Ú Ü Ô ÓÐÝØÓÔ × Ø Ö × Ò ÒØ Ö Ò ̧ Ô Ò Ò ÓÒÐÝ ÓÒ Ø Ñ Ò× ÓÒ Ò Ó Ȩ̈ Ø Ø × Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÖ Ø ÓÒר ÒØ Ò Ø ÄÓ Ð Ì ÓÖ Ñ Ë o Ò Ø Ú ÐÙ Ó Ø × Ò o ÓÖ Ø © 2004 by Chapman & Hall/CRC 59
1⁄4 o Ë ØØ× Ò Ö Ò Åo Ë Ò Ð Á ÍÊ ¿o 3⁄4o ÑÑ ÒÒ 3× ¿1 Ó ÖÓÒ Ø Ð ÒÒÓØ × Ù Ö Ö ÓÙÒ Ý ÓÙ ÖØ Ó ÖÓÒ o 1 ÓÖÓ Ò Ò 1 ÓÖÓ Ò Ø Ð × Ð×Ó Ü ×Øo Ù Ð Ò ÔÐ Ò 3⁄4 Ø × ÒÓÛÒ Ø Ø 3⁄4 1⁄2 ́ ÓÒÚ Ü ØÝ Ó Ø Ø Ð × × ÒÓØ Ò ×× ÖÝμ Ë ̧ ÙØ ÓÖ Ø ÝÔ Ö ÓÐ ÔÐ Ò ̧ 3⁄4 3⁄4 Å 3⁄4 o ÓÖ ¿ ̧ Ø × ÒÓÛÒ Ø Ø 3⁄4 ¿ o ¿o¿ È ÊÁÇ Á ÌÁÄÁÆ Ë È Ö Ó Ø Ð Ò × Ú Ò ×ØÙ ÒØ Ò× ÐÝ ̧ Ò Ô ÖØ Ù× Ø Ö ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ö Ò ÖÓÑ ÓÖÒ Ñ ÒØ Ð × Ò ØÓ Ö Ýר ÐÐÓ Ö Ô Ý ̧ Ò Ò Ô ÖØ Ù× Ñ ÒÝØ Ò ÕÙ × ́ Ð Ö ̧ ÓÑ ØÖ ̧ Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ðμ Ö Ú Ð Ð ÓÖ ×ØÙ Ý Ò Ø Ño Ä ÇËË Ê È Ö Ó Ø Ð Ò Ó Ò Ø Ð Ò ̧ ÒÓØ Ò ×× Ö ÐÝ ÑÓÒÓ Ö Ð̧ Û Ó× × ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔ ÓÒØ Ò× Ò Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ð ØØ o Ì × ¬Ò Ø ÓÒ Ò ÔØ ØÓ Ò1 ÐÙ ×Ù Ô Ö Ó Ø Ð Ò × ́Ø Ó× Û Ó× ×ÝÑ Ñ ØÖÝ ÖÓÙÔ× ÓÒØ Ò 1⁄2 Ò Ð Ò ÖÐÝ Ò Ô Ò ÒØÚ ØÓÖ ×μ Ò Ø Ð Ò × Ó ÓØ Ö ×Ô × ́ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÝÐ Ò Ö ×μo Ì Ð Ò × Ò ÙÖ × ¿o 3⁄4o1⁄2̧ ¿o 3⁄4o¿̧ ¿o¿o 1⁄2̧ Ò ¿o ¿o¿ Ö Ô Ö Ó o ÙÒ Ñ ÒØ Ð ÓÑ Ò ́ Ò Ö Ø Ò Ö ÓÒμ ÓÖ Ô Ö Ó Ø Ð Ò Ñ Ò Ñ Ð ×Ù × Ø Ó Ë Û Ó× ÓÖ Ø ÙÒ Ö Ø × ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔ Ó Ø Ø Ð Ò × Ø Û ÓÐ Ø Ð Ò o ÙÒ Ñ ÒØ Ð ÓÑ Ò Ñ Ý Ø Ð ́ ÙÖ ¿o 3⁄4o1⁄2μ̧ ×Ù × Ø Ó × Ò Ð Ø Ð ́ ÙÖ ¿o¿o 1⁄2μ̧ ÓÖ ×Ù × Ø Ó Ø Ð × ́ØÛÓ × Ø Ð × Ò ÙÖ ¿o3⁄4o ¿μo ÇÖ ÓÐ ́Ó Ø Ð Ò Ó Ëμ Ì Ñ Ò ÓÐ Ó Ø Ò Ý Ò Ø Ý Ò ÔÓ ÒØ× Ó Ë Ø Ø Ö Ò Ø × Ñ ÓÖ Ø ÙÒ Ö Ø Ø ÓÒ Ó Ø × ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔ Ó Ø Ø Ð Ò o Ö Ø Ð Ò Ø Ð Ò Û Ó× ×ÝÑ Ñ ØÖÝ Ö ÓÙÔ Ø× Ö ÐÝ Ò ØÖ Ò× Ø Ú ÐÝ ÓÒ Ø Ø Ð ×o 1 ×Ó Ö Ð ́Ø Ð Ò μ Ø Ð Ò Û Ó× Ø Ð × ÐÓÒ ØÓ ØÖ Ò× Ø Ú ØÝ Ð ×× × ÙÒ1 Ö Ø Ø ÓÒ Ó Ø× × ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔo Á×Ó Ö Ð Ñ Ò× 1⁄21 ×Ó Ö Ð ́ ÙÖ × ¿o3⁄4o 1⁄2̧ ¿o¿o 1⁄2̧ Ò ¿o ¿o¿μo Ì Ø Ð Ò Ò ÙÖ ¿o3⁄4o ¿ × 3⁄41 ×Ó Ö Ðo ÕÙ ØÖ Ò× Ø Ú ́Ø Ð Ò Ý ÔÓ ÐÝ ØÓÔ ×μ Ø Ð Ò Ò Û ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ð ×× Ó Ø Ð × ÓÖÑ × × Ò Ð ØÖ Ò× Ø Ú ØÝ Ð ×× ÙÒ Ö Ø Ø ÓÒ Ó Ø × ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔ Ó Ø Ø Ð Ò o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 60
ÔØ Ö ¿ Ì Ð Ò × 1⁄2 1 ×Ó ÓÒ Ð ́Ø Ð Ò μ Ø Ð Ò Û Ó× Ú ÖØ × ÐÓÒ ØÓ ØÖ Ò× Ø Ú ØÝ Ð ×× × ÙÒ Ö Ø Ø ÓÒ Ó Ø× × ÝÑÑ ØÖÝ Ö ÓÙÔo Á×Ó ÓÒ Ð Ñ Ò× 1⁄21 ×Ó ÓÒ Ðo 1ÙÒ ÓÖÑ ́Ø Ð Ò Ó 3⁄41 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×ÙÖ μ 1 ×Ó ÓÒ Ð Ø Ð Ò Ý Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝ ÓÒ× o ÍÒ ÓÖÑ ́Ø Ð Ò ÓÖ Ò 3⁄4μ Ò ×Ó ÓÒ Ð Ø Ð Ò Û Ø ÓÒ ÖÙ ÒØ × Ò ÙÒ 1 ÓÖÑ ×o Ð Ó Ø Ð Ò ́Ó Ëμ Ò ÓÖ Ö ́Ò·1⁄2μ1ØÙÔÐ ́ 1⁄4 1⁄2 Ò μ̧ Û Ø Ò Ø Ð Ò 1 ÓÖ 1⁄4 Ò 1⁄2̧ Ò Û 1⁄2 ÓÖ 1⁄2 Ò o Ê ÙÐ Ö Ø Ð Ò ́Ó Ëμ Ø Ð Ò Ì Û Ó× × ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔ × ØÖ Ò× Ø Ú ÓÒ Ø ­ × Ó Ì o ́ ÓÖ Ò 3⁄4̧ Ø × Ö Ð×Ó ÐÐ Ö ÙÐ Ö ÓÒ Ý ÓÑ ×oμ Ë ÙÖ ¿o¿o ¿o 1 ÓÐ ÓÖ Ø Ð Ò Ø Ð Ò Ò Û Ø Ð × × Ò Ð ÓÐ ÓÖ̧ Ò « Ö ÒØ ÓÐ ÓÖ× Ö Ù× o ÍÒÐ Ø × Ó Ñ Ô ÓÐÓÖ Ò ×̧ Ò ÓÐ ÓÖ Ø Ð Ò ÒØ Ø Ð × Ñ Ý Ú Ø × Ñ ÓÐ ÓÖo È Ö ØÐÝ 1 ÓÐ ÓÖ Ø Ð Ò 1 ÓÐ ÓÖ Ø Ð Ò ÓÖ Û Ð Ñ ÒØ Ó Ø ×ÝÑ Ñ ØÖÝ Ö ÓÙÔ Ó Ø ÙÒ ÓÐ ÓÖ Ø Ð Ò « Ø× Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ Ó Ø ÓÐÓÖ×o Ì ÓÖ Ö Ô Ö ́ ¥μ̧ Û Ö ¥ × Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ ÖÓÙÔ̧ × ÐÐ 1 ÓÐÓÖ × ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔo Ä ËËÁ Á ÌÁÇÆ Ç È ÊÁÇ Á ÌÁÄ ÁÆ Ë Ì Ñ Ø Ñ Ø Ð ×ØÙ Ý Ó Ø Ð Ò × ́Ð ÑÓ× Ø Ñ Ø Ñ Ø Ð ÒÚ ×Ø Ø ÓÒ× μ × Ò ÓÑÔ Ò Ý Ø Ú ÐÓÔÑ ÒØ Ò Ù × Ó Ú Ö ØÝ Ó ÒÓØ Ø ÓÒ× ÓÖ Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ó « Ö ÒØ Ø ÝÔ × Ó Ø Ð Ò × Ò Ø Ð ×o Ö ÖÓÑ Ò Ñ Ö ÐÝ Ò Ñ × ÝÛ Ø Ó ×Ø Ò Ù × ØÝÔ ×̧ Ø × ÒÓØ Ø ÓÒ× Ø ÐÐ Ù× Ø ÒÚ ×Ø ØÓÖ ×3 ÔÓ ÒØ Ó Ú Û Ò Ø ÕÙ ×Ø ÓÒ× Ø Ý × o ÆÓØ Ø ÓÒ Ñ Ý Ø ÐÐ Ù× Ø ÐÓ Ð ×ÝÑ Ñ ØÖ × Ó Ø Ø Ð Ò ̧ ÓÖ ÓÛ Ø Ð × × ÙÖÖ ÓÙÒ ̧ ÓÖ Ø ØÓÔ ÓÐÓ Ý Ó Ø× ÓÖ ÓÐ o ÆÓØ Ø ÓÒ Ñ × Ô Ó×× Ð Ø ÓÑÔÙØ Ö ÑÔÐ Ñ ÒØ Ø ÓÒ Ó ÒÚ ×Ø Ø ÓÒ× Ó ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÕÙ ×Ø ÓÒ× ÓÙØ Ø Ð Ò ×o È Ö Ó Ø Ð Ò × Ö Ð ×× ¬ Ý ×ÝÑ Ñ ØÖÝ Ö ÓÙÔ× Ò ̧ ×ÓÑ Ø Ñ ×̧ Ý Ø Ö × Ð ØÓÒ× ́Ó Ú ÖØ ×̧ ×̧ oo o̧ ́Ò 1⁄2μ1 ×μo Ì Ö ÓÙÔ× Ö ÒÓÛÒ × ÖÝר Ð1 ÐÓ Ö Ô Ö Ó ÙÔ× ÙÔ ØÓ ×ÓÑÓÖÔ ×Ņ̃ Ø Ö Ö 1⁄2 Ò 3⁄4 Ò 3⁄41⁄2 Ò ¿ o ÓÖ 3⁄4 Ò ¿ ̧ Ø ÑÓר ÓÑ ÑÓÒ ÒÓØ Ø ÓÒ ÓÖ Ø Ö ÓÙÔ× × Ò Ø Ø Ó Ø ÁÒØ ÖÒ 1 Ø ÓÒ Ð ÍÒ ÓÒ Ó Ö Ýר ÐÐÓ Ö Ô Ý ́ÁÍ Öμ À ¿ o Ì × × ÖÓ××1Ö Ö Ò ØÓ ÖÐ Ö ÒÓØ Ø ÓÒ× Ò Ë o Ê ÒØÐ Ý Ú ÐÓÔ ÒÓØ Ø ÓÒ× Ò ÐÙ Ð Ò Ý1 Ö ×× ×ÝÑ ÓÐ× Ö Ò ÓÖ ÓÐ ÒÓØ Ø ÓÒ ÓÖ Ò 3⁄4 Ó Ò 3⁄4 ̧ À1⁄43⁄4 Ò ÓÖ Ò ¿ ÀÌ1⁄41⁄2 o Ä ÇËË Ê ÁÒØ ÖÒ Ø ÓÒ Ð ×ÝÑ ÓÐ ́ ÓÖ Ô Ö Ó Ø Ð Ò × Ó 3⁄4 Ò ¿ μ Ò Ó × Ð ØØ ØÝÔ Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö ×ÝÑ Ñ ØÖ × Ó Ø Ø Ð Ò o ÁÒ ÙÖ ¿o¿o 1⁄2̧ Ø Ð ØØ ÙÒ Ø Ö Ñ Ø Ø Ö Ø Ò Ó × Ø ×ÝÑ Ñ ØÖ × Ó Ø Ø Ð Ò Ò Ø ÁÍ Ö ×ÝÑ ÓÐ Ô¿1⁄2Ñ Ò Ø × Ø Ø Ø × Ø1ÓÖ Ö ÖÓØ Ø ÓÒ ×ÝÑ Ñ ØÖÝ Ò Ø Ø Ð Ò × ¿1 ÓÐ ̧ Ø Ø Ø Ö × ÒÓ Ñ ÖÖ ÓÖ ÒÓÖÑ Ð ØÓ Ø Ó Ø Ð ØØ ÙÒ Ø̧ Ò Ø Ø Ø Ö × Ñ Ö ÖÓÖ Ø 1⁄4 Æ ØÓ Ø Ó Ø Ð ØØ ÙÒ Øo Ì × ×ÝÑ ÓÐ× Ö Ù Ñ ÒØ ØÓ ÒÓØ ×ÝÑ Ñ ØÖÝ ÖÓÙÔ× Ó Ô Ö ØÐÝ 3⁄41 ÓÐÓÖ Ø Ð Ò ×o Ð Ò Ý1 Ö ×× ×ÝÑ ÓÐ ́ ÓÖ Ø Ð Ò × Ó Ù Ð Ò̧ ÝÔ Ö ÓÐ ̧ ÓÖ ×Ô Ö Ð ×Ô Ó ÒÝ Ñ Ò× ÓÒμ ××Ó Ø × Ò 1 ÓÐÓÖ Ò Ú ÖØ Ü1Ð Ð © 2004 by Chapman & Hall/CRC 61
3⁄4 o Ë ØØ× Ò Ö Ò Åo Ë Ò Ð Á ÍÊ ¿o ¿o1⁄2 Ò ×Ó Ö Ð Ø Ð Ò Û Ø ×Ø Ò Ö ÁÍ Ö Ð ØØ ÙÒ Ø × Ð 1Ð × ÙÒ1 Ñ ÒØ Ð ÓÑ Òo Ì Ð ×× ¬ Ø ÓÒ ×ÝÑ ÓÐ× Ö ÓÖ Ø ×ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙ Ô Ó Ø Ø Ð Ò o Conway Orbifold Symbol 3*3 p31m International Symbol Ö Ô Ö Ú ÖÓÑ Ñ Ö ×Ý ×Ø Ñ ́ ÓÖÑ Ð ÖÝ ÒØÖ ×Ù Ú × ÓÒμ Ó Ø Ø Ð Ò o ÁÒ ÙÖ ¿o¿o3⁄4̧ Ø ÒÓ × Ó Ø Ö Ô Ö ÔÖ × ÒØ ר Ò Ø ØÖ Ò Ð × Ò Ø Ñ Ö × Ýר Ņ̃ Ò ÓÐÓÖ × ́ × ̧ Ø ̧ ÓÖ Ø Òμ Ò Ø Ø Ö Ò Ý Ö Ð Ø ÓÒ×o ÆÙÑ Ö× ÓÒ Ø ÒÓ × Ó Ø Ö Ô × ÓÛØ Ö Ó Ø Ø Ð Ø Ø ÓÒØ Ò× Ø Ø ØÖ Ò Ð Ò Ø Ö Ó Ø Ú ÖØ Ü Ó Ø Ø Ð Ò Ø Ø × Ð×Ó Ú ÖØ Ü Ó Ø Ø ØÖ Ò Ð o Á ÍÊ ¿o ¿o3⁄4 Ñ Ö ×Ý ×Ø Ñ Ó Ø Ø Ð Ò Ò 1 ÙÖ ¿o ¿o1⁄2 Ø ÖÑ Ò × Ø Ö Ô Ø Ø × Ø× Ð Ò Ý1 Ö ×× ×ÝÑ ÓÐo Delaney-Dress Symbol Chamber system 4;6 4;3 4;3 4;6 D C B A AA AA B B B B C C C C D D DD ÇÖ ÓÐ ÒÓØ Ø ÓÒ ́ ÓÖ ×ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔ× Ó Ø Ð Ò × Ó 3⁄41 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×ÙÖ1 × Ó ÓÒר ÒØ ÙÖÚ ØÙÖ μ Ò Ó × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó Ø ÓÖ ÓÐ Ò Ù Ý Ø ×ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔ Ó Ô Ö Ó Ø Ð Ò Ó Ø Ù Ð Ò ÔÐ Ò ÓÖ ÝÔ Ö ÓÐ ÔÐ Ò ̧ ÓÖ ¬Ò Ø Ø Ð Ò Ó Ø ×ÙÖ Ó ×Ô Ö ÒØ ÖÓ Ù Ý ÓÒÛ Ý o ÁÒ ÙÖ ¿o¿o1⁄2̧ Ø ¬Öר ¿ Ò Ø ÓÖ ÓÐ ×ÝÑ ÓÐ ¿¶¿ ÓÖ Ø ×ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔ Ó Ø Ø Ð Ò Ò Ø × Ø Ö × ¿1 ÓÐ ÖÓØ Ø ÓÒ ÒØ Ö ́ ÝÖ Ø ÓÒ ÔÓ ÒØμ Ø Ø ÓÑ × ÓÒ ÔÓ ÒØ Ò Ø ÓÖ ÓÐ ̧ Û Ð ¶¿ Ò Ø × Ø Ø Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó Ø ÓÖ ÓÐ × Ñ ÖÖÓÖ Û Ø ÓÖÒ Ö Û Ö Ø Ö Ñ ÖÖÓÖ× ÒØ Ö× Øo Ë Ì Ð ¿o¿o1⁄2 ÓÖ Ø ÁÍ Ö Ò ÓÖ ÓÐ ÒÓØ Ø ÓÒ× ÓÖ 3⁄4 o Ì Ä ¿o¿o1⁄2 ÁÍ Ö Ò ÓÖ ÓÐ ÒÓØ Ø ÓÒ× ÓÖ Ø 1⁄2 ×ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔ× Ó Ô Ö Ó Ø Ð Ò × Ó 3⁄4 o ÁÍ Ö ÇÊ Á ÇÄ ÁÍ Ö ÇÊ Á ÇÄ Ô1⁄2 ÓÓ ÖÓ 1⁄2 Ô¿ ¿¿¿ Ô ¢¢ ÓÖ 1⁄2¢¢ Ô¿ 1⁄2Ñ ¿¶¿ Ñ ¶¢ ÓÖ 1⁄2¶¢ Ô¿Ñ1⁄2 ¶¿ ¿¿ ÔÑ ¶¶ ÓÖ 1⁄2¶¶ Ô 3⁄4 Ô3⁄4 3⁄43⁄4 3⁄43⁄4 Ô ¶3⁄4 Ô 3⁄43⁄4¢ Ô Ñ ¶ 3⁄4 ÔÑ 3⁄43⁄4¶ Ô ¿3⁄4 ÑÑ 3⁄4¶ 3⁄43⁄4 Ô Ñ ¶ ¿3⁄4 ÔÑÑ ¶3⁄43⁄43⁄43⁄4 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 62
ÔØ Ö ¿ Ì Ð Ò × ¿ Á×Ó Ö Ð Ø Ð Ò × Ó 3⁄4 ÐÐ ÒØÓ 1⁄21⁄2 ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ð ×× ×̧ ØÝÔ ¬ Ý Ø Ä Ú × Ò Ø× ́ ÙÖ ¿o ¿o¿μo Ì Ä Ú × Ò Ø ÓÖ Ø Ø Ð Ò Ò ÙÖ ¿o¿o 1⁄2 × ¿o o¿o Ø × Ú × Ø Ú ÖØ Ü Ö × ÕÙ Ò ÓÖ Ø Ð o ÁÒ Ò ×Ó Ö Ð Ø Ð Ò ̧ Ú ÖÝ Ø Ð × ×ÙÖ 1 Ö ÓÙÒ Ò Ø × Ñ Û Ý o ÖÙÒ ÙÑ Ò Ë Ô Ö ÔÖÓÚ Ò Ò Ò ×ÝÑ ÓÐ ÓÖ ×Ó Ö Ð ØÝÔ Ý Ð Ð Ò Ò ÓÖ ÒØ Ò Ø × Ó Ø Ð Ë o 1 ÙÖ ¿o ¿o Ú × Ø Ò Ò ×ÝÑ ÓÐ ÓÖ Ø Ø Ð Ò Ò ÙÖ ¿o¿o 1⁄2o Ì Ø Ð ×ÝÑ ÓÐ · · Ö ÓÖ × Ø Ý Ð Ó × Ó Ø Ð Ò Ø Ö ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ× Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ø ́ ÖÖ ÓÛ μ ¬Ö× Ø ́· Ò Ø × Ø × Ñ ̧ Ò Ø × ÓÔÔ Ó× Ø ÓÖ ÒØ Ø ÓÒμo Ì Ò Ý ×ÝÑ ÓÐ Ö ÓÖ × ÓÖ « Ö ÒØ Ð ØØ Ö Ó × Ò Ð Ø Ð ̧ ÒÒ Ò Û Ø Ø ¬Ö× Ø̧ Ø Ø ÙØ× Ò Ø ÒØ Ø Ð Ò Ø Ö Ö Ð Ø Ú ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ× ́ÒÓÛ Ò Ø × × Ñ ̧ · ÓÔÔ Ó× Ø μo Ì × ×ÝÑ ÓÐ× Ò Ù Ñ ÒØ Á ÍÊ ¿o ¿o¿ Ì 1⁄21⁄2 Ä Ú × Ò Ø×o Ì Ø Ö Ö ÙÐ Ö Ø Ð Ò × Ó 3⁄4 Ö Ø Ø ØÓÔ Ó Ø ÐÐÙ×ØÖ Ø ÓÒo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 63
o Ë ØØ× Ò Ö Ò Åo Ë Ò Ð ØÓ Ò Ý ×ÝÑ ÓÐ× ØÓ ÒÓØ 1 ÓÐ ÓÖ ×ÝÑ Ñ ØÖÝ ÖÓÙÔ× o ÖÐ Ö̧ À × Ú× × Ò ØÙÖ × ÓÖ Ø 3⁄4 ØÝÔ × Ó Ø Ð × Ø Ø ÓÙÐ ÙÒ Ñ ÒØ Ð ÓÑ Ò× Ó ×Ó Ö Ð Ø Ð Ò × Û Ø ÓÙØ Ö ­ Ø ÓÒ ×ÝÑ Ñ ØÖÝ Àà ¿ Ø × × Ò ØÙÖ ×Ý× Ø Ñ Û × ÜØ Ò Ò Ï o Á ÍÊ ¿o ¿o Ä Ð Ò Ò ÓÖ ÒØ Ò Ø × Ó Ø ×Ó Ö Ð Ø Ð Ò Ò ÙÖ ¿o ¿o1⁄2 Ø ÖÑ Ò × Ø× ÖÙÒ ÙÑ 1Ë Ô Ö Ò1 Ò × Ý ÑÓÐo [ a+a – b+b – ; b–a – ] b a a b a b b a Grünbaum-Shephard Incidence Symbol Å ÁÆ Ê ËÍÄ ÌË 1⁄2o Á ¬Ò Ø ÔÖ ÓØÓØ Ð × Ø Ó ÔÓÐÝ ÓÒ× Ñ Ø× Ò 1ØÓ1 Ø Ð Ò Ó Ø ÔÐ Ò Ø Ø × ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ Ð ×ÝÑ Ñ ØÖÝ ̧ Ø Ò Ø ÔÖÓØÓØ Ð × Ø Ð×Ó Ñ Ø× Ô Ö Ó Ø Ð Ò Ë o 3⁄4o Ì ÒÙÑ Ö Ó ×ÝÑ Ñ ØÖÝ ÖÓÙÔ× Ó Ô Ö Ó Ø Ð Ò × Ò Ò × ¬Ò Ø ́Ø × × ÑÓÙ× Ø ÓÖ Ñ Ó Ö 1⁄21⁄4 Ø Ø Ô ÖØ ÐÐÝ ×ÓÐ Ú À Ð ÖØ3 × 1⁄2 Ø ÔÖÓ Ð Ñ × Ð×Ó ÔØ Ö 3⁄4μ Ø ÒÙÑ Ö Ó ×ÝÑ Ñ ØÖÝ ÖÓÙÔ× Ó ÓÖÖ 1 ×Ô ÓÒ Ò Ø Ð Ò × Ò ÝÔ Ö ÓÐ Ò1×Ô ̧ ÓÖ Ò 3⁄4 Ò Ò ¿̧ × Ò¬Ò Ø o ¿o Ú ÖÝ 1 ×Ó Ö Ð Ø Ð Ò Ó Ø Ù Ð Ò ÔÐ Ò ̧ ÝÔ Ö ÓÐ ÔÐ Ò ̧ ÓÖ ×Ô Ö Ò Ó Ø Ò ÖÓÑ ́ 1⁄2μ1 ×Ó Ö Ð Ø Ð Ò Ý ÔÖÓ ×× Ó ×ÔÐ ØØ Ò ́×ÔÐ Ø1 Ø Ò Ò × ÝÑÑ ØÖ ÔÖ ÓØÓØ Ð μ Ò ÐÙ Ò ́ Ñ Ð Ñ Ø Ò ØÛÓ ÓÖ ÑÓÖ ÕÙ Ú1 Ð ÒØ × ÝÑÑ ØÖ Ø Ð × ÒØ Ò Ø Ø Ð Ò ÒØÓ ÓÒ Ò Û Ø Ð μ ÀÙ× ¿ Ø Ö Ö 1⁄23⁄4 1⁄4 Ð ×× × Ó ÒÓÖÑ Ð 3⁄41 ×Ó Ö Ð Ø Ð Ò × Ò ̧3⁄4¿1⁄2 Ð ×× × Ó ÒÓÖÑ Ð ¿1 ×Ó Ö Ð Ø Ð Ò × Ó 3⁄4 o o Ð ×× Ý Ò ×Ó ÓÒ Ð Ø Ð Ò × Ò Ñ ÒÒ Ö Ò ÐÓ ÓÙ× ØÓ ×Ó Ö Ð ÓÒ ×̧ ÖÙÒ ÙÑ Ò Ë Ô Ö Ú × Ó ÛÒ Ë Ø Ø Ø Ö Ö 1⁄2 Ð ×× × Ó ÒÓÖ Ñ Ð ×Ó Ó1 Ò Ð Ø Ð Ò × Ó 3⁄4 ́ ¿ Ð ×× × Ø Ø Ð × Ö Ñ Ö μo Ë Ñ Ð ÖÐÝ Ë ̧ Ø Ö Ö 3⁄4 Ð ×× × Ó ÒÓÖ Ñ Ð Ø Ð Ò × Ó 3⁄4 ÓÖ Û Ø × ÝÑÑ ØÖÝ Ö ÓÙÔ Ø× ØÖ Ò× Ø Ú ÐÝ ÓÒ Ø × ́¿1⁄4 Ø Ø Ð × Ö Ñ Ö μ Ø × Ø Ð Ò × Ö ÐÐ ×ÓØÓ Ü Ðo Ë Ð×Ó Ë o o Ì Ö Ö ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ð ×× × Ó Ô Ö Ó Ø Ð Ò × Ó ¿ ÓÖ Û Ø ×ÝÑ Ñ ØÖÝ ÖÓÙÔ Ø× ØÖ Ò× Ø Ú ÐÝ ÓÒ Ø × Ó Ø Ø Ð Ò ÀÅ ¿ o o ÓÖ Ú ÖÝ ̧ Ø ÒÙÑ Ö Ó 1ÙÒ ÓÖÑ Ø Ð Ò × Ó 3⁄4 × ¬Ò Ø o Ì Ö Ö 1⁄21⁄2 ÙÒ ÓÖÑ Ø Ð Ò × Ó 3⁄4 ́ Ð×Ó ÐÐ Ö Ñ Ò̧Ó Ö× Ñ Ö ÙÐ Öμ̧ Ó Û ¿ Ö Ö ÙÐ Öo Ì Ä Ú × Ò Ø× Ò ÙÖ ¿o ¿o¿ Ö Ù Ð× Ó Ø × 1⁄21⁄2 ÙÒ ÓÖÑ Ø Ð Ò × Ë ̧ Ë Ø ÓÒ× 3⁄4o 1⁄2̧ 3⁄4o3⁄4 o Ì Ö Ö 3⁄4 ÙÒ ÓÖÑ Ø Ð Ò × Ó ¿ ÖÙ Ò 3⁄4 1⁄4 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 64
ÔØ Ö ¿ Ì Ð Ò × 3⁄41ÙÒ ÓÖÑ Ø Ð Ò × Ó 3⁄4 ÃÖÓ × Ð×Ó Ë ̧ Ë Ø ÓÒ 3⁄4o3⁄4 o ÁÒ Ø ÝÔ Ö ÓÐ ÔÐ Ò ̧ ÙÒ ÓÖÑ Ø Ð Ò × Û Ø Ú ÖØ Ü Ú Ð Ò ¿ Ò Ú Ò Ð ×× ¬ Ë o o ÁÒ ÒÝ ÕÙ ØÖ Ò× Ø Ú Ø Ð Ò Ó 3⁄4 Ý ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝ ÓÒ×̧ Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó × Ó ÒÝ Ø Ð × Ë o o Ì Ö Ö ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ Ö ÙÐ Ö Ø Ð Ò × Ó Ò ́Ø Ö ÓÖ Ò 3⁄4̧ ÓÒ ÓÖ Ò ¿ ̧ Ø Ö ÓÖ Ò ̧ Ò ÓÒ ÓÖ Ò μ ÓÜ ¿ o Ì Ö Ö Ò¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ ÒÓÖÑ Ð Ö ÙÐ Ö Ø Ð Ò × Ó Ø ÝÔ Ö ÓÐ ÔÐ Ò ̧ ÓÙÖ Ó ÝÔ Ö ÓÐ ¿1×Ô ̧ ¬Ú Ó ÝÔ Ö ÓÐ 1×Ô ̧ Ò ÒÓÒ Ó ÝÔ Ö ÓÐ Ò1× Ô Ò Ë ¿̧ Ó Ü o o Á ØÛÓ Ó Ö Ó Ð × Ý Ñ ÓÐ× ÓÖ Ø Ð Ò Ó Ø Ù Ð Ò ÓÖ ÝÔ Ö ÓÐ ÔÐ Ò ÐÓÓ Ü ØÐÝ Ø × Ñ Ü ÔØ ÓÖ Ø ÒÙÑ Ö Ð Ú ÐÙ × Ó Ø Ö Ø×̧ Û ÑÝ « Ö Ý Ô Ö ÑÙØ Ø ÓÒ Ó Ø Ò ØÙÖ Ð ÒÙÑ Ö× ́×Ù × ¶ ¿3⁄4 Ò ¶ ¿3⁄4μ̧ Ø Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó 1 ×Ó Ö Ð Ø Ð Ò × ÓÖ Ó Ø × ÓÖ ÓÐ ØÝÔ × × Ø × Ñ À o 1⁄21⁄4o Ì Ö × ÓÒ 1ØÓ1ÓÒ ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ØÛ Ò Ô Ö Ø 1 ÓÐÓÖ Ò × Ó Ö Ø Ð Ò Ò Ø ×Ù Ö ÓÙÔ× Ó Ò Ü Ó Ø× ×ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔo Ë Ë Ò o ÇÈ Æ ÈÊÇ Ä ÅË 1⁄2o Ó × Ú ÖÝ ÓÒÚ Ü Ô ÒØ ÓÒ Ø Ø Ø Ð × 3⁄4 Ñ Ø 1 ×Ó Ö Ð Ø Ð Ò ÓÖ ×ÓÑ 1⁄2̧ Ò ×Ó̧ × Ø Ö Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÒ ́ ÐÐ Ô ÒØ ÓÒ× ÒÓÛÒ ØÓ Ø Ð Ø ÔÐ Ò Ñ Ø 1 ×Ó Ö Ð Ø Ð Ò ×̧ Û Ø ¿oμ 3⁄4o Ð ×× Ý ÙÒ ÓÖÑ Ø Ð Ò × Ó Ø ÝÔ Ö ÓÐ ÔÐ Ò ÓÖ Ø × × Ó Ú ÖØ Ü Ú Ð Ò × Ö Ø Ö Ø Ò o ¿o ÒÙÑ Ö Ø Ø ÙÒ ÓÖÑ Ø Ð Ò × Ó Ò ÓÖ Ò ¿o ́ËÓÑ ÙÒ ÓÖÑ Ø Ð Ò × ÓÖ Ò Ò ¿̧ Ö × Ù×× Ò ÂÓ 1⁄4 oμ o Ð Ò Ý1 Ö ×× ×ÝÑ ÓÐ× Ò ÓÖ ÓÐ ÒÓØ Ø ÓÒ× Ú Ñ ÔÖÓ Ö ×× ÔÓ×× Ð ÓÒ Ø Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ó 1 ×Ó Ö Ð Ø Ð Ò × Ò ÐÐ Ø Ö 3⁄41 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô × Ó ÓÒ× Ø ÒØ ÙÖÚ ØÙÖ ÜØ Ò Ø × ÛÓÖ ØÓ Ö1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô ×o ¿o ÆÇÆ È ÊÁÇ Á Æ È ÊÁÇ Á ÌÁÄÁÆ Ë ÆÓÒÔ Ö Ó Ø Ð Ò × Ö ÓÙÒ Ú ÖÝÛ Ö Ò Ò ØÙÖ ̧ ÖÓÑ Ö Ð Þ × ØÓ ÓÐÓ Ð Ø ××Ù × ØÓ Ö Ð ÖÝ× Ø Ð×o ÁÒ Ö Ñ Ö Ð ÒÙÑ ÖÓ × × ̧× Ù Ø Ð Ò × Ü Ø × ØÖÓÒ Ö ÙÐ Ö Ø ×o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ñ ÒÝ× Ù Ø Ð Ò × Ú × ÑÔÐ Ð Ù Ð×o ÇØ Ö× Ö Ô Ø ÓÒ Ò Ö × Ò ÐÝ Ð Ö Ö × Ð ×o Ò Ú Ò Ð Ö Ö Ð ×× Ó Ø Ð Ò × Ö Ø Ó× ÒÓÛ ÐÐ Ö Ô Ø Ø Ú ̧ Ò Û Ú ÖÝ ÓÙÒ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ÔÔ Ö Ò ÒÝÛ Ö Ò Ø Ø Ð Ò × Ö Ô Ø Ò¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ Ø Ñ × Ø ÖÓÙ ÓÙØ Ø ́× ÐÓÛμo Ô Ö Ó Ø Ð Ò × Ø Ó× Û Ó× ÔÖ ÓØÓØ Ð × Ø× Ñ Ø ÓÒÐ Ý ÒÓÒÔ Ö Ó Ø Ð Ò × Ö Ô ÖØ ÙÐ ÖÐÝ ÒØ Ö ×Ø Ò o Ì Ý Û Ö ¬Ö× Ø ÒØÖÓ Ù ØÓ ÔÖÓÚ Ø ÍÒ Ð ØÝ Ì ÓÖ Ñ ́Ë Ø ÓÒ ¿o1⁄2μo Ä Ø Ö̧ Ø Ö È ÒÖ Ó× ÓÙÒ Ô Ö× Ó Ô Ö Ó ÔÖÓØÓØ Ð × ́× ÙÖ ¿o o 1⁄2μ̧ Ø Ý Ñ Ô ÓÔÙÐ Ö Ò Ö Ö Ø ÓÒ Ð Ñ Ø Ñ Ø Ð Ö Ð ×o Ì Ö Ô Ñ Ø Ñ Ø Ð © 2004 by Chapman & Hall/CRC 65
o Ë ØØ× Ò Ö Ò Åo Ë Ò Ð Á ÍÊ ¿o o1⁄2 ÈÓÖØ ÓÒ× Ó È ÒÖÓ × Ø Ð Ò × Ó Ø ÔÐ Ò ́ μ Ý Ö ÓÑ × ́ μ Ý Ø × Ò ÖØ× o Ì Ñ Ø Ò ÖÙÐ × Ø Ø ÓÖ ÒÓ ÒÔ Ö 1 Ó ØÝ Ö ÒÓØ × ÓÛÒ ́× ÔØ Ö 3⁄4μo ÔÖ ÓÔ ÖØ × Û Ö ¬Ö ר ×ØÙ ÝÈ ÒÖÓ× ̧ ÓÒÛ Ý ̧ ÖÙ Ò̧ Ò ÓØ Ö×o Ø Ö Ø × ÓÚ ÖÝ Ó ÕÙ × Ö Ýר Ð× Ò 1⁄2 ̧ Ô Ö Ó Ø Ð Ò × Ñ Ø Ó Ù× Ó ÒØ Ò× Ö × Ö o Ì × × Ó Ø × Ö Ô ÐÝ Ú ÐÓÔ Ò ×Ù Ø Ö ÓÒÐÝ ÒØ ÖÓ Ù Ö Ø Ý Ö × Ù×× Ò ÑÓÖ Ø Ð Ò ÔØ Ö 3⁄4o Ä ÇËË Ê ÆÓ ÒÔ Ö Ó Ø Ð Ò Ø Ð Ò Û Ø ÒÓ ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ × ÝÑÑ ØÖÝ o À Ö Ö Ð Ø Ð Ò Ø Ð Ò Û Ó× Ø Ð × Ò ÓÑÔÓ× ÒØÓ Ð Ö Ö Ø Ð ×̧ ÐÐ Ð Ú Ð 1ÓÒ Ø Ð ×̧ Û Ó× Ð Ú Ð1ÓÒ Ø Ð × Ò ÓÑÔÓ× ÒØÓ Ð Ú Ð1ØÛÓ Ø Ð ×̧ Ò ×Ó ÓÒ Ò¬Ò ØÙ Ño ÁÒ ×ÓÑ × × Ø × Ò ×× ÖÝ ØÓ Ô ÖØ Ø ÓÒ Ø ÓÖ Ò Ð Ø Ð × ÓÖ ÓÑÔÓ× Ø ÓÒo Ë Ð 1× Ñ Ð Ö Ø Ð Ò Ö Ö Ð Ø Ð Ò ÓÖ Û Ø Ð Ö Ö Ø Ð × Ö ÓÔ × Ó Ø ÔÖ ÓØÓØ Ð × ́ ÐÐ ÒÐ Ö Ý ÓÒר ÒØ ÜÔ Ò× ÓÒ ØÓÖ μo 1Ö Ô Ø Ð × Ö Ø ×Ô Ð × Û Ò Ø Ö × Ùר ÓÒ ÔÖ ÓØÓØ Ð ́ ÙÖ ¿o 3⁄4o3⁄4μo ÍÒ ÕÙ ÐÝ Ö Ö Ð Ø Ð Ò Ø Ð Ò Û Ó× 1Ð Ú Ð Ø Ð × Ò ÓÑÔÓ× ÒØÓ ́ · 1⁄2μ1Ð Ú Ð Ø Ð × Ò ÓÒÐ Ý ÓÒ Û Ý́ 1⁄4 1⁄2 μo ÓÑÔÓ × Ø ÓÒ ÖÙÐ ́ ÓÖ Ö Ö Ð Ø Ð Ò μ Ì ÕÙ Ø ÓÒ× Ì 1⁄4 Ñ 1⁄2 Ì 1⁄2 Ñ Ì ̧ 1⁄2 ̧ Ø Ø × Ö Ø ÒÙÑ Ö× Ñ Ó ÔÖÓØÓØ Ð Ì Ò Ø Ò ÜØ Ö Ð Ú Ð ÔÖ ÓØÓØ Ð Ì 1⁄4 o Ì × ÕÙ Ø ÓÒ× ¬Ò Ð Ò Ö Ñ Ô Û Ó× Ñ ØÖ Ü × ÒØÖÝ Ñ o Ê Ð Ø Ú ÐÝ Ò× ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó Ø Ð × Ò Ø Ð Ò ÓÖ Û Ø Ö Ü ×Ø× Ö Ù× Ö ×Ù Ø Ø ÚÖÝ ÐÐ Ó Ö Ù× Ö Ò Ø Ø Ð Ò ÓÒØ Ò× ÓÔÝ Ó o Ê Ô Ø Ø Ú Ø Ð Ò Ò Û Ú ÖÝ ÓÙÒ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó Ø Ð × × Ö Ð Ø Ú ÐÝ Ò× Ò Ø Ø Ð Ò o ÄÓ Ð ×Ó ÑÓÖÔ ×Ñ Ð ×× Ñ ÐÝ Ó Ø Ð Ò × ×Ù Ø Ø Ú ÖÝ ÓÙÒ ÓÒ¬ 1 ÙÖ Ø ÓÒ Ó Ø Ð × Ø Ø ÔÔ Ö× Ò ÒÝÓ Ø Ñ ÔÔ Ö× Ò ÐÐ Ó Ø ÓØ Ö×o ́ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø ÙÒ ÓÙÒØ ÐÝ Ñ ÒÝÈ ÒÖÓ× Ø Ð Ò × Û Ø Ø × Ñ ÔÖ ÓØÓØ Ð × Ø ÓÖÑ × Ò Ð ÐÓ Ð ×ÓÑ ÓÖÔ ×Ñ Ð ×× oμ ÈÖ Ó Ø Ø Ð Ò Ø Ð Ò Ó Ø Ò Ý Ø ÒÓÒ Ð ÔÖÓ Ø ÓÒ Ñ Ø Ó ́× ÔØ Ö 3⁄4μo Ô Ö Ó ÔÖÓØÓ Ø Ð × Ø ÔÖ ÓØÓØ Ð × Ø Ø Ø Ñ Ø× ÓÒÐ Ý ÒÓÒÔ Ö Ó Ø Ð Ò × × ÙÖ ¿o o1⁄2o Ô Ö Ó Ø Ð Ò Ø Ð Ò Û Ø Ò Ô Ö Ó ÔÖ ÓØÓØ Ð × Øo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 66
ÔØ Ö ¿ Ì Ð Ò × Å Ø Ò ÖÙÐ × Ð ×Ø Ó ÖÙÐ × ÓÖ ¬ØØ Ò ØÓ Ø Ö Ø ÔÖÓØÓØ Ð × Ó Ú Ò ÔÖÓØÓØ Ð × Øo Å ÙØÙ ÐÐÝ ÐÓ ÐÐÝ Ö Ú Ð Ø Ð Ò × ÌÛÓ Ø Ð Ò × Ö ÑÙØÙ ÐÐÝ ÐÓ ÐÐÝ Ö Ú Ð Ø Ø Ð × Ò Ø Ö Ø Ð Ò Ò̧ Ø ÖÓÙ ÔÖÓ ×× Ó ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ ÒØÓ ×Ñ ÐÐ Ö Ø Ð ×̧ ÓÖ Ö ÖÓÙÔ Ò Û Ø ÒØ Ø Ð ×̧ ÓÖ ÓÑ Ò Ø ÓÒ Ó ÓØ ÔÖÓ ×× ×̧ ÓÖÑ Ø Ø Ð × Ó Ø ÓØ Ö ́× ÙÖ ¿o o 3⁄4μo ÓÑÔ Ð Ü È ÖÖÓ Ò ÒÙÑ Ö Ò Ð Ö ÒØ Ö Ø Ø × ×ØÖ ØÐÝ Ð Ö Ö Ò ÑÓ 1 ÙÐÙ× Ø Ò Ø× ÐÓ × ÓÒ Ù Ø × ́ Ü ÔØ ÓÖ Ø× ÓÑÔÐ Ü ÓÒ Ù Ø μo Á ÍÊ ¿o o3⁄4 Ì È ÒÖÓ × Ø Ð Ò × Ý Ø × Ò ÖØ× Ò Ý Ö ÓÑ × Ö Ñ Ù Ø Ù Ð Ð ÝÐ Ó ÐÐÝ Ö Ú Ð o Å ÁÆ Ê ËÍÄ ÌË 1⁄2o Ë Ð 1× Ñ Ð Ö Ò ÔÖÓ Ø Ø Ð Ò × Ö Ö Ô Ø Ø Ú ́× Ë Ò μo 3⁄4o ÍÒ ÕÙ ÐÝ Ö Ö Ð Ø Ð Ò × Ö ÒÓÒÔ Ö Ó ́Ø ÔÖÓÓ Ú Ò Ò Ë ÓÖ Ò 3⁄4 ÜØ Ò × ÑÑ Ø ÐÝ ØÓ ÐÐ Òμo ÓÒÚ Ö× ÐÝ ̧ ÒÓÒÔ Ö Ó × Ð 1× Ñ Ð Ö Ø Ð Ò × Ú Ø ÙÒ ÕÙ ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ ÔÖ ÓÔ ÖØÝ ËÓÐ o ¿o ÓÖ ÓÑ ÔÐ Ü È Ö ÖÓÒ ÒÙÑ Ö Ø Ö × × Ð 1× Ñ Ð Ö Ø Ð Ò Û Ø ÜÔ Ò× ÓÒ Ã Ò o o ÁÖÖ Ø ÓÒ Ð ÔÖÓ Ø Ø Ð Ò × Ö ÒÓÒÔ Ö Ó ́× ÔØ Ö 3⁄4μo o Ì ÔÖÓØÓØ Ð × Ø× Ó ÖØ Ò ÖÖ Ø ÓÒ Ð ÔÖÓ Ø Ø Ð Ò × Ò ÕÙ ÔÔ Û Ø Ñ Ø Ò ÖÙÐ × ×Ó Ø Ø ÐÐ Ø Ð Ò × Ñ ØØ Ý Ø ÔÖÓØÓØ Ð × Ø ÐÓÒ ØÓ × Ò Ð ÐÓ Ð ×ÓÑÓÖÔ ×Ñ Ð ×× ́× ÔØ Ö 3⁄4μo o ÅÙØÙ Ð ÐÓ Ð Ö Ú Ð ØÝ × Ò ÕÙ Ú Ð Ò Ö Ð Ø ÓÒ ÓÒ Ø × Ø Ó ÐÐ Ø Ð Ò ×o Ì Ü ×Ø Ò ÓÖ ÒÓÒ Ü ×Ø Ò Ó Ö Ö Ð × ØÖÙ ØÙÖ Ò Ñ Ø Ò ÖÙÐ × × Ð ×× ÔÖ ÓÔ ÖØÝ ÃË ¿ o o ÖØ Ò ÓÒÚ Ü ÔÖ ×Ñ× Ñ Ø ÓÒÐÝ ÒÓÒÔ Ö Ó Ñ ÓÒÓ Ö Ð Ø Ð Ò × Ó ¿ ÒÓ Ñ ÖÖ ÓÖ1 Ñ ÓÔ × Ó Ø Ø Ð × Ö Ð ÐÓÛ Ë × ÙÖ ¿o o¿o Ì × Ø Ð × Ò ÐØ Ö ØÓ ÔÖÓ Ù ÒÓÒ ÓÒÚ Ü Ô Ö Ó ÔÖ ÓØÓØ Ð × ÓÖ ¿ Ò o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 67
o Ë ØØ× Ò Ö Ò Åo Ë Ò Ð o Ì ÔÖ ÓØÓØ Ð × Ø Ó Ú ÖÝ ÙÒ ÕÙ ÐÝ Ö Ö Ð Ø Ð Ò Ò ÕÙ ÔÔ Û Ø Ñ Ø Ò ÖÙÐ × Ø Ø ÓÖ Ø Ö Ö Ð × ØÖÙ ØÙÖ ÓÓ o Á ÍÊ ¿o o¿ ÓÒÛ Ý3× ÔÖ ×Ñ ÓÒ× ×Ø× Ó ØÛÓ ÔÖ ×Ñ× Ù× Ø ÓÑÑÓÒ Ö ÓÑ Ù× o ËÑ ÐÐ Ò Ð Ó Ö ÓÑ Ù× × Ó×́¿ μ 1⁄2 Æ ÓÒ Ð Ó ÔÖ ×Ñ 3⁄4 o Ï Ò ×× Ñ Ð ̧ Ø Ú ÖØ × Ó Ø Ö ÓÑ Ù× Ø Ø × ÓÑÑÓÒ Ó Ø ØÛÓ ÔÖ ×Ñ× Ö Ø Ô ÓÐ × Ó ØÛÓ 3⁄41 ÓÐ ÖÓØ Ø ÓÒ Ü ×o 1/2 2 √2 (not a fold line) fold tabs up fold tabs down fold tabs up fold tabs down ÇÈ Æ ÈÊÇ Ä ÅË Ó × Ø Ö Ü ×Ø ÔÖÓØÓØ Ð Ò 3⁄4 Ø Ø × Ô Ö Ó Ó × Ø Ö Ü ×Ø ÓÒÚ Ü ÔÖ ÓØÓØ Ð ÓÖ ¿ Ø Ø × Ô Ö Ó Û Ø ÓÙØ Ö ×ØÖ Ø ÓÒ ¿o ÇÌÀ Ê ÌÁÄÁÆ Ë Ì Ö × Ú ×Ø Ð Ø Ö ØÙÖ ÓÒ Ø Ð Ò × ́ÓÖ ×× Ø ÓÒ×μ Ó ÓÙÒ Ö ÓÒ× ́×Ù × Ö Ø1 Ò Ð × Ò ÓÜ ×̧ ÔÓÐÝ ÓÒ×̧ Ò Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×μ Ý Ø Ð × ØÓ × Ø × Ý Ô ÖØ ÙÐ Ö ÓÒ Ø ÓÒ×o Ì × Ò ÑÙ Ó Ø Ö Ö Ø ÓÒ Ð Ð Ø Ö ØÙÖ Ó Ù× × ÓÒ Ø Ð Ò × Ý Ø Ð × Ó Ô ÖØ ÙÐ Ö ØÝÔ ̧ ×Ù × Ø Ð Ò × Ý Ö Ø Ò Ð ×̧ Ø Ð Ò × Ý ÐÙ× Ø Ö× Ó Ò1 Ù × ́Ô ÓÐÝÓ Ñ ÒÓ × × ÔØ Ö 1⁄2 Ò ÔÓÐÝ Ù ×μ ÓÖ Ò1× ÑÔÐ × ́Ô ÓÐÝ ÑÓÒ × Ò 3⁄4 μ̧ ÓÖ Ø Ð Ò × Ý Ö 1 Ó Ò Þ Ð Ò Ñ Ø ¬ ÙÖ ×o ÁÒ Ø × Ö ÓÖ Ò Û Û Ý× ØÓ ÔÖÓ Ù Ø Ð × Ò Ø Ð Ò ×̧ ÓØ Ñ Ø Ñ Ø Ò× ́×Ù × È o o Å Å ÓÒ Å 3⁄41⁄2 μ Ò Ñ Ø ÙÖ× ́×Ù × Åo o × Ö Ë 1⁄4 μ Ú Ó Ò ØÖ ÙØ ØÓ Ø ×Ù Øo Ê ÒØÐ Ý Ø × Ö ÓÖ Ò Û × Ô × Ø Ø Ø Ð Ú Ò ÓÙÒ Ö ÓÒ Ë × ÔÖÓ Ù ÒÓØØ Ø Ð ×̧ ØÓÖ Ó Ð Ø Ð ×̧ Ò ØÛ ר Ø Ð ×o ÃÙÔ Ö Ö Ò Ñ× Ú × Ó ÛÒ Ø Ø ÓÖ ÒÝ ÚÒ ÒÓØ Ã̧ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 68
ÔØ Ö ¿ Ì Ð Ò × Ø Ö × ÑÓÒÓ Ö Ð Ø Ð Ò Ó ¿ ́ÓÖ Ó ÝÔ Ö ÓÐ ¿1×Ô ̧ ÓÖ Ó ×Ô Ö Ð ¿1×Ô μ Û Ó× ÔÖÓØÓØ Ð × ×ÓÐ ØÓÖÙ× Ø Ø × ÒÓØØ × Ão Ð×Ó̧ Ñ× × × ÓÛÒ Ø Ø̧ Ú Ò ÒÝ ÔÓÐÝ Ö Ð ×Ù Ñ Ò ÓÐ Å Û Ø ÓÒ ÓÙÒ ÖÝ ÓÑÔ ÓÒ ÒØ Ò Ò ̧ ÑÓÒÓ1 Ö Ð Ø Ð Ò Ó Ò Ò ÓÒ× ØÖÙ Ø Û Ó× ÔÖ ÓØÓØ Ð × Ø × Ñ ØÓÔÓÐÓ Ð ØÝÔ × Å o ÇØ Ö Ö Ø ÓÒ× Ó Ö × Ö × ØÓ ÖÓ Ò Ø ¬Ò Ø ÓÒ Ó ÔÖ ÓØÓØ Ð × Ø Ò Ò Û ÓÒØ ÜØ×̧ Ø Ø Ð × Ò Ø Ð Ò Ñ Ý ÓÑ ÓØ Ø ́Ö Ø Ö Ø Ò ÓÒ ÖÙ ÒØμ Ñ × Ó Ø Ð × Ò ÔÖÓØÓØ Ð × Ø̧ ÓÖ ØÓÔ ÓÐÓ Ð Ñ × Ó Ø Ð × Ò ÔÖÓØÓØ Ð × Øo ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø Ð Ò Ó Ò Ý Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò Û Ú ÖÝ Ø Ð × ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ ×ÓÑ ÓÖÔ ØÓ ¬Ü ÓÒÚ Ü Ò1Ô ÓÐÝØÓÔ ́Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÔÖ ÓØÓØ Ð μ × × ØÓ ÑÓ ÒÓØÝ Ô o ÁØ × Ò × ÓÛÒ Ø Ø Ò 3⁄4 ̧ Ø Ö Ü ×Ø Ñ ÓÒÓØÝÔ 1ØÓ1 Ø Ð Ò × Ý ÓÒÚ Ü Ò1 ÓÒ× ÓÖ ÐÐ Ò ¿ Ò ¿ ̧ Ú ÖÝ ÓÒÚ Ü ¿1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÔÖ ÓØÓØ Ð Ó ÑÓÒÓØÝÔ Ø Ð Ò Ë o Å ÒÝ ́ ÙØ ÒÓØ ÐÐμ Ð ×× × Ó ÓÒÚ Ü ¿1 Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ñ Ø Ñ ÓÒÓØÝÔ 1ØÓ1 Ø Ð Ò × Ë ¿̧Ë o ¿o ËÇÍÊ Ë Æ Ê Ä Ì Å Ì ÊÁ ÄË ËÍÊÎ Ë Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò ×ÙÖ Ú Ý× Ö Ù× ÙÐ̧ Ò Ø ÓÒ ØÓ Ø Ö Ö Ò × Ð ÓÛo Ë Ì ¬Ò Ø Ú ̧ ÓÑ ÔÖ Ò× Ú ØÖ Ø × ÓÒ Ø Ð Ò × Ó 3⁄4 ̧ ר Ø Ó Ø ÖØ × Ó Ø Ñ 11⁄2 1⁄4×o ÐÐ ×Ù × ÕÙ ÒØ ÛÓÖ ́ Ò ÒÝ Ñ Ò× ÓÒμ × Ø Ò Ø × × Ø× ר ÖØ Ò ÔÓ ÒØ ÓÖ Ø ÖÑ ÒÓÐ Ó Ý ̧ ÒÓØ Ø ÓÒ̧ Ò × Ö ×ÙÐØ×o Ì Å Ò Ê ×ÙÐØ× Ó ÓÙÖ Ë Ø ÓÒ ¿o1⁄2 Ò ÓÙÒ Ö o ÂÓ 1⁄4 ÓÑ ÔÖ Ò× Ú Ò Ø Ð ÓÙÒØÓ Ù Ò Ó Ö ÑÔÓÐÝØÓÔ × Ò ÓÒ Ý1 ÓÑ × Ò Ù Ð Ò Ò ÒÓÒ1 Ù Ð Ò ×Ô × Ó Ò Ñ Ò× ÓÒ×o ÅÓÓ Ì ÔÖÓ Ò × Ó Ø Æ ÌÇ Ú Ò ËØÙ Ý ÁÒ× Ø ØÙØ ÓÒ Ø Å Ø 1 Ñ Ø × Ó Ô Ö Ó ÇÖ Ö̧ Ð Ò Ï Ø ÖÐÓÓ̧ Ò Ò Ù Ùר 1⁄2 o Ë ¿ ÓÒØ ÑÔ ÓÖ ÖÝ ×ÙÖ Ú Ý Ó Ø Ð Ò Ø ÓÖÝ ̧ ×Ô ÐÐÝ Ù× ÙÐ ÓÖ Ø× ÓÙÒØ × Ó Ñ ÓÒÓØÝÔ Ò ÓØ Ö Ò × Ó Ø Ð Ò × ÑÓÖ Ò Ö Ð Ø Ò Ø Ó× × Ù×× Ò Ø × ÔØ Öo Ë 1⁄43⁄4 Ö ÒØ Ö × ÙÖÚ Ý Ó Ø Ð Ò o Ë Ò ÔØ Ö× ß ÓÖÑ Ò ÒØÖÓ Ù Ø ÓÒ ØÓ Ø Ñ Ö Ò Ø ÓÖÝ Ó Ô Ö Ó Ø Ð Ò ×o ËË Ì × ÓÓ × ×Ô ÐÐÝ Ù× ÙÐ ÓÖ Ø× ÓÙÒØ Ó Ø Ð Ò × Ò Ò Ý ÐÙ× Ø Ö× Ó Ù ×o Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö 1⁄2 ÈÓ ÐÝÓÑ ÒÓ × ÔØ Ö 3⁄4¿ Î ÓÖÓÒÓ Ö Ñ× Ò Ð ÙÒ Ý ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× ÔØ Ö 3⁄4 Ö Ýר Ð× Ò ÕÙ × ÖÝ× Ø Ð× © 2004 by Chapman & Hall/CRC 69
1⁄4 o Ë ØØ× Ò Ö Ò Åo Ë Ò Ð Ê Ê Æ Ë o Ñ×o Ì Ð Ò × Ó ×Ô Ý ÒÓØØ Ø Ð ×o Å Ø o ÁÒØ ÐÐ Ò Ö̧ 1⁄2 1⁄2ß 1⁄2̧ 1⁄2 o À Äo Ð Ò oÀo ÀÙ ×ÓÒo Ì ÛÓ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÖÓÙ Ô×̧ ÓÖ ÓÐ × Ò Ø Ð Ò ×o ÓÑo 1 Ø ̧ 1⁄4 ß1⁄21⁄4 ̧ 1⁄2 o Ò 1⁄2 o Ò Øo Ë Ð 1× Ñ Ð Ö × Ø× o ÁÒØ Ö Ñ ØÖ × Ò Ö Ø Ð Ø Ð Ò × Ó Ê Ò o ÈÖÓ o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄21⁄23⁄4 ß 3⁄4̧ 1⁄2 1⁄2o Ö Êo Ö Öo Ì ÙÒ Ð ØÝ Ó Ø ÓÑ ÒÓ ÔÖÓ Ð Ño Å Ño Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄2ß 3⁄4̧ 1⁄2 o 1⁄21⁄4 Äo Ö o Í Ö Û ÙÒ × ÖÙÔ Ô Ò Ö Ù Ð × Ò Ê ÙÑ o ́ Öר oμo Å Ø o ÒÒ o̧ 1⁄4 3⁄4 ß¿¿ ̧ 1⁄2 1⁄21⁄4o Ï Ào1 o Ð Ò Ào Ï ÔÔ ÖÑ ÒÒo Ê ÙÐ Ö È Ö ØØ ÖÙÒ Òo oÁo Ï ×× Ò× Ø×Ú Ö1 Ð ̧ Å ÒÒ Ņ̃ 1⁄2 o ÓÒ 3⁄4  oÀo ÓÒÛ Ýo Ì ÓÖ ÓÐ ÒÓØ Ø ÓÒ ÓÖ ×ÙÖ ÖÓÙÔ ×o ÁÒ Åo Ä Ò Âo Ë ÜÐ̧ 1 ØÓÖ×̧ Ö ÓÙÔ×̧ ÓÑ Ò ØÓÖ × Ò ÓÑ ØÖÝ ̧ Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 3⁄4̧ Ô × ¿ ß o ÀÌ 1⁄41⁄2  oÀo ÓÒÛ Ý ̧ Ço Ð Ó Ö Ö ×̧ oÀo ÀÙ ×ÓÒ̧ Ò ÏoÈ oÌ ÙÖרÓÒ o Ì Ö 1 Ñ Ò1 × ÓÒ Ð ÓÖ ÓÐ × Ò ×Ô ÖÓÙÔ ×o ØÖ Ð Ö ÓÑo̧ 3⁄4 ß 1⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o À1⁄43⁄4  oÀo ÓÒÛ Ý Ò oÀo ÀÙ ×ÓÒo Ì ÓÖ ÓÐ ÒÓØ Ø ÓÒ ÓÖ ØÛÓ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÖÓÙÔ ×o Ë ØÖÙ 1 ØÙÖ Ð Ñ ×ØÖÝ̧ 1⁄2¿ 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o ÓÜ ÀoËoÅo ÓÜ Ø Öo Ê ÙÐ Ö ÓÒ Ý ÓÑ × Ò ÝÔ Ö ÓÐ ×Ô o ÁÒ ÈÖÓ o ÁÒØ ÖÒ Øo ÓÒ Ö ×× Å Ø o̧Ú ÓÐ ÙÑ ÁÁÁ̧ ÆÓÖ Ó«̧ ÖÓÒ Ò Ò Ò ÆÓÖØ 1ÀÓÐ Ð Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 ̧ Ô × 1⁄2 ß1⁄2 o Ê ÔÖ ÒØ Ò ÌÛ ÐÚ ÓÑ ØÖ ×× Ý×̧ Ëo ÁÐÐ ÒÓ × ÍÒ Úo ÈÖ ××̧ Ö ÓÒ Ð ̧ 1⁄2 ̧ Ò Ì ÙØÝ Ó ÓÑ ØÖÝ ÌÛ ÐÚ ×× Ý×̧ Ó Ú Ö̧ Å Ò ÓÐ ̧ 1⁄2 o ÓÜ ¿ ÀoËoÅo ÓÜ Ø Öo Ê ÙÐ Ö ÈÓ ÐÝØ ÓÔ ×̧ × ÓÒ Ø ÓÒo Å Ñ ÐÐ Ò̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 ¿o Ê ÔÖ ÒØ Ý Ó Ú Ö̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 ¿o Ò Äo ÒÞ Öo Ñ ÐÝ Ó ¿ 1×Ô ¬ÐÐ Ö× ÒÓØ Ô ÖÑ ØØ Ò ÒÝ Ô Ö Ó ÓÖ ÕÙ × Ô Ö Ó Ø Ð Ò ×o ÁÒ o ÔÙ ×̧ ØÓÖ̧ ÈÖÓ o Ô Ö Ó 3 oÏ ÓÖÐ Ë ÒØ ¬ ̧ Ë Ò ÔÓÖ ̧ 1⁄2 ̧ Ô × 1⁄21⁄2ß1⁄2 o Ë ¿ Äo ÒÞ Ö̧ o ÖÙÒ ÙŅ̃ Ò o o Ë Ô Ö o Ó × Ú ÖÝ ØÝÔ Ó ÔÓÐÝ ÖÓÒ Ø Ð Ø Ö 1×Ô ËØ ÖÙ ØÙÖ Ð ÌÓÔÓÐÓ Ý̧ ¿ß1⁄2 ̧ 1⁄2 ¿o Ë Äo ÒÞ Ö̧ o ÖÙÒ ÙŅ̃ Ò o o Ë Ô Ö o ÕÙ ØÖ Ò× Ø Ú Ø Ð Ò ×̧ ÓÖ ÓÛ ØÓ × ÓÚ Ö Ò Û Ñ Ø Ñ Ø ×o Å Ø o Å o̧ 1⁄4 ß ̧ 1⁄2 o Ð 1⁄2 oÆo ÐÓÒ o ÈÖÓ Ó Ó Ø ÙÒ Ñ ÒØ Ð Ø ÓÖ Ñ Ò Ø Ø ÓÖÝ Ó ×Ø Ö Ó Ö o Ó Ðo o Æ Ù ËËËȨ̂ 1⁄2¿ 1⁄23⁄4 1⁄4ß1⁄23⁄4 3⁄4̧ 1⁄2 1⁄2o Ò Ð × ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ Ò ËÓÚ Ø Å Ø o̧ 3⁄4 1⁄23⁄4ß 1⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄2o Ë Æo ÓÐ Ð Ò Ò o Ë ØØ× Ò Öo Ì ÐÓ Ð Ø ÓÖ Ñ ÓÖ Ø Ð Ò ×o ÁÒ Âo È Ø Ö ̧ 1 ØÓÖ̧ ÉÙ × ÖÝ ×Ø Ð× Ò × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ ̧ Ð × ÁÒ ×Øo ÅÓÒÓ Öo 1⁄21⁄4̧ Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 ̧ Ô × 1⁄2 ¿ß1⁄2 o Ö oÏoÅo Ö ××o ÈÖ × ÒØ Ø ÓÒ× Ó × Ö Ø ÖÓÙ Ô×̧ Ø Ò ÓÒ × ÑÔ ÐÝ ÓÒÒ Ø Ñ Ò ÓÐ ×o Úo Å Ø o̧ ¿ 1⁄2 ß3⁄41⁄23⁄4̧ 1⁄2 o ÀÅ ¿ oÏoÅo Ö ××̧ oÀo ÀÙ ×ÓÒ̧ Ò o ÅÓÐ Ò Öo Ì Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ó 1ØÖ Ò× Ø Ú ¿ 1 Ø Ð Ò ×o Ø ÖÝרo Ë Øo ̧ 1⁄4 ß 1⁄2 ̧ 1⁄2 ¿o Ò 1⁄2 È o Ò Ðo Í Ö Ï Ö ÙÒ × Ö ×Ø ÐÙÒ Ò ÚÓÒ Ù × Ö ËÝ ÑÑ ØÖ ̧ o ÃÖ ×Ø ÐÐÓ Öo̧ 1⁄2 1⁄2 ß3⁄41⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄2o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 70
ÔØ Ö ¿ Ì Ð Ò × 1⁄2 Å o ÓÒØ Ò Ò o Å ÖØ Òo ÈÓÐÝÑÓÖÔ ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ ×o Å Ø o Å o̧ 3⁄4 ß3⁄4 ¿̧ 1⁄2 o ÓÓ o ÓÓ Ñ Ò1Ë ØÖ Ù××o Å Ø Ò ÖÙÐ × Ò ×Ù ×Ø ØÙØ ÓÒ Ø Ð Ò ×o ÒÒo Ó Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄2 1⁄2ß 3⁄43⁄4¿̧ 1⁄2 o ÖÙ o ÖÙÒ ÙÑo ÍÒ ÓÖÑ Ø Ð Ò × Ó ¿1×Ô o ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ ß ̧ 1⁄2 o Ë o ÖÙÒ ÙÑ Ò o o Ë Ô Ö o Ì ØÝ 1ÓÒ ØÝÔ × Ó ×Ó Ö Ð Ø Ð Ò × Ò Ø ÔÐ Ò o Å Ø o ÈÖÓ o Ñ Ö È Ðo ËÓ o̧ 3⁄4 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ë o ÖÙÒ ÙÑ Ò o o Ë Ô Ö o Ì Ò Ò ØÝ 1ÓÒ ØÝÔ × Ó ×Ó ÓÒ Ð Ø Ð Ò × Ò Ø ÔÐ Ò o ÌÖ Ò×o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 3⁄4 3⁄4 ¿¿ ß¿ ¿̧ 1⁄2 Ò 3⁄4 ̧ 1⁄2 o Ë o ÖÙÒ ÙÑ Ò o o Ë Ô Ö o Á×ÓØÓÜ Ð Ø Ð Ò ×o È ¬ Âo Å Ø o̧ 1⁄4 ß ¿1⁄4̧ 1⁄2 o Ë o ÖÙÒ ÙÑ Ò o o Ë Ô Ö o ÁÒ Ò ×ÝÑ ÓÐ× Ò Ø Ö ÔÔÐ Ø ÓÒ ×o ÁÒ oÃo Ê Ý1 Ù ÙÖ ̧ ØÓÖ̧ Ê Ð Ø ÓÒ× ØÛ Ò ÓÑ Ò ØÓÖ × Ò ÇØ Ö È ÖØ× Ó Å Ø 1 Ñ Ø ×̧ ÚÓÐÙÑ ¿ Ó ÈÖÓ o ËÝ ÑÔÓ ×o ÈÙÖ Å Ø o̧ Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 ̧ Ô × 1⁄2 ß3⁄4 o Ë 1⁄4 o ÖÙÒ ÙÑ Ò o o Ë Ô Ö o Ì Ð Ò × Û Ø ÓÒ ÖÙ ÒØ Ø Ð ×o ÙÐ Ðo Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ¿ 1⁄2ß ¿̧ 1⁄2 1⁄4o Ë o ÖÙÒ ÙÑ Ò o o Ë Ô Ö o Ì Ð Ò × Ò È ØØ ÖÒ ×o Ö Ñ Ò̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o À ¿ Ìo À Ò̧ ØÓÖo ÁÒØ ÖÒ Ø ÓÒ Ð Ì Ð × ÓÖ ÖÝ ×Ø ÐÐÓ Ö Ô Ý̧ ÚÓÐÙ Ñ o ËÔ Ö ÓÙÔ ËÝÑÑ ØÖÝ o Ê Ð̧ ÓÖ Ö Ø̧ 1⁄2 ¿o À 3⁄4 o À Ó×o Í Ö Ò ÙÒ Ñ Ö ÙÒ × Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ò Ê ÙÑ × Ñ Ø Ò Ñ ÏÙÖ Ð ØØ Öo Å Ø o̧ 3⁄4 ß ̧ 1⁄2 3⁄4o À ¿ Ào À × o Ù Ù Ö Ò Ù× ÓÒ ÖÙ ÒØ Ò Ö Òo Æ Öo ×o Ï ××o ÓØØ Ò Ò̧ Æ Û Ë Öo̧ 1⁄2 1⁄21⁄2 ß1⁄21⁄2 ̧ 1⁄2 ¿ o Àà ¿ Ào À × Ò Ço à ÒÞÐ o Ð Ò× ÐÙ× ×o ËÝר Ñ Ö ÓÖÑ Ò ÐÙ ÒÐÓ × Ò Ò Ò Ö1 × Ð ×× Ò Ö Ð Ø Ð o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 ¿o ÀÙ× ¿ oÀo ÀÙ ×ÓÒo Ì Ò Ö Ø ÓÒ Ò Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ó Ø Ð 1 1ØÖ Ò× Ø Ú Ø Ð Ò × Ó Ø Ù1 Ð Ò ÔÐ Ò ̧ Ø ×Ô Ö ̧ Ò Ø ÝÔ Ö ÓÐ ÔÐ Ò o ÓÑo Ø ̧ 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 ¿o ÂÓ 1⁄4 Æo ÂÓ Ò×ÓÒ o ÍÒ ÓÖÑ ÈÓÐÝ ØÓ Ô ×o Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 3⁄41⁄41⁄4 o Ã Ò Êo à ÒÝÓÒo Ì ÓÒרÖÙ Ø ÓÒ Ó × Ð 1× Ñ Ð Ö Ø Ð Ò ×o ÓÑo ÙÒ Øo Ò Ðo̧ 1⁄2ß ̧ 1⁄2 o Ã Ö Êo o à Ö× Ò Öo ÇÒ Ô Ú Ò Ø ÔÐ Ò o Ñ Öo Å Ø o ÅÓÒØ ÐÝ̧ ¿ ß ̧ 1⁄2 o ÃË ¿ Êo ÃÐ ØÞ Ò ̧ Åo Ë Ð ÓØØÑ ÒÒ̧ Ò Åo o È Ö Ø Ñ Ø Ò ÖÙÐ × ÓÖ ÙÒ ÓÖ Ø ØÖ 1 Ò ÙÐ Ö Ø Ð Ò × Û Ø 1⁄21⁄41̧ 1⁄23⁄41̧ Ò 1 ÓÐ ×ÝÑ Ñ ØÖÝo ÁÒØ ÖÒ Øo Âo ÅÓ ÖÒ È Ý× o̧ 1⁄2 ¿ß 1⁄2 ¿̧ 1⁄2 ¿o ÃÖÓ Ço ÃÖÓØ Ò Ö Øo ÓÑÓ Ò Ò ÅÓ× Ò1Ø Ö ÇÖ ÒÙÒ Ò Ö Ù Ð × Ò Ò ̧ Áo Ï ××o o Å ÖØ Ò1ÄÙØ Ö1 ÍÒ Úo À ÐÐ 1Ï ØØ Ò Ö Å Ø o1Æ ØÙ Öo Ê ̧ 1⁄2 3⁄4 ¿ß3⁄4 1⁄4̧ 1⁄2 o ÄË 3⁄4 Âo o Ä Ö × Ò È oÏo Ë ÓÖo à ÐÐ Ö3× Ù 1Ø Ð Ò ÓÒ ØÙÖ × Ð× Ò Ñ Ò× ÓÒ ×o ÙÐ Ðo Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 3⁄4 3⁄4 ß3⁄4 ¿̧ 1⁄2 3⁄4o Å 3⁄41⁄2 È o o Å Å ÓÒo Æ Û Å Ø Ñ Ø Ð È ×Ø Ñ ×o Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 3⁄41⁄2o Å 3⁄4 Îo Ëo Å ÖÓÚo ÇÒ Ò ÓÒÖ ÙÐ Ö Ô ÖØ Ø ÓÒ Ó Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÄÓ Ú× Ý ×Ô Ý Ó Ò 1 ÖÙ ÒØ Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ Ò ÌÓÔÓÐ Ó Ý̧ ÈÖÓ o ËØ ÐÓ Úo ÁÒ× Øo Å Ø ̧ 1⁄21⁄4¿ß 1⁄21⁄4 ̧ 1⁄2 3⁄4o Å Ò1⁄41⁄2 o Å ÒÒo ÇÒ À × 3× ÈÖÓ Ð Ñ Ò ÇØ Ö Ì Ð Ò ÈÖÓ Ð Ñ×o ×× ÖØ Ø ÓÒ̧ ÍÒ Ú Ö× ØÝ Ó Ö Ò× ×̧ Ý ØØ Ú ÐÐ ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Å Å 1⁄4 È o Å ÅÙ ÐÐ Òo ÓÒÚ Ü Ó × Û Ø Ð ×Ô Ý ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒo Å Ø Ñ Ø ̧ 3⁄4 1⁄21⁄2¿ß1⁄23⁄41⁄2̧ 1⁄2 1⁄4 3⁄4 1⁄2 1⁄2̧ 1⁄2 1⁄2o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 71
3⁄4 o Ë ØØ× Ò Ö Ò Åo Ë Ò Ð Å Ò Ào Å Ò ÓÛ× o ÐÐ Ñ Ò Ä Ö× ØÞ Ù Ö ÓÒÚ Ü Ò ÈÓÐÝ Öo Æ Öo ×o Ï ××o ÓØØ Ò Òo Å Ø 1È Ý×o à Ðo̧ 1⁄2 ß3⁄41⁄2 ̧ 1⁄2 o ÁÒ × ÑÑ ÐØ Ò ÐÙÒ Ò ÚÓÒ À ÖÑ ÒÒ Å Ò ÓÛ× ̧ÖÔ Ö Ò Ø̧ Ð× ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o Å Ò1⁄4 Ào Å Ò ÓÛ× o ÓÔ ÒØ × ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ò oÌÙ Ò Ö̧ Ä ÔÞ ̧ 1⁄2 1⁄4 Ö ÔÖ ÒØ Ý Ð× ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o ÅÓÓ Ê oÎo ÅÓÓ Ýo Å Ø Ñ Ø × Ó ÄÓÒ Ê Ò Ô Ö Ó ÇÖ Öo Æ ÌÇ Ú Ò Ë Ò ÁÒ ×Ø ØÙØ Ë Öo Å Ø Ñ Ø Ð Ò È Ý× Ð Ë Ò ×̧ ̧ ÃÐÙÛ Ö̧ ÓÖ Ö Ø̧ 1⁄2 o Ê 3⁄4 Ão Ê Ò Ö Øo ÙÖ ÖÐ ÙÒ Ö Ù Ð × Ò Ê ÙÑ ÙÖ ÓÒ ÖÙ ÒØ ÏÙÖ Ðo Ë ØÞÙÒ × Öo ÈÖ Ù× ×o o Ï ××o ÖÐ Ò̧ 1⁄2 1⁄4ß1⁄2 ̧ 1⁄2 3⁄4 o Ë o Ë ØØ× Ò Öo Ì ÔÐ Ò ×ÝÑ Ñ ØÖÝ ÖÓÙÔ × Ø Ö Ö Ó Ò Ø ÓÒ Ò ÒÓØ Ø ÓÒo Ñ Öo Å Ø o ÅÓ ÒØ ÐÝ̧ ¿ ß 1⁄4̧ 1⁄2 o Ë 1⁄4 o Ë ØØ× Ò Öo Î × ÓÒ× Ó ËÝ ÑÑ Ø ÖÝo ÆÓØ ÓÓ ×̧ È Ö Ó Ö Û Ò ×̧ Ò Ê Ð Ø ÏÓÖ Ó Åo o × Öo Ö Ñ Ò̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 1⁄4o Ë o Ë ØØ× Ò Ö Ò Æo ÓÐ Ð Òo ÇÒ ÓÖÓÒ × ÒÓÙ ÓÖ Ø Ù Ð Ò ÔÐ Ò o ÁÒ Âo È Ø Ö ̧ ØÓÖ̧ ÉÙ × ÖÝ× Ø Ð× Ò ÓÑ ØÖÝ ̧ Ð × ÁÒ ×Øo ÅÓÒÓ Öo 1⁄21⁄4̧ Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 ̧ Ô × 3⁄41⁄4 ß3⁄4 o Ë ¿ Îo Ë Ð Ðo Ì ÓÖ Ö ÓÑÓ Ò ÞÙ× ÑÑ Ò × ØÞ Ò Ê ÙÑ Ð o Î Ö o ́ ÆÓÚ Ø μ Ã × ÖÐo Ä Ó Ôo1 ÖÓÐo ÙØ× o o Æ ØÙÖ ÓÖ× Ö̧ ¿ ¿ß ̧ 1⁄2 ¿o Ë È oË Ñ ØØo Ò Ô Ö Ó Ô ÖÓØÓØ Ð Ò ×Ô o Å ÒÙ× Ö ÔØ̧ 1⁄2 o Ë o Ë ÙÐØ o Ì Ð Ò Ø Ö 1×Ô Ý Ó Ñ Ò ØÓÖ ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ Ó Ò Ú Ü Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o ÈÖÓ o ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄23⁄4 ß1⁄2 1⁄4̧ 1⁄2 o Ë o Ë ÙÐØ o ÆÓÒØ Ð × Ò ÒÓÒ Ø× ÓÖ Ù Ð Ò ×Ô ̧ ×Ô Ö Ð ÓÑ ÔÐ Ü × Ò ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o Âo Ê Ò Ò Ûo Å Ø o̧ ¿ 3⁄4 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 ¿̧ 1⁄2 o Ë ¿ o Ë ÙÐØ o Ì Ð Ò ×o ÁÒ È oÅo ÖÙ Ö Ò Âo Åo Ï Ð Ð×̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÒÚ Ü 1 ÓÑ ØÖÝ̧Ú ÓÐ ÙÑ ̧ ÆÓÖØ ÀÓÐÐ Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 ¿̧ Ô × ß ¿3⁄4o Ë 1⁄43⁄4 o Ë ÙÐØ o Ì Ð Ò ×o ÁÒ Êo o ÅÝ Ö×̧ ØÓÖ̧ Ò Ý ÐÓÔ Ó È Ý× Ð Ë Ò Ò Ì 1 ÒÓ ÐÓ Ý̧ ¿Ö Ø ÓÒ̧ Ñ ÈÖ ××̧ Æ Û ÓÖ ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4̧ ÚÓÐÙ Ñ 1⁄2 ̧ Ô × ¿ß 3⁄4o Ë Ò Åo Ë Ò Ðo ÓÐÓÖ ÖÓÙÔ ×o × Ö Ø ÔÔÐ Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄2ß ¿̧ 1⁄2 o Ë Ò 1⁄2 Åo Ë Ò Ðo Ï Ø ØÖ Ö ¬ÐÐ ×Ô Å Ø o Å o̧ 3⁄43⁄4 ß3⁄4 ¿̧ 1⁄2 1⁄2o Ë Ò Åo Ë Ò Ðo ÓÐÓÖ ×ÝÑ Ñ ØÖÝo ÓÑÔÙØo Å Ø o ÔÔ Ðo̧ 1⁄2 ß ¿̧ 1⁄2 o Ë Ò 1⁄4 Åo Ë Ò Ðo ÖÝ× Ø ÐÐ Ò ËÝ ÑÑ ØÖ ×o Ò ÁÒ ÓÖÑ Ð Å Ø Ñ Ø Ð ÁÒØ ÖÓ Ù Ø ÓÒo Ñ À Ð Ö̧ Ö ×ØÓÐ ̧ 1⁄2 1⁄4o Ë Ò Åo Ë Ò Ðo ÉÙ × ÖÝ× Ø Ð× Ò ÓÑ ØÖÝ o Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 o ËÓÐ o Ë ÓÐÓÑÝ o ÆÓÒ Ô Ö Ó ØÝ ÑÔÐ × ÙÒ ÕÙ ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ ÓÖ × Ð 1× Ñ Ð Ö ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ ÐÐÝ ¬Ò Ø Ø Ð Ò ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄41⁄4 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o ËË Ëo ËØ Ò Ò Ëo ËÞ Óo Ð Ö Ò Ì Ð Ò ÀÓÑÓÑÓÖÔ ×Ñ× Ò Ø Ë ÖÚ Ó ÓÑ Ø ÖÝo Î ÓÐÙ Ñ 3⁄4 Ó ÖÙ× Å Ø o ÅÓ ÒÓ Ö Ô ×o Å Ø o ××Ó o Ñ Öo̧ Ï × Ò ØÓÒ̧ 1⁄2 o Î Ò o o Î Ò ÓÚo ÇÒ Ð ×× Ó Ù Ð Ò ÔÓÐÝ Ö o Î ×ØÒ Ä Ò Ò Ö o ÍÒ Úo Ë Öo Å Øo Þo à Ño̧ 1⁄21⁄2ß¿1⁄2̧ 1⁄2 o Î ÓÖ1⁄4 o Î ÓÖÓÒ Ó o ÆÓÙÚ ÐÐ × ÔÔÐ Ø ÓÒ× × Ô Ö Ñ ØÖ × ÓÒØ ÒÙ× Ð Ø ÓÖ × ÓÖÑ × ÕÙ Ö Ø ÕÙ × ÁÁo Âo Ê Ò Ò Ûo Å Ø o̧ 1⁄2¿ ß1⁄2 1⁄2̧ 1⁄2 1⁄4 o Ï 3⁄4 Ìo Ïo Ï Ø Ò o Ì Å Ø Ñ Ø Ð Ì ÓÖÝ Ó ÖÓÑ Ø ÈÐ Ò ÇÖÒ Ñ ÒØ ×o Å Ö Ð Ö̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 3⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 72
À ÄÄ 1Ì È ÌÀ ÇÊ ÅË Æ ÇÅ ÌÊÁ ÌÊ ÆËÎ ÊË ÄË Ê Ô Ð Ï Ò Ö ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ ÓÑ ØÖ ØÖ Ò×Ú Ö× Ð × Ò ÆÒ ×Ù ×Ô Ó Ê ̧× Ù × Ô ÓÒ Ø̧ Ð Ò ̧ ÔÐ Ò ̧ ÓÖ ÝÔ ÖÔÐ Ò ̧ Ø Ø ÒØ Ö× Ø× Ú ÖÝ Ñ Ñ Ö Ó Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü × Ø×o Ù Ö À ÐÐ Ý3× Ð Ö Ø Ø ÓÖ Ñ Ú × ÓÒ Ø ÓÒ× ÓÖ Ø Ñ Ñ Ö× Ó Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü × Ø× ØÓ Ú ÔÓ ÒØ Ò ÓÑÑÓÒ̧ o o̧ ÔÓ ÒØ ØÖ Ò×Ú Ö× Ðo ÁÒ Ë Ø ÓÒ o1⁄2 Û Ð Ø× Ó Ñ Ó Ø ÑÓÖ ÒÓØ Ð Ø ÓÖ Ñ× Ö Ð Ø ØÓ À ÐÐ Ý3× Ø ÓÖ Ñ Ò ÔÓ ÒØ ØÖ Ò×Ú Ö× Ð×o Ë Ø ÓÒ o3⁄4 × ÚÓØ ØÓ ÓÑ ØÖ ØÖ Ò×Ú Ö× Ð Ø ÓÖÝ o o1⁄2 À ÄÄ 1Ì È ÌÀ ÇÊ ÅË ÁÒ 1⁄2 1⁄2¿̧ Ù Ö À ÐÐÝ ÔÖ ÓÚ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ø ÓÖ Ñ ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o1⁄2 À Ð ÐÝ3× Ì ÓÖ Ñ À Ð3⁄4¿ Ä Ø ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó Ø Ð ×Ø ·1⁄2 ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê o Á Ú ÖÝ ·1⁄2 Ñ Ñ Ö× Ó Ú ÔÓ ÒØ Ò ÓÑÑÓÒ ̧ Ø Ò Ø Ö × Ô Ó ÒØ ÓÑÑÓÒ ØÓ ÐÐ Ñ Ñ Ö× Ó o Ì Ø ÓÖ Ñ Ð×Ó ÓÐ × ÓÖ Ò¬Ò Ø Ñ Ð × Ó ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø×o À ÐÐÝ3× Ø ÓÖ Ñ ×Ô ÛÒ ÒÙÑ ÖÓÙ× Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ò Ú Ö ÒØ×o Ì × Ø Ó1 Ö Ñ× Ù×Ù ÐÐÝ Ú Ø ÓÖÑ Á Ú ÖÝ Ñ Ñ Ñ Ö× Ó Ñ ÐÝ Ó Ó Ø× Ú ÔÖÓÔ ÖØÝ È Ø Ò Ø ÒØ Ö Ñ ÐÝ × ÔÖ ÓÔ ÖØÝ Éo Ï Ò È ÕÙ Ð× Ȩ́ Ø ÓÖ Ñ× Ó Ø × ÓÖÑ Ö ×ÓÑ Ø Ñ × Ö ÖÖ ØÓ × À Ð ÐÝ1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ×o ÁÒ À ÐÐÝ3× Ø ÓÖ Ñ Ø Ó Ø× Ö ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê ̧ ÔÖ ÓÔ ÖØ × È Ò É Ö Ø ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ó Ú Ò ÔÓ ÒØ Ò ÓÑÑ ÓÒ̧ Ò Ñ ÕÙ Ð× ·1⁄2 o ÅÓר Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ó À ÐÐ Ý3× Ø ÓÖ Ñ Ø ÓÙÖ ÓÖÑ × Ö ÔÐ Ò ÓÒÚ Ü × Ø× Ý ÓØ Ö Ó Ø× Ò Ê ̧ ×ØÖ Ò Ø Ò Ò ÔÖÓÔ ÖØ × È Ò Ȩ́ Ö ÔÐ Ò Ñ ·1⁄2 Ý ×ÓÑ ÓØ Ö ÒÙÑ Ö ÓÖ ÓÒ Ø ÓÒ̧ Ò Ö ÔÐ Ò Ê Ý Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô Ö ̧ Ë o Ì ¬Ö ר ¬Ú Ô ÖØ× Ó Ø × × Ø ÓÒ × Ù×× Ú Ö ÓÙ× Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ó À ÐÐÝ3× Ø ÓÖ Ño Ì × ÜØ Ò × Ú ÒØ Ô ÖØ × Ù×× ×ÓÑ Ø ÓÖ Ñ× Ò Ð ÓÖ Ø Ñ× Ö Ð Ø ØÓ À ÐÐ Ý3× Ø ÓÖ Ño Ì Ð ×Ø Ô ÖØ ÓÒØ Ò× ×ÓÑ ÓÔ Ò ÔÖÓ Ð Ñ×o Ì Ø ÓÖ Ñ× Û ÐÐ ÐÐ ×Ø Ø ÓÖ ¬Ò Ø Ñ Ð × Ó ÓÒÚ Ü × Ø×o × Û Ø À ÐÐ Ý3× Ø ÓÖ Ņ̃ Ñ ÒÝ Ó Ø Ñ ÜØ Ò ØÓ Ò¬Ò Ø Ñ Ð × Ó ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø× Ý ×Ø Ò Ö ØÓÔÓÐÓ Ð Ö ÙÑ ÒØ×o Ä ÇËË Ê ÓÒÚ Ü ×Ø Ê × ÓÒÚ Ü Ü Ý 3⁄4 ÑÔÐ × Ø Ø Ð Ò × Ñ ÒØ ÜÝ o ¿ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 73
Êo Ï Ò Ö ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ì ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó × Ø Ó ÔÓ ÒØ× Ê × Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø ́ Ò ÐÙ1 × ÓÒÛ × μ ÓÒÚ Ü × Ø ÓÒØ Ò Ò o ÀÓÑÓÐÓ Ý ÐÐ Å ØÖ ×Ô × ÓÑ ÓÐÓ Ý ÐÐ Ø × ÒÓÒ Ñ ÔØÝ Ò ÓÑÓ1 ÐÓ ÐÐÝ ØÖ Ú Ð ́ Ý Ð μ Ò ÐÐ Ñ Ò× ÓÒ×o Ì Ö Ò×Ð Ø Ë Ø Ê × ØÖ Ò×Ð Ø Ó × Ø Ê Ú · Ü Ü 3⁄4 ÓÖ ×ÓÑ Ú ØÓÖ Ú 3⁄4 Ê o ÀÓ ÑÓØ Ø Ë Ø Ê × ́Ô Ó× Ø Ú μ ÓÑ ÓØ Ø Ó × Ø Ê Ú · ØÜ Ü 3⁄4 ÓÖ ×ÓÑ Ú ØÓÖ Ú 3⁄4 Ê Ò × Ð Ö Ø 1⁄4o Ð Ø Ò ÆÒ ×Ù ×Ô Ó Ñ Ò× ÓÒ o ËÙÔ ÔÓÖØ ÀÝÔ ÖÔÐ Ò ×ÙÔÔ ÓÖ Ø× ÓÒÚ Ü × Ø ÒØ Ö× Ø× Ò × ÓÒØ Ò Ò ÓÒ Ó Ø ÐÓ× Ð ×Ô × ÓÙÒ Ý 1­ Ø ×ÙÔÔ ÓÖ Ø× ÓÒÚ Ü × Ø ÒØ Ö× Ø× Ò × ÓÒØ Ò Ò ×ÓÑ ×ÙÔÔ ÓÖ Ø Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò Ó o Ñ Ø Ö Ì Ñ Ø Ö Ó ÔÓ ÒØ× Ø × Ø ×ÙÔÖ ÑÙÑ Ó Ø ×Ø Ò × 1 ØÛ Ò Ô Ö× Ó ÔÓ ÒØ× Ò o Ï Ø Ì Û Ø Ó ÐÓ× ÓÒÚ Ü × Ø × Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø ר Ò ØÛ Ò Ô Ö1 ÐÐ Ð ×ÙÔÔ ÓÖ Ø Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ó o È Ö Ò ÒÙÑ Ö Ì Ô Ö Ò ÒÙÑ Ö Ó Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê × Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ÔÓ ÒØ× Ò ØÓ ÒØ Ö× Ø Ú ÖÝ Ñ Ñ Ö Ó o ÆÇÌ ÌÁÇÆ ÓÒÚ́ μ Ì ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó ÔÓ ÒØ× Ø o ́ μ Ì ÒÙÑ Ö Ó ×Ù Ñ Ð × 1⁄4 Ó × Þ · 1⁄2 Ó Ñ ÐÝ Ó ÔÓ ÒØ × Ø× ×Ù Ø Ø Ì 3⁄4 1⁄4 o Ì Ñ ÐÝ Ó ÐÐ × Ø× Ó Ê Ø Ø Ö Ø ÙÒ ÓÒ× Ó ÓÖ Û Ö ÓÒÚ Ü × Ø×o Ã Ì Ñ ÐÝ Ó ÐÐ × Ø× Ó Ê Ø Ø Ö Ø ÙÒ ÓÒ× Ó ÓÖ Û Ö Ô ÖÛ × × Ó ÒØ ÐÓ× ÓÒÚ Ü × Ø×o o1⁄2o1⁄2 Æ Ê ÄÁ Ì ÁÇÆË ÌÇ ÆÇÆ ÇÆÎ Ë ÌË ÁÒ 1⁄2 ¿1⁄4̧ À ÐÐÝ Ñ× Ð Ú Ø ÓÐÐÓÛ Ò ØÓÔÓÐÓ Ð Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó × Ø ÓÖ Ñ ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o3⁄4 À п1⁄4 Ä Ø ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó ÐÓ× Ó Ñ Ó Ð ÓÝ ÐÐ× Ò Ê o Á Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ú ÖÝ ·1⁄2 ÓÖ Û Ö Ñ Ñ Ö× Ó × ÓÑÓÐÓ Ý ÐÐ̧ Ø Ò Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ÐÐ Ø Ñ Ñ Ö× Ó × Ó Ñ Ó Ð ÓÝ ÐÐo Ë Ò Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ÓÒÚ Ü × Ø× × ÓÒÚ Ü × Ø Ò ÒÓÒ ÑÔ ØÝ ÓÒÚ Ü × Ø× Ö ÓÑ ÓÐÓ Ý ÐÐ×̧ Ì ÓÖ Ñ o 1⁄2o3⁄4 ÑÔÐ × À ÐÐ Ý3× Ø ÓÖ Ño ÇØ Ö ÔÖÓÓ × Ö Ú Ð Ð Ò À¿ ̧ 1⁄4 o À ÐÐÝ3× Ø ÓÖ Ñ Ò Ð×Ó Ò Ö Ð Þ ØÓ Ó Ø× Ø Ø Ö Ø ÙÒ ÓÒ× Ó ÓÒÚ Ü × Ø×o Ä Ø Ø Ñ ÐÝ Ó ÐÐ × Ø× Ó Ê Ø Ø Ö Ø ÙÒ ÓÒ× Ó ÓÖ Û Ö ÓÒÚ Ü × Ø×o Ì ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ñ Ñ Ö× Ó × ÒÓØ Ò ×× Ö ÐÝ Ò o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 74
ÔØ Ö À ÐÐÝ 1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ× Ò ÓÑ ØÖ ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o¿ à ̧ Å Ø ÓÖ Ú ÖÝ 1⁄2 Ø Ö Ü ×Ø× Ò ÒØ Ö ́ μ 1⁄2 ×Ù Ø Ø Á × ¬Ò Ø ×Ù Ñ ÐÝ Ó Ó × Þ Ø Ð ×Ø ́ μ̧ ×Ù Ø Ø Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ú ÖÝ ×Ù Ñ ÐÝ Ó × Ð×Ó Ò Ò ×Ù Ø Ø Ú ÖÝ ́ μ Ñ Ñ Ö× Ó Ú ÔÓ ÒØ Ò ÓÑÑÓÒ ̧ Ø Ò Ø Ö × Ô Ó ÒØ ÓÑÑÓÒ ØÓ ÐÐ Ø Ñ Ñ Ö× Ó o Ø Ø Ú Ö× ÓÒ Ó Ì ÓÖ Ñ o1⁄2o¿ × ÒÓÛÒ ÓÖ Ó Ø× Ø Ø Ö Ø ÙÒ ÓÒ× Ó Ô ÖÛ × × Ó ÒØ ÐÓ× ÓÒÚ Ü × Ø×o Ä Ø Ã Ø Ñ ÐÝ Ó ÐÐ × Ø× Ó Ê Ø Ø Ö Ø ÙÒ ÓÒ× Ó ÓÖ Û Ö Ô ÖÛ × × Ó ÒØ ÐÓ× ÓÒÚ Ü × Ø×o ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o ÅÓÖ ¿ Ä Ø ¬Ò Ø ×Ù Ñ ÐÝ Ó Ã Ó × Þ Ø Ð ×Ø ́ ·1⁄2 μ ×Ù Ø Ø Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ú ÖÝ Ñ Ñ Ö× Ó × Ð×Ó Ò Ã o Á Ú ÖÝ ́ ·1⁄2 μ Ñ Ñ Ö× Ó Ú ÔÓ ÒØ Ò ÓÑÑÓÒ ̧ Ø Ò Ø Ö × Ô Ó ÒØ ÓÑÑÓÒ ØÓ ÐÐ Ø Ñ Ñ Ö× Ó o Ì Ú ÐÙ ́ ·1⁄2μ ÒÒÓØ Ö Ù o Ò Ð ÒØ ÔÖÓ Ó Ó Ø × Ø ÓÖ Ñ ÔÔ Ö× Ò Ñ o o1⁄2o3⁄4 ÁÆÌ ÊË Ì ÁÇÆË ÁÆ ÅÇÊ ÌÀ Æ ÈÇÁÆÌ Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ó À ÐÐ Ý3× Ø ÓÖ Ñ ÔÔÐ Ý ØÓ Ñ Ð × Ó ÓÒÚ Ü × Ø× ÙØ ×ØÖ Ò Ø Ò ÓØ Ø ÝÔ ÓØ × × Ò Ø ÓÒ ÐÙ× ÓÒ Ó Ø Ø ÓÖ Ņ̃ Ù×Ù ÐÐÝ Ý × ×ÙÑ Ò Ø Ø Ø × Ø× ÒØ Ö× Ø Ò ÑÓÖ Ø Ò × Ò Ð ÔÓ ÒØo ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o Ë Ò Ä Ø ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê o Á Ú ÖÝ ·1⁄2 ÓÖ Û Ö Ñ Ñ Ö× Ó ÓÒØ Ò 1­ Ø Ò ÓÑÑÓÒ ̧ Ø Ò Ø Ö × 1­ Ø ÓÒØ Ò Ò ÐÐ Ø Ñ Ñ Ö× Ó o ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o Ã Ø 1⁄2 Ä Ø ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê o Ä Ø ́1⁄4 μ ·1⁄2 Ò ́ μ Ñ Ǘ ·1⁄2 3⁄4́ · 1⁄2μμ ÓÖ 1⁄2 o Á Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ú ÖÝ ́ μ ÓÖ Û Ö Ñ Ñ Ö× Ó × Ñ Ò× ÓÒ Ø Ð ×Ø ̧ Ø Ò Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ÐÐ Ø Ñ Ñ Ö× Ó × × Ø Ó Ñ Ò× ÓÒ Ø Ð ×Ø o Ì Ú ÐÙ × Ó ́ μ Ö Ø Ø Ò ÒÒÓØ Ö Ù o ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o Î Ò¿ ̧ ÃÐ ¿ Ä Ø ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó Ø Ð ×Ø ·1⁄2 ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê Ò Ð Ø × Ó Ñ ÓÒÚ Ü × Ø Ò Ê o Á Ú ÖÝ ·1⁄2 Ñ Ñ Ö× Ó ÓÒØ Ò ÒØ Ö× Ø Ö ÓÒØ Ò Ò ×ÓÑ ØÖ Ò×Ð Ø Ó ̧ Ø Ò ×ÓÑ ØÖ Ò×Ð Ø Ó × ÓÒØ Ò Ò ÒØ Ö× Ø× ÓÒØ Ò× ÐÐ Ø Ñ Ñ Ö× Ó o ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o Î 3⁄4 Ä Ø ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó Ø Ð ×Ø ·1⁄2 ÐÓ× ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê o Á Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ú ÖÝ ·1⁄2 Ñ Ñ Ö× Ó × Û Ø Ø Ð ×Ø Û̧ Ø Ò Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ÐÐ Ø Ñ Ñ Ö× Ó × Û Ø Ø Ð ×Ø Ûo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 75
Êo Ï Ò Ö ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o ÃÈ Ä Ø ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó Ø Ð ×Ø 3⁄4 ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê o Á Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ú ÖÝ 3⁄4 Ñ Ñ Ö× Ó × Ñ Ø Ö Ø Ð ×Ø 1⁄2̧ Ø Ò Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ÐÐ Ø Ñ Ñ Ö× Ó × Ñ Ø Ö Ø Ð ×Ø 3⁄4 3⁄4o ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o1⁄21⁄4 ÃÈ Ä Ø ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó Ø Ð ×Ø 3⁄4 ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê o Á Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ú ÖÝ 3⁄4 Ñ Ñ Ö× Ó × ÚÓÐ ÙÑ Ø Ð ×Ø 1⁄2̧ Ø Ò Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ÐÐ Ø Ñ Ñ Ö× Ó × ÚÓÐ ÙÑ Ø Ð ×Ø 3⁄4 3⁄4 o Ì Ú ÐÙ 3⁄4 Ò Ì ÓÖ Ñ× o1⁄2o Ò o1⁄2o 1⁄21⁄4 × Ø Ø Ò ÒÒÓØ Ö Ù o Ì Ú ÐÙ × 3⁄4 3⁄4 Ò 3⁄4 3⁄4 Ö ÒÓØ Ø Ø Ò Ò Ò Ö × o Ö ÒÝ ̧ Ã Ø Ð× ̧ Ò È ÃÈ ÓÒ ØÙÖ Ø Ø Ø ÓÖÖ Ø Ú ÐÙ × Ö ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÐÝ 1⁄2 1⁄2 3⁄4 Ò 3⁄4 ÓÖ ×ÓÑ 1⁄2 Ò 3⁄4 o o1⁄2o¿ Ê Í ÁÆ ·1⁄2 Ê Ù Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ò Ø Ö× Ø Ò ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ø ÝÔ ÓØ × × Ó À ÐÐ Ý3× Ø ÓÖ Ñ Ú × ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o1⁄21⁄2 ÃÐ 1⁄2 Ä Ø ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê o ÓÖ ÒÝ Ñ ·1⁄2 ̧ Ú ÖÝ Ñ ÓÖ Û Ö Ñ Ñ Ö× Ó Ú Ô Ó ÒØ Ò ÓÑÑÓÒ̧ Ø Ò Ú ÖÝ ́ Ñ·1⁄2 μ1­ Ø Ò Ê × ×ÓÑ ØÖ Ò×Ð Ø Ø Ø ÒØ Ö× Ø× Ú ÖÝ Ñ Ñ Ö Ó Ò Ú ÖÝ ́ Ñμ1 ­ Ø Ò Ê × ÓÒØ Ò Ò ́ Ñ· 1⁄2μ1­ Ø Ø Ø ÒØ Ö× Ø× Ú ÖÝ Ñ Ñ Ö Ó o ÁØ × Ð×Ó ØÖÙ Ø Ø Ú ÖÝ ́ Ñ ·1⁄2μ1­ Ø Ò Ê × ×ÓÑ ØÖ Ò×Ð Ø Ø Ø ÒØ Ö× Ø× Ú ÖÝ Ñ Ñ Ö Ó ÓÖ Ú ÖÝ ́ Ñμ1­ Ø Ò Ê × ÓÒØ Ò Ò ́ Ñ·1⁄2μ1­ Ø Ø Ø ÒØ Ö× Ø× Ú ÖÝ Ñ Ñ Ö Ó ̧Ø Ò Ú ÖÝ Ñ Ñ Ñ Ö× Ó Ú Ô ÓÒ Ø Ò ÓÑ ÑÓÒo Ì ÓÖ Ñ o1⁄2o 1⁄21⁄2 Ð×Ó × Ú Ö ÒØ Ú Ò Ø ØÓÔÓÐÓ Ð × ØÖÙ ØÙÖ Ó Ø × Ø Ó ́ Ñ ·1⁄2μ1­ Ø× ÒØ Ö× Ø Ò Å1⁄43⁄4 o ÓÖ Ñ ÐÝ Ó Ò ÓÒÚ Ü × Ø×̧ Ð Ø ́ μ Ø ÒÙÑ Ö Ó ×Ù Ñ Ð × 1⁄4 Ó Ó × Þ · 1⁄2 ×Ù Ø Ø Ø ·1⁄2Ñ Ñ Ö× Ó 1⁄4 Ú Ô ÓÒ Ø Ò ÓÑ ÑÓÒo ́ ́ μ × Ø ÒÙÑ Ö Ó × Ó Ñ Ò× ÓÒ Ò Ø Ò ÖÚ Ó oμ À ÐÐÝ3× Ø ÓÖ Ñ ×Ø Ø × Ø Ø ́ μ ÕÙ Ð× Ò ·1⁄2 ¡ ̧Ø ÒØ Ö × Ô ÓÒ Ø ÓÑÑ ÓÒ ØÓ ÐÐ Ø Ñ Ñ Ö× Ó o Ï Ø ́ μ ×× Ó Ñ ÚÐÙ Ð ×× Ø Ò Ò ·1⁄2 ¡ ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o1⁄23⁄4 à Р̧ Ä Ø ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó Ò ·1⁄2 ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê o ÓÖ ÒÝ Ö Û Ö 1⁄4 Ö Ò 1⁄2̧ ́ μ Ò ·1⁄2 ¡ Ò Ö ·1⁄2 ¡ ̧ Ø Ò ×ÓÑ · Ö ·1⁄2 Ñ Ñ Ö× Ó Ú ÔÓ ÒØ Ò ÓÑÑÓÒ o ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o1⁄2¿ Ã Ð Ä Ø ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó Ò ·1⁄2 ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê o ÓÖ ÒÝ Û Ö 1⁄4 1⁄2̧ ́ μ ́1⁄2 ́1⁄2 μ ·1⁄2 μ Ò ·1⁄2 ¡ ̧ Ø Ò ×ÓÑ Ò ·1⁄2Ñ Ñ Ö× Ó Ú Ô Ó ÒØ Ò ÓÑÑÓÒ o Ì Ú ÐÙ × Ú Ò Ò Ì ÓÖ Ñ× o1⁄2o 1⁄23⁄4 Ò o 1⁄2o1⁄2¿ Ö Ø Ø Ò ÒÒÓØ Ö Ù o Ì ØÚÖ× ÓÒ× Ó Ø × Ø ÓÖ Ñ× Ö Ð×Ó ÒÓÛÒ Û Ò ́ μ × Ö ÔÐ Ý ́ μ ÓÖ ÒÝ o Ì ÓÖ Ñ o1⁄2o 1⁄2¿ × ×ÓÑ Ø Ñ × ÐÐ Ö Ø ÓÒ Ð À ÐÐÝ Ø ÓÖ Ño © 2004 by Chapman & Hall/CRC 76
ÔØ Ö À ÐÐÝ 1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ× Ò ÓÑ ØÖ ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× Ì ÝÔ ÓØ × × Ø Ø Ú ÖÝ ·1⁄2 Ñ Ñ Ö× Ó Ú Ô Ó Ò Ø Ò ÓÑÑ ÓÒ Ò Ð×Ó Ö ÔÐ Ý Ø ÝÔ ÓØ × × Ø Ø ÓÙØ Ó Ú ÖÝ Ô Ñ Ñ Ö× Ó ×ÓÑ Õ Ú ÔÓ ÒØ Ò ÓÑ ÑÓÒ̧ Û Ö Ô Õ ·1⁄2 o ÓÖ ÖØ Ò Ú ÐÙ × Ó Ô Ò Õ̧ À Û Ö Ò Ö ÙÒÒ Ö ÔÖÓÚ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ö ×ÙÐ Ø ÓÒ Ø Ö ×Ó1 ÐÐ ́Ô Õμ1ÔÖÓ Ð Ñ ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o1⁄2 À Ä Ø ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó Ø Ð ×Ø Ô ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê o Á ÓÙØ Ó Ú ÖÝ Ô Ñ Ñ Ö× Ó ×ÓÑ Õ Ú ÔÓ ÒØ Ò ÓÑÑÓÒ̧ Û Ö Ô Õ ·1⁄2 Ò Ố 1⁄2μ ́Õ 1⁄2μ ̧ Ø Ò ×ÓÑ × Ø Ó Ô Õ ·1⁄2 ÔÓ ÒØ× ÒØ Ö× Ø× Ú ÖÝ Ñ Ñ Ö Ó o Ì Ú ÐÙ Ó Ô Õ · 1⁄2 × Ø Ø Ò ÒÒÓØ Ö Ù o × Ñ Ð Ö Ø ÓÖ Ñ ÓÐ × ÓÖ Ò Ö Ð Ú ÐÙ × Ó Ô Ò Õ̧ ÙØ Ø Ø ÓÙÒ × Ö ÒÓØ ÒÓÛÒ ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o1⁄2 à 3⁄4 ÓÖ Ú ÖÝ Ô Õ ·1⁄2 ̧ Ø Ö Ü ×Ø× ÔÓ× Ø Ú ÒØ Ö ́Ô Õ μ 1⁄2 ×Ù Ø Ø Á × ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó Ø Ð ×Ø Ô ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê Ò ÓÙØ Ó Ú ÖÝ Ô Ñ Ñ Ö× Ó ×ÓÑ Õ Ú Ô Ó ÒØ Ò ÓÑÑÓÒ ̧ Ø Ò ×ÓÑ × Ø Ó ́Ô Õ μ ÔÓ ÒØ× ÒØ Ö× Ø× Ú ÖÝ Ñ Ñ Ö Ó o ÓÖ Ø ×Ô Ð × Ó ÓÑ ÓØ Ø×̧ Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ú ÖÝ ØÛÓÑ Ñ Ö× Ó ×ÙÆ ×o ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o1⁄2 ÖÙ ÓÖ Ú ÖÝ Ø Ö Ü ×Ø× ÔÓ× Ø Ú ÒØ Ö ́ μ 1⁄2 ×Ù Ø Ø Á × ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó ÓÑÓØ Ø× Ó ÓÒÚ Ü × Ø Ò Ê Ò Ú ÖÝ ØÛÓ Ñ Ñ Ö× Ó ÒØ Ö× Ø̧ Ø Ò ×ÓÑ × Ø Ó ́ μ ÔÓ ÒØ× ÒØ Ö× Ø× Ú ÖÝ Ñ Ñ Ö Ó o Ì Ø ÓÙÒ × Ö ÒÓÛÒ ÓÖ Ö ÙÐ Ö × × Ò Ê 3⁄4 o ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o1⁄2 Ò Ä Ø ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó Ö ÙÐ Ö × × Ò Ê 3⁄4 o Á Ú ÖÝ ØÛÓ Ñ Ñ Ö× Ó ÒØ Ö× Ø̧ Ø Ò ×ÓÑ × Ø Ó ÓÙÖ ÔÓ ÒØ× ÒØ Ö× Ø× Ú ÖÝ Ñ Ñ Ö Ó o ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o1⁄2 À Ã Ä Ø ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó Ö ÙÐ Ö ÙÒ Ø × × Ò Ê 3⁄4 o Á Ú ÖÝ ØÛÓ Ñ Ñ Ö× Ó ÒØ Ö× Ø̧ Ø Ò ×ÓÑ × Ø Ó Ø Ö Ô Ó ÒØ× ÒØ Ö× Ø× Ú ÖÝ Ñ Ñ Ö Ó o ÒÞ Ö ÔÖÓÚ Ì ÓÖ Ñ o1⁄2o 1⁄2 ̧ × ØØÐ Ò ÕÙ ×Ø ÓÒ Ý ÐÐ ÓÒ Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ÔÓ ÒØ× Ò ØÓ ÒØ Ö× Ø ÐÐ Ø Ñ Ñ Ö× Ó ÒÝ Ñ ÐÝ Ó Ô ÖÛ × ÒØ Ö× Ø Ò Ö ÙÐ Ö × × Ò Ê 3⁄4 o ËÙ ÔÖÓ Ð Ñ× Ö Ó Ø Ò ÐÐ ÐÐ 1ØÝÔ ÔÖÓ 1 Ð Ñ×o Ì ÓÖ Ñ o1⁄2o 1⁄2¿ Ò Ö Ð Þ × ØÓ Ó Ø× Ø Ø Ö ÙÒ ÓÒ× Ó ÓÒÚ Ü × Ø×o Ä Ø × ÓÚ o ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o1⁄2 à ÓÖ Ú ÖÝ «̧ 1⁄4 « 1⁄2̧ Ò Ú ÖÝ 1⁄4̧ Ø Ö Ü ×Ø× ÓÒר ÒØ ́ « μ 1⁄4 ×Ù Ø Ø Á × ¬Ò Ø ×Ù Ñ ÐÝ Ó Ó × Þ Ò ·1⁄2 Ò ́ μ « Ò ·1⁄2 ¡ ̧ Ø Ò ×ÓÑ ́ « μÒ Ñ Ñ Ö× Ó Ú ÔÓ ÒØ Ò ÓÑÑÓÒo Ë Ñ Ð ÖÐÝ ̧ Ì ÓÖ Ñ o1⁄2o 1⁄2 Ò Ö Ð Þ × ØÓ ×Ù Ñ Ð × Ó © 2004 by Chapman & Hall/CRC 77
Êo Ï Ò Ö ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o3⁄41⁄4 à ÓÖ Ú ÖÝ Ô Õ ·1⁄2 Ò Ú ÖÝ 1⁄4̧ Ø Ö Ü× Ø × Ô Ó× Ø Ú ÒØ Ö ́ Ô Õ μ 1⁄2 ×Ù Ø Ø Á × ¬Ò Ø ×Ù Ñ ÐÝ Ó Ó × Þ Ø Ð ×Ø Ô Ò ÓÙØ Ó Ú ÖÝ Ô Ñ Ñ Ö× Ó ×ÓÑ Õ Ú ÔÓ ÒØ Ò ÓÑÑÓÒ ̧ Ø Ò ×ÓÑ × Ø Ó ́ Ô Õ μ ÔÓ ÒØ× ÒØ Ö× Ø× Ú ÖÝ Ñ Ñ Ö Ó o o1⁄2o ËÈÀ ÊÁ Ä À ÄÄ 1Ì È ÌÀ ÇÊ ÅË Î Ö ÓÙ× Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ó ÓÒÚ Ü ØÝ ØÓ ÓÒÚ Ü ØÝ × ØÖÙ ØÙÖ ÓÒ Ø 1×Ô Ö ̧ Ë ̧ Ú Ö × ØÓ Ú Ö ÓÙ× À ÐÐ Ý1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ×o Ä ÇËË Ê ÊÓ Ò×ÓÒ1 ÓÒÚ Ü × Ø Ë × ÊÓ Ò×ÓÒ1 ÓÒÚ Ü ÓÖ Ú ÖÝ Ü Ý 3⁄4 Û Ö Ü Ò Ý Ö ÒÓØ ÒØ ÔÓ Ð ÔÓ ÒØ×̧ Ø ×Ñ ÐÐ Ö Ó Ø Ö Ø Ö Ð Ó Ò Ò Ü Ò Ý × ÓÒØ Ò Ò o ËØÖÓÒ ÐÝ ÓÒÚ Ü × Ø Ë × ×ØÖÓÒ ÐÝ ÓÒÚ Ü × ÊÓ Ò×ÓÒ1 ÓÒÚ Ü Ò Ó × ÒÓØ ÓÒØ Ò ÒÝ Ò Ø ÔÓ Ð ÔÓ ÒØ× o ÓÒÚ Ü ÓÒ × Ø Ê × Ó Ò Ú Ü ÓÒ ÒØ Ö Ø Ø ÓÖ Ò Ü Ý 3⁄4 ÑÔÐ × Ø Ü Ü · Ø Ý Ý 3⁄4 ÓÖ ÒÝ × Ð Ö× Ø Ü Ø Ý 1⁄4o ÆÇÌ ÌÁÇÆ Ì × Ø Ó ÔÓ ÒØ× ÒØ ÔÓ Ð ØÓ Ø ÔÓ ÒØ× Ò Ë o Ñ́ μ Ì Ñ Ò× ÓÒ Ó Ñ Ò ÓÐ Û Ø ÓÙÒ ÖÝ o ́ Ý ÓÒÚ ÒØ ÓÒ̧ Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ó Ø ÑÔØÝ× Ø × 1⁄2oμ Ê ËÍÄ ÌË ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o3⁄41⁄2 Ä Ø ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó Ø Ð ×Ø ·3⁄4 רÖÓÒ ÐÝ ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ë o Á Ú ÖÝ ·3⁄4 Ñ Ñ Ö× Ó Ú ÔÓ ÒØ Ò Ó ÑÑÓÒ̧ Ø Ò Ø Ö × ÔÓ ÒØ ÓÑÑÓÒ ØÓ ÐÐ Ø Ñ Ñ Ö× Ó o ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o3⁄43⁄4 ÊÓ 3⁄4 Ä Ø ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó ÊÓ Ò×ÓÒ 1 ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ë o Á Ú ÖÝ 3⁄4 ·3⁄4 ÓÖ Û Ö Ñ Ñ Ö× Ó Ú ÔÓ ÒØ Ò ÓÑÑÓÒ ̧ Ø Ò Ø Ö × ÔÓ ÒØ ÓÑÑÓÒ ØÓ ÐÐ Ø Ñ Ñ Ö× Ó o Ì ÓÖ Ñ× o1⁄2o 3⁄41⁄2 Ò o 1⁄2o3⁄43⁄4 Ò Ö Ð Þ ØÓ ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o3⁄4¿ ËË Ä Ø ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó ÊÓ Ò ×ÓÒ1 ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ë o Ä Ø Ñ ÕÙ Ð Ñ Ò 3⁄4 Ñ́ μ· Ñ́ μ o Á Ú ÖÝ Ñ ·¿ ÓÖ Û Ö Ñ Ñ Ö× Ó Ú ÔÓ ÒØ Ò ÓÑÑÓÒ̧ Ø Ò Ø Ö × Ô Ó ÒØ Ó Ñ Ñ Ó ÒØ Ó Ð ÐØ ÑÑ Ö× Ó o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 78
ÔØ Ö À ÐÐÝ 1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ× Ò ÓÑ ØÖ ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× Ì Ú ÐÙ × ·3⁄4 ̧ 3⁄4 ·3⁄4 ̧ Ò Ñ·¿ Ò Ì ÓÖ Ñ× o1⁄2o 3⁄41⁄2̧ o1⁄2o 3⁄43⁄4̧ Ò o1⁄2o 3⁄4¿ Ò Ö Ù Ý ÓÒ ÙÒ Ö ÖØ Ò ×Ù Ø Ð Ö ÙÑ× Ø Ò ×o × Ù ×ØÓ Ë × ÊÓ Ò× ÓÒ1 ÓÒÚ Ü Ò ÓÒÐÝ Ø × Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ë Û Ø ×ÓÑ ÓÒÚ Ü ÓÒ ÒØ Ö Ø Ø ÓÖ Òo Ì Ù× Ì ÓÖ Ñ× o1⁄2o3⁄43⁄4 Ò o1⁄2o 3⁄4¿ Ò ÓÖ ÑÙÐ Ø Ò Ø ÖÑ× Ó ÓÒÚ Ü ÓÒ ×o Ï Ò Ò Ø ÝÔ ÓØ × × Ó Ì ÓÖ Ñ o1⁄2o 3⁄43⁄4 Ý Ö ÔÐ Ò 3⁄4 ·3⁄4 Ý ·1⁄2 Ú × Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ø ÓÖ Ñ ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o3⁄4 Ã Ø Ä Ø ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó Ø Ð ×Ø · Ò ·1⁄2 ÊÓ Ò ×ÓÒ1 ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ë ̧ Ò 1⁄4o Á Ú ÖÝ ·1⁄2 Ñ Ñ Ö× Ó Ú ÔÓ ÒØ Ò ÓÑÑÓÒ̧ Ø Ò ×ÓÑ · Ò 3⁄4 ·1⁄2 Ñ Ñ Ö× Ó Ú ÔÓ ÒØ Ò ÓÑÑÓÒ o ×Ô Ö Ð Ú Ö ÒØ Ó Ø ØÓÔÓÐÓ Ð À ÐÐÝ Ø ÓÖ Ñ ́Ì ÓÖ Ñ o1⁄2o 3⁄4μ Ò Ö Ð Þ × Ì ÓÖ Ñ o 1⁄2o3⁄41⁄2o ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o3⁄4 1⁄4 Ä Ø ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó ÐÓ× ÓÑÓÐÓ Ý ÐÐ× Ò Ë o Á Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ú ÖÝ ·3⁄4 ÓÖ Û Ö Ñ Ñ Ö× Ó × ÓÑÓÐÓ Ý ÐÐ̧ Ø Ò Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ÐÐ Ø Ñ Ñ Ö× Ó × Ó Ñ Ó Ð ÓÝ ÐÐo o1⁄2o ÇÌÀ Ê Æ Ê ÄÁ Ì ÁÇÆË À ÐÐ Ý3× Ø ÓÖ Ñ Ò Ö Ð Þ × ØÓ ÑÙÐ Ø ÔÐ Ñ Ð × Ó ÓÒÚ Ü × Ø× ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o3⁄4 Ö 3⁄4 Ä Ø 1⁄2 3⁄4 ·1⁄2 ÒÓÒ ÑÔØÝ ¬Ò Ø Ñ Ð × Ó ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê o Á Ì ·1⁄2 1⁄2 ÓÖ Ó Ó 3⁄4 ̧Ø Ò Ì 3⁄4 ÓÖ ×ÓÑ o Ë ØØ Ò 1⁄2 3⁄4 ¡¡¡ ·1⁄2 Ú × À ÐÐÝ3× ÓÖ Ò Ð Ø ÓÖ Ño ÓÐ 3Ò ÓÚ Ú Ú Ö Ø ÓÒ Ó Ì ÓÖ Ñ o 1⁄2o1⁄21⁄2 ÓÖ ÑÙÐ Ø ÔÐ Ñ Ð × Ó ÓÒÚ Ü × Ø× ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o3⁄4 ÓÐ Ä Ø 1⁄2 3⁄4 Ñ·3⁄4 Ñ ·3⁄4 ¬Ò Ø Ñ Ð × Ó ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê ̧ 3⁄4 Ñ ·1⁄2 o Á Ú ÖÝ Ñ ÓÖ Û Ö Ñ Ñ Ö× Ó Ñ ÐÝ Ú ÔÓ ÒØ Ò ÓÑÑÓÒ̧ Ø Ò Ø Ö × ×ÓÑ ́ Ñ·1⁄2μ1­ Ø Ò Ê Ø Ø ÒØ Ö× Ø× Ú ÖÝ Ñ Ñ Ö Ó Ë Ñ·3⁄4 1⁄2 o Ì ÓÖ Ñ o1⁄2o 3⁄4 × ×Ô Ð × Ó ÑÙ ÑÓÖ Ò Ö Ð Ø ÓÖ Ñ Ý ÓÐ3 Ò ÓÚ Ø Ø Ú × ÓÒ Ø ÓÒ× ÓÖ Ò Ð Ö ×ÙÖ Ó Ñ Ò× ÓÒ Ñ · 1⁄2 ØÓ ÒØ Ö× Ø Ú ÖÝ Ñ Ñ Ö Ó Ë Ñ·3⁄4 1⁄2 o o1⁄2o Ê Ä Ì ÌÀ ÇÊ ÅË À ÐÐ Ý3× Ø ÓÖ Ñ ÑÔÐ × Ò »ÓÖ × ÑÔÐ Ý ×ÓÑ ÒÓØ Ð Ø ÓÖ Ñ×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 79
1⁄4 Êo Ï Ò Ö ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o3⁄4 Ö Ø Ó ÓÖÝ3× Ì ÓÖ Ñ ÔÓ ÒØ Ó Ó ÒÚ́ μ̧ Ê ̧ × ÓÒÚ Ü ÓÑ Ò Ø ÓÒ Ó ·1⁄2 ÓÖ Û Ö ÔÓ ÒØ× Ó o ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o3⁄4 Ê ÓÒ 3× Ì ÓÖ Ñ × Ø Ó ·3⁄4 ÓÖ ÑÓÖ ÔÓ ÒØ× Ò Ê Ò Ô ÖØ Ø ÓÒ ÒØÓ ØÛÓ × Ó ÒØ × Ø× Û Ó× ÓÒÚ Ü ÙÐ Ð× Ú ÔÓ ÒØ Ò ÓÑÑÓÒ o ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o¿1⁄4 Ã Ö Ö Ö3× Ì ÓÖ Ñ ÓÖ ÔÓ ÒØ × Ø× Ê ̧ ÓÒÚ́ μ ÓÒÚ́ μ Ò ÓÒ ÐÝ Ó ÒÚ́ 1⁄4 μ ÓÒÚ́ 1⁄4 μ ÓÖ ×ÓÑ 1⁄4 Ò 1⁄4 Û Ö · ·3⁄4 o Ø ÓÖ Ñ × Ñ Ð Ö ØÓ Ö Ø Ó ÓÖÝ3 × Ø ÓÖ Ñ Ú × ÓÒ Ø ÓÒ× ÓÖ ÔÓ ÒØ ØÓ Ð Ò Ø ÒØ Ö ÓÖ Ó Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó × Ø Ó ÔÓ ÒØ×o ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o¿1⁄2 ËØ Ò ØÞ 3× Ì ÓÖ Ñ ÔÓ ÒØ Ò Ø ÒØ Ö ÓÖ Ó ÓÒÚ́ μ̧ Ê ̧ × Ò Ø ÒØ Ö ÓÖ Ó ÓÒÚ́ 1⁄4 μ ÓÖ ×ÓÑ 1⁄4 Ò 1⁄4 3⁄4 o Ì ÓÖ Ñ o1⁄2o3⁄4 × Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó À ÐÐÝ3× Ø ÓÖ Ñ ØÓ ÑÙÐØ ÔÐ Ñ Ð × Ó ÓÒÚ Ü × Ø×o Ö Ø Ó ÓÖ Ý3× Ø ÓÖ Ñ × × Ñ Ð Ö̧ Ö Ð Ø Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o¿3⁄4 Ä Ø 1⁄2 3⁄4 ·1⁄2 ×Ù × Ø× Ó Ê o Á Ü 3⁄4 Ó ÒÚ́ μ ÓÖ ̧ Ø Ò Ø Ö Ü ×Ø ÔÓ ÒØ× Ü 3⁄4 ×Ù Ø Ø Ü 3⁄4 ÓÒÚ́ Ü 1⁄2 Ü ·1⁄2 μo Ò ÐÐÝ ̧ Ê ÓÒ3× Ø ÓÖ Ñ × Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o¿¿ ÌÚ Ö Ö 3× Ì ÓÖ Ñ ÌÚ × Ø Ó ́Ö 1⁄2μ́ ·1⁄2 μ·1⁄2 ÓÖ ÑÓÖ Ô Ó ÒØ× Ò Ê Ò Ô ÖØ Ø ÓÒ Ò Ø ÓÖ ×Ù × Ø× Û Ó× ÓÒÚ Ü ÙÐ Ð× Ú ÔÓ ÒØ Ò ÓÑÑÓÒ o Ì Ø ÓÖ Ñ × Ø Ø Ò Ø Ò ÙÑ Ö ́Ö 1⁄2μ́ · 1⁄2μ · 1⁄2 ÒÒÓØ Ö Ù o ÓÖ ÑÓÖ Ø Ð×̧ × ÔØ Ö 1⁄2 o o1⁄2o Ê Ä Ì Ä ÇÊÁÌÀÅ Ë À ÐÐ Ý3× Ø ÓÖ Ñ ÔÖÓÚÓ × Ø ÓÐÐÓÛ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÖÓ Ð Ñ Ú Ò Ñ ÐÝ Ó Ò ÓÒÚ Ü × Ø×̧ ¬Ò ÔÓ ÒØ ÓÑÑ ÓÒ ØÓ ÐÐ Ø × Ø× ÓÖ̧ Ø Ö × ÒÓ ×Ù Ô ÓÒ Ø̧ ¬Ò ·1⁄2 Ñ Ñ Ö× Ó Ø Ø Ú ÒÓ ÔÓ ÒØ Ò ÓÑ ÑÓÒo Ï Ò × Ñ ÐÝ Ó Ò Ð ×Ô ×̧ Ø × ÔÖÓ Ð Ñ × × ÑÔÐ Ý ×Ô Ð Þ Ú Ö× ÓÒ Ó Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o Ë Ö Ö Ò Ï ÐÞÐ Ú Ò Ö Ð Þ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ØÓ ÑÓÖ ×ØÖ Ø Ö Ñ ÛÓÖ Ø Ø Ø Ý ÐÐ Ò Ö Ð Þ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o Ì ÔÖÓ Ð Ñ Ó ¬Ò Ò ÔÓ ÒØ ÓÑÑ ÓÒ ØÓ Ò ÓÒÚ Ü × Ø× Ò ÓÖ ÑÙÐ Ø Ò ×ÓÐ Ú × Ò Ö Ð Þ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ño ÁÒ Ø ÓÒ̧ ÓØ Ö À Ð ÐÝ1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ× Ú Ö Ð Ø Ð ÓÖ Ø Ñ ÕÙ ×Ø ÓÒ× Ø Ø Ò ÓÖÑÙÐ Ø Ò × ÓÐÚ × Ò Ö Ð Þ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× Ñ o ÓÖ ÑÓÖ ÓÒ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ò Ò Ö Ð Þ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ̧ × ÔØ Ö× Ò o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 80
ÔØ Ö À ÐÐÝ 1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ× Ò ÓÑ ØÖ ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× 1⁄2 o1⁄2o ÇÈ Æ ÈÊÇ Ä ÅË ÈÊÇ Ä Å o1⁄2o¿ ÈÖÓÚ ÓÖ ×ÔÖÓÚ Ø Ø Ø Ö Ü× Ø ×× Ó Ñ ÓÒ ×Ø ÒØ ×Ù Ø Ø Á Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ú ÖÝ 3⁄4 Ñ Ñ Ö× Ó Ñ ÐÝ Ó Ø Ð ×Ø 3⁄4 ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê × Ñ Ø Ö Ø Ð ×Ø 1⁄2̧ Ø Ò Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ÐÐ Ø Ñ Ñ Ö× Ó × Ñ Ø Ö Ø Ð ×Ø 1⁄2 3⁄4 o ÈÊÇ Ä Å o1⁄2o¿ ÈÖÓÚ ÓÖ ×ÔÖÓÚ Ø Ø Ø Ö Ü ×Ø× ×ÓÑ ÓÒ ×Ø ÒØ ×Ù Ø Ø Á Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ú ÖÝ 3⁄4 Ñ Ñ Ö× Ó Ñ ÐÝ Ó Ø Ð ×Ø 3⁄4 ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê × ÚÓÐ ÙÑ Ø Ð ×Ø 1⁄2̧ Ø Ò Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ÐÐ Ø Ñ Ñ Ö× Ó × ÚÓÐÙ Ñ Ø Ð ×Ø o ÈÊÇ Ä Å o1⁄2o¿ Ä Ø ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó ØÖ Ò×Ð Ø × Ó ÓÒÚ Ü × Ø Ò Ê 3⁄4 o ÈÖÓÚ ÓÖ ×ÔÖÓ Ú Ø Ø Ú ÖÝ ØÛÓ Ñ Ñ Ö× Ó ÒØ Ö× Ø̧ Ø Ò ×ÓÑ × Ø Ó Ø Ö Ô Ó ÒØ× ÒØ Ö× Ø× Ú ÖÝ Ñ Ñ Ö Ó o o3⁄4 ÇÅ ÌÊÁ ÌÊ ÆËÎ ÊË ÄË ÅÙ Ö × Ö ÓÒ ÓÑ ØÖ ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× Ó Ù× × ÓÒ Ò ×× ÖÝ Ò ×ÙÆ ÒØ ÓÒ 1 Ø ÓÒ× ÓÖ Ø Ü ×Ø Ò Ó Ð Ò ̧ ÔÐ Ò ̧ ÓÖ ÝÔ ÖÔÐ Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ØÓ Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü × Ø×o Ì × Ö × Ö Ò ÐÙ × ÓÒ Ø ÓÒ× ÓÒ Ø Ü ×Ø Ò Ó ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ØÓ ×Ô Ð Ñ Ð × Ó ÓÒÚ Ü × Ø×̧ ×Ù × ØÖ Ò×Ð Ø × ÓÖ ÓÑ ÓØ Ø×o ÅÓר Ó Ø Ö ×ÙÐØ× ÔÔÐ Ý Ø Ö ØÓ Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× Ò Ê 3⁄4 ÓÖ ØÓ ÝÔ ÖÔÐ Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× Ò Ê o Ì ÓÖ Ö Ò Û ØÖ Ò×Ú Ö× Ð ÒØ Ö× Ø× ÔÐ Ý× Ò ÑÔÓÖØ ÒØ ÖÓÐ Ò ×Ø Ø Ò Ò ÔÖ ÓÚ Ò ×Ù Ø ÓÖ Ñ×o Ú Ò Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü × Ø×̧ Ò ÓÛ Ñ ÒÝ « Ö ÒØ ÓÖ Ö× Ò ÒØ Ö× Ø Ý ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× Ì × Ø Ó ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ØÓ Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü × Ø× ÓÖÑ × ØÓÔÓÐÓ Ð ×Ô Û Ø Ø Ù×Ù Ð ØÓÔÓÐÓ Ý ××Ó Ø Û Ø ÆÒ ×Ù ×Ô × Ò Ê ̧ o o̧ Ø ØÓÔ ÓÐÓ Ý Ò Ö Ø ÖÓÑ Ø Ö ××Ñ ÒÒ Òo Ï Ø × Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð × ØÖÙ ØÙÖ Ò ÓÑ1 ÔÐ Ü ØÝ Ó Ø × ×Ô Ï Ø Ö Æ ÒØ Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ò Ø × ×Ô ÍÒ Ö Û Ø ÓÒ Ø ÓÒ× Ó × × Ø Ó 1­ Ø× ÓÖÑ Ø ×Ô Ó ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ØÓ ×ÓÑ Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü × Ø× Ä ÇËË Ê Ì Ö Ò×Ú Ö× Ð Ò ÆÒ ×Ù ×Ô Ê Ó Ñ Ò× ÓÒ × 1ØÖ Ò×Ú Ö× Ð ØÓ Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü × Ø× ÒØ Ö× Ø× Ú ÖÝ Ñ Ñ Ö Ó o Ä Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð 1⁄21ØÖ Ò×Ú Ö× Ð ØÓ Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê o ÀÝÔ ÖÔÐ Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð ́ 1⁄2μ1ØÖ Ò×Ú Ö× Ð ØÓ Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê o Ë Ô Ö Ø Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü × Ø× × 1× Ô Ö Ø ÒÓ ·3⁄4 Ñ Ñ Ö× Ó Ú 1ØÖ Ò×Ú Ö× Ðo ÇÖ Ö Ò 1ÓÖ Ö Ò Ó Ñ ÐÝ 1⁄2 Ò Ó ÓÒÚ Ü × Ø× × Ñ ÐÝ Ó ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ× Ó ́ ·1⁄2μ1ØÙÔÐ × Ó ¬Ò Ý Ñ ÔÔ Ò ·1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄2 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 81
3⁄4 Êo Ï Ò Ö ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ØÓ Ø ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ× Ó ×ÓÑ Ñ ÐÝ Ó ÔÓ ÒØ× Ü 1⁄2 Ü Ò Ò Ê o Ì ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ Ó ́ 1⁄4 1⁄2 μ × Ø ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ Ó Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ÔÓ ÒØ× ́Ü 1⁄4 Ü 1⁄2 Ü μ̧ o o̧ 1⁄4 × Ò Ø 1⁄4 1⁄2 Ü 1⁄2 1⁄4 ¡¡¡ Ü 1⁄4 o o o o o o o o o o o o 1⁄2 Ü 1⁄2 ¡¡¡ Ü 1⁄21⁄2 ÆÓ ÒØÖ Ú Ð ÓÖ Ö Ò 1ÓÖ Ö Ò × ÒÓÒØÖ Ú Ð Ø Ð ×Ø ÓÒ Ó Ø× ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ× × ÒÓÒÞ ÖÓo Ý Ð ÓÖ ÒØ Ñ ØÖ Ó Ö Ò Ö Ý Ð ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ÓÒ × Ø × Ñ ÐÝ Ó ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ× Ó Ö 1ØÙÔÐ × Ó ¬Ò Ý Ñ ÔÔ Ò Ö 1⁄2 1⁄4 1⁄2 × Ø × Ý Ò ÖØ Ò ÖÓØÓÔ Ü ÓÑ× Ò ÓÒ Ø ÓÒ Ó Ý Ð ØÝ ÓÖ ÑÓÖ Ø Ð×̧ × ÔØ Ö o Ê Ð Þ Ð Ý Ð ÓÖ ÒØ Ñ Ø Ö Ó Ò Ý Ð ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ó Ö Ò Ö × Ö Ð Þ Ð Ø Ò Ö ÔÖ × ÒØ × Ø Ñ ÐÝ Ó ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ× Ó × Ø Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ê Ö 1⁄2 o ÓÑ ØÖ Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ ÓÑ ØÖ Ô Ö ÑÙØ Ø ÓÒ Ó ́ 1⁄2μ1× Ô Ö Ø Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê × Ø Ô Ö Ó 1ÓÖ Ö Ò × Ò Ù Ý ×ÓÑ 1ØÖ Ò×Ú Ö× Ð Ó o ÖÑ ÒÒ ÙÒ Ø ÓÒ Ì ÜØÖ Ñ ÐÝ Ö Ô ÐÝ ÖÓÛ Ò ÙÒ Ø ÓÒ ¬Ò Ö ÙÖ1 × Ú ÐÝ Ý ́Òμ Ò ́Òμ̧ Û Ö 1⁄2 ́Òμ 3⁄4 Ò Ò ́Òμ ́Òμ 1⁄2 ́1⁄2μ̧ 3⁄4o Ú ÒÔÓ ÖØ1Ë ÒÞ Ð × ÕÙ Ò Ò ́Ò ×μ Ú ÒÔ ÓÖ Ø1Ë ÒÞ Ð × ÕÙ Ò × × 1 ÕÙ Ò Ó ÒØ Ö×̧ ́Ù 1⁄2 Ù Ñ μ̧ Û Ö 1⁄2 Ù Ò Ò Ù Ù ·1⁄2 ̧ Ø Ø Ó × ÒÓØ ÓÒØ Ò ÒÝ ÐØ ÖÒ Ø Ò ×Ù × ÕÙ Ò ́Ù 1⁄2 Ù 3⁄4 Ù ×·3⁄4 μ Ó Ð Ò Ø ×·3⁄4 ×Ù Ø Ø Ù 1⁄2 Ù ¿ Ù ¡¡¡ Ò Ù 3⁄4 Ù Ù ¡¡¡ Ò Ù 1⁄2 Ù 3⁄4 ÓÖ ÑÓÖ Ø Ð×̧ × Ë Ø ÓÒ o Ó Ø × À Ò ÓÓ o ÓÒר ÒØ × Ö ÔØ ÓÒ ÓÑÔ Ð Ü ØÝ ÓÒÚ Ü × Ø × ÓÒ× Ø ÒØ × Ö ÔØ ÓÒ ÓÑ1 ÔÐ Ü ØÝ Ø × ¬Ò Ý ÓÒ× Ø ÒØÒ ÙÑ Ö Ó Ð Ö ÕÙ Ð Ø × Ò Ò ÕÙ Ð Ø × Ó ÓÒר ÒØ Ñ Ü ÑÙÑ Ö o ËØÖ ØÐÝ ÓÒÚ Ü ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø × ×ØÖ ØÐÝ ÓÒÚ Ü Ø× ÓÙÒ ÖÝ ÓÒ1 Ø Ò× ÒÓ Ð Ò × Ñ ÒØ×o Ø ÓÒÚ Ü × Ø × 1 Ø̧ 1⁄2̧ Ø Ö Ø Ó ØÛ Ò Ø Ö Ù× Ó Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø ÐÐ ÓÒØ Ò Ò Ò Ø Ð Ö ×Ø ÐÐ ÓÒØ Ò Ò × Ø Ñ Óר o ËØÙ Ý ÓÒÚ Ü × Ø × 1× ØÙ Ý ̧ 1⁄2̧ Ø × ÓÒØ Ò Ò ÐÐ Ó Ö Ù× Ò ÓÒØ Ò× ÐÐ Ó Ö Ù× ÓÒ o ÆÇÌ ÌÁÇÆ Ì ́ μ Ì ×Ô Ó 1ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ØÓ Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê o ́Òμ Ì Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ÓÑ ØÖ Ô Ö ÑÙØ Ø ÓÒ× Ò Ù Ý 1ØÖ Ò×Ú Ö1 × Ð× Ó ́ 1⁄2μ1× Ô Ö Ø Ñ Ð × Ó Ò ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê o « ́Òμ Ì ÒÚ Ö× Ó Ø ÖÑ ÒÒ ÙÒ Ø ÓÒo × ́Òμ Ì Ñ Ü ÑÙÑ Ð Ò Ø Ó Ò ́Ò̧ ×μ Ú ÒÔ ÓÖ Ø1Ë ÒÞ Ð × ÕÙ Ò o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 82
ÔØ Ö À ÐÐÝ 1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ× Ò ÓÑ ØÖ ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ¿ o3⁄4o1⁄2 À ÏÁ Ê3Ë ÌÊ ÆËÎ ÊË Ä ÌÀ ÇÊ Å ÁÒ 1⁄2 ¿ ̧ Î Ò Ò× Ò × Ø Ö × À ÐÐ Ý1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ ÓÖ Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ØÓ Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê 3⁄4 o ÁÒ ÓØ Ö ÛÓÖ ×̧ × Ø Ö ÒÙÑ Ö Ñ ×Ù Ø Ø Ú ÖÝ Ñ Ñ Ñ Ö× Ó Ö × ÑÙÐØ Ò ÓÙ×Ð Ý ÒØ Ö× Ø Ý Ð Ò Ø Ò Ø Ö Ü ×Ø× × Ò Ð Ð Ò ÒØ Ö× Ø Ò ÐÐ Ø Ñ Ñ Ö× Ó Ì Ò×Û Ö × ÒÓ̧ Ú Ò ÓÖ Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ØÓ Ñ Ð × Ó Ô ÖÛ × × Ó ÒØ Ð Ò × Ñ ÒØ×o ÙÖ o3⁄4o 1⁄2 ÐÐ Ù×ØÖ Ø × ÓÙÒØ Ö Ü ÑÔÐ ÓÖ Ñ ÕÙ Ð ØÓ ÓÙÖ o Á ÍÊ o 3⁄4o1⁄2 ÓÙÒØ Ö Ü ÑÔÐ ØÓ À ÐÐÝ1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ ÓÖ Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö1 × Ð× ØÓ Ñ Ð × Ó ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê 3⁄4 Ú ÓÒÚ Ü × Ø×̧ ÓÙÖ Ð Ò × Ñ ÒØ× Ò ÔÓ ÒØ̧ Û Ö Ú ÖÝ ÓÙÖ × Ø× Ú Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð ÙØ ÐÐ ¬Ú Ó ÒÓ Øo ÀÓÛ Ú Ö̧ Ò 1⁄2 À Û Ö ÓÒ Ø ÓÒ ÓÙØ Ø ÓÖ Ö Ò Û ÚÖÝ Ñ Ñ Ñ Ö× Ó Ö ÒØ Ö× Ø Ý Ð Ò ØÓ Ú Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ø ÓÖ Ñ ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o1⁄2 À Û Ö3× Ì Ö Ò×Ú Ö× Ð Ì ÓÖ Ñ À Ä Ø ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó Ô ÖÛ × × Ó ÒØ ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê 3⁄4 o Á Ø Ö Ü ×Ø× Ð Ò Ö ÓÖ Ö Ò Ó ×Ù Ø Ø Ú ÖÝ Ø Ö Ñ Ñ Ö× Ó Ö ÒØ Ö× Ø Ý Ö Ø Ð Ò Ò Ø Ú Ò ÓÖ Ö̧ Ø Ò × Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ðo × Û Ø À ÐÐÝ3× Ø ÓÖ Ņ̃ À Û Ö3× ØÖ Ò×Ú Ö× Ð Ø ÓÖ Ñ Ò ÑÓר Ó Ø × Ñ1 Ð Ö Ø ÓÖ Ñ× Ò Ø × × Ø ÓÒ Ð×Ó ÔÔÐ Ý ØÓ Ò¬Ò Ø Ñ Ð × Ó ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø×o À Û Ö3× ØÖ Ò×Ú Ö× Ð Ø ÓÖ Ñ Ò Ö Ð Þ × ØÓ ÝÔ ÖÔÐ Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× Ò Ê × ÓÐÐ ÓÛ× ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o3⁄4 ÈÏ 1⁄4 Ä Ø ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó ÓÒÒ Ø × Ø× Ò Ê o Á ̧ ÓÖ ×ÓÑ ̧ 1⁄4 ̧ Ø Ö Ü ×Ø× Ò ÓÒØÖ Ú Ð 1ÓÖ Ö Ò Ó ×Ù Ø Ø Ú ÖÝ ·3⁄4 Ñ Ñ Ö× Ó Ö ÒØ Ö× Ø Ý Ò ÓÖ ÒØ 1­ Ø ÓÒ× ×Ø ÒØÐ Ý Û Ø Ø Ø 1ÓÖ Ö Ò ̧ Ø Ò × ÝÔ ÖÔÐ Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ðo Ò ÓÖ ÒØ 1­ Ø Ñ Ø× 1⁄4 ÓÒ× ×Ø ÒØÐÝ Û Ø Ú Ò 1ÓÖ Ö Ò Ó ÓÒ Ò ÓÓ× ÔÓ ÒØ Ý ÖÓÑ Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó × Ø 3⁄4 1⁄4 Ò ×Ù Ø Ø Ø ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ Ó Ú ÖÝ ́ · 1⁄2μ1ØÙÔÐ ̧ ́Ý 1⁄4 Ý 1⁄2 Ý μ̧ Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ñ Ø × Ø ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ Ó Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ́ ·1⁄2μ1ØÙÔÐ ̧ ́ 1⁄4 1⁄2 μ̧ Ó Ø 1ÓÖ Ö Ò o ÆÓØ Ø Ø Ì ÓÖ Ñ o 3⁄4o3⁄4 Ð Ñ Ò Ø × Ø ×× ÙÑÔØ ÓÒ Ó Ô ÖÛ × × Ó ÒØÒ ×× Ò Ì ÓÖ Ñ o 3⁄4o1⁄2o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 83
Êo Ï Ò Ö À Û Ö3× ØÖ Ò×Ú Ö× Ð Ø ÓÖ Ñ Ò Ò Ö Ð Þ Ú Ò ÙÖØ Ö Ò Ø Ð Ò Ù Ó ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ø ÓÖÝ ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o¿ Ï Ä Ø ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó ÓÒÒ Ø × Ø× Ò Ê o Á ̧ ÓÖ ×ÓÑ ̧ 1⁄4 ̧ Ø Ö Ü ×Ø× Ò Ý Ð ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ó Ö Ò ·1⁄2 ÓÒ ×Ù Ø Ø Ú ÖÝ ·3⁄4 Ñ Ñ Ö× Ó Ö ÒØ Ö× Ø Ý Ò ÓÖ ÒØ 1­ Ø ÓÒ× ×Ø Ò ØÐÝ Û Ø Ø Ø ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ̧ Ø Ò × ÝÔ ÖÔÐ Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ðo Ò ÓÖ ÒØ 1­ Ø Ñ Ø× 1⁄4 ÓÒ× ×Ø ÒØÐÝ Û Ø Ú Ò Ý Ð ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ÓÒ ÓÒ Ò ÓÓ× ÔÓ ÒØ Ý ÖÓÑ Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó × Ø 3⁄4 1⁄4 Ò ×Ù Ø Ø Ø ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ Ó Ú ÖÝ ́ ·1⁄2μ1ØÙÔÐ ̧ ́Ý 1⁄4 Ý 1⁄2 Ý μ̧ Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ñ Ø × Ø ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ Ó Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ́ ·1⁄2μ1ØÙÔÐ ̧ ́ 1⁄4 1⁄2 μ̧ Ó Ø ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ o Ì ÓÖ Ñ o 3⁄4o3⁄4 × Ö ×ØÖ Ø ÓÒ Ó Ì ÓÖ Ñ o 3⁄4o¿ ØÓ Ö Ð Þ Ð ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ×o Ì ÓÖ Ñ o 3⁄4o¿ Ò Ò Ö Ð Þ ØÓ Ú Ø ØÓÔÓÐÓ Ð × ØÖÙ ØÙÖ Ó Ø ×Ô Ó ÝÔ ÖÔÐ Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× Å · 1⁄43⁄4 o ×× ÒØ ÐÐÝ ̧ Ú ÖÝ · 3⁄4 Ñ Ñ Ö× Ó Ö ÒØ Ö× Ø Ý ÒÓ Ö Ò Ø 1­ Ø ÓÒ× ×Ø ÒØÛ Ø Ø Ú Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ̧ Ø Ò Ø ×Ô Ó ÝÔ ÖÔÐ Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× × ÓÑÓÐ Ó ÐÐÝ × Ñ ÒÝ ÝÔ ÖÔÐ Ò × × Ø × Ø Ó ÝÔ ÖÔÐ Ò × ÓÒØ Ò Ò 1­ Ø Ò Ê o À Û Ö3× Ø ÓÖ Ñ Ó × ÒÓØ Ò Ö Ð Þ ØÓ Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× Ò Ê ¿ Ú Ò ÓÖ Ñ Ð × Ó Ô ÖÛ × × Ó ÒØ ÓÒÚ Ü ØÖ Ò×Ð Ø × ÀÅ o ÓÖ Ñ 3⁄4̧ Ø Ö × ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó Ô ÖÛ × × Ó ÒØ ÓÒÚ Ü ØÖ Ò×Ð Ø × Ò Ê ¿ Ò Ð Ò Ö ÓÖ Ö Ò Ó ×Ù Ø Ø ÚÖÝ Ñ 1⁄2 Ñ Ñ Ö× Ó Ö Ñ Ø Ý Ö Ø Ð Ò Ò Ø Ú Ò ÓÖ Ö̧ ÙØ × ÒÓ Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ðo o3⁄4o3⁄4 À ÄÄ 1Ì È ÌÀ ÇÊ ÅË À ÐÐ Ý1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ× Ö ÒÓÛÒ ÓÖ Ò¬Ò Ø Ñ Ð × Ò ÓÖ Ñ Ð × Û Ø ×ÓÑ Ñ Ò1 ÑÙÑ × Ô Ö Ø ÓÒ ØÛ Ò × Ø×o Ä ÇËË Ê Ä Ñ Ø Ò Ö Ø ÓÒ ÙÒ Ø Ú ØÓÖ Ù × Ð Ñ Ø Ò Ö Ø ÓÒ Ó Ò ÙÒ ÓÙÒ Ñ ÐÝ Ó ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø× Ó ÓÙÒ Ñ Ø Ö Ø ÙÒ Ø Ú ØÓÖ × ÖÓÑ Ø ÓÖ Ò ØÓÛ Ö Ò ÙÒ ÓÙÒ × ÕÙ Ò Ó Ñ Ñ Ö× Ó ÔÔÖ Ó Ø Ð Ñ Ø Ùo ÍÒ ÓÙÒ Ò ÙÒ ÓÙÒ Ñ ÐÝ Ó ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø× Ó ÓÙÒ Ñ Ø Ö × 1ÙÒ ÓÙÒ Ø Ð Ò Ö ×Ù ×Ô ×Ô ÒÒ Ò Ø × Ø Ó Ð Ñ Ø Ò Ö Ø ÓÒ× Ó × Ñ Ò× ÓÒ Ø Ð ×Ø o Ë Ô Ö Ø ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê × ̄1× Ô Ö Ø ̧ ÓÖ Ú ÖÝ 1⁄4 ̧ Ò Ý Ó Ø × Ø× Ò × Ô Ö Ø ÖÓÑ ÒÝ ÓØ Ö Ó Ø × Ø× Ý ÝÔ ÖÔÐ Ò ÑÓÖ Ø Ò ̄ ́ μ 3⁄4 Û Ý ÖÓÑ ÐÐ Ó Ø × Ø×̧ Û Ö ́ μ ר Ð Ö ×Ø Ñ Ø Ö Ó ÒÝÑ Ñ Ö Ó o ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o È1⁄43⁄4 Á × 1ÙÒ ÓÙÒ Ñ ÐÝ Ó ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø× Û Ø ÓÙÒ Ñ Ø Ö Ò Ê ̧ Û Ö ̧ Ò Ú ÖÝ ·1⁄2 Ñ Ñ Ö× Ó Ú 1ØÖ Ò×Ú Ö× Ð̧ Ø Ò × 1ØÖ Ò×Ú Ö× Ðo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 84
ÔØ Ö À ÐÐÝ 1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ× Ò ÓÑ ØÖ ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o ÈÏ1⁄4 1⁄2 ÓÖ Ú ÖÝ Ö Ð ̄ 1⁄4 Ò ÒØ Ö 1⁄2̧ Ø Ö Ü ×Ø× ÓÒר ÒØ Æ ́̄μ̧ ×Ù Ø Ø Á × Ò ̄1× Ô Ö Ø Ñ ÐÝ Ó Ø Ð ×Ø Æ ́̄μ ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê Ò Ú ÖÝ 3⁄4 ·3⁄4 Ñ Ñ Ö× Ó Ú Ý ÔÖÔÐ Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð̧ Ø Ò × ÝÔ ÖÔÐ Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ðo o3⁄4o¿ ÄÄ Á1Ì È ÈÊÇ Ä ÅË ÍÒ Ö ÖØ Ò ÓÒ Ø ÓÒ× Ñ ÐÝ Ñ ÝÒ Ó Ø Ú 1ØÖ Ò×Ú Ö× Ð ÙØ Ø Ö Ñ Ý ×ÓÑ ×Ñ ÐÐ × Ø Ó 1­ Ø× Û Ó× ÙÒ ÓÒ ÒØ Ö× Ø× Ú ÖÝ Ñ Ñ Ö Ó o Ì ÓÖ Ñ o 1⁄2o1⁄2 × Ú Ö ÒØ ÓÖ ÝÔ ÖÔÐ Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o à ÓÖ Ú ÖÝ Ô Õ ·1⁄2Ø Ö Ü ×Ø× ÔÓ× Ø Ú ÒØ Ö ́Ô Õ μ 1⁄2 ×Ù Ø Ø Á × ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó Ø Ð ×Ø Ô ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê Ò ÓÙØ Ó Ú ÖÝ Ô Ñ Ñ Ö× Ó ×ÓÑ Õ Ú ÝÔ ÖÔÐ Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð̧ Ø Ò Ø Ö Ö ́Ô Õ μ ÝÔ ÖÔÐ Ò × Û Ó× ÙÒ ÓÒ ÒØ Ö× Ø× Ú ÖÝ Ñ Ñ Ö Ó o ÁÒ Ê 3⁄4 ÐÑÓר Ü Ø Ñ Ò Ñ Ð Ú ÐÙ × Ó ́Ô Ô 3⁄4μ Ö Ò ÓÛÒo ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o ¿ Ä Ø ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê 3⁄4 o Á Ú ÖÝ ÓÙÖ Ñ Ñ Ö× Ó Ú Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð̧ Ø Ò Ø Ö Ö ØÛÓ Ð Ò × Û Ó× ÙÒ ÓÒ ÒØ Ö× Ø× Ú ÖÝ Ñ Ñ Ö Ó o ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o ¿ Ä Ø ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê 3⁄4 o Á Ú ÖÝ Ø Ö Ñ Ñ Ö× Ó Ú Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð̧ Ø Ò Ø Ö Ö ÓÙÖ Ð Ò × Û Ó× ÙÒ ÓÒ ÒØ Ö× Ø× Ú ÖÝ Ñ Ñ Ö Ó o ÁØ × ÓÒ ØÙÖ ̧ ÙØ ÒÓØ ÔÖ ÓÚ Ò̧ Ø Ø Ø ÒÙÑ Ö ÓÙÖ Ò Ø ÓÒ ÐÙ× ÓÒ Ó Ì ÓÖ Ñ o3⁄4o Ò Ö Ù ØÓ Ø Ö o ÁØ ÒÒÓØ Ö Ù ØÓ ØÛÓo Ì ÓÖ Ñ o3⁄4o Ò Ö Ð Þ × ØÓ ×Ù Ñ Ð × Ó ̧ o o̧ Ñ Ð × Û Ó× Ñ Ñ Ö× Ö Ø ÙÒ ÓÒ× Ó ÓÒÚ Ü × Ø× ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o à ÓÖ Ú ÖÝ Ô Õ ·1⁄2 Ò Ú ÖÝ Ø Ö Ü× Ø × Ô Ó× Ø Ú ÒØ Ö ́ Ô Õ μ 1⁄2 ×Ù Ø Ø Á × ¬Ò Ø ×Ù Ñ ÐÝ Ó Ó × Þ Ø Ð ×Ø Ô Ò ÓÙØ Ó Ú ÖÝ Ô Ñ Ñ Ö× Ó ×ÓÑ Õ Ú ÝÔ ÖÔÐ Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð̧ Ø Ò Ø Ö Ö ́ Ô Õ μ ÝÔ ÖÔÐ Ò × Û Ó× ÙÒ ÓÒ ÒØ Ö× Ø× Ú ÖÝ Ñ Ñ Ö Ó o o3⁄4o ÌÊ ÆËÄ Ì Ë Å ÒÝ ×Ô Ð Ø ÓÖ Ñ× ÔÔÐ Ý ØÓ ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× Ó Ñ Ð × Ó ØÖ Ò×Ð Ø ×o Å Óר ÒÓØ 1 ÛÓÖØ Ý × Ø ÓÐÐÓÛ Ò À Ð ÐÝ1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ ÓÒ ØÙÖ Ý Ö ÙÒ ÙÑ Ò 1⁄2 Ò ÔÖ ÓÚ ÝÌ ÚÖ Ö Ò 1⁄2 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 85
Êo Ï Ò Ö ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o1⁄21⁄4 ÌÚ Ä Ø Ñ ÐÝ Ó Ô ÖÛ × × Ó ÒØ ØÖ Ò×Ð Ø × Ó ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø Ò Ê 3⁄4 o Á Ú ÖÝ ¬Ú ÓÖ Û Ö Ñ Ñ Ö× Ó Ú Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð̧ Ø Ò × Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ðo Ì ÒÙÑ Ö ¬Ú ÒÒÓØ Ö Ù ̧ Ú Ò ÓÖ ÙÒ Ø × × ÈÏ 1⁄41⁄4 o ÍÒ Ö Ø Û Ö ÓÒ Ø ÓÒ Ø Ø Ú ÖÝ Ø Ö Ñ Ñ Ö× Ó Ú Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö1 × Ð̧ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ø ÓÖ Ñ ÓÐ × ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o1⁄21⁄2 ÀÓÐ1⁄4¿ Ä Ø Ñ ÐÝ Ó Ô ÖÛ × × Ó ÒØ ØÖ Ò×Ð Ø × Ó ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø Ò Ê 3⁄4 o Á Ú ÖÝ Ø Ö ÑÑ Ö× Ó Ú Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð̧ Ø Ò ×ÓÑ ×Ù Ñ ÐÝ 1⁄4 ÓÒØ Ò Ò ÐÐ ÙØ 3⁄43⁄4 Ñ Ñ Ö× Ó × ÐÒ Ø Ö Ò×Ú Ö× Ðo Ã Ø Ð× Ò Ä Û × ÃÄ 1⁄4 ÔÖÓÚ Ø × Ø ÓÖ Ñ Û Ø ÐÓÓ× Ö ÓÙÒ ×̧ Û Û Ö Ð Ø Ö Ñ ÔÖÓÚ Ý ÌÚ Ö Ö o Ì ÙÖÖ ÒØ ÓÙÒ Ó 3⁄43⁄4 × Ö ÒØ Ö × ÙÐØ Ý ÀÓÐ Ñ× Ò ÀÓÐ 1⁄4¿ o Ì ÒÙÑ Ö 3⁄43⁄4 × ÒÓØ ÒÓÛÒ ØÓ Ø Ø Ò Ò ÔÓ×× ÐÝ Ö Ù o Ã Ø Ð× Ò Ä Û × ÓÒ ØÙÖ Ø Ø Ø ÓÖÖ Ø ÒÙÑ Ö × ØÛÓ ̧ ÙØ ÀÓÐ Ñ× Ò ÀÓÐ 1⁄4¿ Ú Ò Ü ÑÔÐ × ÓÛ Ò Ø Ø Ø ÒÙÑ Ö × Ø Ð ×Ø ÓÙÖ o Î Ö× ÓÒ× Ó Ì ÓÖ Ñ× o 3⁄4o1⁄21⁄4 Ò o3⁄4o 1⁄21⁄2 Ü ×Ø ÓÖ Ñ Ð × Ó Ô ÖÛ × × Ó ÒØ 1×ØÙ Ý Ó Ò Ú Ü × Ø× Û Ö Ø ÓÒר ÒØ× Ö Ö ÔÐ Ý ÙÒ Ø ÓÒ× Ó o Ì ÓÒ Ø ÓÒ Ø Ø Ø Ñ Ñ Ö× Ó Ö Ô ÖÛ × × Ó ÒØ Ò Ð×Ó Û 1 Ò o ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o1⁄23⁄4 ÊÓ ÓÖ Ú ÖÝ 1⁄4 Ø Ö Ü ×Ø× ÒÙÑ Ö ́ μ ×Ù Ø Ø Á × Ñ ÐÝ Ó ØÖ Ò×Ð Ø × Ó ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø Ò Ê 3⁄4 ×Ù Ø Ø Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ÒÝ Ñ Ñ Ö× Ó × ÑÔØÝ Ò ×Ù Ø Ø Ú ÖÝ ́ μ ÓÖ Û Ö Ñ Ñ Ö× Ó Ú Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð̧ Ø Ò × Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ðo Ê ÒØÐÝ ̧ ÀÓÐÑ × Ò Ò Å ØÓÙ× ÀÅ × ÓÛ Ø Ø Ì ÓÖ Ñ o3⁄4o1⁄21⁄4 Ó × ÒÓØ Ò Ö Ð Þ ØÓ Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× Ó Ô ÖÛ × × Ó ÒØ Ó Ò Ú Ü ØÖ Ò×Ð Ø × Ò Ê ¿ o ÓÖ ÒÝ ÒØ Ö Ò 3⁄4̧ Ø Ö Ü ×Ø× Ñ ÐÝ Ó Ô ÖÛ × × Ó ÒØ ØÖ Ò×Ð Ø × Ó Ò ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø× ×Ù Ø Ø Ú ÖÝ Ò 1⁄2 Ñ Ñ Ö× Ó Ú Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð̧ ÙØ Ó × ÒÓØ Ú Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ðo Ì ÓÖ Ñ o3⁄4o 1⁄21⁄2 Ð×Ó Ó × ÒÓØ Ò Ö Ð Þ ØÓ Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× Ò Ê ¿ o ÁÒ ÒÓØ Ö Ö ÒØ Ö × ÙÐØ̧ ÀÓÐÑ × Ò̧ Ã Ø Ð× ̧ Ò Ä Û × ÔÖÓÚ Ø Ø Ø Ö × À Ð ÐÝ1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ ÓÖ Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× Ó × Ó ÒØ ÙÒ Ø ÐÐ× Ò Ê ¿ ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o1⁄2¿ ÀÃÄ1⁄4¿ Ì Ö Ü× Ø × Ò Ò Ø Ö Ñ ×Ù Ø Ø Á × Ñ ÐÝ Ó Ô ÖÛ × × Ó ÒØ ÙÒ Ø ÐÐ× Ò Ê ¿ Ò Ú ÖÝ Ñ ÓÖ Û Ö Ñ Ñ Ö× Ó Ú Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð̧ Ø Ò × Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ðo À Ð ÐÝ1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ× Ö Ð×Ó ÒÓÛÒ ÓÖ ÝÔ ÖÔÐ Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× Ó Ñ Ð × Ó ØÖ Ò×Ð Ø × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o1⁄2 ÖÙ Ä Ø Ñ ÐÝ Ó ØÖ Ò×Ð Ø × Ó ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝØÓÔ ÒÊ Û Ø Ò Ú ÖØ ×o Á Ú ÖÝ Ò 3⁄4 ¡ ́ ·1⁄2 μ ÓÖ Û Ö Ñ Ñ Ö× Ó Ú ÝÔ ÖÔÐ Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð̧ Ø Ò × ÝÔ ÖÔÐ Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ðo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 86
ÔØ Ö À ÐÐÝ 1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ× Ò ÓÑ ØÖ ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o1⁄2 ÖÙ Ä Ø Ñ ÐÝ Ó ØÖ Ò×Ð Ø × Ó ÒØÖ ÐÐÝ ×ÝÑÑ ØÖ ÓÒÚ Ü ÔÓÐ ÝØÓÔ ÒÊ Û Ø Ò Ú ÖØ ×o Á Ú ÖÝ Ò 3⁄4 ́ ·1⁄2μ ÓÖ Û Ö Ñ Ñ Ö× Ó Ú ÝÔ ÖÔÐ Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð̧ Ø Ò × ÝÔ ÖÔÐ Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ðo Ì ÒÙÑ Ö Ò 3⁄4 ́ · 1⁄2μ × Ø Ø Ò ÒÒÓØ Ö Ù o o3⁄4o ÄÄ Á1Ì È ÈÊÇ Ä ÅË ÇÆ ÌÊ ÆËÄ Ì Ë Ó« ר Ð × ÐÐ 1ØÝÔ Ö ×ÙÐ Ø× ÓÖ Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× Ó ØÖ Ò×Ð Ø × Ò Ê 3⁄4 ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o1⁄2 ¿ Ä Ø ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó ØÖ Ò×Ð Ø × Ó ÓÒÚ Ü × Ø Ò Ê 3⁄4 o Á Ú ÖÝ Ø Ö ÑÑ Ö× Ó Ú Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð̧ Ø Ò Ø Ö Ö ØÛÓ Ô Ö ÐÐ Ð Ð Ò × Û Ó× ÙÒ ÓÒ ÒØ Ö× Ø× Ú ÖÝ Ñ Ñ Ö Ó o ÁÒ Ö Ñ Ò× ÓÒ× ̧ Ó« × ÓÛ ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o1⁄2 ÓÖ Ú ÖÝ 1⁄4 Ø Ö Ü ×Ø× ÒÙÑ Ö ́ μ ×Ù Ø Ø Á × ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó ØÖ Ò×Ð Ø × Ó ÓÒÚ Ü × Ø Ò Ê Ò Ú ÖÝ ·3⁄4 Ñ Ñ Ö× Ó Ú 1ØÖ Ò×Ú Ö× Ð̧ Ø Ò Ø Ö Ö ́ μ Ô Ö ÐÐ Ð 1­ Ø× Û Ó× ÙÒ ÓÒ ÒØ Ö× Ø× Ú ÖÝ Ñ Ñ Ö Ó o o3⁄4o ËÈ Ç ÌÊ ÆËÎ ÊË ÄË Ú Ò Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê ̧Ð ØÌ ́ μ Ø ×Ô Ó ÐÐ 1ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× Ó o Á Ø Ñ Ñ Ö× Ó Ö ÐÓ× ̧ Ø Ò Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó Ì ́ μ ÓÒ× ×Ø× Ó 1­ Ø× Ø Ø ×ÙÔÔ ÓÖ Ø ÓÒ ÓÖ ÑÓÖ Ñ Ñ Ö× Ó o Ì × ÓÙÒ ÖÝ Ò Ô ÖØ Ø ÓÒ ÒØÓ ×Ù ×Ô × Ó 1­ Ø× Ø Ø × ÙÔÔ ÓÖØ Ø × Ñ ×Ù Ñ ÐÝ Ó o Ó Ø × ×Ù ×Ô × Ò ÙÖØ Ö Ô ÖØ Ø ÓÒ ÒØÓ ÓÒÒ Ø ÓÑÔÓÒ ÒØ× o Ì ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÑÔÐ Ü ØÝÓ Ì ́ μ ר Ò ÙÑ Ö Ó ×Ù ÓÒÒ Ø ÓÑÔ ÓÒ ÒØ ×o Ú Ò Ò Ê 3⁄4 ̧ Ø ÓÙÒ Ö × Ó ØÛÓ Ó Ò Ú Ü × Ø× Ò ÒØ Ö× Ø Ò Ò Ö ØÖ Ö ÐÝ Ð Ö ÒÙÑ ÖÓ Ô ÓÒ Ø× Ò Ú Ò Ö ØÖ Ö ÐÝ Ð Ö ÒÙÑ Ö Ó ÓÑÑ ÓÒ × ÙÔÔ ÓÖØ Ò Ð Ò ×o Ì Ù× Ø ×Ô Ó Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ØÓ ØÛÓ ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê 3⁄4 Ò Ú Ö 1 ØÖ Ö ÐÝ Ð Ö ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ o ÀÓÛ Ú Ö̧ ÓÒ× ×Ø× Ó Ô ÖÛ × × Ó ÒØ ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê 3⁄4 ÓÖ̧ ÑÓÖ Ò Ö ÐÐÝ ̧ ×Ù Ø ÐÝ × Ô Ö Ø ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê ̧ Ø Ò Ø ÓÑÔÐ Ü ØÝ × ÓÙÒ o Á Ø ÓÒÚ Ü × Ø× Ú ÓÒ× Ø ÒØ × Ö ÔØ ÓÒ ÓÑÔÐ Ü ØÝ ̧ Ø Ò Ò Ø ØÖ Ò×Ú Ö× Ð ×Ô ÓÑÔÐ Ü ØÝ × ÓÙÒ o Ò ÐÐÝ ̧ Ø × Ø× Ö ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝØÓÔ ×̧ Ø Ò Ø ØÖ Ò×Ú Ö× Ð ×Ô × ÓÙÒ Ý Ø ØÓØ Ð ÒÙÑ Ö Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o Ì Ð o 3⁄4o1⁄2 Ú × ÓÙÒ × ÓÒ Ø ØÖ Ò×Ú Ö× Ð ×Ô ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ó Ö Ú Ö ÓÙ× Ñ Ð × Ó × Ø×o Ì ÙÒ Ø ÓÒ «́Òμ × Ø Ú ÖÝ ×Ð ÓÛÐÝ ÖÓÛ Ò ÒÚ Ö× Ó Ø ÖÑ ÒÒ ÙÒ Ø ÓÒo Ì ÙÒ Ø ÓÒ × ́Òμ × Ø Ñ Ü ÑÙÑ Ð Ò Ø Ó Ò ́Ò ×μ Ú ÒÔ ÓÖØ1Ë ÒÞ Ð × ÕÙ Ò o ÙÒ Ø ÓÒ × ́Òμ ÕÙ Ð× Ò«́Òμ Ḉ«́Òμ × ¿ μ o ÁÒ Ê 3⁄4 Ø ÓÙÒ × Ö × ÓÒ Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö × Ó ÓÑÑ ÓÒ × ÙÔÔ ÓÖØ Ò Ð Ò × Ô Ö Ô Ö Ó ÓÒÚ Ü × Ø×̧ o o̧ ÓÒ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ð Ò × Ø Ò ÒØ ØÓ ÓØ × Ø× Ø Ø Ó ÒÓØ × Ô Ö Ø Ø × Ø×o ÓÖ × Ø× Ó ÓÒ× Ø ÒØ × Ö ÔØ ÓÒ ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ ̧ Ø × Ñ Ü ÑÙÑ × × ÓÙÒ o ÆÓØ Ø Ø × ́Òμ 3⁄4 ḈÒ 1⁄2·̄ μ Ó Ö Ò Ý ̄ 1⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 87
Êo Ï Ò Ö Ì Ä o3⁄4o1⁄2 ÓÙÒ × ÓÒ Ì ́ μo ÅÁÄ ÇÅÈ Ä ÁÌ Ç Ì ́ μ Ë ÇÍÊ ́ 3⁄4 μ1× Ô Ö Ø Ñ ÐÝ Ó Ò ÓÑÔ Ø Ò ×ØÖ ØÐÝ ÓÒÚ Ü × Ø× 1⁄2 ḈÒ 1⁄2 μ È · Ò ÓÒÒ Ø × Ø× ×Ù Ø Ø ÒÝØ ÛÓ× Ø × Ú Ø ÑÓ× Ø × Ó ÑÑÓÒ ×ÙÔÔÓÖØ Ò Ð Ò × 1⁄2 3⁄4 Ḉ × ́Ò μμ Ò ÓÒÚ Ü × Ø× Û Ø ÓÒ ×Øo × Ö ÔØ ÓÒ Ó ÑÔÐ Ü ØÝ 1⁄2 ¿ ḈÒ ¿·̄ μ Ó Ö Ò Ý ̄ 1⁄4 ÃË Ò ÓÒÚ Ü × Ø× Û Ø ÓÒ ×Øo × Ö ÔØ ÓÒ Ó ÑÔÐ Ü ØÝ 3⁄4 ¿ ḈÒ 3⁄4·̄ μ Ó Ö Ò Ý ̄ 1⁄4 ËË Ò ÓÒÚ Ü × Ø× Û Ø ÓÒ ×Øo × Ö ÔØ ÓÒ Ó ÑÔÐ Ü ØÝ ¿ ḈÒ ¿·̄ μ Ó Ö Ò Ý ̄ 1⁄4 ÃË Ò Ð Ò × Ñ ÒØ× 1⁄2 ḈÒ 1⁄2 μ ÈË ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝØÓÔ × Û Ø ØÓØ Ð Ó Ò × 1⁄2 ḈÒ 1⁄2 «́Ò μμ ÈË ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝØÓÔ × Û Ø ØÓØ Ð Ó Ò × 1⁄2 ¿ ḈÒ ¿·̄ μ Ó Ö Ò Ý ̄ 1⁄4 Ò ́ 1⁄2μ1 ÐÐ× 1⁄2 ḈÒ 3⁄4 μ ÀÁÁ · ¿ Ì ×ÝÑ ÔØÓØ ÓÙÒ × ÓÒ Ø ÛÓÖ× Ø × ÓÑ ÔÐ Ü ØÝÓ ÝÔ ÖÔÐ Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ́ 1⁄2μ ØÓ Ð Ò × Ñ ÒØ× Ò ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝØÓÔ × Ö Ø Øo Ì Ö Ö Ü ÑÔÐ × Ó Ñ Ð × Ó ÓÒÚ Ü ÔÓ ÐÝØÓÔ × Û Ö Ø ÓÑ ÔÐ Ü ØÝÓ Ì ¿ 1⁄2 ́ μ ×a ́ Ò ¿ μo o3⁄4o ÇÅ ÌÊÁ È ÊÅ ÍÌ Ì ÁÇÆË Ö Ø Ð Ò ÒØ Ö× Ø× Ñ ÐÝ Ó Ô ÖÛ × × Ó ÒØ ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Û ÐÐ1 ¬Ò ÓÖ Öo Ì Ù× Ò ÙÒ Ö Ø Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð ØÓ Ò Ù × Ô Ö Ó Ð Ò Ö ÓÖ Ö Ò × ÓÖ Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ× ÓÒ ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ø ØÛÓ ÓÖ Ö× Ò Û ÓÖ ÒØ Ú Ö× ÓÒ× Ó Ø Ð Ò ÒØ Ö× Ø o Ë Ñ Ð ÖÐÝ Ò ÓÖ ÒØ 1ØÖ Ò×Ú Ö× Ð ÒØ Ö× Ø× ́ 1⁄2μ1× Ô Ö Ø Ñ ÐÝ 1⁄2 Ò Ó ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Û ÐÐ1 ¬Ò 1ÓÖ Ö Ò o Ì ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ Ó ́ 1⁄4 1⁄2 μ × Ø ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ Ò Ó ÒÝ ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò × Ø Ó ÔÓ ÒØ× ́Ü 1⁄4 Ü 1⁄2 Ü μ̧ Û Ö Ü 3⁄4 o Ò ÙÒÓÖ ÒØ 1ØÖ Ò×Ú Ö× Ð ØÓ ́ 1⁄2μ1× Ô Ö Ø Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ù × Ô Ö Ó 1ÓÖ Ö Ò × ÓÒ ̧ ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ø ØÛÓ 1ÓÖ Ö Ò × Ò Û ÓÖ ÒØ Ú Ö× ÓÒ× Ó Ø 1ØÖ Ò×Ú Ö× Ð ÒØ Ö× Ø o × Ù Ô ÖÓ 1ÓÖ Ö Ò × × ÐÐ ÓÑ ØÖ Ô ÖÑÙ Ø Ø ÓÒ Ó o Á × ́ 1⁄2μ1× Ô Ö Ø ̧ Ø Ò ØÛÓ 1ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× Ø Ø Ò Ù « Ö ÒØ ÓÑ ØÖ Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ× ÓÒ ÑÙ ×Ø Ð Ò « Ö ÒØ ÓÒÒ Ø ÓÑÔÓÒ ÒØ× Ó Ì ́ μo Ì ÓÒÚ Ö× Ð×Ó ÓÐ × ÓÖ ÝÔ ÖÔÐ Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð×o ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o1⁄2 Ï Ò 1⁄4 Ä Ø ́ 3⁄4μ1× Ô Ö Ø Ñ ÐÝ Ó ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê o ÌÛÓ ÝÔ ÖÔÐ Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× Ò Ù Ø × Ñ ÓÑ ØÖ Ô ÖÑÙ Ø Ø ÓÒ ÓÒ Ò ÓÒÐ Ý Ø Ý Ð Ò Ø × Ñ ÓÒÒ Ø ÓÑÔÓÒ ÒØ Ó Ì 1⁄2 ́ μo ÓÒ× Ö ÓÑ ØÖ Ô Ö ÑÙØ Ø ÓÒ× Ò Ù Ý 1ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× Ó ́ 1⁄2 μ1× Ô Ö Ø Ñ Ð × Ó ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê o Ä Ø ́Òμ Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ×Ù ÓÑ ØÖ Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ× ÓÚ Ö ÐÐ ×Ù Ñ Ð × Ó × Þ Òo Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò × ÒÓÛÒ ÓÙØ ́Òμ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 88
ÔØ Ö À ÐÐÝ 1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ× Ò ÓÑ ØÖ ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× Á ÍÊ o3⁄4o 3⁄4 Ò Ü ÑÔÐ Ó Ò ÓÒÚ Ü × Ø×̧ ØÛÓ ÕÙ ÖØ Ö Ö1 Ð × Ò Ò 3⁄4 Ð Ò × Ñ ÒØ ×̧ Ø Ø Ú 3⁄4Ò 3⁄4 ÓÑ ØÖ Ô ÖÑ ÙØ Ø ÓÒ×o ́ ÖÓÑ ÈÏ ¿ ̧ Û Ø Ô ÖÑ ×× Ó Òoμ . . . ... ... ..... ... ... ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o1⁄2 1⁄2o 3⁄4 1⁄2 ́Òμ 3⁄4 Ò 3⁄4 Ë 1⁄4 o ́Ë ÙÖ o3⁄4o3⁄4oμ 3⁄4o 1⁄2 ́Òμ a ́ Ò 1⁄2 μ ÃÄÄ 3⁄4 o ¿o 1⁄2 ́Òμ ḈÒ 1⁄2 μ ÏÒ 1⁄4 o o ́Òμ Ḉ μ 3⁄4 3⁄4 ·1⁄2 3⁄4 ¡ Ò ·1⁄2 ¡ ́ μ ́ÓÖ ́Òμ ḈÒ ́ ·1⁄2 μ́ μ μ ÓÖ ¬Ü Ò μ ÈÏ o ÓÖ Ñ Ð × Ó Ô ÖÛ × × Ó ÒØ ØÖ Ò×Ð Ø ×̧ ×Ô Ð ÓÙÒ × ÓÐ o ÆÓØ Ø Ø ×Ù Ñ Ð × Ð×Ó Ú ×Ô Ð À ÐÐÝ1ØÝÔ ØÖ Ò×Ú Ö× Ð Ø ÓÖ Ñ ́Ì ÓÖ Ñ o3⁄4o1⁄21⁄4μo ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o3⁄41⁄4 ÃÄÄ ̧ ÃÄÄ 3⁄4 Ñ ÐÝ Ó Ô ÖÛ × × Ó ÒØ ØÖ Ò×Ð Ø × Ó ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø Ò Ê 3⁄4 × Ø ÑÓר Ø Ö ÓÑ ØÖ Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ×o Ñ ÐÝ Ó Ô ÖÛ × × Ó ÒØ 1×ØÙ Ý ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê 3⁄4 × Ø ÑÓר ÓÑ ØÖ Ô ÖÑÙ Ø Ø ÓÒ×̧ Û Ö Ø ÓÒר ÒØ Ô Ò × ÙÔÓÒ o ËØ ÖØ Ò Û Ø ÛÓÖ Ý ËÑÓÖ Ó Ò× Ý ̧ Å Ø ÐÐ Ò Ë Ö Ö ËÅË1⁄41⁄4 ̧ Ø Ö × Ò ×Ù ×Ø ÒØ Ð Ö ÒØ ÔÖÓ Ö ×× ÓÒ ÓÑ ØÖ Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ× Ó Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö Ð× ØÓ ÐÐ×o ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o3⁄41⁄2 ËÅË1⁄41⁄4 Ì Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ÓÑ ØÖ Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ× Ò Ù ÝÐÒ Ø Ö Ò×Ú Ö× Ð× ØÓ Ñ ÐÝ Ó Ò Ô ÖÛ × × Ó ÒØ ÐÐ× Ò Ê × ¢́Ò 1⁄2 μo ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o3⁄43⁄4 À 1⁄41⁄2̧ Ã Ë 1⁄4 ¿ Ì Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ÓÑ ØÖ Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ× Ò Ù ÝÐÒ Ø Ö Ò×Ú Ö× Ð× ØÓ ×ÙÆ ÒØÐÝ Ð Ö ̧ ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó Ô ÖÛ × × Ó ÒØ ÙÒ Ø ÐÐ× Ò Ê × ÓÙÖo ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o3⁄4¿ ËÅË1⁄41⁄4 Ì Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ÓÑ ØÖ Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ× Ò Ù ÝÐÒ Ø Ö Ò×Ú Ö× Ð× ØÓ ×ÙÆ ÒØÐÝ Ð Ö ̧ ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó Ô ÖÛ × × Ó ÒØ ÙÒ Ø × × Ò Ê 3⁄4 × ØÛÓo Ì ÓÖ Ñ o3⁄4o3⁄41⁄2 Ò Ö Ð Þ × ØÓ Ñ Ð × Ó 1 Ø ÓÒÚ Ü × Ø×o Ì ÓÒר ÒØ Ó ÔÖÓÔÓÖØ ÓÒ Ð ØÝ Ô Ò × ÓÒ Ò o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 89
1⁄4 Êo Ï Ò Ö ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o3⁄4 ÃÎ1⁄41⁄2 Ì Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ÓÑ ØÖ Ô Ö ÑÙØ Ø ÓÒ× Ò Ù ÝÐÒ Ø Ö Ò×Ú Ö× Ð× ØÓ Ñ ÐÝ Ó Ò 1 Ø ÓÒÚ Ü × Ø× ¢́Ò 1⁄2 μo o3⁄4o ÌÊ ÆËÎ ÊË Ä Ä ÇÊÁÌ ÀÅË × Ñ Ý ÜÔ Ø ̧ Ø Ø Ñ ØÓ ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó Ì ́ μ × Ö ØÐÝ Ö Ð Ø ØÓ Ø ÓÑ ÔÐ Ü ØÝÓ Ì ́ μo ÅÓ× Ø Ð ÓÖ Ø Ñ× Ù× ÙÔÔ Ö Ò ÐÓÛ Ö ÒÚ ÐÓÔ × ØÓ Ö ÔÖ × ÒØ Ò ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ì ́ μo ́Ë ÔØ Ö 3⁄4 oμ Ì Ð o 3⁄4o3⁄4 Ú × ÒÓÛÒ ÓÙÒ × ÓÒ Ø ÛÓÖ ×Ø × Ø Ñ ØÓ ÓÒ× ØÖÙ Ø Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó Ø ×Ô Ì ́ μ Ó Ö Ú Ö ÓÙ× Ñ Ð × Ó ÓÒÚ Ü × Ø×o ÐÐ × Ø× Ö × ×ÙÑ ØÓ ÓÑÔ Øo × ÒÓØ ̧ ÓÖ Ì ¿ 1⁄2 ́ μ Ò Ì ¿ ́ μ̧ Ø ÓÙÒ × ÓÖ ÜÔ Ø Ö ÙÒÒ Ò Ø Ñ ̧ ÒÓØ ÛÓÖ× Ø × Ø Ñ o Ì Ä o3⁄4o3⁄4 Ð ÓÖ Ø Ñ× ØÓ ÓÒרÖÙ Ø Ì ́ μo ÅÁÄ ÌÁÅ ÇÅÈÄ ÁÌ Ë ÇÍÊ ́ 3⁄4 μ1× Ô Ö Ø Ñ ÐÝ Ó Ò ×ØÖ ØÐÝ ÓÒÚ Ü × Ø× Û Ø Ó Òר ÒØ × Ö ÔØ ÓÒ ÓÑÔ Ð Ü ØÝ 1⁄2 ḈÒ 1⁄2 ÐÓ 3⁄4 ́Òμμ È · Ò ÓÒÚ Ü × Ø× Û Ø ÓÒ ×Øo × Ö ÔØ ÓÒ ÓÑÔ Ð Ü ØÝ ×oØ o ÒÝØ ÛÓ × Ø× Ú ØÑ Ó × Ø× ÓÑÑÓÒ ×ÙÔÔÓÖØ Ò Ð Ò × 1⁄2 3⁄4 Ḉ × ́ ÒμÐ Ó Òμ Ò ÓÒÚ Ü × Ø× Û Ø ÓÒ ×Øo × Ö ÔØ ÓÒ ÓÑÔ Ð Ü ØÝ 1⁄2 ¿ ḈÒ ¿·̄ μ ̄ 1⁄4 ́ ÜÔ3 oμ ÃË Ò ÓÒÚ Ü × Ø× Û Ø ÓÒ ×Øo × Ö ÔØ ÓÒ ÓÑÔ Ð Ü ØÝ 3⁄4 ¿ ḈÒ 3⁄4·̄ μ ̄ 1⁄4 ËË Ò ÓÒÚ Ü × Ø× Û Ø ÓÒ ×Øo × Ö ÔØ ÓÒ ÓÑÔ Ð Ü ØÝ ¿ ḈÒ ¿·̄ μ ̄ 1⁄4 ́ ÜÔ3 oμ ÃË ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝ ÓÒ× Û Ø ØÓØ Ð Ó Ò × 1⁄2 3⁄4 ¢́Ò ÐÓ ́Ò μμ À Ö ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝØÓÔ × Û Ø ØÓØ Ð Ó Ò × 1⁄2 ¿ ḈÒ ¿·̄ μ ̄ 1⁄4 ÈË 3⁄4 ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝØÓÔ × Û Ø ØÓØ Ð Ó Ò × 3⁄4 ¿ ¢́Ò 3⁄4 «́Ò μμ Ë ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝØÓÔ × Û Ø ØÓØ Ð Ó Ò × 1⁄2 ḈÒ μ̧ ¿ ÈË Ò ́ 1⁄2μ1 ÐÐ× 1⁄2 ḈÒ 3⁄4 ·1⁄2 μ ÀÁÁ · ¿ Ò ÓÒÚ Ü ÓÑÓØ Ø× 1⁄2 3⁄4 ḈÒ ÐÓ ́Ò μμ Ò Ô ÖÛ × × Ó ÒØ ØÖ Ò×Ð Ø × Ó ÓÒÚ Ü × Ø Û Ø Ó Òר ÒØ × Ö ÔØ ÓÒ ÓÑÔ Ð Ü ØÝ 1⁄2 3⁄4 ḈÒμ Ï Ì ÑÓ Ð Ó ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ù× Ò Ø ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÓÖ Ø Ø Ñ ØÓ ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ì 3⁄4 1⁄2 ́ μ × Ò Ð Ö × ÓÒ ØÖ o ÁÒ Ø ÛÓÖר × ̧ Ì ¿ 3⁄4 ́ μÑ Ý Ú a ́ Ò 3⁄4 «́Ò μμ ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ ̧ Û Ú× Ø ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÓÒ ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ò Ì ¿ 3⁄4 ́ μo Ë Ñ Ð ÖÐÝ ̧ Ì ¿ 1⁄2 ́ μ Ñ Ý Ú a ́ Ò ¿ μ ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ ̧ ÚÒ Òa ́ Ò ¿ μÐ Ó Û Ö ÓÙÒ ÓÒ Ø Ø Ñ ØÓ ÓÒ× ØÖÙ Ø Ì ¿ 1⁄2 ́ μo o3⁄4o ÇÆÎ ÁÌ ÇÆ ÌÀ ÁÆ Ê ËËÅ ÆÆÁ Æ ÓÓ Ñ Ò Ò ÈÓÐÐ Ò È ÜØ Ò Ø ÒÓØ ÓÒ Ó ÔÓ ÒØ × Ø ÓÒÚ Ü ØÝ ØÓ ÓÒ1 Ú Ü ØÝ Ó × Ø Ó 1­ Ø× Ò Ê ̧ Ú Ò × Ú Ö Ð ÐØ ÖÒ Ø Ò ÕÙ Ú Ð ÒØ ÓÖÑÙ Ð Ø ÓÒ× © 2004 by Chapman & Hall/CRC 90
ÔØ Ö À ÐÐÝ 1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ× Ò ÓÑ ØÖ ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× 1⁄2 Ó Ø × ÓÒÚ Ü ØÝ רÖÙ ØÙÖ o ÁÒ ÓÒ ×Ù Ó Ö Ñ ÙÐ Ø ÓÒ̧ × Ø Ó 1­ Ø× × ÓÒÚ Ü × Ø ØÖ Ò×Ú Ö× Ð ×Ô Ó ×ÓÑ Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü ÔÓ ÒØ× Ø × o Ì Ý ÜÔÐÓÖ Ø ÓÒ Ø ÓÒ× ÓÖ ØÓ ×Ù ØÖ Ò×Ú Ö× Ð ×Ô o Ä ÇËË Ê ÓÒÚ Ü ́× Ø Ó 1­ Ø×μ × Ø Ó 1­ Ø× × ÓÒÚ Ü × Ø ×Ô Ó 1 ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ØÓ ×ÓÑ ́Ô Ó×× ÐÝ Ò¬Ò Ø μ Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê o ËÙÖÖÓÙÒ ×Ø Ó 1­ Ø× × ÙÖÖ ÓÙÒ × 1­ Ø Ø Ö × ×ÓÑ 1­ Ø ÓÒ1 Ø Ò Ò ×Ù Ø Ø Ú ÖÝ ́ 1⁄2μ1­ Ø ÓÒØ Ò Ò Ò ÐÝ Ò Ò ×ØÖ ØÐÝ × Ô Ö Ø × ØÛÓ Ñ Ñ Ö× Ó Ð×Ó ÐÝ Ò Ò o ÓÒÚ Ü ÙÐÐ ́Ó × Ø Ó 1­ Ø×μ Ì ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó × Ø Ó 1­ Ø× Ò Ê × Ø × Ø Ó ÐÐ 1­ Ø× ×ÙÖ ÖÓÙÒ Ý Ò Ê o ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o3⁄4 È × Ø Ó 1­ Ø× Ò Ê × Ø ×Ô Ó 1ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ØÓ ×ÓÑ ́ ÔÓ×× ÐÝ Ò¬Ò Ø μ Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü ÔÓÒ Ø× Ø × ÒÊ Ò ÓÒÐ Ý Ú ÖÝ 1­ Ø ×ÙÖ ÖÓÙ Ò Ý × Ò o Ì Ö × ÒÓ À Ð ÐÝ1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ ÓÖ ÓÒÚ Ü × Ø× Ó 1­ Ø× Ò Ê × Ò ×Ù Ø ÓÖ Ñ ÛÓÙÐ ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ À Ð ÐÝ1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ ÓÖ 1ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× Ò Ê o ËÙ ÓÒÚ Ü × Ø× Ñ Ý Ú Ñ Ò Ý ÓÒÒ Ø ÓÑÔÓÒ ÒØ× Ò Ñ Ý ÚÒ Ú Ö ØÖ Ö ÐÝ ÓÑÔÐ Ü ÓÑÓÐ Ó Ý o ÍÒ Ö ×Ù Ø Ð ÓÒ Ø ÓÒ× Ò Ê ¿ ̧ Ó Û Ú Ö̧ × Ù ÓÒÒ Ø ÓÑÔ ÓÒ ÒØ × Ø× Ð ÓÒÚ Üo ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o3⁄4 ÈÏ Ä Ø Ø ×Ô Ó ÐÐ Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ØÓ ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó Ô ÖÛ × × Ó ÒØ ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê ¿ o ÓÒÒ Ø ÓÑÔ ÓÒ ÒØ Ó Ò Ø× Ð ÖÔÖ × ÒØ × Ø ×Ô Ó Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ØÓ ×ÓÑ ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó Ô ÖÛ × × Ó ÒØ ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê ¿ o Ì Ø ÓÖ Ñ Ó × ÒÓØ ÓÐ ÓÖ Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ØÓ Ò¬Ò Ø Ñ Ð × Ó ÒÓÒ ÓÑ1 Ô Ø ÓÒÚ Ü × Ø×o o3⁄4o1⁄21⁄4 ÇÈ Æ ÈÊÇ Ä ÅË ÈÊÇ Ä Å o3⁄4o3⁄4 Ä Ø ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê 3⁄4 o ÈÖÓÚ ÓÖ ×ÔÖÓ Ú Ø Ø Ú ÖÝ Ø Ö ÑÑ Ö× Ó Ú Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð̧ Ø Ò Ø Ö Ö Ø Ö Ð Ò × Û Ó× ÙÒ ÓÒ ÒØ Ö× Ø× Ú ÖÝ Ñ Ñ Ö Ó o ÈÊÇ Ä Å o3⁄4o3⁄4 Ä Ø Ñ ÐÝ Ó Ô ÖÛ × × Ó ÒØ ØÖ Ò×Ð Ø × Ó ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø Ò Ê 3⁄4 o ÈÖÓÚ ÓÖ ×ÔÖÓÚ Ø Ø Ú ÖÝ Ø Ö Ñ Ñ Ö× Ó Ú Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð̧ Ø Ò ×ÓÑ ×Ù Ñ ÐÝ 1⁄4 ÓÒØ Ò Ò ÐÐ ÙØ ÓÙÖ Ñ Ñ Ö× Ó × Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ðo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 91
3⁄4 Êo Ï Ò Ö ÈÊÇ Ä Å o3⁄4o3⁄4 ÈÖÓÚ ÓÖ ×ÔÖÓ Ú Ø Ø Ø Ö Ü ×Ø× ×ÓÑ Ñ ×Ù Ø Ø Á Ú ÖÝ Ñ ÓÖ Û Ö Ñ Ñ1 Ö× Ó ¬Ò Ø 1⁄21× Ô Ö Ø Ñ ÐÝ Ó ÙÒ Ø ÐÐ× Ú ÔÐ Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð̧ Ø Ò × ÔÐ Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ðo ́ Ñ ÐÝ × 1⁄21× Ô Ö Ø ÒÓ Ø Ö Ñ Ñ Ö× Ú Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ðoμ ÈÖÓÚ ÓÖ ×ÔÖÓÚ Ø × Ñ ÓÖ 1⁄21× Ô Ö Ø Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü ØÖ Ò×Ð Ø ×o ÈÊÇ Ä Å o3⁄4o¿1⁄4 ÈÖÓÚ ÓÖ ×ÔÖÓÚ Ø Ø Ø Ö Ü ×Ø ×ÓÑ Ñ Ò Ö ×Ù Ø Ø Á Ú ÖÝ Ñ Ñ Ñ Ö× Ó ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó Ø Ð ×Ø Ñ ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê ¿ Ú Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð̧ Ø Ò Ø Ö Ö Ö Ð Ò × Û Ó× ÙÒ ÓÒ ÒØ Ö× Ø× Ú ÖÝ Ñ Ñ Ö Ó o È ÖÓÚ × Ñ Ð Ö Ö ×Ù ÐØ ÙÒ Ö Ø ÓÒ Ø ÓÒ× Ø Ø ÓÙØ Ó Ú ÖÝ Ô Ñ Ñ Ö× Ó ×ÓÑ Õ Ú Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð̧ ÓÖ ×Ù Ø ÐÝ Ð Ö Ô Ò Õo Ò Ö Ð Þ ØÓ 1ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× Ò Ê o ÈÊÇ Ä Å o3⁄4o¿1⁄2 Ä Ø Ø ×Ô Ó Ð Ð 1ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ØÓ ¬Ò Ø ́ 1⁄2μ1× Ô Ö Ø Ñ ÐÝ Ó ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê o ÈÖÓÚ ÓÖ ×ÔÖÓÚ Ø Ø ÓÒÒ Ø ÓÑÔÓÒ ÒØ Ó Ò Ø× Ð ÖÔÖ × ÒØ ר × Ô Ó 1ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ØÓ ×ÓÑ Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê o o¿ ËÇÍÊ Ë Æ Ê Ä Ì Å Ì ÊÁ Ä ËÍÊÎ Ë Ì ÓÐ ÐÓÛ Ò × ÙÖÚ Ý× Ò ÓÓ × Ö Ü ÐÐ ÒØ ×ÓÙÖ × ÓÖ Ñ ÒÝ Ó Ø Ö ×ÙÐ Ø× Ò Ø × ÔØ Öo à ¿ Ì Ð ×× Ð × ÙÖÚ Ý Ó À ÐÐ Ý3× Ø ÓÖ Ñ Ò Ö Ð Ø Ö ×ÙÐØ×o ¿ ÑÓÖ Ö ÒØ ×ÙÖÚ Ý Ó À ÐÐÝ3× Ø ÓÖ Ñ Ò Ö Ð Ø Ö ×ÙÐ Ø×̧ ÙÔ Ø Ò Ø Ñ Ø Ö Ð Ò Ã ¿ o ÈÏ ¿ ×ÙÖÚ Ý Ó ÓÑ ØÖ ØÖ Ò×Ú Ö× Ð Ø ÓÖÝ o Ë ÓÒØ Ò× ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó Ú ÒÔ ÓÖØ1Ë ÒÞ Ð × ÕÙ Ò × Ò ÙÔÔ Ö Ò ÐÓÛ Ö ÒÚ ÐÓÔ × ØÓ ÓÑ ØÖ ØÖ Ò×Ú Ö× Ð×o Å Ø1⁄43⁄4 Ö ÒØØ Ü Ø ÓÚ Ö Ò Ñ ÒÝ ×Ô Ø× Ó × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ Ò ÐÙ Ò Ø Ö Ø ÓÒ Ð À ÐÐÝ Ø ÓÖ Ñ Ò Ø ́Ô Õ μ1ÔÖÓ Ð Ño Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö 3⁄4 È Ò Ò ÓÚ Ö Ò ÔØ Ö ¿ Ì Ð Ò × ÔØ Ö ÇÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × ÔØ Ö 1⁄2 Ì ÓÔ ÓÐÓ Ð Ñ Ø Ó × ÔØ Ö 1⁄2 ÒÙÑ Ö× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ÓÑÔÐ Ü × ÔØ Ö 3⁄4 ÖÖ Ò Ñ ÒØ× © 2004 by Chapman & Hall/CRC 92
ÔØ Ö À ÐÐÝ 1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ× Ò ÓÑ ØÖ ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ¿ ÔØ Ö Ä Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔØ Ö Å Ø Ñ Ø Ð ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔØ Ö Ð ÓÖ Ø Ñ ÑÓØ ÓÒ ÔÐ ÒÒ Ò Ê Ê Æ Ë Åo Âo Ø ÐÐ Ò o o Æ ÒØ Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ ÓÑ ÑÓÒ ØÖ Ò×Ú Ö× Ð×o ÁÒ Ó ÖÑo ÈÖÓ ××o Ä ØØo̧ 3⁄4 ß 1⁄2̧ 1⁄2 o Å · 1⁄43⁄4  oÄo ÖÓ ̧ Âo Ö Ó̧ Äo ÅÓÒØ ÒÓ̧ o ÇÐ Ú ÖÓ×̧ Ò Êo ËØÖ Ù×Þo Ë Ô ÖÓ ×̧ Ø Ö Ø ÓÖ × Ò À Û Ö1ØÝ Ô Ø ÓÖ Ñ ÓÖ ØÖ Ò×Ú Ö× Ð×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄4 ¿ ß¿ ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o È oÃo ÖÛ Ðo ÇÒ ×Ø Ò Ð Ò × ÓÖ ÔÓÐÝ Ö Ò ¿ o ÓÑÔÙØo ÓÑo Ì ÓÖÝ Ô ÔÐo̧ 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o È1⁄43⁄4 o ÖÓÒ ÓÚ̧ Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ Ò Êo ÈÓÐÐ o À Ð ÐÝ 1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ ÓÖ Ö1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ØÖ Ò×Ú Ö× Ð×o ÓÑÔÙØo ÓÑo Ì ÓÖÝ Ô ÔÐo̧ 3⁄41⁄2 1⁄2 ß1⁄2 ¿̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o ÈÏ 1⁄41⁄4 o ÖÓÒ ÓÚ̧ Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ Êo ÈÓÐÐ ̧ Ò Êo Ï Ò Öo ÇÒ Ø À ÐÐÝ ÒÙÑ Ö ÓÖ ÝÔ ÖÔÐ Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ØÓ ÙÒ Ø ÐÐ ×o ÁÒ o Ã Ð Ò Îo ÃÐ ̧ ØÓÖ×̧ Ì Ö Ò Ó ÖÙÒ ÙÑ ÖØ Ý Á××Ù ̧ × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄4 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o ÈÏ 1⁄41⁄2 o ÖÓÒÓÚ ̧ Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ Êo ÈÓÐÐ ̧ Ò Êo Ï Ò Öo À ÐÐ Ý1ØÝ Ô Ø ÓÖ Ñ ÓÖ ÝÔ ÖÔÐ Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ØÓ Û ÐÐ 1× Ô Ö Ø ÓÒÚ Ü × Ø×o ÁÒ È oÃo ÖÛ Ð̧ o À ÐÔ Ö Ò̧ Ò Êo ÈÓ ÐÐ ̧ ØÓÖ×̧ Ì Å Ë Ö Ö ÖØ Ý Á××Ù ̧ × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄4 1⁄4 ß 1⁄2 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o À¿ È o Ð Ü Ò ÖÓ« Ò Ào ÀÓÔ o ÌÓÔÓÐÓ Á̧Ú ÓÐÙ Ñ Ó ÖÙÒ Ð Ö Ò Ö Å Ø o ÂÙÐ Ù× ËÔÖ Ò Ö̧ ÖÐ Ò̧ ÖÑ ÒÝ̧ 1⁄2 ¿ o à 3⁄4 Æo ÐÓÒ Ò o ÃÐ ØÑ Òo È Ö Ò ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ø À Û Öß ÖÙ ÒÒ Ö ́Ô Õμ1 ÔÖÓ Ð Ño Úo Å Ø o̧ 1⁄21⁄4¿ß1⁄21⁄23⁄4̧ 1⁄2 3⁄4o à Æo ÐÓÒ Ò o à Рo ÓÙÒ Ò Ø Ô Ö Ò ÒÙÑ Öo × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2¿ 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o Ñ Æo Ñ ÒØ o À ÐÐ Ý1ØÝ Ô Ø ÓÖ Ñ× Ò Ò Ö Ð Þ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o × Ö Ø ÓÑ1 ÔÙØo ÓÑo̧ 1⁄23⁄4 3⁄4 1⁄2ß3⁄4 1⁄2̧ 1⁄2 o Ñ Æo Ñ ÒØ o × ÓÖØ ÔÖÓ Ó Ó Ò ÒØ Ö ×Ø Ò À Ð ÐÝ 1ØÝÔ Ø ÓÖ Ño × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 1⁄2 3⁄4¿ß 3⁄4 ̧ 1⁄2 o ËË È oÃo ÖÛ Ð̧ Ço Ë Û ÖÞ ÓÔ ̧ Ò Åo Ë Ö Öo Ì ÓÚ ÖÐ ÝÓ Ð Ó Û Ö ÒÚ ÐÓÔ × Ò Ø× ÔÔÐ Ø ÓÒ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 1⁄2 1⁄2ß1⁄2¿̧ 1⁄2 o Ï Äo Ò Ö×ÓÒ Ò Êo Ï Ò Öo ÇÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð×o Úo Å Ø o̧ 1⁄21⁄2 1⁄21⁄2 ß1⁄23⁄4 ̧ 1⁄2 o Ö 3⁄4 Áo Ö ÒÝo Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ö Ø Ó ÓÖÝ 3× Ø ÓÖ Ño × Ö Ø Å Ø o̧ 1⁄4 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 3⁄4̧ 1⁄2 3⁄4o ÃÈ Áo Ö ÒÝ̧ Åo Ã Ø Ð× ̧ Ò Âo È o À ÐÐÝ3× Ø ÓÖ Ñ Û Ø ÚÓÐÙ Ñ ×o Ñ Öo Å Ø o ÅÓÒØ ÐÝ̧ 1⁄2 ¿ 3⁄4ß¿ ̧ 1⁄2 o Å1⁄43⁄4 Âo Ö Ó Ò Ä oÅ Ó Ò Ø ÒÓo À ÐÐ Ý1ØÝ Ô Ø ÓÖ Ñ× ÓÒ Ø ÓÑÓÐ Ó Ý Ó Ø ×Ô Ó ØÖ Ò×Ú Ö× Ð×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 3⁄4 ¿ ß¿ ¿̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o Î 3⁄4 oÇo Ù Ñ Ò Ò o o Î Ð ÒØ Ò o ÒÝ Ò Û À ÐÐÝ ÒÙÑ Ö× Ñ Öo Å Ø o ÅÓ ÒØ ÐÝ̧ ¿ 1⁄4ß¿ ̧ 1⁄2 3⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 93
Êo Ï Ò Ö È · Ëo o ÔÔ ÐÐ̧ Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ Âo È ̧ Êo ÈÓÐ Ð ̧ Åo Ë Ö Ö̧ Ò Êo Ï Ò Öo ÓÑÑ ÓÒ Ø Ò ÒØ× Ò ÓÑÑ ÓÒ ØÖ Ò×Ú Ö× Ð×o Úo Å Ø o̧ 1⁄21⁄4 1⁄2 ß3⁄41⁄2 ̧ 1⁄2 o Ò Äo ÒÞ Öo ÙÖ Ä Ó×ÙÒ × ÐÐ × Ò ÈÖÓ Ð Ñ× Ù Ö ÃÖ ×× Ò Ò Ö Ù Ð ×1 Ò Ò o ËØÙ Ë o Å Ø o ÀÙÒ Öo̧ 3⁄41⁄2 1⁄21⁄21⁄2ß1⁄2¿ ̧ 1⁄2 o 1⁄4 Ào ÖÙÒ Ò Öo À ÐÐÝ ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ× Ö Ú ÖÓÑ × × Ò ÙÐ Ö ÓÑÓÐ Ó Ý o Ñ Öo Å Ø o ÅÓÒØ ÐÝ̧ ¿ ß¿ 1⁄4̧ 1⁄2 1⁄4o à ¿ Äo ÒÞ Ö̧ o ÖÙÒ ÙŅ̃ Ò Îo ÃÐ o À ÐÐÝ3× Ø ÓÖ Ñ Ò Ø× Ö Ð Ø Ú ×o ÁÒ ÓÒÚ Ü ØÝ̧ ÚÓÐÙ Ñ Ó ÈÖ Ó o ËÝÑÔo ÈÙÖ Å Ø o̧ Ô × 1⁄21⁄41⁄2ß1⁄2 1⁄4o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 ¿o ÓÐ Îo Äo ÓÐ 3Ò ÓÚo Ò Ö Ð Þ ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× Ó Ñ Ð × Ó × Ø× Ò Ê Ò Ò ÓÒÒ Ø ÓÒ× ØÛ Ò Ø À ÐÐÝ Ò ÓÖ×Ù Ø ÓÖ Ñ×o ËÓÚ Ø Å Ø o Ó Ðo̧ ¿ 1⁄2 ß 3⁄43⁄4̧ 1⁄2 o Âo Ó«o ÌÖ Ò×Ú Ö× Ð ÒÔ ÖÓ Ð Ñ ÚÓÑ ÐÐ 3× Ò Ì ÝÔo È o o ×× ÖØ Ø ÓÒ̧ ÓÖ 1 Ù Ùר1ÍÒ Ú Ö× Ø Ø̧ ÓØØ Ò Ò̧ 1⁄2 o ¿ Âo Ó«o ÌÖ Ò×Ú Ö× Ð Ò ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ö Ò o Ö o Å Ø o̧ 3⁄4 1⁄2 ß3⁄41⁄43⁄4̧ 1⁄2 ¿o Âo Ó«o Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ Ø ÓÖ Ñ ÓÖ Ñ Ð × Ó ÓÒÚ Ü × Ø×o ÓÑo Ø ̧ 1⁄2 3⁄41⁄2 ß3⁄43⁄4 ̧ 1⁄2 o ¿ Âo Ó«o ÐÐ 1ØÝ Ô ØÖ Ò×Ú Ö× Ð ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ø ÔÐ Ò o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄41⁄4¿ß3⁄41⁄2 ̧ 1⁄2 ¿o ¿ Âo Ó«o À Ð ÐÝ̧ Ê ÓÒ Ò Ö Ø Ó ÓÖÝ ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ×o ÁÒ À Ò ÓÓ Ó ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖÝ ̧ Ô × ¿ ß o ÆÓÖØ 1ÀÓÐ Ð Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 ¿o Ào Ð× ÖÙ ÒÒ Öo Ò Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ÓÖ × Ø× Ó × ÑÔÐ ÓÑ ØÖ ¬ ÙÖ ×o Ì ÓÖ Øo ÓÑÔÙØo Ë o̧ ¿ ß ̧ 1⁄2 o Ë Ào Ð× ÖÙ ÒÒ Ö̧ Äo o Ù ×̧ Ò Åo Ë Ö Öo Ì ÙÔÔ Ö ÒÚ ÐÓÔ Ó Ô Û × Ð Ò Ö ÙÒ Ø ÓÒ× Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ ¿1⁄21⁄2ß¿¿ ̧ 1⁄2 o Ë 1⁄4 Ào Ð× ÖÙÒ Ò Ö Ò Åo Ë Ö Öo Ì Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó Û Ý× ØÓ ר Ò ÓÒÚ Ü Ò ÓÒ1 ÒØ Ö× Ø Ò × Ø× Ò Ø ÔÐ Ò × 3⁄4Ò 3⁄4o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ ¿ ß 3⁄4̧ 1⁄2 1⁄4o Ï È o Ý Ò Êo Ï Ò Öo ËØ Ò Ô ÖÛ × 1 × Ó ÒØ ØÖ Ò×Ð Ø × Ò Ð Ò Ö Ø Ñ o ÁÒ ÈÖÓ o Ø ÒÒÙo Å ËÝ ÑÔÓ× o ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ Ô × ¿ ß¿ ̧ 1⁄2 o È Âo o ÓÓ Ñ Ò Ò Êo ÈÓÐÐ o ÓÙÒ Ø ÓÒ× Ó Ø ÓÖÝ Ó ÓÒÚ Ü ØÝ ÓÒ ÆÒ Ö ××1 Ñ ÒÒ Ñ Ò ÓÐ ×o Å Ø Ñ Ø ̧ 3⁄4 ¿1⁄4 ß¿3⁄4 ̧ 1⁄2 o ÈÏ ¿ Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ Êo ÈÓÐ Ð ̧ Ò Êo Ï Ò Öo ÓÑ ØÖ ØÖ Ò×Ú Ö× Ð Ø ÓÖÝoÁ Ò Â o È ̧ ØÓÖ̧ Æ Û Ì Ö Ò × Ò × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ̧ Ú ÓÐÙ Ñ 1⁄21⁄4 Ó Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ Ô × 1⁄2 ¿ß1⁄2 o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ À Ð Ö ̧ 1⁄2 ¿o ÈÏ Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ Êo ÈÓÐ Ð ̧ Ò Êo Ï Ò Öo ÇÒ Ø ÓÒÒ Ø ÓÑÔ ÓÒ ÒØ× Ó Ø ×Ô Ó Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ØÓ Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü × Ø×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 1⁄2¿ ß ̧ 1⁄2 o ÈÏ Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ Êo ÈÓÐÐ ̧ Ò Êo Ï Ò Öo ÓÙÒ Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó ÓÑ ØÖ Ô Ö1 ÑÙØ Ø ÓÒ× Ò Ù Ý 1ØÖ Ò×Ú Ö× Ð×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o ÖÙ o ÖÙÒ ÙÑo ÇÒ ÒØ Ö× Ø ÓÒ× Ó × Ñ Ð Ö × Ø×o ÈÓ ÖØÙ Ð Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o ÖÙ o ÖÙÒ ÙÑo ÓÑÑ ÓÒ × ÒØ× ÓÖ Ñ Ð × Ó ÔÓÐÝ Ö o Ö o Å Ø o̧ 1⁄2 ß 1⁄4̧ 1⁄2 o À Ào À Û Öo Í Ö Ö Ñ Ø Ñ Ò× Ñ Ö ÌÖ « Ö Òo ÈÓ ÖØÙ Ð Å Ø o̧ 3⁄4¿ß 3⁄4 ̧ 1⁄2 o À Ào À Û Ö Ò Ào ÖÙ ÒÒ Öo Í Ö Ò Î Ö ÒØ ÞÙÑ À ÐÐÝ3× Ò Ë ØÞo Ö o Å Ø o̧ ¿1⁄4 ß¿1⁄2¿̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 94
ÔØ Ö À ÐÐÝ 1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ× Ò ÓÑ ØÖ ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× À à Ào À Û Ö̧ Ào ÖÙÒÒ Ö̧ Ò Îo ÃÐ o ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÑ ØÖÝ Ò Ø ÈÐ Ò o ÀÓÐØ̧ Ê Ò ÖØ 2 Ï Ò ×ØÓÒ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o À Ð3⁄4¿ o À ÐÐ Ýo Í Ö Å Ò Ò ÓÒÚ Ü Ö Ã ÓÖÔ Ö Ñ Ø Ñ Ò× ØÐ Ò ÈÙÒ Ø Òo Â Ö × Öo ÙØ× o Å Ø o1Î Ö Òo̧ ¿3⁄4 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 3⁄4¿o À п1⁄4 o À Ð ÐÝo Í Ö ËÝ ×Ø Ñ × Ð Ó×× Ò Ö Å Ò Ò Ñ Ø Ñ Ò× ØÐ Ò ÈÙÒ Ø Òo ÅÓÒ Ø× o Å Ø o̧ ¿ 3⁄4 1⁄2ß¿1⁄43⁄4̧ 1⁄2 ¿1⁄4o À Ö Âo À Ö× Ö Öo Ò Ò Ø ÙÔÔ Ö ÒÚ ÐÓÔ Ó Ò Ð Ò × Ñ ÒØ× Ò ḈÒ ÐÓ Òμ Ø Ñ o ÁÒ Ó ÖÑo ÈÖÓ ××o Ä ØØo̧ ¿¿ 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o ÀÁÁ · ¿ Åo o ÀÓÙÐ ̧ Ào ÁÑ ̧ Ão ÁÑ ̧  o1Åo ÊÓ ÖØ̧ Ò È o Ñ ÑÓØÓo ÇÖØ Ó ÓÒ Ð Û Ø Ð Ò Ö Ä 1⁄2 Ò Ä 1⁄2 ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ×o × Ö Ø ÔÔ Ðo Å Ø o̧ ¿ 3⁄41⁄2 ß3⁄4¿3⁄4̧ 1⁄2 ¿o ÀÃÄ1⁄4¿ o ÀÓÐÑ × Ò̧ Åo Ã Ø Ð× ̧ Ò Ìo Ä Û ×o À Ð ÐÝ 1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ ÓÖ Ð Ò ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ØÓ × Ó ÒØ ÙÒ Ø Ð Ð×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄4 ß 1⁄43⁄4̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o ÀÅ o ÀÓÐÑ × Ò Ò Âo Å ØÓÙ × o ÆÓ À ÐÐÝ Ø ÓÖ Ñ ÓÖ ×Ø Ò ØÖ Ò×Ð Ø × Ý Ð Ò × Ò Ê ¿ o ÍÒÔ Ù Ð × Ñ ÒÙ× Ö ÔØo ÀÓÐ 1⁄4¿ o ÀÓÐÑ × Òo Æ Û ÓÙÒ × ÓÒ Ø Ã Ø Ð× 1Ä Û × ØÖ Ò×Ú Ö× Ð ÔÖÓ Ð Ño × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 3⁄4 ¿ ß 1⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o À 1⁄41⁄2 o ÀÙ Ò ̧ Âo Ù̧ Ò o o Òo ÓÑ ØÖ Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ× Ó Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô Ö ×o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄23⁄4Ø ÒÒ Ùo Å1ËÁ Å ËÝÑÔÓ×o × Ö Ø Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ Ô × 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o à Рo à Рo ÁÒØ Ö× Ø ÓÒ Ô ØØ ÖÒ× Ó ÓÒÚ Ü × Ø×o Á×Ö Ð Âo Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ã Ø 1⁄2 Åo Ã Ø Ð× o Ì Ñ Ò× ÓÒ Ó ÒØ Ö× Ø ÓÒ× Ó ÓÒÚ Ü × Ø×o Á×Ö Ð Âo Å Ø o̧ 1⁄21⁄4 ß 1⁄4̧ 1⁄2 1⁄2o Ã Ø Åo Ã Ø Ð× o À ÐÐÝ ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ ÓÒ Ø ×Ô Ö o ÈÖÓ o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄21⁄2 ß 1⁄23⁄43⁄4̧ 1⁄2 o ÃÄ 1⁄4 Åo Ã Ø Ð× Ò Ìo Ä Û ×o ÙØØ Ò Ñ Ð × Ó ÓÒÚ Ü × Ø×o ÈÖÓ o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ß 1⁄2̧ 1⁄2 1⁄4o ÃÐ 1⁄2 Îo ÃÐ o ÇÒ ÖØ Ò ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ô ÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü × Ø×o Ò o Âo Å Ø o̧ ¿ 3⁄4 3⁄4ß3⁄4 ̧ 1⁄2 1⁄2o ÃÐ ¿ Îo ÃÐ o Ì Ö Ø Ð × Ø Ó ÓÒÚ Ü Ó Ýo Ñ Öo Âo Å Ø o̧ 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 ¿o ÃÄÄ Åo Ã Ø Ð× ̧ Ìo Ä Û ×̧ Ò o Ä Ùo ÓÑ ØÖ Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ× Ó × Ó ÒØ ØÖ Ò×Ð Ø × Ó ÓÒÚ Ü × Ø×o × Ö Ø Å Ø o̧ 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o ÃÄÄ 3⁄4 Åo Ã Ø Ð× ̧ Ìo Ä Û ×̧ Ò o Ä Ùo Ì « Ö ÒØÛ Ý× Ó ×Ø Ò × Ó ÒØ ÓÒÚ Ü × Ø×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 1⁄2 ß3⁄41⁄4 ̧ 1⁄2 3⁄4o ÃË Îo ÃÓÐØÙ Ò Ò Åo Ë Ö Öo Ì Ô ÖØ Ø ÓÒ Ø Ò ÕÙ ÓÖ ÓÚ ÖÐ Ý× Ó ÒÚ ÐÓÔ ×o ÍÒÔ Ù 1 Ð × Ñ ÒÙ× Ö ÔØo ÃË 1⁄4¿ Åo Ã Ø Ð× ̧ Ëo ËÙÖ ̧ Ò o ÓÙo ÓÒר ÒØ ÓÙÒ ÓÖ ÓÑ ØÖ Ô ÖÑÙ Ø Ø ÓÒ× Ó × Ó ÒØ ÙÒ Ø ÐÐ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄4 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 ¿̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o ÃÎ1⁄41⁄2 Åo Âo à ØÞ Ò ÃoÊ o Î Ö Ö Òo Ø Ø ÓÙÒ ÓÒ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÓÑ ØÖ Ô Ö ÑÙ1 Ø Ø ÓÒ× Ó ÓÒÚ Ü Ø Ó Ø× Ò o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄4 ¿ß ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Å Ø Âo Å ØÓÙ× o À ÐÐ Ý1ØÝ Ô Ø ÓÖ Ñ ÓÖ ÙÒ ÓÒ× Ó ÓÒÚ Ü × Ø×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 1⁄2 1⁄2ß1⁄23⁄4̧ 1⁄2 o Å Ø1⁄43⁄4 Âo Å ØÓÙ× o Ä ØÙÖ × ÓÒ × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ̧Ú ÓÐ ÙÑ 3⁄41⁄23⁄4 Ó Ö Ù Ø Ì ÜØ× Ò Å Ø o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o ÅÓÖ ¿ Ào o ÅÓÖÖ ×o ÌÛÓ È ÓÒ ÀÓÐ ÈÖ Ò ÔÐ × Ò ÍÒ ÓÒ× Ó ÓÒÚ ÜÐÝ × Ó ÒØ Ë Ø×o È o o Ø × ×̧ Ð ÓÒ ÁÒ ×Øo Ì o̧ È × Ò ̧ ̧ 1⁄2 ¿o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 95
Êo Ï Ò Ö ÈË Âo È Ò Åo Ë Ö Öo Ì ÙÔÔ Ö ÒÚ ÐÓÔ Ó Ô Û × Ð Ò Ö ÙÒ Ø ÓÒ× Ò Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó Ö ÓÒ Ò ÐÓ× Ý ÓÒÚ Ü ÔÐ Ø × ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ò ÐÝ× ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 3⁄4 1⁄2ß¿1⁄4 ̧ 1⁄2 o ÈË 3⁄4 Åo È ÐÐ Ö Ò Ò È o Ë ÓÖo Ò Ò ×Ø Ò Ð Ò × Ò ¿1×Ô o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2 1⁄2ß3⁄41⁄4 ̧ 1⁄2 3⁄4o ÈÏ 1⁄4 Êo ÈÓÐ Ð Ò Êo Ï Ò Öo Æ ×× ÖÝ Ò ×ÙÆ ÒØ ÓÒ Ø ÓÒ× ÓÖ ÝÔ ÖÔÐ Ò ØÖ Ò×Ú Ö1 × Ð×o ÓÑ Ò ØÓÖ ̧ 1⁄21⁄4 ¿1⁄4 ß¿1⁄21⁄2̧ 1⁄2 1⁄4o ÊÓ 3⁄4 oÎo ÊÓ Ò ×ÓÒo ËÔ Ö Ð Ø ÓÖ Ñ× Ó À ÐÐÝ ØÝÔ Ò ÓÒ ÖÙ Ò Ò × Ó ×Ô Ö Ð Ô×o Ñ Öo Âo Å Ø o̧ 3⁄4 1⁄4ß3⁄4 3⁄4̧ 1⁄2 3⁄4o ÊÓ Â o1Åo ÊÓ ÖØo ÓÑ ØÖ ÓÖ Ö Ò × Ó ÒØ Ö× Ø Ò ØÖ Ò×Ð Ø × Ò Ø Ö ÔÔÐ Ø ÓÒ×o ÓÑÔÙØo ÓÑo Ì ÓÖÝ Ô ÔÐo̧ ß 3⁄4̧ 1⁄2 o Ë Åo Ë Ö Ö Ò È oÃo ÖÛ Ðo Ú ÒÔÓÖØ 1Ë ÒÞ Ð Ë ÕÙ Ò × Ò Ì Ö ÓÑ ØÖ ÔÔÐ Ø ÓÒ×o Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 o Ë Ò Êo Ë ÒØ ×o Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó À ÐÐÝ3× Ø ÓÖ Ño ÈÖÓ o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ¿¿ ß¿ 1⁄4̧ 1⁄2 o Ë ÅË1⁄41⁄4 Ëo ËÑ ÓÖÓ Ò× Ý̧ Âo Ëo o Å Ø ÐÐ̧ Ò Åo Ë Ö Öo Ë ÖÔ ÓÙÒ × ÓÒ ÓÑ ØÖ Ô Ö1 ÑÙØ Ø ÓÒ× ÓÖ Ô ÖÛ × × Ó ÒØ ÐÐ× Ò o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄4¿ 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o ËË Äo o Ë Ö ÙÖÓÚ Ò Ùo o Ë × Òo ÁÒØ Ö× Ø ÓÒ× Ó ×Ô Ö ÐÐÝ ÓÒÚ Ü × Ø×o Å Ø o ÆÓØ ×̧ 1⁄2 1⁄21⁄4 ß1⁄21⁄4 ̧ 1⁄2 o ÌÚ Ào ÌÚ Ö Ö o Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ê ÓÒ 3× Ø ÓÖ Ño Âo ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄2 1⁄23⁄4¿ß1⁄23⁄4 ̧ 1⁄2 o ÌÚ Ào ÌÚ Ö Ö o ÈÖÓ Ó Ó ÖÙÒ ÙÑ 3× ÓÒ ØÙÖ ÓÒ ÓÑ ÑÓÒ ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ÓÖ ØÖ Ò×Ð Ø ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 1⁄2 1⁄2ß3⁄41⁄4¿̧ 1⁄2 o Î Ò¿ È o Î Ò Ò× Ò o ËÙÖ ÙÒ ÜØ Ò× ÓÒ 3ÙÒ Ø ÓÖ Ñ Åo Âo Ê ÓÒ ×ÙÖ Ð × Ò× Ñ Ð × ÓÖÔ × ÓÒÚ Ü ×o ÙÐ Ðo ËÓ o Å Ø o Ö Ò ̧ 1⁄21⁄2 ß1⁄21⁄2 ̧ 1⁄2 ¿ o Ï Ò 1⁄4 Êo Ï Ò Öo ÍÔÔ Ö ÓÙÒ × ÓÒ ÓÑ ØÖ Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ× ÓÖ ÓÒÚ Ü × Ø×o × Ö Ø ÓÑ1 ÔÙØo ÓÑo̧ 3⁄4 ß¿¿̧ 1⁄2 1⁄4o Ï Ò 1⁄4 Êo Ï Ò Öo ÓÑ ØÖ Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ× Ò ÓÒÒ Ø ÓÑÔ ÓÒ ÒØ×o Ì Ò Ð Ê Ô ÓÖØ ÌÊ1 1⁄41 1⁄4̧ ÁÅ Ȩ̈ 1⁄2 1⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 96
ÈË Í ÇÄÁÆ ÊÊ Æ Å ÆÌË Â Ó o ÓÓ Ñ Ò ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ È× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò Ö Ð Þ Ò Ò ØÙÖ Ð Û Ý ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ×ØÖ Ø Ð Ò ×̧ × Ö Ò Ø ×ØÖ ØÒ ×× ×Ô Ø̧ ÙØ ÔÖ × ÖÚ Ò Ø Ö × ØÓÔ ÓÐÓ Ð Ò ÓÑ1 Ò ØÓÖ Ð ÔÖÓÔ ÖØ ×o Ð Ñ ÒØ ÖÝ Ò ÒØÙ Ø Ú Ò Ò ØÙÖ ̧ Ø Ø × Ñ Ø Ñ ̧ Ý Ø ÓÐ Ñ Ò1Ä ÛÖ Ò ØÓÔÓÐÓ Ð Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ø ÓÖ Ñ ́× ÔØ Ö μ̧ Ø Ý ÔÖ ÓÚ ÓÒ Ö Ø ÓÑ ØÖ ÑÓ Ð ÓÖ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ó Ö Ò ¿o Ø Ö Ø Ö ÜÔÐ Ø × Ö ÔØ ÓÒ Ý Ä Ú Ò Ø 1⁄2 3⁄41⁄43× ̧ Ò Ø ×Ù × ÕÙ ÒØ Ú Ð1 ÓÔÑ ÒØ Ó Ø Ø ÓÖÝ Ý Ê Ò Ð Ò Ø 1⁄2 1⁄43 ×̧ Ø Ñ ÓÖ ÑÔ ØÙ× Û × Ú Ò Ò Ø 1⁄2 1⁄43× Ý Ö ÙÒ ÙÑ 3× Ñ ÓÒÓ Ö Ô ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò ËÔÖ ×̧ ÒÛ Ò ÙÑ Ö Ó Ö ×ÙÐ Ø× Û Ö ÓÐÐ Ø Ò Ö Ø Ñ ÒÝ ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ÓÒ ØÙÖ × ÔÓ× ÓÙØ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ÓØ Ð Ò × Ò Ô× Ù ÓÐ Ò ×o Ì ÓÒÒ Ø ÓÒ Û Ø ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × × ÓÚ Ö × Ú Ö Ð Ý Ö× Ð Ø Ö Ð ØÓ ÙÖØ Ö ÛÓÖ o Ì Ø ÓÖÝ × ÝÒ Ó ÛÚ ÖÝ Û ÐÐ Ú ÐÓÔ ̧ Û Ø Ñ ÒÝ Ó Ñ Ò ØÓÖ Ð Ò ØÓÔ ÓÐÓ Ð Ö ×ÙÐ Ø× Ò Ö Ð Ø ÓÒ× ØÓ ÓØ Ö Ö ×̧ × Û ÐÐ × Ò Ò Ö × Ò ÒÙÑ Ö Ó ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ò ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ o Ë Ø ÓÒ o1⁄2 × ÚÓØ ØÓ Ø × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ ×̧ Ò Ë Ø ÓÒ o3⁄4 ØÓ Ö Ð Ø ×ØÖ Ù ØÙÖ ×̧ ×Ù × ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ×ØÖ Ø Ð Ò ×̧ ÓÒ¬ ÙÖ 1 Ø ÓÒ× ́ Ò Ò Ö Ð Þ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× μ Ó ÔÓ ÒØ× ̧ Ò Ð ÐÓÛ Ð × ÕÙ Ò × Ó Ô ÖÑÙ1 Ø Ø ÓÒ×o ́Ï Ó ÒÓØ × Ù×× Ø ÓÒÒ Ø ÓÒ Û Ø ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ×̧ ÓÛ Ú Ö Ø Ø × Ò ÐÙ Ò ÔØ Ö oμ ÁÒ Ë Ø ÓÒ o¿ Û × Ù×× Ø ×ØÖ Ø Ð ØÝ ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ò Ë Ø ÓÒ o ×ÙÑ Ñ Ö Þ ×ÓÑ Ó Ø ́Ñ ÒÝμ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ö × ÙÐØ× ÒÓÛÒ ÓÙØ Ð Ò Ò Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ×o Ë Ø ÓÒ o Ð× Û Ø Ö × ÙÐØ× Ó ØÓÔ ÓÐÓ Ð Ò ØÙÖ ̧ Ë Ø ÓÒ o Û Ø ××Ù × Ó ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ò ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ ̧ Ò Ë 1 Ø ÓÒ o Û Ø × Ú Ö Ð ÔÔÐ Ø ÓÒ× ̧ Ò ÐÙ Ò ×Û Ô Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò Ú × Ð ØÝ Ö Ô ×o ÍÒÐ ×× ÓØ ÖÛ × ÒÓØ ̧ Û Û ÓÖ Ò Ø Ö Ð ÔÖÓ Ø Ú ÔÐ Ò È 3⁄4 o o1⁄2 ËÁ ÈÊ ÇÈ ÊÌÁ Ë Ä ÇËË Ê ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ð Ò × Ð Ð × Ø Ó Ð Ò × ÒÓØ ÐÐ Ô ×× Ò Ø ÖÓÙ Ø × Ñ ÔÓ ÒØ ́Ø Ð ØØ Ö × ÐÐ Ô Ò Ðμo È× Ù ÓÐ Ò × ÑÔÐ ÐÓ× ÙÖÚ Û Ó× Ö ÑÓÚ Ð Ó × ÒÓØ × ÓÒÒ Ø È 3⁄4 o ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × Ð Ð × Ø Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × ÒÓØ Ô Ò Ð̧ Ú ÖÝ Ô Ö Ñ Ø Ò ÒÓ ÑÓÖ Ø Ò ÓÒ ́ Ò Ü ØÐÝ ÓÒ Ò Ö Ó×× Ò μo Á ×ÓÑÓ ÖÔ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ÌÛÓ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ×Ù Ø Ø Ø Ñ ÔÔ Ò Ò Ù Ý Ø Ö Ð Ð Ò × × Ò ×ÓÑÓÖÔ ×Ñ Ó Ø ÐÐ ÓÑ ÔÐ Ü × ÒØÓ Û Ø Ý Ô ÖØ 1 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 97
Âo o ÓÓ Ñ Ò Ø ÓÒ È 3⁄4 o ́Á× ÓÑÓÖ Ô ×Ñ Ð ×× × Ó Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ÓÖÖ ×ÔÓÒ ØÓ Ö ÓÖ 1 ÒØ Ø ÓÒ Ð ×× × Ó ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ó Ö Ò ¿ × ÔØ Ö oμ ËØÖ Ø Ð Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ ×ÓÑ ÓÖÔ ØÓ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó ×ØÖ Ø Ð Ò ×o ÙÖ o 1⁄2o1⁄2 ÐÐ Ù×ØÖ Ø × Û Ø Û × ÓÒ Ð Ú ØÓ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØÓ ×ØÖ Ø Ð Ò ×̧ ÙØ Û Û × Ð Ø Ö ÔÖ ÓÚ Ò ÒÓØ ØÓ ×ØÖ Ø Ð o Ï Û ÐÐ × Ò Ë Ø ÓÒ o Ø Ø Ñ Óר Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ̧ Ò Ø̧ Ö ÒÓØ ×ØÖ Ø Ð o Á ÍÊ o 1⁄2o1⁄2 Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó 1⁄21⁄4 Ô× Ù ÓÐ Ò ×̧ ÓÒØ Ò Ò ¿ ØÖ ÔÐ ÔÓ ÒØ× Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ × ÒÓÒ×ØÖ Ø Ð o Î ÖØ Ü Ì ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ØÛÓ ÓÖ ÑÓÖ Ô× Ù ÓÐ Ò × Ò Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØo ÇÖ Ò ÖÝ Ú ÖØ Ü ÚÖØ Ü Ø Û Ó Ò Ð ÝØ ÛÓ Ô× Ù ÓÐ Ò × Ñ Øo Ë ÑÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ ́Ó Ð Ò × ÓÖ Ô× Ù ÓÐ Ò ×μ Ò Û Ú Ö Ø Ü ×Ó Ö Ò Ö Ý o Ù Ð Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØÓ Ü1Ñ ÓÒÓØÓÒ ÙÖÚ × Ò Ø Ù Ð Ò ÔÐ Ò ̧ Ú ÖÝ Ô Ö Ñ Ø Ò Ü ØÐÝ ÓÒ Ò ÖÓ× × Ò Ø Ö o Ï Ö Ò Ö Ñ Ù Ð Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ô 1 Û × Ð Ò Ö Û Ö ×̧ ÓÖ Þ ÓÒØ Ð Ü ÔØ ÓÖ × ÓÖØ × Ñ ÒØ Û Ö Ø ÖÓ×× × ÒÓØ Ö Û Ö × ÙÖ o1⁄2o 3⁄4̧ Û × Ó Û× Û Ö Ò Ö Ñ Ð Ð 1⁄2 Ò Ò ÙÔÛ Ö ÓÖ Ö ÓÒ Ø Ð Ø Ò Ò ÓÛ ÒÛ Ö ÓÖ Ö ÓÒ Ø Ö Øo Á ÍÊ o 1⁄2o3⁄4 Û Ö Ò Ö Ño 2 3 4 5 15 4 3 2 1 Ô1 ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Á × Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × Ò Ô × ÔÓ ÒØ ÒÓØ ÓÒ1 Ø Ò Ò ÒÝ Ñ Ñ Ö Ó ̧ Ä 3⁄4 × Ò Ø Ô1 ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ú ÖÝ Ô Ø ÖÓÑ Ô ØÓ ÔÓ ÒØÓ Ä Ñ Ø× ×ÓÑ Ñ Ñ Ö Ó o ÙÒ Ñ ÒØ Ð ØÓÓÐ Ò ÛÓÖ Ò Û Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ô× Ù ÓÐ Ò ×̧ Û Ø × Ø ÔÐ Ó Ø Ø Ø Ø ØÛÓ Ô ÓÒ Ø× Ø ÖÑ Ò Ð Ò ̧ × Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò o ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o1⁄2 Ä Ú ÒÐ Ö Ñ ÒØ Ä ÑÑ Ä Ú3⁄4 Á Ä 1⁄2 Ä Ò × Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × Ò Ô Õ 3⁄4 È 3⁄4 Ö ØÛÓ ×Ø Ò Ø ÔÓ ÒØ× ÒÓØ ÓÒ Ø × Ñ Ñ Ñ Ö Ó ̧ Ø Ö × Ô× Ù ÓÐ Ò Ä Ô ×× Ò Ø ÖÓÙ Ô Ò Õ ×Ù Ø Ø Ä × Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 98
ÔØ Ö È× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ì ÓÖ Ñ o1⁄2o 1⁄2 × Ò × ÓÛÒ Ý ÓÓ Ñ Ò Ò ÈÓÐ Ð È 1⁄2 ÒÓØ ØÓ ÜØ Ò ØÓ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ô× Ù Ó ÝÔ ÖÔÐ Ò ×o ÁØ ×̧ ÓÛ Ú Ö̧ Ò ÜØ Ò Ý ËÒÓ Ý Ò Ò À Ö× Ö Ö ØÓ Ø × Ó 3⁄41 ÒØ Ö× Ø Ò ÙÖÚ × ́Û Ö Ø Ö ÔÓ ÒØ× Ö Ú Òμ ËÀ 1⁄2 ̧ Ò × ÓÛÒ Ý Ø Ñ ÒÓØ ØÓ ÜØ Ò ØÓ 1 ÒØ Ö× Ø Ò ÙÖÚ × Ò ·1⁄2Ô ÓÒ Ø× ÓÖ 3⁄4o Ì Ä Ú ÒÐ Ö Ñ ÒØ Ä ÑÑ × Ù× ØÓ ÔÖ ÓÚ ÜØ Ò× ÓÒ× ØÓ Ô× Ù ÓÐ Ò Ö1 Ö Ò Ñ ÒØ× Ó ÒÙÑ Ö Ó ÓÒÚ Ü ØÝ Ö × ÙÐØ× ÓÒ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ×ØÖ Ø Ð Ò ×̧ Ù Ð× Ó ×Ø Ø Ñ ÒØ× Ô Ö Ô× ØØ Ö ÒÓÛÒ Ò Ø × ØØ Ò Ó ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ó ÔÓ ÒØ× À ÐÐ Ý3× Ø ÓÖ Ņ̃ Ê ÓÒ3 × Ø ÓÖ Ņ̃ Ö Ø Ó ÓÖÝ3 × Ø ÓÖ Ņ̃ Ã Ö Ö Ö3× Ø ÓÖ Ņ̃ Ø À Ò 1 Ò Ø ÓÖ Ņ̃ Ø ÃÖ Ò1Å ÐÑ Ò Ø ÓÖ Ņ̃ Ò ÌÚ Ö Ö 3× Ò Ö Ð Þ 1 Ø ÓÒ Ó Ê ÓÒ3 × Ø ÓÖ Ñ ́ o ÔØ Ö μo Ï ×Ø Ø ØÛÓ Ó Ø × o ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o3⁄4 À Ð ÐÝ3× Ì ÓÖ Ñ ÓÖ È× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× È 3⁄4 Á 1⁄2 Ò Ö ×Ù × Ø× Ó Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò ×̧ Ò Ô × ÔÓ ÒØ ÒÓØ ÓÒ ÒÝ Ô× Ù ÓÐ Ò Ó ×Ù Ø Ø̧ ÓÖ ÒÝ ̧ ÓÒØ Ò× Ô× Ù ÓÐ Ò Ò Ø Ô1 ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ó ̧ Ø Ò Ø Ö × Ò ÜØ Ò× ÓÒ 1⁄4 Ó ÓÒØ Ò Ò Ô× Ù ÓÐ Ò ÐÝ Ò Ò Ø Ô1 ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ó 1⁄2 Ò o ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o¿ ÌÚ Ö Ö 3×Ì ÓÖ Ñ ÓÖ È× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ÊÓÙ Á Ä 1⁄2 Ä Ò × Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Û Ø Ò ¿Ñ 3⁄4̧ Ò Ô × ÔÓ ÒØ ÒÓØ ÓÒ ÒÝ Ñ Ñ Ö Ó ̧ Ø Ò Ò Ô ÖØ Ø ÓÒ ÒØÓ ×Ù ÖÖ Ò Ñ ÒØ× 1⁄2 Ñ Ò ÜØ Ò ØÓ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ 1⁄4 ÓÒØ Ò Ò Ô× Ù ÓÐ Ò ÐÝ Ò Ò Ø Ô1 ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó ÓÖ Ú ÖÝ 1⁄2 Ñ o ËÓÑ Ó Ø × ÓÒÚ Ü ØÝ Ø ÓÖ Ñ×̧ ÙØ ÒÓØ ÐÐ̧ ÜØ Ò ØÓ Ö Ñ Ò× ÓÒ Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ× × ÄË · ̧ Ë Ø ÓÒ× o3⁄4̧ 1⁄21⁄4o ̧ × Û ÐÐ × Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o¿ Ó Ø × À Ò 1 ÓÓ o ÁØ × ÒÓØ Æ ÙÐØ ØÓ × Ø Ø Ø Ô× Ù ÓÐ Ò × Ò Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØÑ Ý Ö ÛÒ × ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Ð Ò ×̧ Û Ø Ò × ÓÒÐ Ý Ø Ú ÖØ × ÖÙ 3⁄4 o Ê Ð Ø ØÓ Ø × × Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ̧ Û Û ÐÐ × Ù×× ÙÖØ Ö Ò Ë Ø ÓÒ o¿o ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o ÓÓ 1⁄4 Ú ÖÝ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × × ×ÓÑÓÖ Ô ØÓ Û Ö Ò Ö Ño Ì ÓÖ Ñ o1⁄2o × Ù× Ò ÔÖ ÓÚ Ò Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ù Ð ØÝ Ø ÓÖ Ņ̃ Û ÜØ Ò × ØÓ Ø × ØØ Ò Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × Ø ÙÒ Ñ ÒØ Ð Ù Ð ØÝ Ø ÓÖ Ñ ØÛ Ò Ð Ò × Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÖÓ Ø Ú Ô Ð Òo ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o ÓÓ 1⁄4 Á × Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ò Ë Ô Ó ÒØ × Ø Ò È 3⁄4 ̧ Ò Á × Ø × Ø Ó ÐÐ ØÖÙ ×Ø Ø Ñ ÒØ× Ó Ø ÓÖÑ Ô 3⁄4Ë × Ò ÒØ ØÓ Ä 3⁄4 ̧ Ø Ò Ø Ö × Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ë Ò ÔÓ ÒØ × Ø ×Ù Ø Ø Ø × Ø Ó ÐÐ Ò Ò × ÓÐ Ò ØÛ Ò Ñ Ñ Ö× Ó Ò Ñ Ñ Ö× Ó Ë × ÔÖ × ÐÝ Ø Ù Ð Á Ó Áo ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o Ë1⁄43⁄4 ÓÖ Ù Ð Ò ÖÖ Ò Ñ Ò Ø×̧ Ø Ö ×ÙÐ Ø Ó Ì ÓÖ Ñ o1⁄2o ÓÐ × Û Ø Ø Ø ÓÒ Ð ÔÖÓÔ ÖØÝ Ø Ø Ø Ù Ð ØÝ ÔÖ × Ú × ÓÚ 1 ÐÓÛ Ö Ð Ø ÓÒ× Ô× × Û ÐÐo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 99
1⁄21⁄41⁄4 Âo o ÓÓ Ñ Ò o3⁄4 Ê Ä Ì ËÌÊ Í ÌÍÊ Ë Ä ÇËË Ê Ö ÙÐ Ö × ÕÙ Ò Ó Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ× ÓÙ ÐÝ Ò¬Ò Ø × ÕÙ Ò Ó Ô ÖÑÙØ 1 Ø ÓÒ× Ó 1⁄2 Ò ××Ó Ø Û Ø Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ð Ò × Ä 1⁄2 Ä Ò Ý× Û Ô1 Ò Ö Ø Ð Ò Ö Ó×× × ÙÖ o3⁄4o ¿ Ò Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò × ÕÙ Ò Ð ÓÛo ÄÓ Ð ÕÙ Ú Ð Ò ÌÛÓ Ö ÙÐ Ö × ÕÙ Ò × Ó Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ× Ö ÐÓ ÐÐÝ ÕÙ Ú1 Ð ÒØ ̧ ÓÖ Ò Ü ̧ Ø ÓÖ Ö Ò Û Ø ×Û Ø × Û Ø Ø Ö Ñ Ò Ò Ò × × Ø Ö Ø × Ñ ÓÖ ÓÔÔ Ó× Ø Ò Ø ØÛÓ × ÕÙ Ò × × ÙÖ o3⁄4o Ò Ì ÓÖ Ñ o 3⁄4o3⁄4 ÐÓÛ o ÄÓ Ð × ÕÙ Ò Ó ÙÒÓÖ Ö ×Û Ø × ÁÒ Û Ö Ò Ö Ņ̃ Ø Ô Ö ÑÙØ Ø ÓÒ « Ú Ò Ý Ø ÓÖ Ö Ò Û Ø Ö Ñ Ò Ò Ô× Ù ÓÐ Ò × ÖÓ× × Ø Ø Ô× Ù ÓÐ Ò Ó Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØo ÁÒ ÙÖ o1⁄2o 3⁄4̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ « 3⁄4 × ́1⁄2 ¿ μo ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó ÔÓ ÒØ× ́Ð Ð μ Ñ ÐÝ Ë Ô 1⁄2 Ô Ò Ó ÔÓ ÒØ× ̧ ÒÓØ ÐÐ ÓÐÐ Ò Ö̧ Ò È 3⁄4 o ÇÖ Ö ØÝÔ Ó ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ë Ì Ñ ÔÔ Ò Ø Ø ×× Ò× ØÓ ÓÖ Ö ØÖ ÔÐ Ò 1⁄2 Ò Ø ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ Ó Ø ØÖ ÔÐ ́Ô Ô Ô μo ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÕÙ Ú Ð Ò ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ë Ò Ë 1⁄4 Ö ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ ÕÙ Ú1 Ð ÒØ Ø × Ø Ó Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ× Ó 1⁄2 Ò Ó Ø Ò Ý ÔÖÓ Ø Ò Ë ÓÒØÓ Ú ÖÝ Ð Ò Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ Ö × Û Ø Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò × Ø ÓÖ Ë 1⁄4 o Ò Ö Ð Þ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ¬Ò Ø × Ø Ó ÔÓ ÒØ× Ò È 3⁄4 ̧ ØÓ Ø Ö Û Ø Ô× Ù1 ÓÐ Ò Ó Ò Ò Ô Ö̧ Ø Ô× Ù ÓÐ Ò × ÓÖÑ Ò Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØo ́Ë Ú Ö Ð ÓÒ1 Ò Ø Ò Ô× Ù ÓÐ Ò × Ñ Ý Ó Ò oμ Ì × × ×ÓÑ Ø Ñ × ÐÐ Ô× Ù Ó ÓÒ¬ Ù1 Ö Ø ÓÒo Ò Ü ÑÔÐ × × ÓÛÒ Ò ÙÖ o3⁄4o 1⁄2o Á ÍÊ o 3⁄4o1⁄2 Ò Ö Ð Þ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó ÔÓ ÒØ ×o 3 5 2 4 1 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 100
ÔØ Ö È× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× 1⁄21⁄41⁄2 Ð ÐÓÛ Ð × ÕÙ Ò Ó Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ× ÓÙ ÐÝ Ò¬Ò Ø × ÕÙ Ò Ó Ô ÖÑÙØ 1 Ø ÓÒ× Ó 1⁄2 Ò× Ø × Ý Ò Ø Ø Ö ÓÒ Ø ÓÒ× Ó Ì ÓÖ Ñ o3⁄4o 1⁄2o ÁØ ÓÐÐ ÓÛ× ÖÓÑ Ø Ó× ÓÒ Ø ÓÒ× Ø Ø Ø × ÕÙ Ò × Ô Ö Ó Ó Ð Ò Ø Ò́Ò 1⁄2μ̧ Ò Ø Ø Ø× Ô Ö Ó × Ð Ò Ø Ò́Ò 1⁄2μ Ò ÓÒÐÝ Ø × ÕÙ Ò × × ÑÔÐ ̧ o o̧ Ñ Ó Ú ÓÒ× ×Ø× Ó Ø ×Û Ø Ó × Ò Ð Ô Ö Ó Ò ×o ÊÊ Æ Å ÆÌË Ç ËÌÊ Á ÀÌ ÄÁÆ Ë ÅÙ Ó Ø ÛÓÖ ÓÒ Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× × Ò ÑÓØ Ú Ø Ý ÔÖÓ Ð Ñ× ÒÚÓÐÚ Ò ×ØÖ Ø1Ð Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ×o ÁÒ ×ÓÑ × × Ø ÕÙ ×Ø ÓÒ × Ò Û Ø Ö ÒÓÛÒ Ö ×ÙÐ Ø× Ò Ø × Ó Ð Ò × Ö ÐÐÝ Ô Ò ÓÒ Ø ×ØÖ ØÒ ×× Ó Ø Ð Ò × ÓÖ Ñ ÒÝ ́ ÙØ ÒÓØ ÐÐμ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ö ×ÙÐ Ø× Ø Ò×Û Ö × ØÙÖÒ ÓÙØ ØÓ Ò 1 Ø Ú o ÁÒ ÓØ Ö × ×̧ Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ ØÓ Ô× Ù ÓÐ Ò × ́ÓÖ̧ ÕÙ Ú Ð ÒØÐ Ý ̧ Ö ÓÖÑÙ Ð Ø ÓÒ× Ò Ø ÖÑ× Ó Ð ÐÓÛ Ð × ÕÙ Ò × Ó Ô Ö ÑÙØ Ø ÓÒ× × ÐÓÛμ × Ô ÖÑ ØØ Ø ×Ó1 ÐÙØ ÓÒ Ó ÑÓÖ Ò Ö Ð ÔÖÓ Ð Ñ Û Ö ÒÓÒ Û × Ò ÓÛÒ ÔÖ Ú ÓÙ×Ð Ý Ò Ø ×ØÖ Ø × o Ò ÐÐÝ ̧ Ô× Ù ÓÐ Ò × Ú ØÙÖ Ò ÓÙØ ØÓ ÑÓÖ Ù× ÙÐ Ø Ò Ð Ò × ÓÖ ÖØ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ø × Û ÐÐ × Ù×× Ò Ë Ø ÓÒ o o ÓÖ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ×ØÖ Ø Ð Ò ×̧ Ø Ö × Ö × ØÓÖÝ Ó ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ö 1 ×ÙÐØ×̧ ×ÓÑ Ó Û Û ÐÐ ×ÙÑ Ñ Ö Þ Ò Ë Ø ÓÒ o o ÅÙ Ó Ø × × × Ù×× Ò ÖÙ 3⁄4 o Ä Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ö Ó Ø Ò Ð ×× ¬ Ý ×ÓÑ ÓÖÔ ×Ñ ØÝÔ o ÓÖ ́ÙÒÐ Ð μ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ¬Ú Ð Ò ×̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÙÖ o3⁄4o 3⁄4 ÐÐÙ×ØÖ Ø × Ø ÓÙÖ ÔÓ×× Ð ×ÓÑ ÓÖÔ ×Ñ ØÝÔ ×̧ ÓÒÐÝ ÓÒ Ó Û × × ÑÔÐ o Á ÍÊ o 3⁄4o3⁄4 Ì ×ÓÑÓÖÔ ×Ñ ØÝÔ × Ó ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ð Ò ×o Ì Ö × × ÓÒ Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ó ́ÒÙÑ Ö μ Ð Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ×̧ Û × ÔÖÓÚ Ò ÕÙ Ø Ù× ÙÐ ÓÖ ÖØ Ò ÔÖÓ Ð Ñ×o Á ר Ò Ù × ÔÓ ÒØ ÒÓØ ÓÒ ÒÝ Ð Ò Ó Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ × Ó× Ò ØÓ ÔÐ Ý Ø Ô ÖØ Ó Ø Ú ÖØ Ð ÔÓ ÒØ Ø Ò¬Ò ØÝ ̧ Û Ò Ø Ò Ó Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ × Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØÓ Ò Ó Ò Ú ÖØ Ð Ð Ò × Ò Ø Ù Ð Ò ÔÐ Ò ̧ Ò Ó È 1⁄2 × Ø ÙÔÛ Ö Ö Ø ÓÒo ÊÓØ Ø Ò Ö Ø Ð Ò Ø ÖÓÙ È 1⁄2 Ø Ò Ñ ÓÙÒØ× ØÓ ×Û Ô Ò Ö Ø Ú ÖØ Ð Ð Ò Ø ÖÓÙ ÖÓÑ Ð Ø ØÓ Ö Ǿ × Ýμo Ï Ò Ø Ò ÒÓØ Ø ÓÖ Ö Ò Û Ø × Ö Ø Ð Ò ÙØ× Ø Ð Ò × Ó ̧ Ò Û ÖÖ Ú Ø Ô Ö Ó × ÕÙ Ò Ó Ô Ö ÑÙØ Ø ÓÒ× Ó 1⁄2 Ò ̧ ÒÓÛÒ × Ø Ö ÙÐ Ö × ÕÙ Ò Ó Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ× ÐÓÒ Ò ØÓ ́ Ô Ò Ò ÓÒ Ø Ó Ó È 1⁄2 Ò Ø Ö Ø ÓÒ Ó ÖÓØ Ø ÓÒμo Ì × × ÕÙ Ò × ØÙ ÐÐÝ ÓÙ ÐÝ Ò¬Ò Ø ̧ × Ò Ø ÖÓØ Ø ÓÒ Ó Ø Ö Ø Ð Ò Ø ÖÓÙ È 1⁄2 Ò ÓÒØ ÒÙ Ò ÓØ Ö Ø ÓÒ× o ÓÖ Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ò ÙÖ o 3⁄4o¿̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø Ö ÙÐ Ö × ÕÙ Ò × 1⁄23⁄4¿ 1⁄23⁄4 3⁄41⁄2¿ 1⁄2¿ 3⁄4 ¿1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4¿ 1⁄2 3⁄4¿ ¿3⁄41⁄2 ÆÓØ ÓÛ Ø ÑÓÚ × ØÛ Ò Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ× Ö Ò Ø o ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o1⁄2 È Ö ÙÐ Ö × ÕÙ Ò Ó Ô ÖÑÙ Ø Ø ÓÒ× Ö × Ò ÖÓÑ Ð Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ × Ø ÓÐ1 ÐÓÛ Ò ÔÖÓÔ ÖØ × © 2004 by Chapman & Hall/CRC 101
1⁄21⁄43⁄4 Âo o ÓÓ Ñ Ò Á ÍÊ o 3⁄4o¿ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ð Ò ×o A 4 3 2 1 2 3 4 5 15 ́ μ Ì ÑÓÚ ÖÓÑ Ô Ö ÑÙØ Ø ÓÒ ØÓ Ø Ò ÜØ ÓÒ× ×Ø× Ó Ø Ö Ú Ö× Ð Ó ÓÒ ÓÖ ÑÓÖ Ò ÓÒÓÚ ÖÐ ÔÔ Ò ÒØ ×Ù ×ØÖ Ò × ́ μ Ø Ö ÑÓÚ Ò Û Ò ×Û Ø ̧ Ø Ý Ó ÒÓØ ×Û Ø Ò ÙÒØ Ð Ú ÖÝ ÓØ Ö Ô Ö × ×Û Ø ́ μ 1⁄2 Ò Ó ÒÓØ ÐÐ ×Û Ø × ÑÙÐØ Ò ÓÙ ×ÐÝ Û Ø ÓØ Öo Á ØÛÓ Ð Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ö ×ÓÑÓÖÔ ̧ Ø Ý Ñ Ý Ú «ÖÒ Ø Ö ÙÐ Ö × 1 ÕÙ Ò ×̧ Ô Ò Ò ÓÒ Ø Ó Ó È 1⁄2 ́ Ò Ø Ö Ø ÓÒ Ó ÖÓØ Ø ÓÒμo Ï Ó Ú ̧ ÓÛ Ú Ö ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o3⁄4 È Á Ò 1⁄4 Ö ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ð Ò × Ò È 3⁄4 ̧ Ò ¦ Ò ¦ 1⁄4 Ö ÒÝ Ö ÙÐ Ö × 1 ÕÙ Ò × Ó Ô Ö ÑÙØ Ø ÓÒ× ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ØÓ Ò 1⁄4 ̧ Ø Ò Ò 1⁄4 Ö ×ÓÑÓÖÔ Ò ÓÒ ÐÝ ¦ Ò ¦ 1⁄4 Ö Ð Ó ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØo Á ÍÊ o3⁄4o ÒÓØ Ö ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ð Ò ×o A 5 1 4 5 1 2 4 2 1 5 3 2 1 5 3 3 4 2 ’ Ì ÓÖ Ñ o3⁄4o3⁄4 × ÐÐÙ×ØÖ Ø Ò ÙÖ o3⁄4o o À Ö ̧ Ø Ö ÙÐ Ö × ÕÙ Ò Ó Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ 1⁄4 ̧Û ́ × Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ ÒÈ 3⁄4 μ × × ÓÑÓÖÔ ØÓ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó ÙÖ o3⁄4o¿̧ × 1⁄4 ¿ 1⁄23⁄4 1⁄23⁄4 ¿ 3⁄41⁄2 3⁄4 1⁄2 ¿3⁄4 1⁄2 ¿3⁄4 1⁄2 ¿3⁄4 3⁄4¿ 1⁄2 ¿ 1⁄2 3⁄41⁄2 ¿ Ê Ò Ó« Ø ÐÓ Ð × ÕÙ Ò × Ó ÙÒÓÖ Ö ×Û Ø ×Ó ̧ Û Ø 1⁄2 3⁄4 ¿ 3⁄4 ¿ 1⁄2 ¿ 1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4 ¿ 1⁄2 ¿ 3⁄4 1⁄4 3⁄4 ¿ 1⁄2 ¿ 3⁄4 1⁄2 1⁄2 3⁄4 ¿ 3⁄4 1⁄2 ¿ Ï × Ø Ø Ø 3⁄41̧ ¿1̧ Ò 1× ÕÙ Ò × Ö ̧ Û Ð Ø 1⁄21 Ò 1× ÕÙ Ò × Ö Ö Ú Ö× o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 102
ÔØ Ö È× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× 1⁄21⁄4¿ ÇÆ Á ÍÊ Ì ÁÇÆË Ç ÈÇÁÆÌ Ë ÍÒ Ö ÔÖÓ Ø Ú Ù Ð ØÝ ̧ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ð Ò × Ò È 3⁄4 ÓÖÖ ×Ô ÓÒ ØÓ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ó ÔÓ ÒØ ×o ËÓÑ ÕÙ ×Ø ÓÒ× × Ñ ÑÓÖ Ò ØÙÖ Ð Ò Ø × × ØØ Ò Ó ÔÓ ÒØ×̧ ÓÛ Ú Ö̧ ×Ù × Ø ËÝÐÚ ×Ø Ö1 Ö Ó× ÔÖÓ Ð Ñ ÓÙØ Ø Ü ×Ø Ò Ó Ò ÓÖ Ò ÖÝ Ð Ò Ò ÒÓÒ ÓÐÐ Ò Ö ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó ÔÓ ÒØ ×̧ Ò Ë ÓØØ3× ÓÒ ØÙÖ Ø Ø Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó Ö Ø ÓÒ× Ø ÖÑ Ò Ý Ò ÒÓÒ ÓÐÐ Ò Ö ÔÓ ÒØ× × 3⁄4 Ò 3⁄4 o ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ØÓ Ø Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ó Ð Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ý ×ÓÑÓÖÔ ×Ñ ØÝÔ ̧ Ø ØÙÖÒ× ÓÙØ Ø Ø Ø Ù Ð Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ó ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× × Ý ÓÖ Ö ØÝÔ o ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o¿ È Á Ò 1⁄4 Ö ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ð Ò × Ò È 3⁄4 Ò Ë Ò Ë 1⁄4 Ø ÔÓ ÒØ × Ø× Ù Ð ØÓ Ø Ņ̃ Ø Ò Ò 1⁄4 Ö ×ÓÑÓÖÔ Ò ÓÒ ÐÝ Ë Ò Ë 1⁄4 Ú Ø × Ñ ́ÓÖ ÓÔÔÓ× Ø μ ÓÖ Ö ØÝÔ ×o ÖÓÑ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó ÔÓ ÒØ× ÓÒ Ð×Ó Ö Ú × Ö ÙÐ Ö × ÕÙ Ò Ó Ô ÖÑÙØ 1 Ø ÓÒ× Ò Ò ØÙÖ Ð Û Ý ̧ Ý ÔÖÓ Ø Ò Ø ÔÓ ÒØ× ÓÒØÓ ÖÓØ Ø Ò Ð Ò Ø × Ú × ¬Ò Ö Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ø Ò ÓÖ Ö ØÝÔ o Ì × ÕÙ Ò ÓÖ Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ò ÙÖ o 3⁄4o¿ ÓÑ × ÖÓÑ Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ò ÙÖ o3⁄4o Ò Ø × Û Ý o Á ÍÊ o3⁄4o ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó ÔÓ ÒØ×o 4 3 2 1 3 5 4 2 5 1 ÁÒ Ø̧ Ø ÓÐÐ ÓÛ× ÖÓÑ ÔÖÓ Ø Ú Ù Ð ØÝØ Ø ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o È 3⁄4 × ÕÙ Ò Ó Ô Ö ÑÙØ Ø ÓÒ× × Ö Ð Þ Ð Ý ÔÓ ÒØ× Ò ÓÒÐ Ý Ø × Ö Ð Þ Ð Ý Ð Ò ×o Ì Ö ÙÐ Ö × ÕÙ Ò Ó ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ò Ö ÓÒ× ØÖÙ Ø ÖÓÑ Ø × Ø Ó Ô Ö ÑÙØ Ø ÓÒ× Ó Ø Ò Ý ÔÖÓ Ø Ò Ø ÓÒØÓ ÐÐ Ð Ò × Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒo ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o È ÌÛÓ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ú Ø × Ñ Ö ÙÐ Ö × ÕÙ Ò × Ò Ó Ò Ð Ý Ø Ý Ö ÓÑ 1 Ò ØÓÖ ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØo Ì × ÓÑ × Ù× ÙÐ Ò Ö Ñ Ò× ÓÒ× ́Û Ö Ø Ö ÙÐ Ö × ÕÙ Ò Ò Ö1 Ð Þ × ØÓ ×ÓÑ Û Ø ÙÒÛ Ð Ý ÐÐ ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ Ó ×Ô Ö Û Ø Ô Ö ÑÙØ Ø ÓÒ ××Ó Ø Û Ø Ú ÖÝ Ð Ðμ̧ × Ò Ø Ñ Ò× Ø Ø ÐÐ ÓÒ Ö ÐÐÝ Ò × ØÓ ÒÓÛ ×Ø × Ø Ó Ô Ö ÑÙØ Ø ÓÒ× ÓÛ Ø Ý ¬Ø ØÓ Ø Ö Ò Ø Ò Ø ÖÑ Ò o Ë ÔØ Ö 1⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ ÓÖ ×ÓÑ Ö ÒØ Ö ×ÙÐØ× Ò ×ÓÑ ÙÒ×ÓÐ Ú ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÒ ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 103
1⁄21⁄4 Âo o ÓÓ Ñ Ò Æ Ê ÄÁ ÇÆ Á ÍÊ Ì ÁÇÆË Â Ùר × Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò Ö Ð Þ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ×ØÖ Ø Ð Ò ×̧ Ò Ö1 Ð Þ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× ÔÖÓÚ Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ó ÔÓ ÒØ×o Ì ØÛÓ Ð ×× ¬ Ø ÓÒ× × Ö ÓÚ Ó ÖÔ ÓÒ Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× ̧ Ý ÓÖ Ö ØÝÔ Ò Ý Ö ÙÐ Ö × ÕÙ Ò Ó Ô Ö ÑÙØ Ø ÓÒ×̧ ÜØ Ò Ò Ò ØÙÖ Ð Û Ý ØÓ Ò Ö Ð Þ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ×o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ö ÙÐ Ö × ÕÙ Ò ÓÖ Ø Ò Ö Ð Þ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ò ÙÖ o3⁄4o 1⁄2̧ Û × Ø ÖÑ Ò Ý Ø Ý Ð ÓÖ Ö Ò Û Ø ÓÒÒ Ø Ò Ô× Ù1 ÓÐ Ò × Ñ Ø ×Ø Ò Ù × Ô× Ù ÓÐ Ò ́ Ò Ø × × Ø Ô× Ù ÓÐ Ò Ø Ò¬Ò ØÝ μ̧ × 1⁄23⁄4¿ ¿ 1⁄23⁄4 ¿ 1⁄23⁄4 3⁄41⁄2 ¿ 1⁄2 3⁄4 1⁄2¿ ¿ 3⁄4 1⁄2 ¿ 1⁄2 3⁄4 1⁄2¿ 3⁄4 3⁄4 1⁄2¿ 3⁄4 3⁄41⁄2¿ 1⁄2¿ 3⁄4¿1⁄2 3⁄4¿ ¿3⁄41⁄2 ¿3⁄41⁄2 Ä ÄÇÏ Ä Ë ÉÍ Æ Ë Ò ÐÐ ÓÛ Ð × ÕÙ Ò Ó Ô Ö ÑÙØ Ø ÓÒ× × ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ×ØÖ Ø ÓÒ Ó Ø Ö ÙÐ Ö × ÕÙ Ò Ó Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ× ××Ó Ø Û Ø Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ð Ò × ÓÖ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó ÔÓ ÒØ× o Ï Ò ¬Ò ̧ Ò Ò ØÙÖ Ð Û Ý ̧ Ò ÙÑ Ö Ó ÓÑ ØÖ ÓÒ ÔØ× ÓÖ Ð ÐÓÛ1 Ð × ÕÙ Ò ×̧ ×Ù × ÓÐÐ Ò Ö ØÝ̧ ØÛ ÒÒ ××̧ ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ̧ ÜØÖ Ñ ÔÓ ÒØ̧ ÓÒÚ Ü ÙÐÐ̧ × Ñ ×Ô ̧ ÓÒÚ Ü Ò1 ÓÒ̧ Ô Ö ÐÐ Ð̧ Ø È 1⁄4 o ÆÓØ ÐÐ ÐÐ ÓÛ Ð × ÕÙ Ò × Ö Ö Ð Þ Ð ̧ ÓÛ Ú Ö̧ Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø Ü ÑÔÐ Ò Ø × ÕÙ Ò ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ØÓ ÙÖ o3⁄4o 1⁄2o Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ø × × ÕÙ Ò ÛÓÙÐ Ú ØÓ Ö Û Ò Ó Ø Ô ÒØ ÓÒ Ó ÙÖ o 3⁄4o1⁄2 Û Ø ×ØÖ Ø Ð Ò ×̧ Ò Ø × ÒÓØ Ö ØÓ ÔÖ ÓÚ Ø ØØ × × ÑÔÓ×× Ð o ÅÓÖ Ò Ö ÐÐÝ ̧Û Ú ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o È 1⁄4 Ë ÙÔÔÓ× ¦ × Ò ÐÐÓÛ Ð × ÕÙ Ò Û Ø ÜØÖ Ñ ÔÓ ÒØ× 1⁄2 Ò Ò ÓÙ ÒØ Ö ÐÓ Û × ÓÖ Ö ×Ù Ø Ø̧ ÓÖ Ú ÖÝ ̧ × ·1⁄2 ÜØ Ò Ôר Ú ÖØ Ü ·1⁄2 Ñ Ø× ÓÒ Ð 1⁄2 ·3⁄4 ÜØ Ò Ôר Ú ÖØ Ü ·3⁄4 ́Ø ÒÙÑ Ö Ò × ÑÓ ÙÐÓ Òμo Ì Ò ¦ × ÒÓØ Ö Ð Þ Ð Ý ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó ÔÓ Ò Ø×o ÐÐ ÓÛ Ð × ÕÙ Ò × ÔÖÓÚ Ñ Ò× Ó Ö Ô Ö × Ò Ñ ÒÝ ÓÑ ØÖ ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÙØ ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× ÓÖ Ð Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ø ÖÑ×o ÓÖ Ü Ñ1 ÔÐ ̧ Ë ÓØØ3× ÓÒ ØÙÖ ÓÒ Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó Ö Ø ÓÒ× Ø ÖÑ Ò Ý Ò Ð Ò × × Ø × ÑÔÐ ×Ø Ø Ñ ÒØ Ú ÖÝ ÐÐ ÓÛ Ð × ÕÙ Ò Ó Ô Ö ÑÙØ Ø ÓÒ× Ó 1⁄2 Ò × Ø Ð ×Ø 3⁄4 Ò 3⁄4 ÑÓÚ × Ò Ð 1Ô Ö Ó o ÁØ Û × ÔÖÓÚ Ò Ø × ÑÓÖ Ò Ö Ð ÓÖÑ Ý ÍÒ Ö ÍÒ 3⁄4 ̧ Ò Ø ÔÖÓ Ó Ó Ø ÓÖ Ò Ð Ë ÓØØ ÓÒ ØÙÖ ÓÐÐ ÓÛ× × ÓÖÓÐ Ð ÖÝ × Ð×Ó Â Ñ ̧ ÄË · ̧ Ë Ø ÓÒ 1⁄2o 1⁄21⁄2 ̧ Ò ̧ ÔØ Ö o Ì Ö Ó×1ËÞ Ö × ÔÖÓ Ð Ñ ́× ÔØ Ö 1⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ μ ÐÓÓ × × ÓÐÐÓÛ× Ò Ø × ÑÓÖ Ò Ö Ð ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÖÑÙÐ Ø ÓÒ ÈÊÇ Ä Å o3⁄4o Ò Ö Ð Þ Ö Ó×1 ËÞ Ö × ÈÖ Ó Ð Ñ È 1⁄2 Ï Ø × Ø Ñ Ò ÑÙÑ Ò ×Ù Ø Ø ÓÖ Ú ÖÝ × ÑÔÐ ÐÐÓÛ Ð × ÕÙ Ò ¦ ÓÒ 1⁄2 Ò ̧ Ø Ö Ö Ò × Û Ø Ø Ô ÖÓÔ ÖØÝ Ø Ø Ó ÙÖ× ÓÖ Ø ÓØ Ö 1⁄2 Ò ×ÓÑ Ø ÖÑ Ó ¦ ÐÐ ÓÛ Ð × ÕÙ Ò × Ö × ÖÓÑ Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ÝÛ Ý Ó Û Ö Ò 1 Ö Ñ× ́× Ì ÓÖ Ñ o1⁄2o ÓÚ μ̧ ÖÓÑ Û Ø Ý Ò Ö Ó« Ý× Û Ô Ò Ð Ò ÖÓ× × ÖÓÑ Ð Ø ØÓ Ö Ø̧ Ùר × Û Ø Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó ×ØÖ Ø Ð Ò ×̧ Ò Ø Ý © 2004 by Chapman & Hall/CRC 104
ÔØ Ö È× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× 1⁄21⁄4 Ö × × Û ÐÐ ÖÓÑ Ò Ö Ð Þ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ùר × ÖÓÑ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ó ÔÓ ÒØ×o ÁÒ Ø̧ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ø ÓÖ Ñ × Ùר Ö ×Ø Ø Ñ ÒØ Ó Ì ÓÖ Ñ o1⁄2o o ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o È Ú ÖÝ Ð ÐÓÛ Ð × ÕÙ Ò Ó Ô ÖÑÙ Ø Ø ÓÒ× Ò Ö Ð Þ ÓØ Ý Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × Ò Ý Ò Ö Ð Þ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó ÔÓ ÒØ×o ÐÐ ÓÛ Ð × ÕÙ Ò × Ú ÒÙ × Ø ÓÔ Ö Ó Ú Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö ×ÙÐ Ø×̧ Ö Ð Ø ØÓ Ø 1× Ø ÔÖÓ Ð Ñ ́× ÔØ Ö 1⁄2μ ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o È Ò1⁄4¿ Ä Ø Ä Û Ö Ò Ö Ñ Ó × Þ 3⁄4Ò · ḈÐÓ ÐÓ Òμo Ì Ò Ä × Ú ÖØ Ü Ø Ø × ×ØÖ ØÐÝ ÐÓÛ Ø Ð ×Ø Ò Ô× Ù ÓÐ Ò × Ó Ä Ò ×ØÖ ØÐÝ ÓÚ Ø Ð ×Ø Ò ÓØ Ö×o ÇÊÇÄ Ä Ê o3⁄4o1⁄21⁄4 È Ò1⁄4¿ Ä Ø Ä Û Ö Ò Ö Ñ Ó × Þ Òo Ì Ò Ä × Ú ÖØ Ü È ×Ù Ø Ø Ø « Ö Ò ØÛ Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × ×ØÖ ØÐÝ ÓÚ È Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ø Ó× ×ØÖ ØÐÝ ÐÓÛ È × Ç ́ÐÓ ÐÓ Òμo ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o1⁄21⁄2 ÈÈ 1⁄41⁄2 Ä Ø Ä × ÑÔÐ Û Ö Ò Ö Ñ ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ò ÐÙ Ò Ò Ö Ô× Ù ÓÐ Ò ×̧ Ò ÐÐ Ú ÖØ Ü È Ð Ò È × Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ÐÙ Ò Ö Ô× Ù ÓÐ Ò ×Ù Ø Ø Ø ÒÙÑ Ö Ó ÐÙ Ô× Ù ÓÐ Ò × ×ØÖ ØÐÝ ÓÚ È ÕÙ Ð× Ø ÒÙÑ Ö Ó Ö Ô× Ù ÓÐ Ò × ×ØÖ ØÐÝ ÓÚ È ́ Ò Ò Ø × Ñ ÓÐ × ÓÖ Ø Ó× ×ØÖ ØÐÝ ÐÓÛ È × Û ÐÐμo Ì Ò Ä × Ø Ð ×Ø Ò Ð Ò Ú ÖØ ×̧ Ò Ø × Ö ×Ù ÐØ × Ø Øo ÏÁÊÁÆ Á Ê ÅË Ï Ö Ò Ö Ñ× Ô ÖÓÚ Ø × ÑÔÐ ×Ø ÓÑ ØÖ Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ó ÐÐ ÓÛ Ð × 1 ÕÙ Ò ×o Ì Ó Ö Ð Þ Ø × ÕÙ Ò 1⁄23⁄4¿ 1⁄23⁄4 3⁄41⁄2¿ 1⁄2¿ 3⁄4 ¿1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4¿ 1⁄2 3⁄4¿ ¿3⁄41⁄2 ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ × ÑÔÐ Ý ×Ø ÖØ Û Ø ÓÖ ÞÓÒØ Ð Û Ö × Ð Ð 1⁄2 Ò Ò ́× Ýμ Ò Ö × Ò ÓÖ Ö ÖÓÑ ÓØØÓÑ ØÓ ØÓÔ̧ Ò ̧ ÓÖ Ñ Ó Ú Ò Ø × ÕÙ Ò ̧ Ð Ø Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò Û Ö × ÖÓ××o Ì × Ú × Ø Û Ö Ò Ö Ñ Ó ÙÖ o1⁄2o 3⁄4̧ Ò Ø Ø Ò Ø Û Ö × Ú ÐÐ Ö Ú Ö× ÓÖ Öo ́ÁØ × Ø Ò ×Ý ØÓ ÜØ Ò Ø ÙÖÚ × Ò ÓØ Ö Ø ÓÒ× ØÓ Ø Ð Ò Ø Ò¬Ò ØÝ ̧ Ø Ö Ý ÖÖ Ú Ò Ø Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ ÒÈ 3⁄4 oμ Ï Ú Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ×ÓØÓÔÝ Ø ÓÖ Ñ ÓÖ Û Ö Ò Ö Ñ×o ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o1⁄23⁄4 È Á ØÛÓ Û Ö Ò Ö Ñ× ÒÙÑ Ö 1⁄2 Ò Ò ÓÖ Ö Ö ×ÓÑÓÖ Ô × Ð Ð Ô× Ù1 ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ×̧ Ø Ò ÓÒ Ò ÓÖÑ ÓÒØ Ò ÙÓÙ ×ÐÝ ØÓ Ø ÓØ Ö ́ÓÖ ØÓ Ø× Ö ­ Ø ÓÒμ Ø ÖÓÙ Û Ö Ò Ö Ñ× ×ÓÑÓÖ Ô × Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ×o ÄÇ Ä Ë ÉÍ Æ Ë Æ Ä ÍËÌ ÊË Ç ËÌ ÊË Ì ÓÐ ÐÓÛ Ò Ø ÓÖ Ñ ́ÔÖ ÓÚ Ò Ô Ò ÒØÐÝ Ý ËØÖ ÒÙ Ò Ý Ð×Ò Ö Ò Ï Ðμ × ÓÐÚ × Ø ÐÙ× Ø Ö Ó ×Ø Ö× ÔÖÓ Ð Ñ ÔÓ× Ò È Û ×Ø Ø Ø Ö Ò Ø ÖÑ× Ó ÐÓ Ð × ÕÙ Ò × Ó Û Ö Ò Ö Ñ×̧ × Ò Ï1⁄41⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 105
1⁄21⁄4 Âo o ÓÓ Ñ Ò ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o1⁄2¿ ËØÖ ̧ Ï 1⁄4 1⁄2 × Ø ́« μ 1⁄2 Ò Û Ø « Ô ÖÑÙ Ø Ø ÓÒ Ó 1⁄2 1⁄2 ·1⁄2 Ò ̧ × Ø × Ø Ó ÐÓ Ð × ÕÙ Ò × Ó ÙÒÓÖ Ö ×Û Ø × Ó × ÑÔÐ Û Ö Ò Ö Ñ Ò ÓÒ ÐÝ ÓÖ ÐÐ Ø Ô Ö× ̧ ̧ ÔÔ Ö ÐÐ Ò Ò ØÙÖ Ð ÓÖ Ö ÓÖ ÐÐ Ò ÒÚ ÖØ Ó Ö Ö Ò « ̧ « ̧ « ́Ö ×Ôoμo ÀÁ À Ê ÁÅ ÆËÁÇÆË Â Ùר × ×ÓÑ ÓÖÔ ×Ñ Ð ×× × Ó Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ÓÖÖ ×ÔÓÒ ØÓ ÓÖ ÒØ Ñ 1 ØÖÓ × Ó Ö Ò ¿̧ Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò Ø ÓÐ × ÓÖ Ö1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ×̧ ÒÓÛ Ò × ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ô× Ù Ó ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ø Ý ÓÖÖ ×ÔÓÒ ØÓ ÓÖ ÒØ Ñ 1 ØÖÓ × Ó Ö Ò · 1⁄2 ́× Ì ÓÖ Ñ o3⁄4o Ò ÔØ Ö Ó Ø × À Ò ÓÓ μo ÁØ ØÙÖ Ò× ÓÙØ̧ ÓÛ Ú Ö̧ Ø Ø Ò Ñ Ò× ÓÒ× 3⁄4̧ Ò Ö Ð Þ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ó ÔÓ ÒØ× Ö ́×ÙÖ ÔÖ × Ò ÐÝμ ÑÓÖ Ö ×ØÖ Ø Ú Ø Ò ×Ù ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ø Ù× Ø × ÓÒÐ Ý Ò Ø ÔÐ Ò Ø Ø ÔÖÓ Ø Ú Ù Ð ØÝ ÛÓÖ × ÙÐÐ Ý Ò Ø × Ò Ö Ð Þ × ØØ Ò × ÄË · ̧ Ë Ø ÓÒ o¿ o o¿ ËÌÊ Ì À ÁÄÁÌ ËÌÊ Ì À Ä Æ ÆÇÆËÌ Ê Ì À Ä ÊÊ Æ Å ÆÌË ËØÖ Ø Ð ØÝ Ò × Ö Ò Ø Ö ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÖ ØÓÔ ÓÐÓ Ð Ø ÖÑ× ÌÀ ÇÊ Å o¿o1⁄2 ÄË · ̧ Ë Ø ÓÒ o¿ Ú Ò Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ ÓÖ Ô× Ù ÓÐ Ò × Ò È 3⁄4 ̧ Ø ÓÐÐÓÛ Ò Ö ÕÙ Ú Ð ÒØo ́ μ Ì ÐÐ ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ Ò Ù Ý × ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ ×ÓÑÓÖÔ ØÓ Ø Ø Ò Ù Ý× Ó Ñ Ö ÖÒ Ñ ÒØ Ó ×Ö Ø Ð Ò × ́ μ ËÓÑ ÓÑ ÓÑÓÖ Ô ×Ñ Ó È 3⁄4 ØÓ Ø× Ð Ñ Ô× Ú ÖÝ Ä 3⁄4 ØÓ ×ØÖ Ø Ð Ò o Á ÍÊ o ¿o1⁄2 Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ø Ø Ú ÓÐ Ø × Ø Ø ÓÖ Ñ Ó È ÔÔÙ×o p q r ÑÓÒ Ø ¬Ö× Ø Ü ÑÔÐ × Ó × ÖÚ Ó ÒÓÒ×ØÖ Ø Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØÓ Ô× Ù1 ÓÐ Ò × Û × Ø ÒÓÒ1È ÔÔÙ× ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × ÓÒ× ØÖÙ Ø Ý Ä Ú × ÙÖ o¿o 1⁄2o Ë Ò È ÔÔÙ× 3× Ø ÓÖ Ñ × Ý× Ø Ø ÔÓ ÒØ× Ô̧ Õ̧ Ò Ö ÑÙר ÓÐÐ Ò Ö Ø Ô× Ù ÓÐ Ò × Ö ×ØÖ Ø̧ Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ò ÙÖ o ¿o1⁄2 × Ð ÖÐÝ ÒÓÒ× ØÖ Ø 1 Ð o × ÓÒ Ü ÑÔÐ ̧ ÒÚÓÐÚ Ò 1⁄21⁄4 Ô× Ù ÓÐ Ò ×̧ Ò ÓÒ×ØÖ Ù Ø × Ñ Ð ÖÐÝ Ý Ú ÓÐ Ø Ò × Ö Ù ×3× Ø ÓÖ Ño © 2004 by Chapman & Hall/CRC 106
ÔØ Ö È× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× 1⁄21⁄4 Ê Ò Ð × ÓÛ ÓÛØ Ó Ó Ò Ú ÖØ Ø ÒÓÒ1È ÔÔÙ× ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ò ØÓ × ÑÔÐ Ö1 Ö Ò Ñ ÒØ Ø Ø Û × ×Ø ÐÐ ÒÓÒ×ØÖ Ø Ð o × ÝÑÑ ØÖ Ö Û Ò Ó Ø × × ÓÛÒ Ò ÙÖ o ¿o3⁄4o Á ÍÊ o ¿o3⁄4 × ÑÔÐ ÒÓÒ×ØÖ Ø Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò ×o Í× Ò ÐÐ ÓÛ Ð × ÕÙ Ò ×̧ ÓÓ Ñ Ò Ò ÈÓÐÐ ÔÖÓÚ Ø ÓÒ ØÙÖ Ó ÖÙÒ ÙÑ Ø Ø Ø ÒÓÒ1È ÔÔÙ× ÖÖ Ò Ñ ÒØ × Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø × Þ Ô Ó×× Ð ÓÖ ÒÓÒ× ØÖ Ø Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ ÌÀ ÇÊ Å o¿o3⁄4 È 1⁄4 Ú ÖÝ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó ÓÖ Û Ö Ô× Ù ÓÐ Ò × × ×ØÖ Ø Ð o ÁÒ Ø ÓÒ̧ Ê Ø Ö1 ÖØ ÔÖÓÚ Ø Ø Ø ÒÓÒ1È ÔÔÙ× ÖÖ Ò Ñ ÒØ ×Ù ÒÕ Ù ÑÓÒ × ÑÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ø × Ñ × Þ o ÌÀ ÇÊ Å o¿o¿ Ê Ú ÖÝ × ÑÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × × ×ØÖ Ø Ð ̧ Û Ø Ø Ü ÔØ ÓÒ Ó Ø × ÑÔÐ Ò ÓÒ1È ÔÔÙ × ÖÖ Ò Ñ ÒØo Ì Ô ÒØ ÓÒ Ó ÙÖ o 3⁄4o1⁄2̧ Û Ø ÜØÖ ÔÓ ÒØ× Ò× ÖØ ØÓ Ô Ò ÓÛÒ Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ× Ó Ø × × Ò ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ÓÒ Ð×̧ ÔÖ ÓÚ × ÒÓØ Ö Ü Ñ1 ÔÐ Ó ÒÓÒ×ØÖ Ø Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ò Ì ÓÖ Ñ o3⁄4o ̧ Û Ø ÜØÖ ÔÓ ÒØ×̧ ÔÖÓ1 Ú ×̧ Ø Ö Ù Ð Þ Ò ̧ Ò Ò¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó ÒÓÒ×ØÖ Ø Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ø Ø Û Ö ÔÖ ÓÚ ̧ Ý Ó ÓÛ× Ò ËØÙÖ Ñ Ð× Ë ̧ ØÓ Ñ ÒÓÖ1Ñ Ò Ñ Ðo Ì × × ÓÛ× Ø Ø ×ØÖ Ø Ð ØÝ Ó × ÑÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ÒÒÓØ Ù Ö ÒØ Ý Ø Ü ÐÙ× ÓÒ Ó ¬Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó ÓÖ Ò ×Ù ÖÖ Ò Ñ ÒØ×o × Ñ Ð Ö Ü ÑÔÐ Û × ÓÙÒ Ý À Ñ Ò Ò Ã Ò × ÄË · ̧ Ë Ø ÓÒ o¿ o × ÓÖ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ÑÓÖ Ø Ò Ô× Ù ÓÐ Ò ×̧ Û Ú ÌÀ ÇÊ Å o¿o ÈÏ Ä Ø Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ò Ô× Ù ÓÐ Ò ×o Á ×ÓÑ Ó × ÓÙÒ Ý ØÐ ר Ò 1⁄2 Ô× Ù ÓÐ Ò ×̧ Ø Ò × ×ØÖ Ø Ð o Ò ÐÐÝ ̧ Ë ÓÖ × ÓÛ× Ò Ë Ó 1⁄2 Ø Ø Ú Ò ×ØÖ Ø Ð Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ × ×ÝÑ Ñ ØÖÝ ̧ ØÑ Ý ÑÔÓ×× Ð ØÓ Ö Ð Þ Ø × × ÝÑÑ ØÖÝ Ò ÒÝ ×ØÖ Ø Ò o ÌÀ ÇÊ Å o¿o Ë Ó 1⁄2 Ì Ö Ü ×Ø× ×ØÖ Ø Ð ̧ × ÑÔÐ Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Û Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ×ÝÑ1 Ñ ØÖÝ ×Ù Ø Ø ÒÓ ×ÓÑÓÖÔ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó ×ØÖ Ø Ð Ò × × Ø × Ñ ÓÑ 1 Ò ØÓÖ Ð ×ÝÑÑ ØÖÝo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 107
1⁄21⁄4 Âo o ÓÓ Ñ Ò Æ Ê ÄÁ Ì ÁÇÆË Ç ËÌÊ Ì À ÁÄ ÁÌ Ï Ð ÒÓØ Ú ÖÝ Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ × ×ÓÑ ÓÖÔ ØÓ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó ×ØÖ Ø Ð Ò ×̧ Ú ÖÝ Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ × 1×ØÖ Ø Ð ̧ o o̧ Ö Ð Þ Ð Ý Ò ÖÖ Ò 1 Ñ ÒØ Ó Ö Ô × Ó Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð ÙÒ Ø ÓÒ× Ó ×ÙÆ ÒØÐ Ý Ö o Ì ÓÐÐÓÛ Ò Ö × ÙÐØ Ú × Ø ×Ø ÓÙÒ × ÒÓÛÒ ÓÒ Ø × Ö o ÌÀ ÇÊ Å o¿o È Ä Ø Ò Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø ÒÙÑ Ö ×Ù Ø Ø Ú ÖÝ × ÑÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ò Ô× Ù ÓÐ Ò × × 1×ØÖ Ø Ð o Ì Ò̧ ÓÖ ÔÔÖÓÔÖ Ø 1⁄2 3⁄4 1⁄4̧Û Ú 1⁄2 Ô Ò Ò 3⁄4 Ò 3⁄4 o ÁÒ × Ú Ö Ð Ô Ô Ö× ÈÎ ̧ ÈÎ ̧ ÈÓ ÓÐ Ò Î Ø Ö ÜÔÐÓÖ ÒÓØ Ö Ò Ó Ö Ð Þ Ð ØÝ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ ×̧ Ý Û Ø Ø Ý ÐÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ô× Ù1 ÓØÖ Ò Ð ×o Ô× Ù ÓØÖ Ò Ð × × Ñ ÔÐÝ ÓÒÒ Ø ̧ ÓÙÒ ×Ù × Ø Ì Ó Ê 3⁄4 ̧ ÓÙÒ Ý¿ Ó Ò Ú Ü Ö × Ô ÖÛ × Ø Ò ÒØ Ø Ø Ö Ò ÔÓ ÒØ ×̧ ×Ù Ø ØÌ × ÓÒ1 Ø Ò Ò Ø ØÖ Ò Ð ÓÖÑ Ý Ø × Ò ÔÓ Ò Ø×o Ì × Ø Ì £ Ó Ö Ø Ø Ò1 ÒØ Ð Ò × ØÓ Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó Ì Ò ÒØ ¬ Ý Ù Ð ØÝ Û Ø Ô× Ù ÓÐ Ò Ò È 3⁄4 o Ù× ØÛÓ × Ó ÒØ Ô× Ù ÓØÖ Ò Ð × × Ö Ü ØÐÝ ÓÒ ÓÑ ÑÓÒ Ø Ò ÒØ̧ Ì Ì 1⁄2 Ì Ò × Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô ÖÛ × × Ó ÒØ Ô× Ù ÓØÖ Ò Ð ×̧ Ø ÙÖÚ × Ì £ 1⁄2 Ì £ Ò ÓÖÑ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØÓ Ô× Ù ÓÐ Ò × Û × Ö Ð Þ ÝØ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ì o Ì Ý ÔÖ ÓÚ ÌÀ ÇÊ Å o¿o ÈÎ ́ μ Ú ÖÝ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó ×ØÖ Ø Ð Ò × × ×ÓÑÓÖ Ô ØÓ ÓÒ Ö Ð Þ Ð Ý Ò Ö1 Ö Ò Ñ ÒØ Ó × Ó ÒØ Ô× Ù ÓØÖ Ò Ð ×o ́ μ Ú ÖÝ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × × ×ÓÑÓÖ Ô ØÓ ÓÒ Ö Ð Þ Ð Ý Ò Ö1 Ö Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù ÓØÖ Ò Ð ×o ÇÆÂ ÌÍÊ o¿o ÈÎ Ú ÖÝ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × × ×ÓÑÓÖ Ô ØÓ ÓÒ Ö Ð Þ Ð Ý × Ó ÒØ Ô× Ù1 ÓØÖ Ò Ð ×o o ÇÅ ÁÆ Ì ÇÊÁ Ä Ê ËÍÄ ÌË ÐØ ÓÙ Ø Ö Ö Ü ÔØ ÓÒ× ́× ÐÓÛμ̧ ÑÓ× Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ö ×ÙÐ Ø× ÒÓÛ Ò ÓÖ Ð Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ÓÐ ÓÖ Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× × Û ÐÐo Ï ×ÙÖÚ Ý Ø × Ò Ø × × Ø ÓÒ̧ Ò ÐÙ Ò ÒÙÑ Ö Ó Ö × ÙÐØ× Ø Ø ÙÔ Ø ÖÙÒ ÙÑ 3× ÓÑÔÖ Ò× Ú 1⁄2 3⁄4 × ÙÖÚ Ý ÖÙ 3⁄4 o ÓÖ × Ù×× ÓÒ Ó Ð Ú Ð× Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ́ Ù ÐÐÝ ̧ 1× Ø× μ̧ × ÔØ Ö× 3⁄4 Ò 1⁄2̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝo Ä ÇËË Ê Ë ÑÔÐ Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ð Ò × ÓÖ Ô× Ù ÓÐ Ò × Ò Û Ú ÖÝ ÐÐ × ØÖ Ò Ð o Æ Ö1Ô Ò Ð Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Û Ø ÐÐ ÙØ ÓÒ Ð Ò ́ÓÖ Ô× Ù ÓÐ Ò μ ÓÒ ÙÖÖ ÒØo ÈÖ Ó Ø Ú ÐÝ ÙÒ ÕÙ Ð Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Û Ø Ø ÔÖÓÔ ÖØÝ Ø Ø Ú ÖÝ ×Ó1 ÑÓÖ Ô Ð Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ × Ø Ñ Ó ÙÒ Ö ÔÖÓ Ø Ú ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 108
ÔØ Ö È× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× 1⁄21⁄4 Ü1ÑÓ ÒÓØÓ Ò Ô Ø ÁÒ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ð Ò × Ò Ê 3⁄4 ̧ ÓÖ Ò Û Ö Ò Ö Ņ̃ Ô Ø ÑÓÒÓØÓÒ Ò Ø ¬Ö× Ø ÓÓÖ Ò Ø ̧ ר Ô ÓÐÐ ÓÛ Ò Ð Ò ́ÓÖ Û Ö μ ÖÓÑ ÓÒ Ú ÖØ Ü ØÓ ÒÓØ Öo Ì Ð Ò Ø Ó Ò Ü1Ñ ÓÒÓØÓÒ Ô Ø × ÓÒ ÑÓÖ Ø Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó ØÙÖ Ò× ÖÓÑ ÓÒ ́Ô× Ù ÓμÐ Ò ØÓ ÒÓØ Öo Ë Ä Î ËÌ Ê1Ì È Ê ËÍÄ ÌË ÇÆÂ ÌÍÊ o o1⁄2 ÖÙ Ú ÖÝ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ò Ô× Ù ÓÐ Ò × × Ø Ð ×Ø Ò 3⁄4 ÓÖ Ò ÖÝ Ú ÖØ ×o Ì × ØÖÓÒ ×Ø Ö ×ÙÐ Ø ØÓ Ø ÓÒ ÓÒ ØÙÖ o o1⁄2 × Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ø ÓÖ Ñ Ó × Ñ Ò Ë ÛÝ Ö ́ o ÔØ Ö 1⁄2μ̧ Û Ù× × ÔÖ Ú ÓÙ× ÛÓÖ Ó À Ò× Ò Ò Ñ1 ÔÖ ÓÚ × ÐÓÒ 1ר Ò Ò Ö ×ÙÐ Ø Ó Ã ÐÐÝ Ò ÅÓ× Öo ÌÀ ÇÊ Å o o3⁄4 Ë ¿ Ú ÖÝ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ò Ô× Ù ÓÐ Ò ×̧ Û Ø Ø Ü ÔØ ÓÒ Ó Ø ÓÒ × ÓÛÒ Ò 1 ÙÖ 1⁄2o1⁄2o 1⁄2́ μ̧ × Ø Ð ×Ø Ò 1⁄2¿ ÓÖ Ò ÖÝ Ú ÖØ ×o Ì ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ÛÒ Ò ÙÖ 1⁄2o1⁄2o 1⁄2́ μ × ÓÛ× Ø Ø Ø × Ö × ÙÐØ × × ÖÔ ́× ÔØ Ö 1⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ ÓÖ ÑÓÖ Ø Ð× μo Í× Ò ́ ÓÑ ÔÐ Üμ Ð ÖÓ1 ÓÑ ØÖ Ñ Ø Ó ×̧ À ÖÞ ÖÙ Û × Ð ØÓ ÔÖÓÚ Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö ×ÙÐØ ÓÙØ Ø ÒÙÑ Ö Ø Ó Ú ÖØ × Ó ÑÙÐØ ÔÐ ØÝ Ü ØÐÝ Ò Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØÓ ×ØÖ Ø Ð Ò ×o ÌÀ ÇÊ Å o o¿ À Ö ¿ Á Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ò ÐÒ× ×Ò Ó Ø Ò Ö1Ô Ò Ð̧ Ø Ò Ø 3⁄4 · ¿ Ø ¿ Ò · Ø ·3⁄4 Ø ·¿ Ø · Ê Ä ÌÁÇÆË ÅÇÆ ÆÍÅ ÊË Ç Î ÊÌÁ Ȩ̈ Ȩ̈ Æ Ë ÌÀ ÇÊ Å o o ÙÐ Ö Á ́ μ × Ø ÒÙÑ Ö Ó × Ó Ñ Ò× ÓÒ Ò Ø ÐÐ ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ Ó È 3⁄4 Ò Ù Ý Ò Ö ÖÒ Ñ ÒØ ̧Ø Ò 1⁄4 ́ μ 1⁄2 ́ μ· 3⁄4 ́ μ 1⁄2 o ÁÒ Ø ÓÒ ØÓ ÙÐ Ö3× Ó ÖÑÙÐ ̧ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ò ÕÙ Ð Ø × Ö × Ø ×¬ ÓÖ Ö ØÖ ÖÝ Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ́ Ö ̧ Ò́ μ ר Ò ÙÑ Ö Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × Ò Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ μo ÌÀ ÇÊ Å o o ÖÙ 3⁄4̧ Ë ́ μ 1⁄2· 1⁄4 ́ μ 3⁄4 ́ μ 3⁄4 1⁄4 ́ μ 3⁄4̧ ÛØ ÕÙ Ð ØÝ ÓÒ Ø Ð Ø ÓÖ ÔÖ × ÐÝ Ø × Ñ1 ÔÐ ÖÖ Ò Ñ Ò Ø×̧ Ò ÓÒ Ø Ö Ø ÓÖ ÔÖ × ÐÝ Ø × ÑÔÐ Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ́ μ Ò́ μ 1⁄4 ́ μ Ò́ μ 3⁄4 ¡ ̧ Û Ø ÕÙ Ð ØÝ ÓÒ Ø Ð Ø ÓÖ ÔÖ × ÐÝ Ø Ò Ö1Ô Ò Ð×̧ Ò ÓÒ Ø Ö Ø ÓÖ ÔÖ × ÐÝ Ø × ÑÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ́ μ ÓÖ Ò 1⁄4̧ Ú ÖÝ 1⁄4 × Ø × Ý Ò Ò ¿ 3⁄4 1⁄4 Ò 3⁄4 ¡ ̧ Û Ø Ø Ü ÔØ ÓÒ× Ó Ò 3⁄4 ¡ ¿ Ò Ò 3⁄4 ¡ 1⁄2̧ × Ø ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ × Ó ×ÓÑ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ò Ô× Ù ÓÐ Ò × ́ Ò Ø̧ Ó ×ØÖ Ø Ð Ò ×μ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 109
1⁄21⁄21⁄4 Âo o ÓÓ Ñ Ò ́ Úμ 3⁄4Ò́ μ 3⁄4 3⁄4 ́ μ Ò́ μ 3⁄4 ¡ ·1⁄2 ̧ Û Ø ÕÙ Ð ØÝ ÓÒ Ø Ð Ø ÓÖ ÔÖ × ÐÝ Ø Ò Ö1Ô Ò Ð×̧ Ò ÓÒ Ø Ö Ø ÓÖ ÔÖ × ÐÝ Ø × ÑÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ́Úμ 3⁄4 ́ μ ¿Ò́ μ × ÒÓØ Ò Ö1Ô Ò Ðo Ì Ö Ö Ô× Ò Ø ÔÓ×× Ð Ú ÐÙ × ÓÖ 3⁄4 ́ μ̧ × × ÓÛÒ Ý Ì ÓÖ Ñ o o ̧ Û ÔÖ ÓÚ × ÓÒ ØÙÖ ÔÓ× Ý Ö ÙÒ ÙÑ Ò Ò Ö Ð Þ Ý ÈÙÖ Ý̧ Ö ¬Ò Ò Ì ÓÖ Ñ o o ́ Úμo ÌÀ ÇÊ Å o o Å Ö ¿ Ì Ö Ü ×Ø× Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ò Ô× Ù ÓÐ Ò × Û Ø 3⁄4 ́ μ Ò ÓÒ ÐÝ ̧ ÓÖ ×ÓÑ ÒØ Ö Û Ø 1⁄2 Ò 3⁄4̧Û Ú ́Ò μ́ ·1⁄2 μ· 3⁄4 ¡ Ñ Ò ́Ò 3⁄4 ¡ μ ́Ò μ́ ·1⁄2 μ· 3⁄4 ¡ o ÅÓÖ ÓÚ Ö̧ Ü ×Ø×̧ Ø Ò Ó× Ò ØÓ ÓÒ× ×Ø Ó ×ØÖ Ø Ð Ò ×o Ò ÐÐÝ ̧ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ö ×ÙÐ Ø ́ÔÖ ÓÚ Ò Ø ÑÓÖ Ò Ö Ð × ØØ Ò Ó ÓÑ ØÖ Ð ØØ ×μ Ú × ÓÑ ÔÐ Ø × Ø Ó Ò ÕÙ Ð Ø × ÓÖ Ø ­ Ú ØÓÖ × ́Ò́ μ 1⁄4 ́ μ ́ μμ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ × Ö ́́ μμ × Ø ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ Ü1Ô× Ù ÓÐ Ò Ò Ò × Ø ÖÑ Ò Ý Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ o ÌÀ ÇÊ Å o o ÆÝÑ1⁄41⁄2 Ì ÐÓ× ÓÒÚ Ü × Ø Ò Ö Ø Ý ÐÐ Ø ­ Ú ØÓÖ× Ó Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× × Ø ÖÑ Ò Ý Ø Ò ÕÙ Ð Ø × ¿ 1⁄4 ¿̧ 3⁄4 1⁄4 ̧ 1⁄4 Ò̧ Ò ¿̧ Ò ̧ ÓÖ ÐÐ 3⁄4 · ̧ ́ 1⁄2μ Ò ́3⁄4 ¿μ 1⁄4 · ·1⁄2 3⁄4 ¡ 1⁄4o Ì × × Ø × Ñ Ò Ñ Ð ÓÖ ¿o ÌÀ ÆÍÅ Ê Ç ÄÄË Ç Á Ê ÆÌ ËÁ Ë ÁØ × ×Ý ØÓ × Ý Ò Ù Ø ÓÒ Ø Ø × ÑÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØÓ ÑÓÖ Ø Ò ¿ Ô× Ù Ó1 Ð Ò × ÑÙר Ú Ø Ð ×Ø ÓÒ ÒÓÒØÖ Ò ÙÐ Ö ÐÐo Ì × Ó × ÖÚ Ø ÓÒ Ð × ØÓ Ñ ÒÝ ÕÙ ×Ø ÓÒ× ÓÙØ ÒÙÑ Ö× Ó ÐÐ× Ó « Ö ÒØ ØÝÔ × Ò ÓØ × ÑÔÐ Ò ÒÓÒ× ÑÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ̧ ×ÓÑ Ó Û Ú Ò Ó ØÝØ Ò Ò×Û Ö × Ø × ØÓÖ ÐÝ o Ì ×Ø Ö ×ÙÐ Ø ÓÒ Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ØÖ Ò Ð × × Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò o ÌÀ ÇÊ Å o o ÖÙ 3⁄4̧À Ö ̧ ÊÓÙ ̧ Ê Ì Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ØÖ Ò Ð × Ò Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ò Ô× Ù ÓÐ Ò × × ÓÙÒ ÓÚ Ý Ò́Ò 1⁄2μ ¿ ̧ Û Ø Ø × ÓÙÒ Ú ÓÖ Ò¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ Ú ÐÙ × Ó Ò̧ Ú Ò ÓÖ × ÑÔÐ ×ØÖ Ø Ð Ò ÖÖ Ò Ñ Ò Ø×o ÓÖ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ ØÓ Ò Ö Ø ÐÐ Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Û Ø Ñ Ü Ñ Ð ÒÙÑ1 Ö Ó ØÖ Ò Ð ×̧ Ò ÓÖ ÓÒÒ Ø ÓÒ× Û Ø ÓØ Ö ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ×ØÖ Ù ØÙÖ ×̧ × Û ÐÐ × Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò Ê 3⁄4 ØÓ ÐÓ× ÙÖÚ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ÓÒ ÓØ Ö ×ÙÖ ×̧ × ÊË Ò È o ÈÊÇ Ä Å o o ÖÙ 3⁄4 Ï Ø × Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó 1× ÐÐ× Ò Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ò Ô× Ù ÓÐ Ò ×̧ ÓÖ ¿ ÇÒ Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ØÖ Ò Ð ×̧ Û Ú ÌÀ ÇÊ Å o o1⁄21⁄4 Ä Ú3⁄4 ÁÒ ÒÝ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò ×̧ Ú ÖÝ Ô× Ù ÓÐ Ò ÓÖ Ö× Ø Ð ×Ø ¿ ØÖ Ò Ð ×o À Ò Ú ÖÝ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ò Ô× Ù ÓÐ Ò × Ø ÖÑ Ò × Ø Ð ×Ø Ò ØÖ Ò Ð ×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 110
ÔØ Ö È× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× 1⁄21⁄21⁄2 Ì × Ñ Ò ÑÙÑ × Ú Ý Ø Ý Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ð Ò × Ò Ö Ø Ý Ö ÙÐ Ö ÔÓÐÝ ÓÒ×̧ × Ò ÙÖ o o1⁄2o Á ÍÊ o o1⁄2 Ý Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ð Ò ×o ÓÖ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò Ø Ù Ð Ò ÔÐ Ò Ê 3⁄4 ̧ ÓÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ Û Ú ÌÀ ÇÊ Å o o1⁄21⁄2 à ́ μ Ú ÖÝ × ÑÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ò Ô× Ù ÓÐ Ò × Ò Ê 3⁄4 ÓÒØ Ò× Ø Ð ×Ø Ò 3⁄4 ØÖ Ò Ð ×̧ Û Ø ÕÙ Ð ØÝ Ú ÓÖ ÐÐ Ò ¿o ́ μ Ú ÖÝ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ò Ô× Ù ÓÐ Ò × Ò Ê 3⁄4 ÓÒØ Ò× Ø Ð ×Ø 3⁄4Ò ¿ ØÖ Ò Ð ×̧ Û Ø ÕÙ Ð ØÝ Ú ÓÖ ÐÐ Ò 1⁄4 ́ÑÓ ¿μo ́ μ Ú ÖÝ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ò Ô× Ù ÓÐ Ò × Ò Ê 3⁄4 ÓÒØ Ò× Ø ÑÓר Ò́Ò 3⁄4μ ¿ ØÖ Ò1 Ð ×̧ Û Ø ÕÙ Ð ØÝ Ú ÓÖ Ò¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ Ú ÐÙ × Ó Òo Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö × ÙÐØ ר Ò Ù × × Ð Ò ÖÓÑ Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× o ÌÀ ÇÊ Å o o1⁄23⁄4 ÊÓÙ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ò Ð Ò × Û Ø ÓÒÐÝ Ò ØÖ Ò Ð × × × ÑÔÐ o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø Ö Ü ×Ø Ò ÓÒ× ÑÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ò Ô× Ù ÓÐ Ò × Û Ø ÓÒÐ Ý Ò ØÖ Ò Ð ×o Ò Ü ÑÔÐ Ó Ø × ÓÒ ×× ÖØ ÓÒ Ó Ì ÓÖ Ñ o o1⁄23⁄4 × Ó Ø Ò Ý ÓÐÐ Ô×1 Ò Ø ÒØÖ Ð ØÖ Ò Ð Ò ÙÖ o¿o 3⁄4o × Ñ Ð Ö Ö × ÙÐØ ÓÖ ÕÙ Ö Ð Ø Ö Ð× × Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò o ÌÀ ÇÊ Å o o1⁄2¿ ÖÙ 3⁄4̧ ÊÓÙ ̧ Ê1⁄41⁄2 ́ μ Ú ÖÝ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ò Ô× Ù ÓÐ Ò × ÓÒØ Ò× Ø ÑÓר Ò́Ò ¿μ 3⁄4 ÕÙ Ö 1 Ð Ø Ö Ð×o ÓÖ ×ØÖ Ø1Ð Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ×̧ Ø × ÓÙÒ × Ú Ý ÙÒ ÕÙ × ÑÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØ ÓÖ Òo ́ μ Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ ÓÒØ Ò Ò Ò́Ò ¿μ 3⁄4 ÕÙ Ö Ð Ø Ö Ð× ÑÙר × ÑÔÐ o Ì Ö Ö Ò¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ × ÑÔÐ Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Û Ø ÒÓ ÕÙ Ö Ð Ø1 Ö Ð×̧ ÓÒØÖ ÖÝ ØÓ Û Ø Û × ÓÒ Ð Ú o Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö ×ÙÐ Ø ÑÔÐ ×̧ ÓÛ Ú Ö̧ Ø Ø Ø Ö ÑÙ× Ø Ñ ÒÝ ÕÙ Ö Ð Ø Ö Ð× ÓÖ Ô ÒØ ÓÒ× Ò Ú ÖÝ × ÑÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØo ÌÀ ÇÊ Å o o1⁄2 ÊÓÙ Ú ÖÝ Ô× Ù ÓÐ Ò Ò × ÑÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ò ¿ Ô× Ù ÓÐ Ò × ÓÖ Ö× Ø Ð ×Ø ¿ ÕÙ Ö Ð Ø Ö Ð× ÓÖ Ô ÒØ ÓÒ×o À Ò ̧ Ô × Ø ÒÙÑ Ö Ó ÕÙ Ö Ð Ø Ö Ð× Ò Ô Ø ÒÙÑ Ö Ó Ô ÒØ ÓÒ× Ò × ÑÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØ̧ Û ÑÙ ×Ø Ú Ô · Ô ¿Òo Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö × ÙÐØ Û × ÔÖÓÚ Ø Ö Ø ÓÔÔ Ó× Ø Ò ÓÒ ØÙÖ o ÌÀ ÇÊ Å o o1⁄2 ÄÊË Ì Ö × ×Ñ Ô Ð Ö Ö Ò Ñ ÒØ Ó ×ØÖ Ø Ð Ò × ÓÒØ Ò Ò ÒÓ ØÛÓ ÒØ ØÖ Ò Ð ×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 111
1⁄21⁄23⁄4 Âo o ÓÓ Ñ Ò Ì ÔÖÓÓ ÒÚÓÐ Ú ¬Ò Ò Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Û Ø Ø × ÔÖÓÔ ÖØÝ ̧Ø Ò × ÓÛ Ò ́ Ð Ö ÐÐÝ ̧ Ù× Ò Ó ÓÛ× 3× Ò ÕÙ Ð ØÝ Ö Ù Ø ÓÒ Ñ Ø Ó × Ë 1 Ø ÓÒ o μ Ø Ø Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ̧ Û ÓÒ× ×Ø× Ó 1⁄23⁄4 Ô× Ù ÓÐ Ò ×̧ × ×ØÖ Ø Ð o ËÁÅÈÄ Á Á Ä ÊÊ Æ Å ÆÌË ÁÒ Ø ÓÒ ØÓ 1⁄2 ×ÔÓÖ Ü ÑÔÐ × Ó × ÑÔÐ Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ×ØÖ Ø Ð Ò ×̧ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ò¬Ò Ø Ñ Ð × Ö ÒÓÛÒo ÌÀ ÇÊ Å o o1⁄2 ÖÙ 3⁄4 Ó Ø ÓÐÐÓÛ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× × × ÑÔÐ Ð ́ μ Ø Ò Ö1Ô Ò Ð Ó Ò Ð Ò × ́ μ Ø × × Ó Ö ÙÐ Ö Ò1 ÓÒ̧ ØÓ Ø Ö Û Ø Ø× Ò Ü × Ó ×ÝÑÑ ØÖÝ ́ μ Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ò ́ μ̧Ø Ó Ø Ö Û Ø Ø Ð Ò Ø Ò¬Ò ØÝ̧ ÓÖ Ò Ú Òo ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ Ø ÓÒ Ð Ò¬Ò Ø Ñ Ð × Ó ́ÒÓÒ×ØÖ Ø Ð μ × ÑÔÐ Ð Ö1 Ö Ò Ñ ÒØ× Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × Ö ÒÓÛÒ̧ Û Ö ÓÒ× ØÖÙ Ø Ð ÖÓÑ Ö ÙÐ Ö ÔÓÐÝ ÓÒ× Ý ÜØ Ò Ò × ×̧ ÓÒ Ð×̧ Ò Ü × Ó ×ÝÑ Ñ ØÖÝ Ò ÑÓ Ý Ò Ø Ö × ÙÐØ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ ÔÔÖÓÔÖ Ø ÐÝ o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÙÖ o o3⁄4 × ÓÛ× Ñ Ñ Ö Ó ×Ù Ñ ÐÝ Ú Ò ¿1⁄2 Ô× Ù ÓÐ Ò ×̧ ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÖÓÑ ÓÒ Ò Ø × Û Ý o Á ÍÊ o o3⁄4 × ÑÔÐ Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó ¿1⁄2 Ô× Ù ÓÐ Ò ×o ́Ì Ð Ò Ø Ò¬Ò ØÝ̧ Û Ö ÔÖ ÐÐ Ð Ð Ò × Ñ Ø̧ × × ÓÛÒ × Ö Ð oμ ÇÒ Ó Ø ÑÓ× Ø ÑÔÓÖØ ÒØ ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÒ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× × Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò o ÈÊÇ Ä Å o o1⁄2 ÖÙ 3⁄4 Ð ×× Ý ÐÐ × ÑÔÐ Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ô× Ù ÓÐ Ò ×o Ï Ó Ø × Ö ×ØÖ Ø Ð ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ö Ø Ö ÒÝ Ò¬Ò Ø Ñ Ð × Ó × ÑÔÐ Ð Ð Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× × × Ø Ø Ö Ó Ì ÓÖ Ñ o o1⁄2 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 112
ÔØ Ö È× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× 1⁄21⁄2¿ ÁØ × ÔÔ Ö ÒØÐ Ý ÒÓØ Ò × ÔÖÓÚ Ø Ø Ú ÖÝ ́Ô× Ù ÓμÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ × ×Ù ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó × ÑÔÐ Ð ́Ô× Ù ÓμÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØo ÇÆÂ ÌÍÊ o o1⁄2 ÖÙ 3⁄4 Ü ÔØ ÓÖ Ò Ö1Ô Ò Ð×̧ Ú ÖÝ × ÑÔÐ Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó ×ØÖ Ø Ð Ò × × ÔÖÓ Ø Ú ÐÝ ÙÒ ÕÙ o Ò ÐÐÝ ̧ ÔÙØØ Ò ØÓ Ø Ö Ö ×ÙÐ Ø× Ó ËØÖÓÑ Ñ Ö Ò Ó × Ñ Ò Ë ÛÝ Ö̧ Û Ø Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ø ÓÖ Ñ Ô ÖØ ́ μ × ÓÒÐÝ ×Ð Ø Ñ ÔÖÓÚ Ñ ÒØÓ Ú Ö Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò Ö × ÙÐØ ÓÖ ÒÓÒ× ÑÔÐ Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ× o ÌÀ ÇÊ Å o o1⁄2 ËØÖ ̧ Ë ¿ ́ μ ÓÖ Ú ÖÝ Ú Ò Ò̧Ø Ö × × ÑÔÐ Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ò Ð Ò × Û Ø ØÓØ Ð Ó ́Ò 3⁄4 ·1⁄2 1⁄4 Ò μ ÐÐ× ́ μ Ü ÔØ ÓÖ Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó ÙÖ 1⁄2o 1⁄2o1⁄2́ μ̧Ø ÒÙÑ Ö Ó ÐÐ× Ò × Ñ1 ÔÐ Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ò Ô× Ù ÓÐ Ò × × Ò́Ò 1⁄2μ ¿· Ò 1⁄2¿o È ÌÀË ÁÆ ÈË Í ÇÄÁÆ ÊÊ Æ Å ÆÌË Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö ×ÙÐ Ø × Ñ Óר × ÐÝ ×Ø Ø Ò Ø ÖÑ× Ó Û Ö Ò Ö Ñ×o ÌÀ ÇÊ Å o o3⁄41⁄4 Å Ø 1⁄2̧Ê Ì1⁄4¿ Ì Ñ Ü ÑÙÑ Ð Ò Ø Ó Ò Ü1ÑÓÒ ÓØÓÒ Ô Ø Ò Û Ö Ò Ö Ñ Ó × Þ Ò × áÒ 3⁄4 ÐÓ Òμ̧ Ò Ò Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ò Ð Ò × × áÒ μo Ì ÓÒÐÝ ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÒÓÛ Ò ÓÖ Ø Ð Ò Ø × Ó ×Ù Ô Ø × × Ø ØÖ Ú Ð ÓÒ ̧ ḈÒ 3⁄4 μ ́Ö ¬Ò ØÓ Ò 3⁄4 1⁄23⁄4 Ò Ê Ì1⁄4¿ μo ÓÖ Ö Ð Ø Ö ×ÙÐ Ø× ÓÒ 1Ð Ú Ð× Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ̧ × ÔØ Ö 3⁄4 o ÇÅÈÄ ÁÌ Ç Ë ÌË Ç ÄÄË ÁÆ Æ ÊÊ Æ Å ÆÌ ÓÖ ÐÐ× Ø Ø Ð Ò ÙÔ Ò Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ̧ Ø ×Ø Ö ×ÙÐØ × ÌÀ ÇÊ Å o o3⁄41⁄2 ÓÒ Ì ÓÖ Ñ È 1⁄2 Ì ×ÙÑ Ó Ø ÒÙÑ Ö× Ó × × Ò ÐÐ Ø ÐÐ× Ó Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ò ·1⁄2 Ô× Ù1 ÓÐ Ò × Ø Ø Ö ×ÙÔÔÓÖØ ÝÓÒ Ó Ø Ô× Ù ÓÐ Ò × × 1⁄2 Ò 3⁄4 1⁄2 Ø × ÓÙÒ × Ø Øo ÓÖ Ò Ö Ð × Ø× Ó ×̧ ÓÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ Ò Ñ ÔÖÓÚ ÌÀ ÇÊ Å o o3⁄43⁄4 Ò Á 1⁄2 Ö ÒÝ ×Ø Ò Ø × Ó Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ò Ô× Ù ÓÐ Ò ×̧ Ø Ò È 1⁄2 Ố μ Ò ·3⁄4 ́ 1⁄2μ̧ Û Ö Ố μ × Ø ÒÙÑ Ö Ó × × Ó o Ì × × Ø Ø ÓÖ 3⁄4 ́ 1⁄2μ Òo ÓÖ 3⁄4 ́ 1⁄2μ Ò ̧ Ø × Û × ÑÔÖ ÓÚ Ý Ð Ö ×ÓÒ Ø Ðo ØÓ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ö × ÙÐØ̧ Û Ø × ÑÔÐ Ö ÔÖÓ Ó × Ð Ø Ö ÓÙÒ ÝË Þ ÐÝ Ò Ý Ý Ò È Ø Ø ØÒ ×× ÓÐ1 Ð ÓÛ× ÖÓÑ Ö ×ÙÐ Ø Ó ËÞ Ñ Ö Ò ÌÖÓØØ Ö̧ ÔÖÓÚ Ò Ô Ò ÒØÐÝ Ý Ð× ÖÙÒÒ Ö Ò Ï ÐÞÐo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 113
1⁄21⁄2 Âo o ÓÓ Ñ Ò ÌÀ ÇÊ Å o o3⁄4¿ ËÌ ¿̧ Ï ̧ · 1⁄4̧Ë Þ ̧ È Ì ØÓØ Ð ÒÙÑ Ö Ó × × Ò ÒÝ ×Ø Ò Ø ÐÐ× Ó Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ò Ô× Ù ÓÐ Ò × × Ḉ 3⁄4 ¿ Ò 3⁄4 ¿ · Òμo Ì × ÓÙÒ × ́ ×ÝÑÔØÓØ ÐÐÝμ Ø Ø Ò Ø Û ÓÖר × o Ì Ö Ö ÒÙÑ Ö Ó Ö ×ÙÐ Ø× Ó Ø × Ò ÓÖ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ó Ø× Ò Ø ÔÐ Ò Ò Ò Ö Ñ Ò× ÓÒ× × ÔØ Ö 3⁄4 ̧ × Û ÐÐ × · 1⁄4 o Ë È Ê ÌÁÆ ÈÇÁÆÌ Ë ÄÁÆ Ë Æ ÈË Í ÇÄ ÁÆ Ë Ë ÐÚ Ò Ù Ù × Ý Ø Ø × Ø Ä Ó ́Ô× Ù ÓμÐ Ò × ×ÓÐ Ø × × Ø È ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò ÔÓ Ò Ø Ó È Ð × Ò ×Ø Ò Ø ÐÐ Ó Äo Ì Ý Ú Ò Ð ÓÖ Ø Ñ ØÓ Ø ÖÑ Ò Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø Ô Ó×× Ð × Þ Ó Ò ×ÓÐ Ø Ò × Ø̧ Ò ÔÖÓÚ ÌÀ ÇÊ Å o o3⁄4 Ä Ø Ö́È μ Ø Ð Ö ×Ø ÒÙÑ Ö Ó ÓÐÐ Ò Ö ÔÓ ÒØ× Ó È ̧ Ò Ð́È μ ́Ö ×Ôo Ð 1⁄4 ́È μμ Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø ÔÓ×× Ð × Þ Ó Ò ×ÓÐ Ø Ò × Ø Ó Ð Ò × ́Ö ×Ôo Ô× Ù ÓÐ Ò ×μ ÓÖ È o Á Ö́È μ Ò 3⁄4 ̧ Ø Ò Ð́È μ Ö́È μ 1⁄2o Á Ö́È μ Ò 3⁄4 ̧ Ø Ò Ñ Ü ́ 1⁄2· Ô Ò μ 3⁄4 Ö ́È μ 1⁄2 Ð́È μ Ò 3⁄4 o ÅÓÖ ÓÚ Ö̧ Ð 1⁄4 ́È μ ́ 1⁄2· Ô Ò μ 3⁄4 o o ÌÇÈÇÄ Ç Á Ä ÈÊÇÈ ÊÌÁ Ë Ä ÇËË Ê ËÔÖ Ú Ò Ø ÔÖÓ Ø Ú ÔÐ Ò È 3⁄4 Û Ø ×Ø Ò Ù × Ð Ò Ä 1⁄2 ̧ ×ÔÖ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × × Ñ ÐÝ Ä Ä Ü Ü3⁄4Ä 1⁄2 Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × Ú ÖÝ Ò ÓÒØ ÒÙÓÙ×ÐÝ Û Ø Ü Ä Ü Ä 1⁄2 ̧ Ò ÝØ ÛÓ Ó Û Ñ Ø Ø × Ò Ð ÔÓ ÒØ ́ Ø ¬Ò Ø ×Ø Ò μo Ì ÓÔ ÓÐÓ Ð ÔÖÓ Ø Ú ÔÐ Ò È 3⁄4 ̧ Û Ø ×Ø Ò Ù × Ñ ÐÝ Ä Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × ́ Ø× Ð Ò × μ̧ × ØÓÔ ÓÐÓ Ð ÔÖÓ Ø Ú ÔÐ Ò ̧ ÓÖ Ô Õ 3⁄4 È 3⁄4 ̧ Ü ØÐÝ ÓÒ Ä Ô Õ 3⁄4ÄÔ ×× × Ø ÖÓÙ Ô Ò Õ̧Û Ø Ä Ô Õ Ú ÖÝ Ò ÓÒØ ÒÙÓÙ× ÐÝ Û Ø Ô Ò Õo ́Ì Ö Ö ÓØ Ö ÒÓØ ÓÒ× Ó ÓØ ×ÔÖ Ò ÔÖÓ Ø Ú ÔÐ Ò ÖÙ 3⁄4 ̧ ÙØ Ø ÓÒ × ¬Ò Ö Ú Ø ÐÓ× ×Ø ÓÒÒ Ø ÓÒ Û Ø Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ×o μ Á ×ÓÑÓ ÖÔ ×Ñ Ó ØÓÔÓÐÓ Ð ÔÖ Ó Ø Ú ÔÐ Ò × ÓÑ ÓÑ ÓÖÔ ×Ñ Ø Ø Ñ Ô× Ð Ò × ØÓ Ð Ò ×o ÍÒ Ú Ö× Ð ØÓÔÓÐÓ Ð ÔÖÓ Ø Ú ÔÐ Ò ÇÒ ÓÒØ Ò Ò Ò ×ÓÑÓÖÔ ÓÔÝ Ó Ú ÖÝ Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØo Ì ÓÔ ÓÐÓ Ð ×Û Ô Á × Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ò Ø Ù Ð Ò ÔÐ Ò Ò Ä 3⁄4 ̧ ØÓÔÓÐÓ Ð ×Û Ô Ó ×Ø ÖØ Ò Ø Ä × ÓÒØ ÒÙÓÙ× Ñ ÐÝ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × Ò ÐÙ Ò Ä̧ ÓÑÔ Ø Ð Û Ø ̧ Û ÓÖÑ × Ô ÖØ Ø ÓÒ Ó Ø ÔÐ Ò o × × Ñ Ð Ö × Ø Ì × Ø Ó × ÓÐÙØ ÓÒ× ØÓ ¬Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ÕÙ Ø ÓÒ× Ò ×ØÖ Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ò ÕÙ Ð Ø × Ò Ê o ́Ì × Ø ÖÑ × ×ÓÑ Ø Ñ × Ù× Ú Ò Ø Ò ÕÙ Ð Ø × Ö ÒÓØ Ò ×× Ö ÐÝ ×ØÖ Øoμ ËØ Ð ÕÙ Ú Ð Ò Ö Ð Ø ÓÒ ÓÒ × Ñ Ð Ö × Ø× Ø Ø ÔÖ × ÖÚ × ÓÑÓØÓÔÝ ØÝÔ o ÔÖ × ¬Ò Ø ÓÒ ÔÔ Ö× Ò Ê Ò Ò Ê o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 114
ÔØ Ö È× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× 1⁄21⁄2 Ê ÈÀ1Ì À ÇÊ ÌÁ ÈÊÇÈ ÊÌÁ Ë ÌÀ ÇÊ Å o o1⁄2 ÀÆË1⁄41⁄4 Ì Ö Ô Ó × ÑÔÐ ÔÖÓ Ø Ú ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ò Ô× Ù ÓÐ Ò × × 1 ÓÒÒ Ø o Í× Ò Û Ö Ò Ö Ñ×̧ Ø × Ñ ÙØ ÓÖ× ÔÖÓÚ ÌÀ ÇÊ Å o o3⁄4 ÀÆË1⁄41⁄4 Ú ÖÝ ÔÖÓ Ø Ú ÖÖ Ò Ñ ÒØ Û Ø Ò Ó ÒÙÑ Ö Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × Ò ÓÑ1 ÔÓ× ÒØÓ ØÛÓ 1 × Ó ÒØ À Ñ Ð ØÓÒ Ò Ô Ø × ́ÔÐÙ× ØÛÓ ÙÒ Ù× ×μ̧ Ò Ø ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ Ò ÓÙÒ Æ Ò ØÐÝo ÇÆÂ ÌÍÊ o o¿ ÀÆË1⁄41⁄4 ÐÐ ÔÖ Ó Ø Ú ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ñ Ø ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ× ÒØÓ ØÛÓ À Ñ ÐØÓÒ Ò Ý Ð ×o Å ÁÆ ÁÆ Ä Ê Ê ËÌÊÍ ÌÍÊ Ë ÁÒ ÖÙ 3⁄4 ̧ ÖÙÒ ÙÑ × ÒÙÑ Ö Ó ÕÙ ×Ø ÓÒ× ÓÙØ ÜØ Ò Ò Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ØÓ ÑÓÖ Ð ÓÖ Ø ×ØÖ Ù ØÙÖ ×̧ Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö ØÓ ×ÔÖ × Ò ØÓÔÓÐÓ Ð ÔÐ Ò ×o Ì × ØÖÓÒ ×Ø Ö ×ÙÐ Ø ÒÓÛ Ò ÓÙØ ×Ù ÜØ Ò Ð ØÝ × Ø ÓÐÐÓÛ Ò ̧ Û ÜØ Ò × Ö × ÙÐØ× Ó ÓÓ Ñ Ò̧ ÈÓ ÐÐ ̧ Ï Ò Ö̧ Ò Ñ¬Ö × Ù ÈÏ o ÌÀ ÇÊ Å o o ÈÏ Ì Ö Ü ×Ø ÙÒ ÓÙÒ Ø ÐÝ Ñ ÒÝ Ô ÖÛ × ÒÓÒ ×ÓÑÓÖ Ô ÙÒ Ú Ö× Ð ØÓÔÓÐ Ó Ð ÔÖÓ 1 Ø Ú ÔÐ Ò ×o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø × ÑÔÐ × Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ×Ø Ø Ñ ÒØ ×̧ ØÓ Ø Ö Û Ø Ø ÓÖÖ 1 ×ÔÓÒ Ò ×Ø Ø Ñ ÒØ× ÓÙØ ×ÔÖ ×̧ ÐÐ Ó Û Ò ÓÒ ØÙÖ Ò ÖÙ 3⁄4 o ́ μ Ú ÖÝ Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ò ÜØ Ò ØÓ ØÓÔ ÓÐÓ Ð ÔÖÓ Ø Ú ÔÐ Ò o ́ μ Ì Ö Ü ×Ø× ÙÒ Ú Ö× Ð ØÓÔ ÓÐÓ Ð ÔÖÓ Ø Ú ÔÐ Ò o ́ μ Ì Ö Ö ÒÓÒ ×ÓÑ ÓÖÔ ØÓÔ ÓÐÓ Ð ÔÖÓ Ø Ú ÔÐ Ò × ×Ù Ø Ø Ú ÖÝ Ö1 Ö Ò Ñ ÒØ Ò × ×ÓÑÓÖÔ ØÓ ×ÓÑ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ò Ø ÓØ Öo Ì ÓÖ Ñ o o Ð×Ó ÑÔÐ × Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö ×ÙÐ Ø̧ ר Ð × ÖÐ Ö Ý ËÒÓ Ý Ò Ò À Ö× Ö Ö ́ Ò ÑÔÐ ØÐÝ Ý Ñ Ó Ò × ̧ Ù Ù ̧ Ò Å Ò Ð × ÄË · ̧ Ë Ø ÓÒ 1⁄21⁄4o μo ÌÀ ÇÊ Å o o ËÛ Ô Ò Ì ÓÖ Ñ ËÀ 1⁄2 Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ò Ø Ù Ð Ò ÔÐ Ò Ò ×Û ÔØ Ý Ô× Ù ÓÐ Ò ̧ ר ÖØ Ò Ø ÒÝ Ä 3⁄4 o ÈÊÇ Ä Å o o ÖÙ 3⁄4 Ï ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ö Ô Ö × ÒØ ́ÙÔ ØÓ ×ÓÑÓÖÔ ×Ñμ Ò Ú ÖÝ ØÓÔÓÐÓ Ð ÔÖÓ Ø Ú ÔÐ Ò © 2004 by Chapman & Hall/CRC 115
1⁄21⁄2 Âo o ÓÓ Ñ Ò ÅÇÎÁÆ ÊÇÅ ÇÆ ÊÊ Æ Å ÆÌ ÌÇ ÆÇÌÀ Ê ÁÒ Ê Ò ̧ Ê Ò Ð × Û Ø Ö Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó ×ØÖ Ø Ð Ò × ÓÙÐ ÐÛ Ý× ÑÓÚ ÓÒØ ÒÙÓÙ× ÐÝ ØÓ Ú Ò ×ÓÑ ÓÖÔ ÖÖ Ò Ñ ÒØ 1⁄4 ́ÓÖ ØÓ Ø× Ö ­ Ø ÓÒμ ×Ó Ø Ø ÐÐ ÒØ ÖÑ Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ö Ñ Ò ×ÓÑ ÓÖÔ o Ì × ÕÙ ×Ø ÓÒ̧ Û Ñ ÒÓÛ Ò × Ø ×ÓØÓÔÝ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ ÖÖ Ò Ñ ÒØ×̧ Û × Ú ÒØÙ ÐÐÝ ×ÓÐ Ú Ý ÅÒ Ú̧ Ò ́ Ò Ô Ò ÒØÐ Ý ̧ × Ò Ò Û× Ó ÅÒ Ú3× Ö ×ÙÐ Ø× ÒÓØ Ý Ø Ö Ø Ï ×Øμ Ý Ï Ø Ò Ø ÒÓÒ× ÑÔÐ × ̧ Ø Ò Ý Â Ò Å Ò 1Ä Ú Ø× ÒØ × ÑÔÐ × ÄË · o ÅÒ Ú3× Ö × ÙÐØ× Ö ̧ ÓÛ Ú Ö̧ Ö × ØÖÓÒ Öo ÌÀ ÇÊ Å o o ÅÒ Ú3× ÍÒ Ú Ö× Ð ØÝ Ì ÓÖ Ñ ÅÒ Á Î × ÒÝ × × Ñ Ð Ö × Ø ¬Ò ÓÚ Ö É ̧ Ø Ö × ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ë Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò ×Ù Ø Ø Ø ×Ô Ó Ð Ð ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ó Ø × Ñ ÓÖ Ö ØÝÔ × Ë × ×Ø ÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ Î o Á Î × ÓÔ Ò Ò ×ÓÑ Ê Ò ̧ Ø Ò Ø Ö × × ÑÔÐ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ë Û Ø Ø × ÔÖÓÔ ÖØÝo ÖÓÑ Ø × Ø ÓÐ ÐÓÛ× Ø Ø Ø ×Ô Ó Ð Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ×ÓÑ ÓÖÔ ØÓ Ú Ò ÓÒ Ñ Ý Ú Ø ÓÑ ÓØÓÔÝØ ÝÔ Ó ÒÝ × Ñ Ð Ö Ú Ö ØÝ ̧ Ò Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö Ñ Ý × ÓÒÒ Ø ̧ Û Ú× ́Ú ÖÝ × ØÖÓÒ ÐÝμ Ò Ø Ú Ò × ÛÖ ØÓ Ø ×ÓØÓÔÝ ÕÙ ×Ø ÓÒo ÓÖ ÙÖØ Ö Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ì ÓÖ Ñ o o ̧ × Ê o Ì Ð Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó ×Ñ ÐÐ ×Ø × Þ ÒÓÛÒ ÓÖ Û Ø ×ÓØÓÔÝ ÓÒ ØÙÖ Ð× ÓÒ× ×Ø× Ó 1⁄2 Ð Ò × Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ Ò Û × ÓÙÒ ÝË Ù Ú ÓÖÓÚ ËÙÚ × Ð×Ó Ê o ËÔ Ð × × Û Ö Ø ×ÓØÓÔÝ ÓÒ ØÙÖ Ó × ÓÐ Ò ÐÙ ́ μ Ú ÖÝ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó ÓÖ Û Ö Ð Ò × Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ Ê ̧ Ò ́ μ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØÓ Ò Ð Ò × ÓÒØ Ò Ò ÐÐ ÓÙÒ Ý Ø Ð ×Ø Ò 1⁄2 Ó Ø Ño Ì Ö Ö Ð×Ó Ö × ÙÐØ× Ó ÑÓÖ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ò ØÙÖ ÓÙØ Ø ÔÓ×× Ð ØÝÓ ØÖ Ò× ÓÖÑ Ò ÓÒ Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ ØÓ ÒÓØ Öo ÁÒ Ê Ò ̧ Ê Ò ̧ Ê Ò Ð ÔÖ ÓÚ ÌÀ ÇÊ Å o o Ê Ò Ð3× ÀÓÑÓØÓÔÝ Ì ÓÖ Ñ Á Ò 1⁄4 Ö × ÑÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ô× Ù ÓÐ Ò ×̧ Ø Ò Ò Ø ÖÒ× ÓÖÑ Ø Ó 1⁄4 Ý ¬Ò Ø × ÕÙ Ò Ó ×Ø Ô× ÓÒ× ×Ø Ò Ó ÑÓÚ Ò ÓÒ Ô× Ù ÓÐ Ò ÓÒØ ÒÙ1 ÓÙ ×ÐÝ ÖÓ×× Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ØÛÓ ÓØ Ö×o Á Ò 1⁄4 Ö × ÑÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ð Ò ×̧ Ø × Ò Ó Ò ÛØ ÒØ × Ô Ó Ð Ò ÖÖ Ò Ñ Ò Ø×o Ì × ÓÒ Ô ÖØ Ó Ì ÓÖ Ñ o o × Ò Ò Ö Ð Þ Ý ÊÓÙ Ò « Ò ËØÙÖÑ 1 Ð× ÊË ØÓ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ÔÐ Ò × Ø ¬Ö ר Ð × ×Ø ÐÐ ÓÔ Ò Ò Ö Ñ Ò× ÓÒ×o Ê Ò Ð Ð×Ó Ó × ÖÚ Ø Ø Ø × ÓØÓÔÝ ÔÖ ÓÔ ÖØÝ Ó × ÓÐ ÓÖ Ô× Ù ÓÐ Ò Ö1 Ö Ò Ñ ÒØ× o ÌÀ ÇÊ Å o o Ê Ò Á Ò 1⁄4 Ö ×ÓÑÓÖÔ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ô× Ù ÓÐ Ò ×̧ Ø Ò Ò ÓÖÑ ÓÒØ Ò ÙÓÙ ×ÐÝ ØÓ 1⁄4 Ø ÖÓÙ ×ÓÑÓÖÔ ÖÖ Ò Ñ ÒØ×o Ê Ò Ð ÒÓØ ÔÖ ÓÚ ÔÖÓ Ó Ó Ø × Ó × ÖÚ Ø ÓÒ̧ ÙØ ÓÒ Ñ Ø Ó Ó ÔÖ ÓÚ Ò Ø × Ú Ì ÓÖ Ñ o3⁄4o 1⁄23⁄4̧ ØÓ Ø Ö Û Ø Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ×ÓØÓÔÝ Ö ×ÙÐ Øo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 116
ÔØ Ö È× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× 1⁄21⁄2 ÌÀ ÇÊ Å o o1⁄21⁄4 È Ú ÖÝ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × Ò ÓÒØ ÒÙ ÓÙ×Ð Ý ÓÖÑ ́Ø ÖÓÙ ×ÓÑÓÖ1 Ô ÖÖ Ò Ñ ÒØ×μ ØÓ Û Ö Ò Ö Ño o ÇÅÈÄ ÁÌ Á ËËÍ Ë Ä ÇËË Ê 1Ñ ØÖ Ü Ì Ñ ØÖ Ü Û Ø ÒØÖ × Ø Ò ÙÑ ÖÓ Ô Ó Ò Ø× Ó Ø ́ Ò Ö Ð1 Þ μ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ô 1⁄2 Ô Ò ØÓ Ø Ð Ø Ó Ø Ö Ø ́Ô× Ù ÓμÐ Ò Ô Ô o ́ × ÙÒ ¬Ò oμ ÌÀ ÆÍÅ Ê Ç ÊÊ Æ Å ÆÌË Î Ö ÓÙ× Ü Ø Ú ÐÙ ×̧ × Û ÐÐ × ÓÙÒ ×̧ Ö ÒÓÛÒ ÓÖ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÕÙ Ú Ð Ò Ð ×× × Ó Ø × ØÖÙ ØÙÖ × × Ù×× Ò Ø × ÔØ Öo ÓÖ ÐÓÛ Ú ÐÙ × Ó Ò̧× Ó Ñ Ó Ø × Ö Ú Ò Ò Ì Ð o o1⁄2 ÖÙ 3⁄4̧ È 1⁄4 ̧ Ê ̧ ÃÒÙ 3⁄4̧ Ð ̧ ÄË · ̧ Ã1⁄41⁄2̧ ÃÄȨ̂ Òo Ì Ä o o1⁄2 Ü Ø ÒÙÑ Ö× Ò ÓÛÒ ÓÖÐ Ó Û Òo ÉÍÁÎ Ä Æ Ä ËË ¿ 1⁄21⁄4 1⁄21⁄2 1⁄23⁄4 1⁄2¿ 1⁄2 1⁄2 Á ×ÓÑ Ð ×× × Ó ÖÖ 3× Ó Ò Ð Ò × 1⁄2 3⁄4 1⁄2 1⁄2 ¿ 1⁄4 × ÑÔÐ 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄21⁄2 1⁄2¿ ¿ 1⁄2 ¿1⁄23⁄41⁄21⁄2 1⁄2 ¿¿ × ÑÔÐ Ð 1⁄2 1⁄2 1⁄2 3⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4 ÖÖ3× Ó Ò Ô× Ù ÓÐ Ò × 1⁄2 3⁄4 1⁄2 1⁄2 ¿ 1⁄4 1⁄21⁄4 ¿ 1⁄4 3⁄4 ¿3⁄4 × ÑÔÐ 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄21⁄2 1⁄2¿ ¿ 3⁄4 ¿1⁄23⁄4¿ 1⁄2 1⁄2 × ÑÔÐ Ð 1⁄2 1⁄2 1⁄2 3⁄4 3⁄4 3⁄4 Á ×ÓÑ Ð ×× × Ó × ÑÔÐ Ù Ð ÓÒ¬ 3× 1⁄2 3⁄4 ¿ 1⁄2 1⁄2¿ ¿¿1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 ¿1⁄4 3⁄4¿¿ 1⁄23⁄4 1⁄4 Ò3 ÓÒ¬ 3× 1⁄2 3⁄4 ¿ 1⁄2 1⁄2¿ ¿¿1⁄2 1⁄2 ¿1⁄4 1⁄2 ¿3⁄41⁄41⁄2 3⁄4 3⁄4¿ ¿3⁄41⁄4¿1⁄4 1⁄2 ÓÑ 3Ð ÕÙ Ú Ð ×× × Ó ÐÐÓÛ× Õ 3 × 1⁄2 3⁄4 3⁄41⁄4 Ö Ð Þ Ð 1⁄2 3⁄4 1⁄2 Ë ÑÔÐ ÐÐÓÛ × Õ3× ÓÒØ3 Ò 1⁄23⁄4¿ Ò 3⁄41⁄2 ooo × Ì ÓÖ Ñ o o1⁄2 Ë ÑÔÐ ÐÐÓÛ × Õ3× 3⁄4 ¿3⁄4 1⁄4 ooo × ÓÖÓ ÐÐ ÖÝ o o3⁄4 Ì ÓÒÐÝ Ü Ø ÓÖÑÙÐ ÒÓÛÒ ÓÖ Ö ØÖ ÖÝ Ò ÓÐÐ ÓÛ× ÖÓÑ ËØ ÒÐ Ý3× ÓÖ ÑÙÐ ÌÀ ÇÊ Å o o1⁄2 ËØ Ì ÒÙÑ Ö Ó × ÑÔÐ ÐÐÓÛ Ð × ÕÙ Ò × ÓÒ 1⁄2 Ò ÓÒØ Ò Ò Ø Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ 1⁄23⁄4¿ Ò × Ò 3⁄4 ¡ 1⁄2 Ò 1⁄2 ¿ Ò 3⁄4 Ò ¿ ¡¡¡ ́3⁄4Ò ¿μ 1⁄2 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 117
1⁄21⁄2 Âo o ÓÓ Ñ Ò ÇÊÇÄ Ä Ê o o3⁄4 Ì ØÓØ Ð ÒÙÑ Ö Ó × ÑÔÐ ÐÐÓÛ Ð × ÕÙ Ò × ÓÒ 1⁄2 Ò × ́Ò 3⁄4μ Ò 3⁄4 ¡ 1⁄2 Ò 1⁄2 ¿ Ò 3⁄4 Ò ¿ ¡¡¡ ́3⁄4Ò ¿μ 1⁄2 ÓÖ Ò Ö ØÖ ÖÝ ̧Ì Ð o o3⁄4 Ò Ø × Ø ÒÓÛÒ ×ÝÑ ÔØÓØ ÓÙÒ × ÄË · ̧ Ð ̧ È 1⁄2̧ È ¿ ̧Ã Ò Ù 3⁄4 o Ì Ä o o3⁄4 ×ÝÑÔ ØÓØ ÓÙÒ × ÓÖÐ Ö Ò ́ ÐÐ ÐÓ Ö Ø Ñ× Ö × 3⁄4μo ÉÍÁÎ Ä Æ Ä ËË ÄÇÏ Ê ÇÍÆ ÍÈÈ Ê ÇÍÆ Á ×ÓÑ Ð ×× × Ó ́Ð Ð μ ÖÖ3× Ó Ò Ô× Ù ÓÐ Ò × 3⁄4 Ò 3⁄4 Ò 3⁄4 3⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄4Ò 3⁄4 × ÑÔÐ 3⁄4 Ò 3⁄4 ÇÖ Ö ØÝÔ × Ó ́Ð Ð μ Ò ÔØ ÓÒ¬ × ́× ÑÔÐ ÓÖ ÒÓ Øμ 3⁄4 Ò ÐÓ Ò· áÒμ 3⁄4 Ò ÐÓ Ò·ḈÒμ Á ×ÓØ ÓÔÝ Ð ×× × Ó ́Ð Ð μ Ò ÔØ ÓÒ¬ × ÓÑ 3Ð ÕÙ Ú Ð ×× × Ó ́Ð Ð μ Ò ÔØ ÓÒ¬ × 3⁄4 Ò ÐÓ Ò 3⁄4 ÒÐÓ Ò ÇÆÂ ÌÍÊ o o¿ ÃÒÙ 3⁄4 Ì ÒÙÑ Ö Ó ×ÓÑÓÖ Ô ×Ñ Ð ×× × Ó × ÑÔÐ Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× × 3⁄4 ́ Ò 3⁄4 μ o ÀÇÏ ÅÍ À ËÈ ÁË Æ ÌÇ ËÈ Á Æ ÊÊ Æ Å ÆÌ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ÓÖ Ò Ö Ð Þ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ë × × Ö ̧ ÙÔ ØÓ ×ÓÑ ÓÖÔ ×Ņ̃ Ý Ø × Ø Ó ÔÓ ÒØ× ÐÝ Ò ØÓ Ø Ð Ø ́× Ýμ Ó Ð Ò ÓÖ Ô× Ù ÓÐ Ò Ó Ò Ò Ô Ö Ó ÔÓ ÒØ×o Ì ÓÐ ÐÓÛ Ò Ø ÓÖ Ņ̃ Û ÜØ Ò × ØÓ Ö Ñ Ò× ÓÒ×̧ Ð ÐÓÛ× ÓÒ ØÓ Ò Ó Ø ÓÖ Ö ØÝÔ Ó Ë Ò ×× ÒØ ÐÐÝ ÓÒ ÓÖ Ö Ó Ñ Ò ØÙ Ð ×× ×Ô o ÌÀ ÇÊ Å o o È ¿̧ ÓÖ ¿ Á Ë × ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ÓÖ Ò Ö Ð Þ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ò Ø ÔÐ Ò ̧ Ø ÓÖ Ö ØÝÔ Ó Ë × Ø ÖÑ Ò Ý Ø × 1Ñ ØÖ Üo ÇÊÇÄ Ä Ê o o Ì ÓÖ Ö ØÝÔ Ó Ò Ö Ö Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × Ò Ò Ó Ò× Ô ḈÒ 3⁄4 ÐÓ Òμo ÑÓ ¬ Ø ÓÒ Ý Ð×Ò Ö Ó Ø 1Ñ ØÖ Ü Ò Ó Ò ÓÖ ÔÐ Ò Ö ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ÑÔÖ ÓÚ × Ø ×̧ Ú Ò Ò Ò Ó Ò Ó Û Ö Ò Ö Ñ× Ò ×Ô ḈÒ 3⁄4 μ ÌÀ ÇÊ Å o o Ð Ú Ò Û Ö Ò Ö Ñ Ä 1⁄2 Ä Ò ̧ Ð Ø Ø 1⁄2 Ø Ø ÖÓ×× Ò ÐÓÒ Ä × Û Ø Ä ÓÖ ̧ 1⁄4 ÓØ ÖÛ × o Ì Ò Ø Ñ ÔÔ Ò Ø Ø ××Ó Ø × ØÓ Û Ö Ò Ö Ñ Ø Ò ÖÝ Ò ¢ ́Ò 1⁄2μ Ñ ØÖ Ü ́Ø μ × Ò Ø Ú o Ì ÒÙÑ Ö Ó ×ØÖ Ø Ð Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× × ÑÙ ×Ñ ÐÐ Ö Ø Ò Ø ØÓØ Ð ÒÙÑ Ö̧ Û ×Ù ×Ø× Ø Ø Ø × ÓÙÐ ÔÓ×× Ð ØÓ Ò Ó Ø × ÑÓÖ ÓÑ1 Ô ØÐÝ o Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö ×ÙÐ Ø Ó ÓÓ Ñ Ò̧ ÈÓÐ Ð ̧ Ò ËØÙÖ Ñ Ð× ́ר Ø Ö ÓÖ Ø Ù Ð × Ó ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ×μ × ÓÛ× ̧ ÓÛ Ú Ö̧ Ø Ø Ø Ò Ú Ò Ó Ò ̧ Ý ÓÓÖ Ò Ø × Ó Ò ÒØ Ö Ð Ö ÔÖ × ÒØ Ø Ú ̧ × ÓÓÑ ØÓ Ò Æ ÒØo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 118
ÔØ Ö È× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× 1⁄21⁄2 ÌÀ ÇÊ Å o o ÈË ÓÖ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ë Ó ÔÓ ÒØ× ́Ü Ý μ Ò Ø ÒØ Ö Ö 3⁄4 ̧ÐØ ́Ëμ Ñ Ò Ñ Ü Ü 1⁄2 Ü Ò Ý 1⁄2 Ý Ò Ø Ñ Ò ÑÙÑ Ò Ø Ò ÓÚ Ö ÐÐ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ë 1⁄4 Ó Ø × Ñ ÓÖ Ö ØÝÔ ×Ȩ̈ Ò Ð Ø £ ́Òμ Ñ Ü ́Ëμ ÓÚ Ö ÐÐ Ò1ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×o Ì Ò̧ ÓÖ ×ÓÑ 1⁄2 3⁄4 1⁄4̧ 3⁄4 3⁄4 1⁄2 Ò £ ́Òμ 3⁄4 3⁄4 3⁄4 Ò Ê ÄÁ ÁÄ ÁÌ ÐÓÒ Û Ø Ø ÍÒ Ú Ö× Ð ØÝ Ì ÓÖ Ñ Ó Ë Ø ÓÒ o ̧ ÅÒ Ú ÔÖÓÚ Ø Ø Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó Ø ÖÑ Ò Ò Û Ø Ö Ú Ò Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ × ×ØÖ Ø Ð × ÆÈ1 Ö ̧ Ò Ø × Ö × Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó × ÓÐÚ Ò Ò Ö Ð × Ýר Ñ× Ó Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ÕÙ Ø ÓÒ× Ò Ò ÕÙ Ð Ø × ÓÚ Ö Ê ́ o ÔØ Ö ¿¿ Ó Ø × À Ò ÓÓ μ ÌÀ ÇÊ Å o o ÅÒ ̧Å Ò Ì ×ØÖ Ø Ð ØÝ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× × ÔÓÐ ÝÒÓÑ ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ Ø Ü ×Ø ÒØ Ð Ø ÓÖÝ Ó Ø Ö Ð× × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ño Ë ÓÖ Ë Ó 1⁄2 ÔÖ × ÒØ× ÑÓÖ ÓÑÔ Ø ÔÖÓÓ Ó Ø ÆÈ1 Ö Ò ×× Ö ×ÙÐ Ø̧ Ý Ò Ó Ò ×Ó1 ÐÐ Ñ ÓÒÓØÓÒ ¿1Ë Ì ÓÖÑÙÐ Ò Ñ ÐÝ Ó ×Ù Ø ÐÝ ÑÓ ¬ È ÔÔÙ× Ò × Ö Ù × ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ø Ø ØÙÖÒ ÓÙØ ØÓ ×ØÖ Ø Ð Ò ÓÒÐÝ Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ÓÖÑÙÐ × × Ø ×¬ Ð o ́Ë Ð×Ó Ê oμ Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö × ÙÐØ ÔÖ ÓÚ × Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÖ Ø Ö Ð Þ Ð ØÝ ÔÖÓ Ð Ño ÌÀ ÇÊ Å o o ÄË · ̧ Ë Ø ÓÒ× o ̧ o Ì ×ØÖ Ø Ð ØÝ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò Ò × Ò ÐÝ Ü ÔÓÒ ÒØ Ð Ø Ñ Ò ÔÓÐ ÝÒÓÑ Ð ×Ô Ò Ø Ì ÙÖ Ò Ñ Ò ÑÓ Ð Ó ÓÑÔÐ Ü ØÝo Ì ÒÙÑ Ö Ó Ö Ø Ñ Ø ÓÔ Ö Ø ÓÒ× Ò × ÓÙÒ ÓÚ Ý 3⁄4 Ò ÐÓ Ò·ḈÒμ o Ì ÆÈ1 Ö Ò ×× Ó × ÒÓØ Ñ Ò̧ ÓÛ Ú Ö̧ Ø Ø Ø × ÔÓ ÒØÐ ×× ØÓ ÐÓÓ ÓÖ Ð Ó1 Ö Ø Ñ× ØÓ Ø ÖÑ Ò ×ØÖ Ø Ð ØÝ ̧ Ô ÖØ ÙÐ ÖÐÝ Ò ×Ô Ð × ×o ÁÒ ̧ ÓÓ Ð Ó ÛÓÖ × Ò ÓÒ ÓÒ Ø × ÔÖÓ Ð Ñ Ý Ó ÓÛ× ̧ Ò ÓÐÐ ÓÖ Ø ÓÒ Û Ø Ù × ÇÐ Ú Ö ̧ ÈÓ ̧ Ê Ø Ö1 ÖØ̧ Ë ÖÒ Ö̧ Ò ËØÙÖÑ Ð×o ÓÙÖ Ñ Ò Ð Ó1 Ö Ø Ñ Ñ Ø Ó × Ú Ò Ú ÐÓÔ ØÓ Ø ×Ø ÓÖ Ø Ö Ð Þ Ð ØÝ ́ÓÖ ÒÓÒÖ Ð Þ Ð1 ØÝμ Ó Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ̧ o o̧ Ò Ø Ö Ò ¿ × ̧ Ø ×ØÖ Ø Ð ØÝ ́Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ ÒÓÒ× ØÖ Ø Ð ØÝμ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ ́ μ Ì Ò ÕÙ Ð ØÝ Ö Ù Ø ÓÒ Ñ Ø Ó Ø × ØØ Ñ ÔØ× ØÓ ¬Ò Ö Ð Ø Ú ÐÝ ×Ñ ÐÐ ×Ý× Ø Ñ Ó Ò ÕÙ Ð Ø × Ø Ø ×Ø ÐÐ ÖÖ × ÐÐ Ø Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÙØ Ú Ò ÓÖ 1 ÒØ Ñ ØÖÓ ́ μ Ì ×ÓÐ Ú Ð ØÝ × ÕÙ Ò Ñ Ø Ó Ø × ØØ Ñ ÔØ× ØÓ ¬Ò Ò Ð Ñ Ò Ø ÓÒ ÓÖ Ö Û Ø ×Ô Ð ÔÖ ÓÔ ÖØ × ÓÖ Ø ÓÓÖ Ò Ø × Ò ÔÓØ ÒØ Ð Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ò ÓÖ Ö ØÝÔ ́ μ Ì ¬Ò Ð ÔÓ ÐÝ ÒÓÑ Ð Ñ Ø Ó Ø × ØØ Ñ ÔØ× ØÓ ¬Ò Ö Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ́ o ÔØ Ö μ Û Ó× Ü ×Ø Ò Û ÐÐ ÑÔÐ Ý Ø ÒÓÒ Ö Ð Þ Ð ØÝ Ó Ò ÓÖ Ö ØÝÔ ́ Úμ Ó ÓÛ× 3× ÖÙ Ö1 Ò Ñ Ø Ó Ò Ð Ñ ÒØ ÖÝ ÙÖ ×Ø Ø Ø × ÔÖ ÓÚ Ò ×ÙÖ ÔÖ × Ò ÐÝ « Ø Ú Ò ¬Ò Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ× ÈÓ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 119
1⁄23⁄41⁄4 Âo o ÓÓ Ñ Ò ÆÓØ Ú ÖÝ Ö Ð Þ Ð ÓÖ Ö ØÝÔ × × ÓÐÚ Ð ØÝ × ÕÙ Ò ̧ ÙØ Ø ØÙÖ Ò× ÓÙØ Ø Ø Ú ÖÝ ÒÓÒÖ Ð Þ Ð ÓÒ Ó × Ú ¬Ò Ð ÔÓÐÝÒÓÑ Ð̧ Ò Ò Ð ÓÖ Ø Ñ Ù ØÓ ÄÓÑ Ö Ò Ù× ØÓ ¬Ò ÓÒ ÄÓÑ 1⁄4 o ÐÐ Ó Ø × Ñ Ø Ó × ÜØ Ò ØÓ Ö Ñ Ò× ÓÒ× o ÓÖ Ø Ð× ÓÙØ Ø ¬Ö× Ø Ø Ö ̧ × Ë o ÇÆËÌÊÍ ÌÁÆ ÊÊ Æ Å ÆÌË Ò ḈÒ 3⁄4 μ Ð ÓÖ Ø Ñ × Ú Ò Ò ÇË ̧ Ë Ë ¿ ØÓ ÓÒ× ØÖÙ Ø Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ð Ò × ́ ÝÔ ÖÔÐ Ò ×̧ Ò Ò Ö Ð̧ Ò Ø Ñ ḈÒ μμ̧ o o̧ ØÓ ÓÒ× ØÖÙ Ø Ø× Ð ØØ o Ì × Ð ÓÖ Ø Ñ × Ù× × ×Ù Ö ÓÙØ Ò Ò ÒÙÑ Ö Ó ÓØ Ö Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ ́× μo ÖÓÑ Ø × ÓÒ Ò ¬Ò Ø 1Ñ ØÖ Ü Ó Ò Ø Ñ ḈÒ 3⁄4 μ̧ Û × ÓÔØ Ñ Ðo ËÇÊÌÁÆ ÁÆÌ ÊË Ì ÁÇÆË Ç ÄÁÆ Ë ÇÊ ÈË Í ÇÄ ÁÆ Ë ËØ Ö Ò ËØÖ ÒÙ ÓÒ× Ö Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó Ü1× ÓÖØ Ò Ð Ò ÓÖ Ô× Ù ÓÐ Ò ÒØ Ö× 1 Ø ÓÒ×̧ o o̧ Ø ÖÑ Ò Ò Ø ÓÖ Ö Ó Ø Ü1 ÓÓÖ Ò Ø × Ó Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ× Ó Ø Ð Ò × ÓÖ Ô× Ù ÓÐ Ò × Ò Ù Ð Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØo Ì Ý ÔÖÓÚ ÌÀ ÇÊ Å o o1⁄21⁄4 ËË ́ μ Ì Ö × × ÓÒ ØÖ Ó ÔØ ḈÒ 3⁄4 μ ØÓ Ü1×ÓÖ Ø Ø Ú ÖØ × Ó × ÑÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ò Ð Ò × ́ μ áÒ 3⁄4 ÐÓ Òμ ÓÑÔ Ö ×ÓÒ × Ö Ò ×× ÖÝ ØÓ Ü1×ÓÖØ Ø Ú ÖØ × Ó × ÑÔÐ Ö1 Ö Ò Ñ ÒØ Ó Ò Ô× Ù ÓÐ Ò ×o ́Ì × ÓÒ ×Ø Ø Ñ ÒØ × ÓÖÓÐ Ð ÖÝ Ó Ì ÓÖ Ñ o o1⁄2 ÓÚ oμ Ú Ò Ø ÓÙ Ø × × ÓÒÐÝ Ô× Ù Ó1 Ð ÓÖ Ø Ñ ×Ø Ò Ø ÓÒ̧ × Ò Ø ÓÐ × Ò Ø × ÓÒ1ØÖ ÑÓ Ð Ó ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ̧ Ò Ú ÖØ Ð ×× Ø × Ö ×ÙÐ Ø × ÓÒ Ó Ø Û ÒÓÛÒ Òר Ò × Û Ö Ø Ö × Ð Ö ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð « Ö Ò ØÛ Ò Ð Ò × Ò Ô× Ù ÓÐ Ò ×o o ÈÈÄÁ ÌÁÇÆË ÈÐ Ò Ö ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ð Ò × Ò Ô× Ù ÓÐ Ò ×̧ × Û ÐÐ × ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ×̧ Ö × Ò Ñ ÒÝ ÔÖÓ Ð Ñ× Ó ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ o À Ö Û × Ö × Ú Ö Ð ×Ù ÔÔÐ 1 Ø ÓÒ× ÒÚÓÐÚ Ò Ô× Ù ÓÐ Ò × Ò Ô ÖØ ÙÐ Öo Ä ÇËË Ê Ì Ò ÒØ Ú × Ð ØÝ Ö Ô Ó × Ø Ó Ô ÖÛ × × Ó ÒØ Ó Ò Ú Ü Ó Ø× Ì Ö Ô ÓÖÑ Ý Ø Ø Ò ÒØ× ØÓ Ô Ö× Ó Ó Ø×̧ ÙØ Ó« Ø Ø Ö ÔÓ ÒØ× Ó Ø Ò Ò Ý ́ÔÖÓÚ Ø × × Ñ ÒØ× Ó ÒÓØ Ñ Ø ÒÝ ÓØ Ö Ó Ø×μ Ò Ý Ø Ö × ÒØÓ Û Ø Ý Ú Ø ÓÙÒ Ö × Ó Ø Ó Ø×o È× Ù ÓÐ Ò Ö Ô Ú Ò Ù Ð Ò Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ò ×Ù × Ø Ó Ø× Ú ÖØ ×̧ Ø Ö Ô ́ μ Û Ó× Ú ÖØ × Ö Ø Ñ Ñ Ö× Ó ̧ Û Ø © 2004 by Chapman & Hall/CRC 120
ÔØ Ö È× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× 1⁄23⁄41⁄2 ØÛÓ Ú ÖØ × Ó Ò Ý Ò Û Ò Ú Ö Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò Ô× Ù ÓÐ Ò × ÐÓÒ × ØÓ o ÜØ Ò Ð × Ø Ó Ô× Ù Ó× Ñ ÒØ× × Ø Ó ÂÓÖ Ò Ö ×̧ Ó× Ò ÖÓÑ « Ö ÒØ Ô× Ù ÓÐ Ò ÐÓÒ Ò ØÓ × ÑÔÐ Ù Ð Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØo ÑÓÒ ÌÛÓ Ô Ö× Ð 1⁄2 Ð 3⁄4 Ð ¿ Ð Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × Ò Ù Ð Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ ÓÖÑ ÑÓÒ Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ÓÒ Ô Ö Ð × ÓÚ Ñ Ñ Ö Ó Ø × ÓÒ Ò Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ø ÓØ Ö Ô Ö ÐÓÛ Ñ Ñ Ö Ó Ø ¬Ö× Øo ÌÇÈÇÄ Ç Á Ä ËÏ È Ì ÓÖ Ò Ð Ò Û Ø × ÓÑ ØÓ ÒÓÛÒ × ØÓÔÓÐ Ó ÐÐÝ ×Û Ô Ò Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Û × ÔÔÐ ̧ Ý Ð× ÖÙÒÒ Ö Ò Ù ×̧ ØÓ Ø × Ó Ò ÖÖ Ò 1 Ñ ÒØ Ó ×ØÖ Ø Ð Ò ×o ÁÒ ÓÖ Ö ØÓ ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ̧ Ö Ø Ö Ø Ò Ù× Ò Ð Ò ØÓ ×Û Ô Ø̧ Ø Ý Ù× Ô× Ù ÓÐ Ò ̧ Ò Ú × Ú Ò Ó ØÓÖ Ó ÐÓ Ò Ò Ø Ø Ñ Ö ÕÙ Ö ̧ Û Ð Ô Ò Ø ×ØÓÖ Ð Ò Öo ÌÀ ÇÊ Å o o1⁄2 Ì ÐÐ ÓÑÔÐ Ü Ó Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ò Ð Ò × Ò Ø ÔÐ Ò Ò ÓÑÔÙØ Ò ḈÒ 3⁄4 μ Ø Ñ Ò Ç ́Òμ ×Ô Ý ×Û Ô Ò Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÓ×× Øo Ì × Ö × ÙÐØ Ò ÔÔÐ ØÓ ÒÙÑ Ö Ó ÔÖÓ Ð Ñ×̧ Ò Ö × ÙÐØ× Ò Ò ÑÔÖ ÓÚ 1 Ñ ÒØÓ Ò Ó ÛÒ ÓÙÒ × ÓÒ Ñ Ò ÑÙÑ Ö ØÖ Ò Ð ×Ô ÒÒ ÝÔ ÓÒ Ø×̧ Ú × Ð ØÝ Ö Ô Ó × Ñ ÒØ× ̧ Ò ́ Ò Ö Ñ Ò× ÓÒ× μ ÒÙÑ Ö Ø Ò × Ó ÝÔ ÖÔÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ò Ø ×Ø Ò ÓÖ Ò Ö × Ò ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒo Ì Ó ØÓÔ ÓÐÓ Ð ×Û Ô Û × Ø Ò Ò Ö Ð Þ ̧ Ý ËÒÓ Ý Ò Ò À Ö× 1 Ö Ö̧ ØÓ ×Û Ô Ò Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÓ× × Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØÓ Ô× Ù ÓÐ Ò × Ø Ý ÔÖÓÚ Ø Ô Ó×× Ð ØÝÓ × Ù × Û Ô ́Ì ÓÖ Ñ o o μ̧ Ò × ÓÛ Ø Ø Ø Ò Ô Ö ÓÖÑ Ò Ø × Ñ Ø Ñ Ò ×Ô × Ò Ì ÓÖ Ñ o o1⁄2o Ì Ý Ð×Ó ÔÔÐÝ Ø × Ö × ÙÐØ ØÓ ¬Ò Ò × ÓÖØ ÓÓÐ Ò ÓÖ ÑÙÐ ÓÖ ÔÓÐÝ ÓÒ Û Ø ÙÖÚ ×o Ì ØÓÔ ÓÐÓ Ð ×Û Ô Ñ Ø Ó Û × Ð×Ó Ù× Ý Þ ÐÐ Ò Ð× ÖÙÒÒ Ö 3⁄4 ØÓ Ö ÔÓÖØ ÐÐ 1× Ñ ÒØ Ò Ø Ö× Ø ÓÒ× Ò Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØÓ Ò Ð Ò × Ñ ÒØ× Ò ́ÓÔØ Ñ Ðμ ḈÒ ÐÓ Ò · μ Ø Ñ ̧ Ò × Ò Ò Ö Ð Þ ØÓ Ö Ñ Ò× ÓÒ× o ÈÈÄ Á Ì ÁÇÆË Ç Í ÄÁÌ Ì ÓÖ Ñ o1⁄2o ̧ Ò Ø Ð ÓÖ Ø Ñ Ù× ØÓ ÓÑÔÙØ Ø Ù Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ̧ Ö Ù× Ý ÖÛ Ð Ò Ë Ö Ö ØÓ ÓÑ ÔÙØ Ò Ò × ØÛ Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ô× Ù ÓÐ Ò × Ò ØÓ ÓÑ ÔÙØ ×Ù × Ø Ó × Ò Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ë 1⁄4 3⁄4 o Ò Ø ÓÒ Ð ÔÔÐ Ø ÓÒ × Ù ØÓ Ë Ö Ö Ò ËÑÓÖ Ó Ò× Ý o ÌÀ ÇÊ Å o o3⁄4 ËË1⁄4¿ Ä Ø × ÑÔÐ Ù Ð Ò Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ̧ ×Ù × Ø Ó Ú ÖØ × Ó ̧ Ò ́ μ Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò Ô× Ù ÓÐ Ò Ö Ô o Ì Ò Ø Ö × Ö Û Ò Ó Ò Ø ÔÐ Ò ̧ Û Ø Ø × ÓÒר ØÙØ Ò Ò ÜØ Ò Ð × Ø Ó Ô× Ù Ó× Ñ ÒØ×̧ ×Ù Ø Ø ÓÖ ÒÝ ØÛÓ × 1⁄4 Ó ̧ Ò 1⁄4 ÓÖÑ ÑÓÒ Ò ÓÒÐ Ý Ø Ö ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò Ö Û Ò × ÖÓ××o ÓÒÚ Ö× ÐÝ̧ ÓÖ ÒÝ Ö Ô ́ Î μ Ö ÛÒ Ò Ø ÔÐ Ò Û Ø Ø× × ÓÒר 1 ØÙØ Ò Ò ÜØ Ò Ð × Ø Ó Ô× Ù Ó× Ñ Ò Ø×̧ Ø Ö × × ÑÔÐ Ù Ð Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × Ò ÓÒ 1ØÓ1ÓÒ Ñ ÔÔ Ò ÖÓÑ Î ÓÒØÓ Û Ø ÙÚ 3⁄4 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 121
1⁄23⁄43⁄4 Âo o ÓÓ Ñ Ò Ñ ÔÔ ØÓ Ø Ú ÖØ Ü ́Ùμ ́Úμ Ó ̧× Ù Ø Ø ØÛÓ × Ò ÖÓ×× Ò ÓÒ ÐÝ Ø Ö Ñ × Ö ØÛÓ Ú ÖØ × Ó ÓÖÑ Ò ÑÓÒ o Ì × Ò Ø Ò Ù× ØÓ ÔÖ ÓÚ × ÑÔÐ ÔÖÓ Ó Ó Ø Ì Ñ 1Ì Ó ÙÝ Ñ Ø ÓÖ Ñ ÌÀ ÇÊ Å o o¿ ÌÌ Ä Ø Ò × ÒÌ ÓÖ Ñ o o3⁄4o Á × ÑÓÒ 1 Ö ̧ Ø Ò × ÔÐ Ò Ö̧ Ò Ò ¿Ò o ÈË Í ÇÌ ÊÁ Æ ÍÄ Ì ÁÇÆË ÈÓ ÓÐ Ò Î Ø Ö ÒØÖÓ Ù Ø ÓÒ ÔØ Ó Ô× Ù ÓØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ ́× Ë 1 Ø ÓÒ o¿ ÓÚ μ Ò ÓÖ Ö ØÓ ÓÑ ÔÙØ Ø Ú × Ð ØÝ Ö Ô Ó ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó Ô ÖÛ × × Ó ÒØ Ó Ò Ú Ü Ó ×Ø Ð ×o Ì Ò Ø Ý × ÓÛ Ø Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó × Ó ÒØ Ô× Ù ÓØÖ 1 Ò Ð × Ù Ð Þ × ØÓ Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ̧ Ò Ø Ø ÖØ Ò Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò 1 Ñ ÒØ× ÓÙÐ Ö Ð Þ Ò Ø × Û Ý Ý ÓÐÐ Ø ÓÒ× Ó Ô× Ù ÓØÖ Ò Ð ×o Ì × Ò Ð × Ø Ñ ØÓ Ò Ö Ð Þ ÖØ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ó ÔÓ ÒØ× ØÓ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ó ÑÓÖ Ò Ö Ð ÓÒÚ Ü Ó Ø×o Ì Ö Ö ×ÙÐ Ø× Ò ÐÙ Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò o ÌÀ ÇÊ Å o o ÈÎ Ú Ò ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó Ò × Ó ÒØ ÓÒÚ Ü Ó Ø× Ò Ø ÔÐ Ò ̧ Ô× Ù ÓØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ò ÓÑÔÙ Ø ÒÇ ́Ò ÐÓ Òμ Ø Ñ ̧ Ø Ù Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ò ḈÒ 3⁄4 μ Ø Ñ Ò ×Ô ̧ Ò Ø Ø Ò ÒØ Ú × Ð ØÝ Ö Ô Ò ḈÒ 3⁄4 μ Ø Ñ Ò Ð Ò Ö ×Ô o ËØÖ ÒÙ × ÑÓ ¬ Ø ÒÓØ ÓÒ× Ó Ô× Ù ÓØÖ Ò Ð Ò Ô× Ù ÓØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ × ÓÐÐ ÓÛ× Ò ÓÖ Ö ØÓ Ú Ò Ð ÓÖ Ø Ñ × ÓÐÙØ ÓÒ Ó Ø ÖÔ ÒØ Ö3× ÊÙÐ ÔÖÓ Ð Ñ ÔÖ Ú ÓÙ×Ð Ý × ØØÐ Ü ×Ø ÒØ ÐÐÝ Ý ÓÒÒ ÐÐÝ ̧ Ñ Ò ̧ Ò ÊÓØ Ê1⁄4¿ Ô× Ù1 ÓØÖ Ò Ð × ÔÐ Ò Ö ÔÓÐÝ ÓÒ Û Ø ÔÖ × ÐÝ Ø Ö Ú ÖØ × Ú Ò ÒØ ÖÒ Ð Ò Ð × Ð ×× Ø Ò ̧ Ò Ô× Ù ÓØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó ÔÓ ÒØ × Ø È Ò Ø ÔÐ Ò × Ô ÖØ Ø ÓÒ Ó Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó È ÒØÓ Ô× Ù ÓØÖ Ò Ð × Û Ó× Ú ÖØ Ü × Ø × ÔÖ × ÐÝ È o Ë ÔÖ ÓÚ × ÌÀ ÇÊ Å o o ËØÖ1⁄41⁄4 Ú ÖÝ ÔÐ Ò Ö ÔÓÐÝ ÓÒ Ò ÓÒÚ Ü ¬ ÒḈÒ 3⁄4 μ ÑÓØ ÓÒ×̧ ÓÒ× ×Ø Ò Ó ÓÒ 1 Ö 1Ó 1 Ö ÓÑ Ñ Ò ×Ñ ÓÒ ×ØÖÙ Ø Ö ÓÑ Ô× Ù ÓØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Û Ø × Ò Ð ÓÒÚ Ü1 ÙÐÐ Ö ÑÓÚ ̧ Û × ÑÓÚ ÙÒØ Ð ØÛÓ Ó Ø× ÒØ × Ð Ò̧ ÓÐÐÓÛ Ý ÐÓ Ð ­ Ô Ó ÓÒ Ð× ØÓ Ö ×ØÓÖ Ô× Ù ÓØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒo ר ÖØ Ò Ô× Ù ÓØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ò ÓÑÔÙ Ø Ò Ø Ñ ḈÒ 3⁄4 μ Ò ×Ù × ÕÙ ÒØÐ Ý ÙÔ Ø Ò Ð Ò Ö Ø Ñ Ô Ö ×Ø Ôo Ï Ø Ø × Ñ ¬Ò Ø ÓÒ× ̧ Ã ØØÒ Ö Ø Ðo ÔÖÓÚ ÌÀ ÇÊ Å o o ÃÃÅ · 1⁄4¿ Ú ÖÝ ÔÐ Ò Ö ÔÓ ÒØ × Ø Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ × Ô× Ù ÓØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ú ÖÝ Ú ÖØ Ü Ó Û × Ö ØÑ Ó × Ø ̧ Ò Ø × ÓÙÒ × Ø Øo Á Ô× Ù ÓØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ × ×Ù Ø Ø ÒÓ Ò Ö ÑÓÚ Ò Ð Ú Ô× Ù1 ÓØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ̧ Ø × ÐÐ Ñ Ò Ñ Ð Ò Ø Ø × Ø ÑÙר Ú Ü ØÐÝ Ò 3⁄4 Ô× Ù1 ÓØÖ Ò Ð ×o Ö ÓÒÒ Ñ ÒÒ Ø Ðo Ú Ù ×ÓÑ ÜÔ Ö Ñ ÒØ Ð Ú Ò ÓÖ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 122
ÔØ Ö È× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× 1⁄23⁄4¿ ÇÆÂ ÌÍÊ o o à ÈË1⁄41⁄2̧ ÊÊ ËË1⁄41⁄2 ÓÖ ÒÝ × Ø Ë Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ Ò Ø ÔÐ Ò ̧ Ø Ö Ö ØÐ ר × Ñ ÒÝ Ñ Ò Ñ Ð Ô× Ù ÓØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ë × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ ×̧ Û Ø ÕÙ Ð ØÝ Ò ÓÒÐÝ Ë × Ò ÓÒÚ Ü ÔÓ× Ø ÓÒo ÈË Í ÇÎÁËÁ ÁÄÁÌ ÁÒ × Ö × Ó Ô Ô Ö×̧ Ç3ÊÓÙÖ Ò ËØÖ ÒÙ Ò ØÖÓ Ù Û Ø Ø Ý ÐÐ Ø Ú ÖØ Ü1 Ú × Ð ØÝ Ö Ô Ó ÔÓÐÝ ÓÒ̧ Û Ò Ó × ÑÓÖ Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ Ø Ò Ø ×Ø Ò1 Ö Ú ÖØ Ü Ú × Ð ØÝ Ö Ô ̧ Ò Ù× Ø ØÓ ×ØÙ Ý Ø Ú × Ð ØÝ ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ø ÔÓÐÝ1 ÓÒo Ì Ý Ø Ò Ò Ö Ð Þ Ø × ÓÒ ÔØ ØÓ Ô× Ù ÓÔÓÐÝ Ó Ò×̧ Û Ó× Ú ÖØ × Ò × ÓÑ ÖÓÑ Ò Ö Ð Þ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ó ÔÓ ÒØ× ́× Ë Ø ÓÒ o3⁄4μ̧ Ò × ÓÛ Ø Ø Ø Ö ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ Ú ÖØ Ü1 Ú × Ð ØÝ Ö Ô × Ò × ÓÐÚ × ÐÓÒ × Ô× Ù ÓÔÓÐÝ ÓÒ× Ö Ô ÖÑ ØØ o Ì Ý ÔÖ ÓÚ ÌÀ ÇÊ Å o o ÇË Ì Ö × Ô ÓÐÝÒ ÓÑ Ð1Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó Ò Û Ø Ö ÖÔ × Ø Ú ÖØ Ü1 Ô× Ù ÓÚ × Ð ØÝ Ö Ô Ó Ô× Ù ÓÔÓÐ Ý ÓÒo ÇÊÇÄ Ä Ê o o ÇË Ì × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ Ú ÖØ Ü Ú × Ð ØÝ Ö Ô × Ó Ô× Ù ÓÔÓÐ Ý ÓÒ× × Ò ÆÈo ́Ì × Ð ×Ø Ö × ÙÐØ × Ò ÓÒØÖ ×Ø ØÓ Ø Ø Ø Ø Ø × Ñ ÔÖÓ Ð Ñ Û Ø ×ØÖ Ø1 Ú × Ð ØÝ × ÓÒÐ Ý ÒÓÛ Ò ØÓ Ò ÈËÈ oμ Ò ÐÐÝ ̧ ËØÖ ÒÙ × Ù× Ì ÓÖ Ñ o3⁄4o ÓÚ ØÓ ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ü ÑÔÐ × Ó ÒÓÒ1 ×ØÖ Ø Ð Ô× Ù ÓÔÓÐÝ ÓÒ× Ò Ó ÒÓÒ× ØÖ Ø Ð Ô× Ù ÓÚ × Ð ØÝ Ö Ô × ËØÖ1⁄4¿ o o ËÇÍÊ Ë Æ Ê Ä Ì Å Ì ÊÁ Ä ÍÊÌ À Ê Ê ÁÆ ÄË · ÓÑ ÔÖ Ò× Ú ÓÙÒØ Ó ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ø ÓÖÝ ̧ Ò ÐÙ Ò Ö Ø Ñ ÒÝ Ö Ö Ò × ÑÓ× Ø Ö Ö Ò × ÒÓØ Ú Ò ÜÔÐ ØÐÝ Ò Ø × ÔØ Ö Ò ØÖ Ø ÖÓÙ Ø × ÓÓ o Ò ÒØÖ Ó Ù Ø ÓÒ ØÓ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ ̧ Ó Ù× Ò ÓÒ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò Ø Ö Ð ÓÖ Ø Ñ×o È 1⁄2̧ È ¿ ÌÛÓ × ÙÖÚ Ý× ÓÒ Ð ÐÓÛ Ð × ÕÙ Ò × Ò ÓÖ Ö ØÝÔ × Ò Ø Ö ÓÑÔÐ Ü ØÝ o ÖÙ 3⁄4 Ñ ÓÒÓ Ö Ô ÓÒ ÔÐ Ò Ö ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò Ø Ö Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ× ̧ Û Ø Ü1 ÐÐ ÒØ ÔÖÓ Ð Ñ× ́Ñ ÒÝ ×Ø ÐÐ ÙÒ×ÓÐ Ú μ Ò Ú ÖÝ ÓÑ ÔÐ Ø Ð Ó Ö Ô ÝÙ ÔØ Ó1⁄2 3⁄4 o Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö 1⁄2 Ò Ø ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× ÔØ Ö À ÐÐ Ý1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ× Ò ÓÑ ØÖ ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× © 2004 by Chapman & Hall/CRC 123
1⁄23⁄4 Âo o ÓÓ Ñ Ò ÔØ Ö ÇÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × ÔØ Ö ÓÑ ØÖÝ Ò ØÓÔ ÓÐÓ Ý Ó Ô ÓÐÝ ÓÒ Ð Ð Ò × ÔØ Ö 3⁄4 ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ÔØ Ö ¿¿ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ö Ð Ð Ö ÓÑ ØÖÝ Ê Ê Æ Ë Ë1⁄43⁄4 È oÃo ÖÛ Ð Ò Åo Ë Ö Öo È× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ù Ð ØÝ̧ Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ Ò ÔÔÐ 1 Ø ÓÒ ×o ÈÖÓ o 1⁄2¿Ø ÒÒÙo Å1 ËÁ Å ËÝ ÑÔÓ× o × Öo Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4̧ Ô × 1⁄2ß 1⁄4o Ã1⁄41⁄2 Ço ÓÐÞ Ö̧ o ÙÖ Ò ÑÑ Ö̧ Ò Ào ÃÖ ×× Öo ÒÙÑ Ö Ø Ò ÓÖ Ö ØÝÔ × ÓÖ ×Ñ ÐÐ ÔÓ ÒØ × Ø×̧ Û Ø ÔÔÐ Ø ÓÒ×o ÈÖ Ó o 1⁄2 Ø ÒÒÙo Å ËÝ ÑÔÓ× o ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2̧ Ô × 1⁄21⁄2ß1⁄2 o Ë Ð×Ó ØØÔ »»ÛÛÛo ×oÌÍ Ö Þo Ø» »Ó »ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ×»ÓÖ ÖØÝÔ ×o ØÑÐo Åo Ò Ö Ò oÅo Ð Öo È ÖÓÓ × ÖÓÑ ÌÀ ÇÇ Ã̧ 3⁄4Ò o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ À 1 Ð Ö ̧ 1⁄2 o È 1⁄2 Åo ÖÒ̧ o ÔÔ ×Ø Ò̧ È o ÈÐ ××Ñ ÒÒ̧ Ò o Óo ÀÓÖ ÞÓÒ Ø ÓÖ Ñ× ÓÖ Ð Ò × Ò ÔÓÐÝ ÓÒ ×o ÁÒ Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ Êo ÈÓÐÐ ̧ Ò Ïo ËØ Ö̧ ØÓÖ×̧ × Ö Ø Ò ÓÑ1 ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ È Ô Ö× ÖÓÑ Ø ÁÅ Ë ËÔ Ð Ö̧ Ô × ß ̧ ÚÓÐÙÑ Ó ÁÅ Ë Ë Ö × Ò × Ö Ø Å Ø o Ò Ì ÓÖo ÓÑÔÙØo Ë o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 1⁄2o ÄË · o ÓÖÒ Ö̧ Åo Ä × Î Ö Ò ×̧ o Ë ØÙÖÑ Ð×̧ Æo Ï Ø ̧ Ò oÅo Ð Öo ÇÖ ÒØ Å ØÖÓ ×̧ 3⁄4Ò o ÎÓÐÙ Ñ Ó Ò Ý ÐÓÔ Ó Å Ø Ñ Ø ×o Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 o ÃÄÊ Âo Ó ÓÛ× ̧ Ío ÃÓÖØ Ò ÑÔ̧ o Ä « ÐÐ ̧ Ò Âo Ê Ø Ö1 ÖØo Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ó ÒÓÒ 1×ØÖ Ø Ð Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò Ö Ð Ø Ô ÖÓÔ ÖØ ×o ÁÒ ÔÖ Ô Ö Ø ÓÒo È Âo Ó ÓÛ× Ò Ìo È × Ò× o ÇÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ò ÓÑ ÔÐ Ø Ö Ô Ñ Ò × ÓÒ ×ÙÖ ×o Å ÒÙ× Ö ÔØo ÊË Âo Ó ÓÛ× ̧ Âo 1È o ÊÓÙ Ò «̧ Ò Ì o1Ão ËØÖ ÑÔ Ðo ÐÐ ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ× Ó Ø ÔÖÓ Ø Ú ÔÐ Ò Û Ø È ØÖ ÔÓÐÝ ÓÒ× Ó ÓÒ ×Ø ÒØ Ð Ò Ø o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 1⁄2 ¿ ß¿ 3⁄4̧ 1⁄2 o Ë Âo Ó ÓÛ× Ò o ËØÙ ÖÑ Ð×o Ò Ò¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó Ñ Ò ÓÖ1Ñ Ò Ñ Ð ÒÓÒ Ö Ð Þ Ð ¿1 ÖÓØÓÔ ×o Å Ø o Ø× Ö Ø̧ 3⁄41⁄41⁄4 ¿ß ̧ 1⁄2 o Ë Âo Ó ÓÛ× Ò o ËØÙ ÖÑ Ð×o ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ËÝÒØ Ø ÓÑ Ø ÖÝo Î ÓÐÙÑ 1⁄2¿ Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò Å Ø o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ À Ð Ö ̧ 1⁄2 o ÃÈË 1⁄41⁄2 Ào ÖÓÒÒ Ñ ÒÒ̧ Äo Ã ØØÒ Ö̧ Åo ÈÓ ÓÐ ̧ Ò Âo ËÒÓ Ý Ò o ÒÙÑ Ö Ø Ò Ò ÓÙÒØ Ò Ô× Ù Ó1ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Û Ø Ø Ö Ý ­ Ô Ð ÓÖ Ø Ño 3⁄41⁄41⁄41⁄2̧ Ñ ÒÙ× Ö ÔØo Ò Êo Âo Ò Ño Ø ÓÖ Ñ ÓÒ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ð Ò × Ò Ø ÔÐ Ò o Á×Ö Ð Å Ø o Âo̧ ¿ ¿ß ¿ ̧ 1⁄2 o 3⁄4 o Þ ÐÐ Ò Ào Ð× ÖÙÒ Ò Öo Ò ÓÔØ Ñ Ð Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ÒØ Ö× Ø Ò Ð Ò × Ñ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò o Âo ××Ó o ÓÑÔÙØo Å o̧ ¿ 1⁄2ß ̧ 1⁄2 3⁄4o · 1⁄4 Ão Ð Ö ×ÓÒ̧ Ào Ð× ÖÙ ÒÒ Ö̧ Äo Ù ×̧ Åo Ë Ö Ö̧ Ò o Ï ÐÞÐo ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÑÔ Ð Ü ØÝ ÓÙÒ × ÓÖ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ÙÖÚ × Ò ×Ô Ö ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ ß1⁄2 1⁄4̧ 1⁄2 1⁄4o Ê1⁄4¿ Êo ÓÒÒ ÐÐ Ý̧ o o Ñ Ò ̧ Ò o ÊÓØ o ËØÖ Ø Ò Ò Ô ÓÐÝ ÓÒ Ð Ö × Ò ÓÒÚ Ü 1 Ý Ò ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Ý Ð ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ ¿1⁄4 3⁄41⁄4 ß3⁄4¿ ̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 124
ÔØ Ö È× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× 1⁄23⁄4 ÓÖ ¿ Êo ÓÖ ÓÚ Ðo ÇÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ò ÓÑ ØÖ ×ÓÖØ Ò o Ò o Å Ø o ÙÐ Ðo̧ 3⁄4 ¿ 1⁄2ß ¿ ̧ 1⁄2 ¿o Ë ¿ Âo × Ñ Ò oÌo Ë ÛÝ Öo Ì Ö Ü ×Ø Ò 1⁄2¿ ÓÖ Ò ÖÝ ÔÓ ÒØ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2 ß3⁄41⁄43⁄4̧ 1⁄2 ¿o Áo Ë ÐÚ Ò Ão Ù Ù o Á×ÓÐ Ø Ò ÔÓ ÒØ× Ý Ð Ò × Ò Ø ÔÐ Ò o Âo ÓÑ o̧ 3⁄4 ß ̧ 1⁄2 o È Ìo Ý Ò Âo È o ÜØÖ Ñ Ð ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÖ ÓÑ ØÖ ÝÔ Ö Ö Ô ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2 ¿ß ̧ 1⁄2 o Ào Ð× ÖÙÒ Ò Öo Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÑ Ø ÖÝo ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o Ào Ð× ÖÙÒ Ò Ö Ò Äo o Ù ×o Ì ÓÔ ÓÐÓ ÐÐÝ ×Û Ô Ò Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØo Âo ÓÑÔÙØo ËÝ ×Ø Ñ Ë o̧ ¿ 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 ÓÖÖ Ò ÙÑ 3⁄4 3⁄4 ß3⁄4 1⁄2̧ 1⁄2 1⁄2o ÇË Ào Ð× ÖÙÒ Ò Ö̧ Âo Ç3Ê ÓÙÖ ̧ Ò Êo Ë Ðo ÓÒרÖÙ Ø Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ð Ò × Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò × Û Ø ÔÔÐ Ø ÓÒ ×o ËÁ Å Âo ÓÑÔÙØo̧ 1⁄2 ¿ 1⁄2ß¿ ¿̧ 1⁄2 o ËË ¿ Ào Ð× ÖÙ ÒÒ Ö̧ Êo Ë Ð̧ Ò Åo Ë Ö Öo ÇÒ Ø ÞÓÒ Ø ÓÖ Ñ ÓÖ ÝÔ ÖÔÐ Ò Ö1 Ö Ò Ñ ÒØ× o ËÁ Å Âo ÓÑ ÔÙ Øo̧ 3⁄43⁄4 1⁄2 ß 3⁄4 ̧ 1⁄2 ¿o Ï Ào Ð× ÖÙ ÒÒ Ö Ò o Ï Ð ÞÐo ÇÒ Ø Ñ Ü Ñ Ð ÒÙÑ Ö Ó × Ó Ñ ÒÝ × Ò Ö Ò Ñ ÒØ×o Âo ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ì o Ë Öo ̧ 1⁄2 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ð Ëo Ð×Ò Öo ÇÒ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ô× Ù ÓÐ Ò ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o ÀÆË 1⁄41⁄4 Ëo Ð×Ò Ö̧ o ÀÙÖØ Ó̧ Åo ÆÓÝ ̧ Ò Áo ËØÖ ÒÙo À Ñ ÐØÓÒ ØÝ Ò ÓÐÓÖ Ò × Ó Ö1 Ö Ò Ñ ÒØ Ö Ô ×o ÈÖÓ o 1⁄21⁄2Ø ÒÒ Ùo Å1 ËÁ Å ËÝ ÑÔÓ× o × Ö Ø Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4̧ Ô × 1⁄2 ß1⁄2 o à Ëo Ð×Ò Ö Ò Ão ÃÖ Ðo ÌÖ Ò Ð × Ò Ù Ð Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄43⁄4 3⁄4 ß ¿ ̧ 1⁄2 o Ï1⁄41⁄2 Ëo Ð×Ò Ö Ò Ào Ï Ðo ËÛ Ô×̧ ÖÖ Ò Ñ ÒØ×̧ Ò × ÒÓØÓÔ ×o × Ö Ø Ô ÔÐo Å Ø o̧ 1⁄21⁄4 ß ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ò Äo Ò× o ÀÓÑ Ô Ó ÇÖ ÒØ Å ØÖÓ ×o ØØÔ »»ÛÛÛoÓÑoÑ Ø o Ø Þo o Ê o ÓÖ Ò Â oÄo Ê Ñ Ö Þ Ð ÓÒ× Òo ËØÖ Ø Ð Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò Ø Ö Ð ÔÖÓ Ø Ú ÔÐ Ò o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄41⁄4 1⁄2 ß1⁄2 1⁄2̧ 1⁄2 o Ê1⁄41⁄2 o ÓÖ Ò Âo Äo Ê Ñ Ö Þ Ð ÓÒ× Òo ÇÒ ÓÙ ÒØ Ò Ø 1 ÐÐ× Ó Ý Ð ÖÖ Ò 1 Ñ ÒØ×o ÙÖÓ Ô Ò Âo ÓÑ Òo̧ 3⁄43⁄4 ¿1⁄4 ß¿1⁄23⁄4̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o ÓÓ 1⁄4 Âo o ÓÓ Ñ Òo ÈÖÓ Ó Ó ÓÒ ØÙÖ Ó ÙÖÖ̧ ÖÙÒ ÙŅ̃ Ò ËÐÓ Ò o × Ö Ø Å Ø o̧ ¿3⁄4 3⁄4 ß¿ ̧ 1⁄2 1⁄4o È 1⁄4 Âo o ÓÓ Ñ Ò Ò Êo ÈÓÐÐ o ÇÒ Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ó ÒÓÒ Ò Ö Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ò Ø ÔÐ Ò o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 3⁄4 3⁄43⁄41⁄4ß3⁄4¿ ̧ 1⁄2 1⁄4o È 1⁄4 Âo o ÓÓ Ñ Ò Ò Êo ÈÓÐ Ð oÈ Ö Ó Ó Ó Ö ÙÒ ÙÑ 3× ÓÒ ØÙÖ ÓÒ Ø ×ØÖ Ø Ð ØÝ Ó ÖØ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ô× Ù ÓÐ Ò ×o Âo ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 3⁄4 ¿ ß¿ 1⁄4̧ 1⁄2 1⁄4o È 1⁄2 Âo o ÓÓ Ñ Ò Ò Êo ÈÓÐÐ o ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ô Ö×Ô Ø Ú ÓÒ ×ÓÑ ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ÓÑ ØÖÝo ÓÒ Ö ××Ù× ÆÙÑ Ö ÒØ ÙŅ̃ ¿3⁄4 ¿ ¿ß¿ ̧ 1⁄2 1⁄2o È 1⁄2 Âo o ÓÓ Ñ Ò Ò Êo ÈÓÐÐ o Ì Ö ÔÓ ÒØ× Ó ÒÓØ Ø ÖÑ Ò ́Ô× Ù Ó1μ ÔÐ Ò o Âo ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ ¿1⁄2 3⁄41⁄2 ß3⁄41⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄2o È 3⁄4 Âo o ÓÓ Ñ Ò Ò Êo ÈÓÐ Ð o À ÐÐ Ý1ØÝ Ô Ø ÓÖ Ñ× ÓÖ Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò È 3⁄4 o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ ¿3⁄4 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 3⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 125
1⁄23⁄4 Âo o ÓÓ Ñ Ò È 3⁄4 Âo o ÓÓ Ñ Ò Ò Êo ÈÓÐ Ð o Ø ÓÖ Ñ Ó ÓÖ Ö Ù Ð ØÝ o ÓÑo Ø ̧ 1⁄23⁄4 ¿ß ̧ 1⁄2 3⁄4o È ¿ Âo o ÓÓ Ñ Ò Ò Êo ÈÓÐÐ o ÅÙ ÐØ Ñ Ò× ÓÒ Ð ×ÓÖØ Ò o ËÁ Å Âo ÓÑÔÙØ Ò ̧ 1⁄23⁄4 ß 1⁄4¿̧ 1⁄2 ¿o È Âo o ÓÓ Ñ Ò Ò Êo ÈÓÐ Ð o Ë Ñ ×Ô × Ó ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ×̧ ÐÐ ÓÑ ÔÐ Ü × Ó Ö1 Ö Ò Ñ ÒØ ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ ¿ 3⁄4 ß3⁄4 ¿̧ 1⁄2 o È Âo o ÓÓ Ñ Ò Ò Êo ÈÓÐ Ð o ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ú Ö× ÓÒ Ó Ø ×ÓØÓÔÝ ÓÒ ØÙÖ o ÁÒ Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ o ÄÙ ØÛ ̧ Âo Å Ð Ú Ø ̧ Ò Êo ÈÓÐ Ð ̧ ØÓÖ×̧ × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ Ò ÓÒÚ Ü ØÝ̧ Ô × 1⁄23⁄4ß1⁄2 ̧ ÚÓÐ ÙÑ 1⁄4 Ó ÒÒo Æ Û ÓÖ o Ë o̧ 1⁄2 o È Âo o ÓÓ Ñ Ò Ò Êo ÈÓÐ Ð o ÈÓÐÝ ÒÓÑ Ð Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × ÖÖ Ò Ñ ÒØ×o ÓÑ Ño ÈÙÖ ÔÔÐ Å Ø o̧ ¿ 3⁄4 ß ¿3⁄4̧ 1⁄2 o È 1⁄2 Âo o ÓÓ Ñ Ò Ò Êo ÈÓÐÐ o Ì ÓÑÔ Ð Ü ØÝ Ó ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×o × Ö Ø ÔÔ Ðo Å Ø o̧ ¿1⁄2 1⁄2 ß1⁄2 1⁄4̧ 1⁄2 1⁄2o È ¿ Âo o ÓÓ Ñ Ò Ò Êo ÈÓÐ Ð o ÐÐ ÓÛ Ð × ÕÙ Ò × Ò ÓÖ Ö ØÝÔ × Ò × Ö Ø Ò ÓÑÔ ÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ oÁ Ò oÈ ̧ ØÓÖ̧ Æ Û ÌÖ Ò × Ò × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ 1 Ø ÓÒ Ð ÓÑ Ø ÖÝ̧ Ô × 1⁄21⁄4¿ß1⁄2¿ ̧ ÚÓÐÙÑ 1⁄21⁄4 Ó Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÑ Òo̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò»À Ð Ö ̧ 1⁄2 ¿o ÈË Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ Êo ÈÓÐÐ ̧ Ò o Ë ØÙÖÑ Ð×o ÓÓÖ Ò Ø Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó ÓÖ Ö ØÝÔ × Ö ÕÙ Ö × ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð ×ØÓÖ o ÈÖÓ o 3⁄41⁄2 ר ÒÒÙo Å ËÝÑÔÓ×o Ì ÓÖÝ ÓÑÔÙØo̧ Ë ØØÐ 1⁄2 ̧ 1⁄4 ß 1⁄21⁄4o ÈÏ Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ Êo ÈÓÐÐ ̧ Ò Êo Ï Ò Öo Ì Ö Ö ÙÒ ÓÙ ÒØ ÐÝ Ñ ÒÝ ÙÒ Ú Ö× Ð ØÓÔÓÐÓ Ð ÔÐ Ò ×o ÓÑo Ø ̧ 1⁄2 ß1⁄2 3⁄4̧ 1⁄2 o ÈÏ Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ Êo ÈÓÐÐ ̧ Êo Ï Ò Ö̧ Ò Ìo Ñ¬Ö × Ùo ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò ØÓÔÓ1 ÐÓ Ð ÔÐ Ò ×o Ñ Öo Å Ø o ÅÓ ÒØ ÐÝ̧ 1⁄21⁄41⁄2 ß ̧ 1⁄2 o ÖÙ o ÖÙÒ ÙÑo Ì ÑÔÓÖØ Ò Ó Ò ×ØÖ Øo ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄23⁄4Ø ÒÒÙ Ð ÁÒØ ÖÒo Ë Ñ1 Ò Ö Ó Ø Ò Ò Å Ø o ÓÒ Ö ×× ́Î Ò ÓÙÚ Ö̧ 1⁄2 μ̧ Ô × 3⁄4 ¿ß3⁄4 ̧ 1⁄2 1⁄4o ÖÙ 3⁄4 o ÖÙÒ ÙÑo ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò ËÔÖ ×o Î ÓÐ ÙÑ 1⁄21⁄4 Ó ÅË Ê ÓÒ Ð ÓÒ o Ë Öo Ò Å Ø o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 3⁄4o Ë ¿ Äo Ù × Ò Åo Ë Ö Öo ÓÑ Ò ØÓÖ × Ò Ð ÓÖ Ø Ñ× Ó ÖÖ Ò Ñ ÒØ × oÁ Ò oÈ ̧ ØÓÖ̧ Æ Û Ì Ö Ò × Ò × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ Ø ÖÝ̧ Ô × ß¿ ̧ ÚÓÐ ÙÑ 1⁄21⁄4 Ó Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÑ Òo ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò»À Ð Ö ̧ 1⁄2 ¿o À Ö Ào À Ö ÓÖØ o ËÓÑ × ÑÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × Û Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ØÖ Ò Ð ×o ÁÒ Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ o ÄÙ ØÛ ̧ Âo Å Ð Ú Ø ̧ Ò Êo ÈÓÐÐ ̧ ØÓÖ×̧ × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ Ò ÓÒÚ Ü ØÝ̧ Ô × ¿1⁄2ß¿¿̧ ÚÓÐÙÑ 1⁄4 Ó ÒÒo Æ Û ÓÖ o Ë o̧1⁄2 o À Ö ¿ o À ÖÞ ÖÙ o ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ð Ò × Ò Ð Ö ×ÙÖ ×o ÁÒ Åo ÖØ Ò Ò Âo Ì Ø ̧ ØÓÖ×̧ Ö Ø Ñ Ø Ò ÓÑ ØÖÝ̧Ú ÓÐÙ Ñ 3⁄4̧ Ô × 1⁄21⁄2¿ß1⁄2 1⁄4o Ö Ù× Ö̧ ÓרÓÒ̧ 1⁄2 ¿o Â Ñ Êo o Â Ñ ×ÓÒ o ×Ù ÖÚ Ý Ó Ø ×Ð ÓÔ ÔÖÓ Ð Ño ÁÒ Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ o ÄÙØÛ ̧ Âo Å Ð 1 Ú Ø ̧ Ò Êo ÈÓÐ Ð ̧ ØÓÖ×̧ × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ Ò ÓÒÚ Ü ØÝ̧ Ô × ¿ ß 1⁄2̧ ÚÓÐÙÑ 1⁄4 Ó ÒÒo Æ Û ÓÖ o Ë o̧ 1⁄2 o ÃÃÅ · 1⁄4¿ Äo Ã ØØÒ Ö̧ o Ã Ö Ô ØÖ ̧ o Å ÒØÐ Ö̧ Âo ËÒÓ Ý Ò ̧ o ËÔ Ñ ÒÒ̧ Ò o Ì Ù o Ì Ø Ö ÓÙÒ × ÓÖ Ô× Ù Ó1ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó ÔÓ ÒØ×o ÓÑÔÙØo ÓÑo Ì ÓÖÝ Ô ÔÐo̧ 3⁄4 ¿ß1⁄23⁄4̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o ÃÒÙ 3⁄4 o o ÃÒÙ Ø o Ü ÓÑ× Ò ÀÙÐÐ×o Î ÓÐ ÙÑ 1⁄4 Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò ÓÑÔÙØo Ë o ËÔÖ Ò Ö1 Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò»À Ð Ö ̧ 1⁄2 3⁄4o Ä Ú3⁄4 o Ä Ú o Ì ÐÙÒ Ö ÔÖÓ Ø Ú Ò Ò ÙÖ Ö Ó Ö È× Ù Ó Ö o Öo Å Ø o1È Ý×o ÃÐo Ë ×o o Ï ×× o̧ 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 3⁄4 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 126
ÔØ Ö È× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× 1⁄23⁄4 ÄÊË o Ä Ù ̧ Âo 1È o ÊÓÙ Ò «̧ Ò o ËØÙ ÖÑ Ð×o ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ð Ò × Ò Ô× Ù ÓÐ Ò × Û Ø ÓÙØ ÒØ ØÖ Ò Ð ×o Âo ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 1⁄4 3⁄4 ß¿3⁄4̧ 1⁄2 o ÄÓÑ 1⁄4 Ào ÄÓÑ Ö o ÆÙÐÐר ÐÐ Ò× ØÞ Ö Ð « Ø Ø Ú Ö ÒØ ×o o Êo o Ë o È Ö × Ë Öo Á̧ ¿1⁄21⁄4 ¿ ß 1⁄4̧ 1⁄2 1⁄4o Å Ö ¿ Æo Å ÖØ Ò ÓÚo Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ó ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ý Ø ÒÙÑ Ö Ó Ø Ö Ð Ð×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ ¿ ß ̧ 1⁄2 ¿o Å Ø 1⁄2 Âo Å ØÓÙ × o ÄÓÛ Ö ÓÙÒ × ÓÒ Ø Ð Ò Ø Ó Ñ ÓÒÓØÓÒ Ô Ø × Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 1⁄23⁄4 ß1⁄2¿ ̧ 1⁄2 1⁄2o ÅÒ Æo o ÅÒ Úo ÇÒ Ñ Ò ÓÐ × Ó ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ØÝÔ × Ó ÔÖÓ Ø Ú ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ò ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝ Ö o ËÓÚ Ø Å Ø o Ó Ðo̧ ¿3⁄4 ¿¿ ß¿¿ ̧ 1⁄2 o ÅÒ Æo o ÅÒ Úo Ì ÙÒ Ú Ö× Ð ØÝ Ø ÓÖ Ñ× ÓÒ Ø Ð ×× ¬ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ Ó ÓÒ¬ ÙÖ 1 Ø ÓÒ Ú Ö Ø × Ò ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝØÓÔ × Ú Ö Ø ×o ÁÒ Ço o Î ÖÓ̧ ØÓÖ̧ Ì ÓÔÓÐÓ Ý Ò ÓÑ ØÖÝ ÊÓ Ð Ò Ë Ñ Ò Ö̧ Ô × 3⁄4 ß ̧ ÚÓÐ ÙÑ 1⁄2¿ Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò Å Ø o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o ÆÝ Ñ1⁄41⁄2 Ão ÆÝÑ Òo ÒÙÑ Ö Ø ÓÒ Ò ÓÑ ØÖ Ä ØØ × Ò Ø ËÝÑÑ ØÖ ÖÓÙÔo È o o Ì 1 × ×̧ ÓÖÒ ÐÐ ÍÒ Ú Ö× ØÝ ̧ ÁØ ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o ÇË Âo Ç3Ê ÓÙÖ Ò Áo ËØÖ ÒÙo È× Ù Ó1Ú × Ð ØÝ Ö Ô × Ò Ô× Ù Ó1ÔÓÐÝ ÓÒ× È ÖØ ÁÁo ÈÖ ÔÖ ÒØ̧ ËÑ Ø ÓÐÐ ̧ 1⁄2 o ÈÈ1⁄41⁄2 Âo È Ò Êo È Ò × o ÇÒ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ð Ò Ð Ò ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄4 1⁄21⁄2ß 3⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o È Ò1⁄4¿ Êo È Ò × o Ä Ò × Û Ø Ñ ÒÝ ÔÓ ÒØ× ÓÒ ÓØ × ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ ¿1⁄4 1⁄2 ß ¿ ̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o ÈÎ Åo ÈÓ ÓÐ Ò o Î Ø Öo ÇÖ Ö ØÝÔ × Ò Ú × Ð ØÝ ØÝÔ × Ó ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ó × Ó ÒØ ÓÒÚ Ü ÔÐ Ò × Ø×o ÜØ Ò ×ØÖ Ø̧ Ì o Ê Ô ÓÖØ 1 ̧ Ä Óo 3ÁÒ o Ð3 ÆȨ̈ È Ö ×̧ 1⁄2 o ÈÎ Åo ÈÓ ÓÐ Ò o Î Ø Öo È× Ù Ó1ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ì ÓÖÝ Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ ×o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄23⁄4Ø ÒÒ Ùo Å ËÝ ÑÔÓ× o ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 1⁄2 ̧ Ô × 3⁄4 1⁄2ß¿1⁄41⁄4o ÈÓ 1⁄2 ÃoÈ oÈ Ó o ÒØ× ÙÒ ×Ñ Ø Ó Ò ÞÙÖ Ê Ð × Ö Ö Ø ÓÖ ÒØ ÖØ Ö Å ØÖÓ o ÔÐ Ó1 Ñ Ö Ø̧ ÌÀ ÖÑ ×Ø Ø̧ 1⁄2 1⁄2o ÊÌ1⁄4¿ Êo Ê Ó Ò o ÌÓØ o ÅÓÒ ÓØÓÒ Ô Ø × Ò Ð Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ×o ÓÑÔÙØo ÓÑo Ì ÓÖÝ Ô ÔÐo̧ 3⁄4 1⁄23⁄4 ß1⁄2¿ ̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o ÊÊËË1⁄41⁄2 o Ê Ò ÐÐ̧ o ÊÓØ ̧ o Ë ÒØÓ×̧ Ò Âo ËÒÓ Ý Ò o ÓÙ ÒØ Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ò Ô× Ù1 ÓØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Û Ð×o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄2¿Ø ÒÒÙo Ò o ÓÒ o ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2̧ Ô × 1⁄2 ß1⁄2 3⁄4o Ê Âo Ê Ø Öo ÃÓÑ Ò ØÓÖ × Ê Ð × Ö Ö Ø× Ö Ø Ö Ò ÙÖ ÓÖ ÒØ ÖØ Å ØÖÓ o Å ØØo Å Ø o Ë Ño Ò̧ 1⁄2 1⁄2ß1⁄21⁄23⁄4̧ 1⁄2 o Ê Âo Ê Ø Ö1 ÖØo Ê Ð Þ Ø ÓÒ ËÔ × Ó ÈÓÐÝ ØÓ Ô ×o Î ÓÐÙ Ñ 1⁄2 ¿ Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò Å Ø o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò»À Ð Ö ̧ 1⁄2 o Ê Âo Ê Ø Ö1 ÖØo ÌÛÓ Ò Ø Ö ×Ø Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ×o Ó ÙÑ ÒØ Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄2¿ ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ê Âo Ê Ø Ö1 ÖØ Ò oÅo Ð Öo Ê Ð Þ Ø ÓÒ ×Ô × Ó 1Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ö ÙÒ Ú Ö× Ðo ÙÐ Ðo Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄4¿ß 1⁄23⁄4̧ 1⁄2 o Ê Ò o Ê Ò Ðo Ì ÐÙÒ Ò Ö Ò ÙÖ Ö Ò Ó Ö ØÓÔÓÐÓ × Ö Òo Å Ø o o̧ ß1⁄21⁄43⁄4̧ 1⁄2 o Ê Ò o Ê Ò Ðo Í Ö Ö Ò Ò ÐÐ Ñ Ò Ö Ä o Ð Ño Å Ø o̧ 1⁄23⁄4 ß 3⁄4̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 127
1⁄23⁄4 Âo o ÓÓ Ñ Ò ÊÓÙ Âo 1È o ÊÓÙ Ò «o ÉÙ Ö Ð Ø Ö Ð× Ò Ô ÒØ ÓÒ× Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ð Ò ×o ÓÑo 1 Ø ̧ 3⁄4¿ 3⁄43⁄41⁄2ß3⁄43⁄4 ̧ 1⁄2 o ÊÓÙ Âo 1È o ÊÓÙ Ò «o ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ð Ò × Û Ø Ñ Ò Ñ Ð ÒÙÑ Ö Ó ØÖ Ò Ð × Ö × ÑÔÐ o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ Ø ÖÝ̧ ¿ ß1⁄21⁄43⁄4̧ 1⁄2 o ÊÓÙ Âo 1È o ÊÓÙ Ò «o ÌÚ Ö Ö 1ØÝ Ô Ø ÓÖ Ñ× ÓÖ Ô× Ù Ó ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò o ÙÖÓ Ô Ò Âo ÓÑ Òo̧ 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o ÊÓÙ Âo 1È o ÊÓÙ Ò «o Ì Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ØÖ Ò Ð × Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ́Ô× Ù Ó1μ Ð Ò ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ ß ̧ 1⁄2 o ÊË Âo 1È o ÊÓÙ Ò « Ò o Ë ØÙÖÑ Ð×o Ë ÑÔÐ Ð ÐÐ× Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò ÑÙØ Ø ÓÒ× Ó ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ×o ÓÑo Ø ̧ 3⁄4 1⁄2 ¿ß1⁄2 1⁄4̧ 1⁄2 o Ë È o Ë Ð ÑÓÒ Ò È o Ö Ó×o Ì ×ÓÐÙ Ø ÓÒ ØÓ ÔÖÓ Ð Ñ Ó ÖÙÒ ÙÑo Ò o Å Ø o ÙÐ Ðo̧ ¿1⁄2 1⁄23⁄4 ß1⁄2¿ ̧ 1⁄2 o Ë Ë1⁄4¿ Åo Ë Ö Ö Ò Ëo Ë ÑÓÖÓ Ò× Ýo ÜØÖ Ñ Ð ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ò Ð Ú Ð× Ò Ô× Ù ÓÐ Ò Ö1 Ö Ò Ñ ÒØ×o ÁÒ ÈÖÓ o ÏÓÖ × ÓÔ Ø Ë ØÖÙ Øo Ð Ó Öo̧Ç Ø ØÛ ̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o Ë Ó 1⁄2 È o Ë ÓÖo ËØÖ Ø Ð ØÝ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × × ÆÈ1 Ö o ÁÒ È o Ö ØÞÑ ÒÒ Ò o ËØÙ ÖÑ Ð×̧ ØÓÖ×̧ ÔÔÐ ÓÑ ØÖÝ Ò × Ö Ø Å Ø Ñ Ø × Ì Î ØÓÖ ÃÐ ×Ø× Ö Ø̧ Ô × ¿1⁄2ß ̧ ÚÓÐ ÙÑ Ó ÁÅ Ë Ë Ö × Ò × Ö Ø Å Ø o Ò Ì ÓÖo ÓÑÔÙØo Ë o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 1⁄2o ËÀ 1⁄2 Âo ËÒÓ Ý Ò Ò Âo À Ö× Ö Öo ËÛ Ô Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ÙÖÚ ×o ÁÒ Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ Êo ÈÓÐ Ð ̧ Ò Ïo ËØ Ö̧ ØÓÖ×̧ × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ È Ô Ö× ÖÓÑ Ø ÁÅ Ë ËÔ Ð Ö̧ Ô × ¿1⁄4 ß¿ ̧ ÚÓÐ ÙÑ Ó ÁÅ Ë Ë Ö × Ò ×1 Ö Ø Å Ø o Ò Ì ÓÖo ÓÑÔÙØo Ë o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 1⁄2o ËØ ÊoÈ o ËØ ÒÐ Ýo ÇÒ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ö Ù ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ× Ó Ð Ñ ÒØ× Ó ÓÜ Ø Ö ÖÓÙÔ ×o ÙÖÓ Ô Ò Âo ÓÑ Òo̧ ¿ ß¿ 3⁄4̧ 1⁄2 o ËË Ïo ËØ Ö Ò Áo ËØÖ ÒÙo Ô× Ù Ó1 Ð ÓÖ Ø Ñ × Ô Ö Ø ÓÒ Ó Ð Ò × ÖÓÑ Ô× Ù Ó1Ð Ò ×o ÈÖÓ o Ø ÒÒÙo Ò o ÓÒ o ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 1⁄2 ̧ Ô × ß1⁄21⁄2o ËØÖ Áo ËØÖ ÒÙo Ð Ùר Ö× Ó ×Ø Ö×o ÈÖÓ o 1⁄2¿Ø ÒÒ Ùo Å ËÝ ÑÔÓ× o ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2 ̧ Ô × ¿ ß 1⁄2o Ë ØÖ1⁄4¿ Áo ËØÖ ÒÙo ÆÓÒ1×ØÖ Ø Ð Ô× Ù Ó1Ú × Ð ØÝ Ö Ô ×o ÓÑÔÙØo ÓÑo Ì ÓÖÝ Ô ÔÐo̧ 3⁄41⁄41⁄4¿̧ ØÓ ÔÔ Öo Ë ØÖ1⁄41⁄4 Áo ËØÖ ÒÙo ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÔÔ ÖÓ ØÓ ÔÐ Ò Ö Ò ÓÒ1 ÓÐÐ Ò ÖÓ ÓØ ÖÑ ÑÓØ ÓÒ ÔÐ Ò1 Ò Ò o ÈÖÓ o 1⁄2ר ÒÒ Ùo Á ËÝÑÔÓ×o ÓÙÒ o ÓÑÔÙØo Ë o̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4̧ Ô × ¿ß ¿o ËØÖ Ìo Ë ØÖÓÑÑ Öo ÌÖ Ò Ð × Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ð Ò ×o Âo ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 3⁄4¿ ¿1⁄2 ß¿3⁄41⁄4̧ 1⁄2 o ËÙÚ È o ËÙ ÚÓÖÓÚ o Á×ÓØÓÔ ÙØ ÒÓØ Ö ÐÝ ×ÓØÓÔ ÔÐ Ò ×Ý ×Ø Ñ× Ó ×ØÖ Ø Ð Ò ×o ÁÒ ÌÓÔÓÐ Ó Ý Ò ÓÑ ØÖÝ ÊÓ Ð Ò Ë Ñ Ò Ö̧ Ço o Î ÖÓ̧ ØÓÖ̧ Î ÓÐÙ Ñ 1⁄2¿ Ó Ä ØÙÖ Æ Ó Ø× Ò Å Ø o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ À Ð Ö ̧ 1⁄2 ̧ Ô × ß o ËÞ Äo o ËÞ ÐÝo ÖÓ×× Ò ÒÙÑ Ö× Ò Ö Ö Ó× ÔÖÓ Ð Ñ× Ò × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ o ÓÑ1 Òo ÈÖÓ o ÓÑÔÙØo̧ ¿ ¿ß¿ ̧ 1⁄2 o ËÌ ¿ o ËÞ Ñ Ö Ò ÏoÌo Ì ÖÓØØ Ö̧ ÂÖo ÜØÖ Ñ Ð ÔÖÓ Ð Ñ× Ò × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ o ÓÑ 1 Ò ØÓÖ ̧ ¿ ¿ 1⁄2ß¿ 3⁄4̧ 1⁄2 ¿o ÌÌ Ào Ì Ñ Ò Ìo ÌÓ ÙÝ Ñ o Ö Ø Ö Þ Ø ÓÒ Ó ÔÐ Ò Ö Ö Ô × Ý Ô× Ù Ó1Ð Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ×o ÁÒ ÈÖÓ o Ø ÒÒÙo ÁÒØ ÖÒ Øo ËÝÑÔÓ×o Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÑÔÙØo Î ÓÐÙ Ñ 1⁄2¿ 1⁄4 Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò ÓÑÔÙØo Ë o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ À Ð Ö ̧ 1⁄2 ̧ Ô × 1⁄2¿¿ß1⁄2 3⁄4o ÍÒ 3⁄4 È o ÍÒ Öo 3⁄4Æ ÒÓÒ ÓÐÐ Ò Ö ÔÓ ÒØ× Ø ÖÑ Ò Ø Ð ×Ø 3⁄4Æ Ö Ø ÓÒ ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ ¿¿ ¿ ¿ß¿ ̧ 1⁄2 3⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 128
ÇÊÁ ÆÌ Å ÌÊ ÇÁ Ë ÂÙÖ Ò Ê Ø Ö1 ÖØ Ò ÙÒØ Ö Åo Ð Ö ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ Ì Ø ÓÖÝ Ó ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ô ÖÓÚ × ÖÓ × ØØ Ò Ò Û ØÓ ÑÓ Ð̧ 1 × Ö ̧ Ò Ò ÐÝÞ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ó ÓÑ ØÖ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× o Å Ø 1 Ñ Ø Ð Ó Ø× Ó ×ØÙ Ý Ø Ø ÔÔ Ö ØÓ × Ó ÒØ Ò Ò Ô Ò ÒØ̧ ×Ù ×ÔÓ ÒØ Ò Ú ØÓÖ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×̧ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ÝÔ ÖÔÐ Ò ×̧ ÓÒÚ Ü ÔÓÐ ÝØÓÔ ×̧ Ö Ø Ö Ô ×̧ Ò Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö Ñ× ¬Ò ÓÑÑ ÓÒ Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ò Ø Ð Ò Ù Ó ÓÖ 1 ÒØ Ñ ØÖÓ ×o Ì ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ó ¬Ò Ø × Ø Ó ÔÓ ÒØ× È ÜØÖ Ø× Ö Ð Ø Ú ÔÓ× Ø ÓÒ Ò ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÖÓÑ Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø Ò Ú Ò Ý Ð ×Ø Ó × Ò× Ø Ø Ò Ó × Ø ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ× Ó ÐÐ Ø × × Ó È o ÁÒ Ø Ô ×× ÖÓÑ ÓÒ Ö Ø ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ØÓ Ø× ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ̧ Ñ ØÖ Ð Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ × Ð Óר̧ ÙØ Ñ ÒÝ ×ØÖ Ù ØÙÖ Ð ÔÖÓÔ ÖØ × Ó È Ú Ø Ö ÓÙÒØ ÖÔ ÖØ× Ø Ø ÔÙÖ ÐÝ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ð Ú Ð Ó Ø ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ o Ï ¬Öר ÒØÖ Ó Ù ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ò Ø ÓÒØ ÜØ Ó × Ú Ö Ð ÑÓ Ð× Ò ÑÓ1 Ø Ú Ø ÓÒ× ́Ë Ø ÓÒ o 1⁄2μo Ì Ò Û ÔÖ × ÒØ ×ÓÑ ÕÙ Ú Ð ÒØ Ü ÓÑ Ø Þ Ø ÓÒ× ́Ë 1 Ø ÓÒ o3⁄4μo Ò ÐÐÝ ̧ Û × Ù×× ÓÒ ÔØ× Ø Ø ÔÐ Ý ÒØÖ Ð ÖÓÐ × Ò Ø Ø ÓÖÝ Ó ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × ́Ë Ø ÓÒ o ¿μ̧ ÑÓÒ Ø Ñ Ù Ð ØÝ̧ Ö Ð Þ Ð ØÝ̧ Ø ×ØÙ Ý Ó × ÑÔÐ Ð ÐÐ×̧ Ò Ø ØÖ ØÑ ÒØÓ ÓÒÚ Ü ØÝo o1⁄2 ÅÇ ÄË Æ ÅÇÌÁÎ ÌÁ ÇÆË Ì × × Ø ÓÒ × Ù×× × ÓÑ ØÖ Ü ÑÔÐ × Ø Ø Ö Ù×Ù ÐÐÝ ØÖ Ø ÓÒ Ø Ð Ú Ð Ó ÓÒ Ö Ø ÓÓÖ Ò Ø ×̧ ÙØ Û Ö Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ÔÓ ÒØ Ó Ú Û Ú × Ô Ö Ò× Øo Ï Ð × ÓÔ Ö×Ò Ø Ø × Ü ÑÔÐ × × ×Ø Ò Ö ÑÓ Ð× Ø Ø ÔÖ ÓÚ ÒØÙ Ø ÓÒ ÓÖ Ø Ú ÓÖ Ó Ò Ö Ð ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ×o o1⁄2o1⁄2 ÇÊÁ ÆÌ Ë Ë Ç Î ÌÇÊ ÇÆ Á ÍÊ ÌÁÇÆË Ä ÇËË Ê Î ØÓÖ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ñ ØÖ Ü ́ Ü 1⁄2 Ü Ò μ 3⁄4 ́Ê μ Ò ̧ Ù×Ù ÐÐÝ × ×ÙÑ ØÓ Ú ÙÐÐ Ö Ò o Å ØÖÓ Ó Ì Ô Ö Å ́ μ̧ Û Ö 1⁄2 3⁄4 Ò Ò × Ø × Ø Ó ÐÐ ́ ÓÐÙÑ Ò Ò Ü 1× Ø×μ Ó × × Ó o Å ØÖÓ Ô Ö Å ́ μ̧ Û Ö × ¬Ò Ø × Ø̧ Ò 3⁄4 × ÒÓÒ Ñ ÔØÝ 1⁄23⁄4 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 129
1⁄2¿1⁄4 Âo Ê Ø Ö1 ÖØ Ò oÅo Ð Ö ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ×Ù × Ø× Ó ́Ø × × Ó Åμ Ø Ø × Ø ×¬ × Ø ËØ Ò ØÞ Ü Ò Ü ÓÑ ÓÖ ÐÐ 1⁄2 3⁄4 3⁄4 Ò 3⁄4 1⁄2 Ò 3⁄4 ̧ Ø Ö Ü ×Ø× Ò 3⁄4 3⁄4 Ò 1⁄2 ×Ù Ø Ø ́ 1⁄2 Ò μ 3⁄4 o Ë Ò× Ð Ñ ÒØ× Ó Ø × Ø 1⁄4 · ̧ Ù× × × ÓÖØ Ò ÓÖ Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò Ð Ñ ÒØ× Ó 1⁄2 1⁄4 ·1⁄2 o ÖÓØÓ Ô Ó Ì Ñ Ô 1⁄4 · ́ 1⁄2 μ × Ò́ ǾÜ 1⁄2 Ü μμ ÇÖ Ò ÖÝ ́ÙÒÓÖ ÒØ μ Ñ ØÖÓ ×̧ × Ò ØÖÓ Ù Ò 1⁄2 ¿ Ý Ï ØÒ Ý ́× ÃÙÒ ÃÙÒ ̧ ÇÜÐ Ý ÇÜÐ 3⁄4 μ̧ Ò ÓÒ× Ö × Ò ×ØÖ Ø ÓÒ Ó Ú ØÓÖ ÓÒ¬ Ù1 Ö Ø ÓÒ× Ò ¬Ò Ø Ñ Ò× ÓÒ Ð Ú ØÓÖ ×Ô × ÓÚ Ö Ö ØÖ ÖÝ ¬ Ð ×o ÐÐ Ø × × Ó Ñ ØÖÓ Å Ú Ø × Ñ Ö Ò Ð ØÝ ̧ Û × ÐÐ Ø Ö Ò Ó Ø Ñ 1 ØÖÓ o ÕÙ Ú Ð ÒØ ÐÝ̧Û Ò ÒØ Ý Å Û Ø Ø Ö Ø Ö ×Ø ÙÒ Ø ÓÒ Ó Ø × × Å 1⁄4 1⁄2 ̧Û Ö Å ́ μ 1⁄2 Ò ÓÒÐÝ 1⁄2 3⁄4 o ÇÒ Ò Ó Ø Ò Ü ÑÔÐ × Ó Ñ ØÖÓ × × ÓÐÐ ÓÛ× Ì ¬Ò Ø × Ø Ó Ú ØÓÖ× Ü 1⁄2 Ü 3⁄4 Ü Ò Ã Ó Ö Ò Ò ¬Ò Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ú ØÓÖ ×Ô Ã Ò ÓÒ× Ö Ø × Ø Ó × × Ó Ã ÓÖÑ Ý ×Ù × Ø× Ó Ø ÔÓ ÒØ× Ò o ÁÒ ÓØ Ö ÛÓÖ ×̧ Ø Ô Ö Å ́ μ 1⁄2 Ò ̈ 1⁄2 ǾÜ 1⁄2 Ü μ 1⁄4 © ÓÖÑ × Ñ ØÖÓ o Ì × Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÙØ Ø Ò Ò × ØÖÙ ØÙÖ Ó Ø ÔÓ ÒØ× Ò × ÓÒ1 Ø Ò Ò Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò Ñ ØÖÓ Å o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø Ñ ØÖÓ ÐÓÒ ÔÖ × ÒØ× ÓÒÐ Ý Û ÑÓ Ð Ó ÓÑ ØÖ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÐÐ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ Ò Ø ÔÐ Ò ́ o o̧ ÒÓ Ø Ö ÔÓ ÒØ× ÓÒ Ð Ò μ Ú Ø × Ñ Ñ ØÖÓ Å Í ¿ Ò Ö ÒÓ Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÝÓÒ Ø Ñ Ò× ÓÒ Ò × Þ Ó Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ̧ Ò Ø Ø Ø Ø Ø × Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ̧ × Ö Ø Ò ÓÖ Ø Ñ ØÖÓ o ÁÒ ÓÒØÖ ×Ø ØÓ Ñ ØÖÓ ×̧ Ø Ø ÓÖÝ Ó ÓÖ ÒØ Ñ ØÖ Ó × ÓÒ× Ö× Ø × ØÖÙ 1 ØÙÖ Ó Ô Ò Ò × Ò Ú ØÓÖ ×Ô × ÓÚ Ö ÓÖ Ö ¬ Ð ×o ÊÓÙ ÐÝ ×Ô Ò ̧ Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ñ ØÖÓ Û Ö Ò Ø ÓÒ Ú ÖÝ × × × ÕÙ ÔÔ Û Ø Ò ÓÖ ÒØ Ø ÓÒo Ì × ÓÖ ÒØ × × Ú ØÓ × Ø × Ý Ò ÓÖ ÒØ Ú Ö× ÓÒ Ó Ø ËØ Ò ØÞ Ü Ò Ü ÓÑ ́ØÓ × Ö Ð Ø Öμo ÁÒ ÓØ Ö ÛÓÖ ×̧ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × ÒÓØ ÓÒÐ Ý × Ö Ø Ò Ò ×ØÖ Ù ØÙÖ ØÛ Ò Ø ÔÓ ÒØ× Ó Ò Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò × ×Ô ÒÒ Ý ÔÓ ÒØ× Ó ́Ø × × Ø Ñ ØÖÓ Ò ÓÖÑ Ø ÓÒμ Ø Ý Ð×Ó Ò Ó Ø ÔÓ1 × Ø ÓÒ× Ó Ø ÔÓ ÒØ× Ö Ð Ø Ú Ø ÓØ ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ï Ô ÓÒ Ø× Ð ÓÒ Ø ÔÓ× Ø Ú × Ó ÝÔ ÖÔÐ Ò ̧ Û ÔÓ ÒØ× Ð ÓÒ Ø Ò Ø Ú × ̧ Ò Û Ð ÓÒ Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò Á 3⁄4 ́à μ Ò × ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ú 1 ØÓÖ ×Ô Ã ÓÚ Ö Ò ÓÖ Ö ¬ Ð Ã̧Û Ò × Ö Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ý Ø ÙÒ Ø ÓÒ 1⁄4 · ́ 1⁄2 μ × Ò́ ǾÜ 1⁄2 Ü μμ Ì × Ñ Ô × ÐÐ Ø ÖÓ ØÓÔ Ó Ò × Ú ÖÝ ÐÓ× ÐÝ Ö Ð Ø ØÓ Ø ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ó o ÁØ Ò Ó × ÑÙ ÑÓÖ Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ Ø Ò Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ 1 Ò Ñ ØÖÓ ̧ Ò ÐÙ Ò ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ Ò ÓÒÚ Ü ØÝ Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÙØ Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 130
ÔØ Ö ÇÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × 1⁄2¿1⁄2 o1⁄2o3⁄4 ÇÆ Á ÍÊ ÌÁÇÆË Ç ÈÇÁÆÌ Ë Ä ÇËË Ê ÆÒ ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ñ ØÖ Ü È ́Ô 1⁄2 Ô Ò μ 3⁄4 ́Ê 1⁄2 μ Ò ̧ Ù×Ù ÐÐÝ ×× ÙÑ ØÓ Ú ÙÐÐ Ö Ò 1⁄2̧ o o̧ ØÓ ÆÒ ÐÝ ×Ô Ò Ê 1⁄2 o ××Ó Ø Ú ØÓÖ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ì Ñ ØÖ Ü 3⁄4 ́Ê μ Ò Ó Ø Ò ÖÓÑ ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ý Ò ÖÓÛ Ó ÓÒ ×o Ì × ÓÖÖ ×Ô ÓÒ × ØÓ Ø Ñ Ò Ó Ø ÆÒ ×Ô Ê 1⁄2 ÒØÓ Ø Ð Ò Ö Ú ØÓÖ ×Ô Ê Ú Ô Ü Ô 1⁄2 ¡ o ÇÖ ÒØ Ñ ØÖ Ó Ó Ò ÆÒ ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ì ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ó Ø ××Ó Ø Ú ØÓÖ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒo ÓÚ ØÓÖ Ó Ú ØÓÖ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ È ÖØ Ø ÓÒ Ó ́ Ü 1⁄2 Ü Ò μ Ò Ù Ý Ð Ò Ö ÝÔ ÖÔÐ Ò ̧ ÒØÓ ÔÓ ÒØ× ÓÒ Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò ̧ ÓÒ Ø× ÔÓ× Ø Ú × ̧ Ò ÓÒ Ø× Ò Ø Ú × o ÇÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ó Ì ÓÐÐ Ø ÓÒ Ä 1⁄4 · Ò Ó ÐÐ ÓÚ ØÓÖ × Ó o Ä Ø ́Ü 1⁄2 Ü Ò μ 3⁄4 ́Ê μ Ò Ò Ò ¢ Ñ ØÖ Ü Ò Ð Ø 1⁄2 Ò o Ï ÒØ ÖÔÖ Ø Ø ÓÐÙÑ Ò× Ó × Ò Ú ØÓÖ × Ò Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ö Ð Ú ØÓÖ ×Ô Ê o ÓÖ Ð Ò Ö ÙÒ Ø ÓÒ Ð Ý Ì 3⁄4 ́Ê μ £ Û × Ø ́Ýμ ́× Ò́Ý Ì Ü 1⁄2 μ × Ò́Ý Ì Ü Ò μμ ËÙ × Ò Ú ØÓÖ × ÐÐ ÓÚ ØÓÖ Ó o Ï ÒÓØ Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÐÐ ÓÚ ØÓÖ× Ó Ý Ä ́Ýμ Ý 3⁄4 Ê Ì Ô Ö Å ́ Ä μ × ÐÐ Ø ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ó o À Ö × Ò Ú ØÓÖ ́Ýμ 3⁄4Ä × Ö × Ø ÔÓ× Ø ÓÒ× Ó Ø Ú ØÓÖ× Ü 1⁄2 Ü Ò Ö Ð Ø Ú Ø ÓØ Ð Ò Ö ÝÔ ÖÔÐ Ò À Ý Ü 3⁄4 Ê Ý Ì Ü 1⁄4 Ø × Ø× ́Ýμ 1⁄4 3⁄4 ́Ýμ 1⁄4 ́Ýμ · 3⁄4 ́Ýμ 1⁄4 ́Ýμ 3⁄4 ́Ýμ 1⁄4 × Ö ÓÛ À Ý Ô ÖØ Ø ÓÒ× Ø × Ø Ó ÔÓ ÒØ× o À Ö ́Ýμ 1⁄4 ÓÒØ Ò× Ø ÔÓ ÒØ× ÓÒ À Ý ̧ Û Ð ́Ýμ · Ò ́Ýμ ÓÒØ Ò Ø ÔÓ ÒØ× ÓÒ Ø ÔÓ× Ø Ú Ò ÓÒ Ø Ò Ø Ú × Ó À Ý ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ ́Ýμ ̧Ø Ò Ð ÐÔ Ó Ò Ø× ÒÓØ ÓÒ À Ý Ð ÓÒ Ø ÔÓ× Ø Ú × Ó À Ý o ÁÒ ÓØ Ö ÛÓÖ ×̧ Ò Ø × × À Ý Ø ÖÑ Ò × Ó Ø ÔÓ× Ø Ú Ó Ò Ô Ó×́Ü 1⁄2 Ü Ò μ Ò 1⁄2 Ü 1⁄2 · 3⁄4 Ü 3⁄4 · · Ò Ü Ò ¬ ¬ 1⁄4 3⁄4 Ê ÓÖ 1⁄2 Ò Ó Ó ÐÐ ÔÓ ÒØ× Ó o Ì Ð ØØ Ó Ø ÓÒ ÔÓ×́ μ Ò Ö ÓÚ Ö ÖÓÑ Ä o ÁØ × × ÑÔÐ Ý Ø × Ø Ä · 1⁄4 ̧ Ô ÖØ ÐÐÝ ÓÖ Ö Ý Ø ÓÖ Ö Ò Ù ÖÓÑ Ø Ö Ð Ø ÓÒ 1⁄4 ·o Á ̧ Ò Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ̧Û Ú Ü 1⁄2 ÓÖ ÐÐ 1⁄2 Ò̧Ø ÒÛ Ò ÓÒ1 × Ö × Ö ÔÖ × ÒØ Ò ÓÑÓ Ò ÓÙ× ÓÓÖ Ò Ø × Ó Ò ÆÒ ÔÓ ÒØ× Ø 1⁄4 Ò Ê 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 131
1⁄2¿3⁄4 Âo Ê Ø Ö1 ÖØ Ò oÅo Ð Ö À Ö Ø ÆÒ ÔÓ ÒØ× ÓÖÖ ×Ô ÓÒ ØÓ Ø ÓÖ Ò Ð ÔÓ ÒØ× Ü Ø Ö Ö ÑÓÚ Ð Ó Ø Ø ÓÓÖ Ò Ø o Ì Ð ØØ Ó Ø ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ ÓÒÚ́ 1⁄4 μ Ê 1⁄2 × Ø Ò Ò1 Ø Ð ØÓ Ø Ð ØØ Ó Ô Ó×́ μo À Ò ̧ Å Ò Ù× ØÓ Ö ÓÚ Ö Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó 1⁄4 o Ì Ù× ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ö Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ó ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ò Ð Ò Ö ÓÖ ÆÒ ×Ô ×o ÓÖ Ò Ö Ð ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Û Û Ò Ø ××ÙÑÔØ ÓÒ Ø Ø Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò × ×Ô ÒÒ ÝÔ ÓÒ Ø× Ó Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ö ­ Ø ØÓ Ø ×× ÙÑÔØ ÓÒ Ø Ø Ø Ý ÓÒÐÝ × Ø × Ý ÖØ Ò ØÓÔÓÐÓ Ð Ò Ò ÔÖÓÔ ÖØ ×o ÆÓÒ Ø Ð ××̧ Ø × Ò Ó Ô ØÙÖ × ×ÓÑ Ø Ñ × Ñ ×Ð Ò × Ò ÒÓØ ÐÐ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ú Ø × ØÝÔ Ó Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ ́ ÓÑÔ Ö Ø ÌÝÔ ÁÁ Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ× Ó ÄË · ¿̧ Ë Ø ÓÒ o¿ μo o1⁄2o¿ ÊÊ Æ Å ÆÌË Ç À È ÊÈÄ Æ Ë Æ Ç À È ÊËÈÀ Ê Ë Ä ÇËË Ê ÀÝÔ ÖÔÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ À ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ́ÓÖ ÒØ μ Ð Ò Ö ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ò Ê ̧ Ú Ò Ý ÒÓÖÑ Ð Ú ØÓÖ× Ü 1⁄2 Ü Ò o ÀÝÔ Ö×Ô Ö ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ò Ù Ý À ÁÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó À Û Ø Ø ÙÒ Ø ×Ô Ö Ë 1⁄2 o ÓÚ ØÓÖ× Ó À Ë Ò Ú ØÓÖ× Ó Ø ÐÐ× Ò À ÕÙ Ú Ð ÒØÐ Ý ̧ 1⁄4 ØÓ Ø Ö Û Ø Ø × Ò Ú ØÓÖ× Ó Ø ÐÐ× Ò À Ë 1⁄2 o Ï Ó Ø Ò « Ö ÒØ Ô ØÙÖ Û ÔÓÐ Ö Þ Ø × ØÙ Ø ÓÒ Ò ÓÒ× Ö Ý1 Ô ÖÔÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ö Ø Ö Ø Ò ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ó ÔÓ ÒØ ×o ÓÖ Ö Ð Ñ ØÖ Ü ́Ü 1⁄2 Ü Ò μ 3⁄4 ́Ê μ Ò ÓÒ× Ö Ø ×Ý× Ø Ñ Ó ÝÔ ÖÔÐ Ò × À ́À 1⁄2 À Ò μ Û Ø À Ý 3⁄4 Ê Ý Ì Ü 1⁄4 Ú ØÓÖ Ü Ò Ù × Ò ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ ÓÒ À Ý ¬Ò Ò À · Ý 3⁄4 Ê Ý Ì Ü 1⁄4 ØÓ Ø ÔÓ× Ø Ú × Ó À o Ï ¬Ò À Ò ÐÓ ÓÙ×Ð Ý ØÓ Ø Ò Ø Ú × Ó À o Ì Ó ÚÓ Ò Ö Ø × × Û ×× ÙÑ Ø Ø ÓÒØ Ò× Ø Ð ×Ø ÓÒ ÔÖÓÔ Ö × × ́ o o̧ Ø Ñ ØÖ Ü × Ö Ò μo Ì ÝÔ ÖÔÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ À ×Ù Ú × Ê ÒØÓ ÔÓÐÝ Ö Ð ÓÒ ×o Ï Ø ÓÙØ ÐÓ× × Ó Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ Û Ò ÒØ Ö× Ø Û Ø Ø ÙÒ Ø ×Ô Ö Ë 1⁄2 Ò ÓÒ× Ö Ø ×Ô Ö × Ýר Ñ Ë À 1⁄2 Ë 1⁄2 À Ò Ë 1⁄2 ¡ À Ë 1⁄2 ÇÙÖ ××ÙÑÔØ ÓÒ Ø Ø ÓÒØ Ò× Ø Ð ×Ø ÓÒ ÔÖÓÔ Ö × × ØÖ Ò×Ð Ø × ØÓ Ø Ø Ø Ø Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ÐÐ À 1⁄2 À Ò Ë 1⁄2 × ÑÔØÝ o À Ò Ù × ÐÐ ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ ́Ë μÓ ÒË 1⁄2 o Ó ́ Ë μ ÓÖÖ ×Ô ÓÒ × ØÓ × Ò Ú ØÓÖ Ò 1⁄4 · Ø Ø Ò Ø × Ø ÔÓ× Ø ÓÒ Ó Ø ÐÐ Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ø ́ 3⁄4μ1×Ô Ö × À Ë 1⁄2 ́ Ò Ø Ö ÓÖ Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò × À μ Ó Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØo Ì Ð ×Ø Ó ÐÐ Ø × × Ò Ú ØÓÖ× × Ü ØÐÝ Ø × Ø Ä Ó ÓÚ ØÓÖ× Ó À o Ï Ð Ø Ú ×Ù Ð Þ Ø ÓÒ Ó ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ý × Ø× Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ê Ò Ó × ÒÓØ ÙÐÐ Ý Ò Ö Ð Þ ØÓ Ø × Ó ÒÓÒÖ ÔÖ × ÒØ Ð ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ×̧ Ø Ô ØÙÖ Ó © 2004 by Chapman & Hall/CRC 132
ÔØ Ö ÇÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × 1⁄2¿¿ Á ÍÊ o1⁄2o 1⁄2 Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ò Ò Ö Ø Ö Ð × ÓÒ Ë 3⁄4 o Ì ÖÖ Ò Ñ ÒØ ÓÖÖ ×ÔÓÒ × ØÓ È ÔÔÙ× ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒo ÝÔ ÖÔÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× × Û ÐÐ1 ¬Ò ÜØ Ò× ÓÒ Ø Ø Ð×Ó ÓÚ Ö× ÐÐ Ø ÒÓÒ1 Ö Ð Þ Ð × ×o Ï Û ÐÐ × Ø Ø × ÓÒ× ÕÙ Ò Ó Ø ØÓÔÓÐÓ Ð Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ø ÓÖ Ñ Ó ÓÐ Ñ Ò Ò Ä ÛÖ Ò ́Ë Ø ÓÒ o3⁄4o μ Ú ÖÝ Ö Ò 1 ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ò Ö ÔÖ × ÒØ × Ò Ö Ö Ò ÑÒ ØÓ Ó Ö Ò Ø Ô× Ù Ó×Ô Ö × ́ÓÖ Ô× Ù Ó ÝÔ Ö1 ÔÐ Ò ×μ Ñ Ò Ø Ë 1⁄2 ́Ö ×Ôo Ò Ê μo ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ô× Ù Ó×Ô Ö × Ö × Ýר Ñ× Ó ØÓÔ ÓÐÓ Ð ́ 3⁄4μ1×Ô Ö × Ñ Ò Ë 1⁄2 Ø Ø × Ø × Ý ÖØ Ò ÒØ Ö1 × Ø ÓÒ ÔÖÓÔ ÖØ × Ø Ø Ð ÖÐÝ ÓÐ Ò Ø × Ó ×ØÖ Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ×o o1⁄2o ÊÊ Æ Å ÆÌË Ç ÈË Í ÇÄ ÁÆ Ë Ä ÇËË Ê È× Ù ÓÐ Ò Ë ÑÔÐ ÐÓ× ÙÖÚ Ô Ò Ø ÔÖÓ Ø Ú ÔÐ Ò ÊÈ 3⁄4 Ø Ø × ØÓÔÓÐÓ 1 ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ Ð Ò ́ o o̧ Ø Ö × × Ð 1 ÓÑ ÓÑ ÓÖÔ ×Ñ Ó ÊÈ 3⁄4 Ñ ÔÔ Ò Ô ØÓ ×ØÖ Ø Ð Ò μo ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × È ́Ô 1⁄2 Ô Ò μ Ò Ø ÔÖÓ Ø Ú ÔÐ Ò ̧ ÒÝØ ÛÓÓ Ø Ñ Ò Ø Ö× Ø Ò Ü ØÐÝ ÓÒ o Ë ÑÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØ ÆÓ Ø Ö Ô× Ù ÓÐ Ò × Ñ Ø Ò ÓÑ ÑÓÒ ÔÓ ÒØo ́ ÕÙ Ú 1 Ð ÒØÐ Ý ̧ Ø ××Ó Ø ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × ÙÒ ÓÖÑo μ ÕÙ Ú Ð ÒØ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ÖÖ Ò Ñ ÒØ× È 1⁄2 Ò È 3⁄4 Ø Ø Ò Ö Ø ×ÓÑ ÓÖÔ ÐÐ ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ× Ó ÊÈ 3⁄4 o ́ÁÒ Ø × × Ø Ö Ü ×Ø× × Ð 1 ÓÑ ÓÑÓÖ Ô ×Ñ Ó ÊÈ 3⁄4 Ñ ÔÔ Ò È 1⁄2 ØÓ È 3⁄4 oμ ËØÖ Ø Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ø Ø × ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó ÔÖÓ Ø Ú Ð Ò ×o Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × Ò Ø ÔÖÓ Ø Ú ÔÐ Ò × ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó Ô× Ù1 ÓÐ Ò × ×Ù Ø Ø ÒÝ ØÛÓ Ô× Ù ÓÐ Ò × ÒØ Ö× Ø Ò Ü ØÐÝ ÓÒ ÔÓ ÒØ̧ Û Ö Ø Ý © 2004 by Chapman & Hall/CRC 133
1⁄2¿ Âo Ê Ø Ö1 ÖØ Ò oÅo Ð Ö ÖÓ× ×o ́Ë ÖÙÒ ÙÑ ÖÙ 3⁄4 Ò Ê Ø Ö Ê oμ Ï Û Ð Ð Ð ÛÝ× × ×ÙÑ Ø Ø È × ×× ÒØ Ð̧ o o̧ Ø Ø Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ÐÐ Ø Ô× Ù ÓÐ Ò × Ô × Ñ ÔØÝ o Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × Ú × Ò Ñ ÒÝ Ö ×Ô Ø× Ùר Ð Ò ÖÖ Ò 1 Ñ ÒØ Ó Ò Ð Ò × Ò Ø ÔÖÓ Ø Ú ÔÐ Ò o ́ÁÒ Ø̧ Ø Ö Ö ÓÒÐÝ Ú ÖÝ Û ÓÑ 1 Ò ØÓÖ Ð Ø ÓÖ Ñ× ÒÓÛÒ Ø Ø Ö ØÖÙ ÓÖ ×ØÖ Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ̧ ÙØ ÒÓØ ØÖÙ Ò Ò Ö Ð ÓÖ Ô× Ù Ó ÖÖ Ò Ñ ÒØ×o μ ÙÖ o1⁄2o 3⁄4 × ÓÛ× ×Ñ ÐÐ Ü ÑÔÐ Ó ÒÓÒ1 ×ØÖ Ø Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò ×o ́ÁØ × Ð Ø × ÐÐ Ò Ò Ü Ö × ØÓ Ø Ö Ö ØÓ ÔÖ ÓÚ Ø ÒÓÒ×ØÖ Ø Ð ØÝ oμ ÍÔ ØÓ ×ÓÑ ÓÖÔ ×Ñ Ø × × Ø ÓÒÐ Ý × ÑÔÐ ÒÓÒ× ØÖ Ø Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × Ê ̧Ã Ò Ù 3⁄4 Ú ÖÝ ÖÖ Ò Ñ ÒØÓ ́ÓÖ Û Öμ Ô× Ù ÓÐ Ò × × ×ØÖ Ø Ð È 1⁄4 o Á ÍÊ o 1⁄2o3⁄4 ÒÓÒ×ØÖ Ø Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ò Ò Ô× Ù ÓÐ Ò ×o ÁØ Û × Ó Ø Ò Ý Ê Ò Ð Ê Ò × Ô ÖØÙ Ö Ø ÓÒ Ó Ø È ÔÔ Ù× ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒo Ì Ó ××Ó Ø Û Ø ÔÖÓ Ø Ú ÖÖ Ò Ñ ÒØ È Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Û Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÔÖÓ Ø Ú ÔÐ Ò ́ × ÙרÓÑ ÖÝμ Ý Ø 3⁄41×Ô Ö Û Ø ÒØ ÔÓ Ð ÔÓ ÒØ× ÒØ 1 ¬ o Ï Ø Ø ×̧ Ú ÖÝ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × Ú × Ö × ØÓ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØÓ Ö Ø Ô× Ù Ó Ö Ð × ÓÒ Ë 3⁄4 o ÓÖ Ö Ø Ô× Ù Ó Ö Ð ÓÒ Ë 3⁄4 Û ÓÓ× ÔÓ× Ø Ú × o ÐÐ Ò Ù Ý È ÓÒ Ë 3⁄4 ÒÓÛ ÓÖÖ ×Ô ÓÒ × ØÓ ÙÒ ÕÙ × Ò Ú ØÓÖo Ì ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÐÐ Ø × × Ò Ú ØÓÖ× Ò ÓÖ Ñ× × Ø Ó ÓÚ ØÓÖ× Ä È Ò 1⁄4 Ó Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ó Ö Ò ¿o ÓÒÚ Ö× ÐÝ ̧ × ×Ô Ð × Ó Ø ØÓÔÓÐÓ Ð Ö Ô1 Ö × ÒØ Ø ÓÒ Ø ÓÖ Ņ̃ Ú ÖÝ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ó Ö Ò ¿ × Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ý Ò ÓÖ ÒØ Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØo Ì Ù× Û Ò Ù× Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× × ×Ø Ò Ö Ô ØÙÖ ØÓ Ö ÔÖ × ÒØ Ö Ò 1¿ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ×o Ì × ×Ø Ô ØÙÖ × Ó Ø Ò Û Ò Û Ö ×ØÖ Ø ÓÙÖ× ÐÚ × ØÓ Ø ÙÔÔ Ö Ñ ×Ô Ö Ó Ë 3⁄4 Ò × ×ÙÑ ÛoÐoÓo o Ø Ø Ô× Ù ÓÐ Ò Ö Ó×× × Ø ÕÙ ØÓÖ Ü ØÐÝ ÓÒ ̧ Ò Ø Ø Ø Ö Ó×× Ò × Ö ×Ø Ò Ø ́ o o̧ ÒÓ ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ø Ö Ø Ô× Ù Ó Ö Ð × Ð × ÓÒ Ø ÕÙ ØÓÖ μo Ì Ò Û Ò Ö ÔÖ × ÒØ Ø × ÙÔÔ Ö Ñ ×Ô Ö Ý Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØÓ Ñ ÙØÙ ÐÐÝ Ö Ó×× Ò ̧ ÓÖ ÒØ ÆÒ Ô× Ù ÓÐ Ò × Ò Ø ÔÐ Ò Ê 3⁄4 o ́Ï Ø × ÑÔÐ ØÐÝ Û Ð Ö Û Ò ÙÖ o1⁄2o3⁄4oμ ÓÖ Ö ÒØ Ò Ö ×ÓÒ ÐÝ Ð Ñ ÒØ ÖÝ ÔÖÓ Ó Ó Ø Ø Ø Ø Ö Ò 1¿ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ö ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × × Ó ÓÛ× ̧ ÅÓ ̧ Ò ËØÖ ÒÙ ÅË1⁄41⁄2 o Ý Ñ Ò× Ó Ø × ÕÙ Ú Ð Ò ̧ ÐÐ ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÒ ÖÒ Ò Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò ØÖ Ò×Ð Ø ØÓ Ø Ð Ò Ù Ó ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ×o ÓÖ Òר Ò ̧ Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó ×ØÖ Ø Ð ØÝ × ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ Ø Ö Ð Þ Ð ØÝ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ×o o3⁄4 ÁÇÅ Ë Æ Ê ÈÊ Ë ÆÌ ÌÁÇÆË ÁÒ Ø × × Ø ÓÒ Û ¬Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × ÓÖÑ ÐÐÝ o ÁØ × ÓÒ Ó Ø Ñ Ò ØÙÖ × Ó ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ø ÓÖÝ Ø Ø Ø × Ñ Ó Ø Ò Ú Û ÙÒ Ö ÕÙ Ø 1 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 134
ÔØ Ö ÇÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × 1⁄2¿ Ö ÒØ ×Ô Ø×o Ì × Ö × ÙÐØ× Ò Ø Ø Ø Ø Ø Ö Ö Ñ ÒÝ « Ö ÒØ ÕÙ Ú Ð ÒØ Ü ÓÑ Ø Þ Ø ÓÒ×̧ Ò Ø × ×ÓÑ Ø Ñ × Ú ÖÝ Ù× ÙÐ ØÓ ÙÑÔ ÖÓÑ ÓÒ ÔÓ ÒØÓ Ú Û ØÓ ÒÓØ Öo ËØ Ø Ñ ÒØ× Ø Ø Ö Æ ÙÐØ ØÓ ÔÖÓÚ Ò ÓÒ Ð Ò Ù Ñ Ý ×Ý Ò ÒÓØ Öo ÓÖ Ø × Ö ×ÓÒ Û ÔÖ × ÒØ Ö × Ú Ö Ð « Ö ÒØ Ü ÓÑ Ø Þ Ø ÓÒ×o Ï Ð×Ó Ú ́Ô ÖØ Ðμ Ø ÓÒ ÖÝ Ø Ø Ò Ø × ÓÛ ØÓ ØÖ Ò×Ð Ø ÑÓÒ Ø Ño ÓÖ ÓÑÔÐ Ø Ú Ö× ÓÒ Ó Ø × ÕÙ Ú Ð Ò ÔÖÓÓ × Û Ö ÐÝ ÒÓÒØÖ Ú Ð × ÄË · ¿̧ ÔØ Ö× ¿ Ò o Ï Û ÐÐ Ú Ü ÓÑ Ø Þ Ø ÓÒ× Ó ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × ÓÖ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÓÙÖ ØÝÔ × Ó Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ× ̄ ÓÐÐ Ø ÓÒ× Ó ÓÚ ØÓÖ ×̧ ̄ ÓÐÐ Ø ÓÒ× Ó Ó Ö Ù Ø×̧ ̄ Ë Ò × ×̧ ̄ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ô× Ù Ó×Ô Ö ×o ÁÒ Ø Ð ×Ø Ô ÖØ Ó Ø × × Ø ÓÒ Ø × ÓÒ ÔØ× Ö ÐÐÙ×ØÖ Ø Ý Ò Ü ÑÔÐ o Ä ÇËË Ê Ë Ò Ú ØÓÖ Î ØÓÖ Ò 1⁄4 · ̧ Û Ö × ¬Ò Ø Ò Ü × Ø̧ Ù×Ù ÐÐÝ 1⁄2 Ò o ÓÖ 3⁄4 ̧ Ø 1 ÓÑÔ ÓÒ ÒØÓ × ÒÓØ Ý o ÈÓ× Ø Ú ̧ Ò Ø Ú ̧ Ò Þ Ö Ó Ô ÖØ Ó · 3⁄4 · 3⁄4 1⁄4 3⁄4 1⁄4 ËÙÔ ÔÓÖØ Ó 3⁄4 1⁄4 Ö Ó Ú ØÓÖ 1⁄4 ́1⁄4 1⁄4μ 3⁄4 1⁄4 · o Æ Ø Ú Ó × Ò Ú ØÓÖ ̧ ¬Ò Ý́ μ · ̧́ μ · Ò ́ μ 1⁄4 1⁄4 o ÓÑÔÓ × Ø ÓÒ Ó Ò ́ Æ μ 1⁄4 ÓØ ÖÛ × o Ë Ô Ö Ø ÓÒ × Ø Ó Ò Ë́ μ 3⁄4 1⁄4 Ï Ô ÖØ ÐÐÝ ÓÖ Ö Ø × Ø Ó × Ò Ú ØÓÖ × Ý 1⁄4 · Ò 1⁄4 o Ì Ô ÖØ Ð ÓÖ Ö ÓÒ × Ò Ú ØÓÖ× ̧ ÒÓØ Ý ̧ × ÙÒ ÖרÓÓ ÓÑÔÓÒ ÒØÛ × ÕÙ Ú Ð ÒØÐÝ ̧Û Ú ́ μ · · Ò ÓÖ Òר Ò ̧ ́· · 1⁄4 · 1⁄4 1⁄4μ Ò ́1⁄4 1⁄4 · · 1⁄4 μ̧ Ø Ò Û Ú · 1⁄2 3⁄4 ¿ 1⁄4 1⁄2 3⁄4 ¿ Æ ́ · · · · 1⁄4 μ Æ Ë́ μ ÙÖØ Ö ÑÓÖ ̧ ÓÖ Ü 3⁄4 Ê Ò ̧Û ÒÓØ Ý ́Üμ 3⁄4 1⁄4 · Ø Ñ Ó Ü ÙÒ Ö Ø ÓÑÔÓÒ ÒØÛ × × Ò ÙÒ Ø ÓÒ Ø Ø Ñ Ô× Ê Ò ØÓ 1⁄4 · o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 135
1⁄2¿ Âo Ê Ø Ö1 ÖØ Ò oÅo Ð Ö o3⁄4o1⁄2 ÇÎ ÌÇÊ ÁÇÅË ¬Ò Ø ÓÒ Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖ Ó Ú Ò Ò Ø ÖÑ× Ó Ø× ÓÚ ØÓÖ× × Ô Ö Å ́ Äμ̧ Û Ö Ä3⁄4 1⁄4 · × Ø ×¬ × ́ Î1⁄4μ 1⁄4 3⁄4Ä ́ Î1⁄2μ 3⁄4Ä μ 3⁄4Ä ́ Î3⁄4μ 3⁄4Ä μ Æ 3⁄4Ä ́ ομ 3⁄4Ä 3⁄4 Ë́ μ μ Ø Ö × 3⁄4ÄÛ Ø 1⁄4 Ò Û Ø ́ Æ μ ÓÖ 3⁄4 ÒË́ μo ÁØ × ÒÓØ Æ ÙÐØ ØÓ Ø Ø Ø × ÓÚ ØÓÖ Ü ÓÑ× Ö × Ø ×¬ Ý Ø × Ò Ú ØÓÖ × Ýר Ñ Ä Ó Ø ÐÐ× Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ À ̧ × ¬Ò Ò Ø Ð ×Ø × Ø ÓÒo Ì ¬Öר ØÛÓ Ü ÓÑ× Ö × Ø ×¬ ØÖ Ú ÐÐÝ o ÓÖ ́ Î3⁄4μ × ×ÙÑ Ø Ø Ü Ò Ü Ö ÔÓ ÒØ× Ò Ê Û Ø ́Ü Ì ¡ μ 3⁄4 Ä Ò ́Ü Ì ¡ μ 3⁄4Ä o Ì Ò ́ Î3⁄4μ × ÑÔÐ Ý Ø Ø Ø Ø ÓÖ ×ÙÆ ÒØÐ Ý ×Ñ ÐÐ ̄ 1⁄4Û Ú ́́Ü · ̄Ü μ Ì ¡ μ Æ o Ì ÓÑ ØÖ ÓÒØ ÒØ Ó ́ ομ × Ø Ø À Ý 3⁄4 Ê Ý Ì Ü 1⁄4 × ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ô Ö Ø Ò Ü Ò Ü Ø Ò Ø Ö Ü ×Ø× ÔÓ ÒØ Ü ÓÒ À Û Ø Ø ÔÖ ÓÔ Ö ØÝØ ØÜ × ÓÒ Ø × Ñ × × Ü Ò Ü ÓÖ ÐÐ ÝÔ ÖÔÐ Ò × ÒÓØ × Ô Ö Ø Ò Ü Ò Ü o Ï Ò ¬Ò ×Ù Ô ÓÒ Ø Ý Ò Ø Ö× Ø Ò À Û Ø Ø Ð Ò × Ñ ÒØ Ø Ø ÓÒÒ Ø× Ü Ò Ü o × Û Û ÐÐ × Ð Ø Ö Ø Ô ÖØ ÐÐÝ ÓÖ Ö × Ø ́Ä μ × Ö × Ø Ð ØØ Ó ÐÐ ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ Ó Ø ×Ô Ö Ë 1⁄2 Ý Ô× Ù Ó ÝÔ Ö×Ô Ö ×o × Ò Ú ØÓÖ ÓÖÖ ×ÔÓÒ × ØÓ Ó Ø ÐÐ ÓÑÔÓ× Ø ÓÒo Ï ¬ Ò Ø Ö Ò Ó Å ́ Äμ ØÓ Ø ́ÙÒ ÕÙ μ Ð Ò Ø Ó Ø Ñ Ü Ñ Ð Ò× Ò ́Ä μ Ñ ÒÙ× ÓÒ o ÁÒ Ø × Ó Ö Ð Þ Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ë Ó ÝÔ Ö×Ô Ö ×̧ Ø Ð ØØ ́Ä μ ÕÙ Ð× Ø Ð ØØ Ó ́Ë μo o3⁄4o3⁄4 Ç ÁÊ ÍÁÌ Ë Ì ÓÚ ØÓÖ× Ó ́ Ò ÐÙ× ÓÒ1μÑ Ò Ñ Ð ×ÙÔÔ ÓÖ Ø Ò ÄÒ 1⁄4 ÓÖÖ ×Ô ÓÒ ØÓ Ø 1⁄41 × ́ Ú ÖØ ×μ Ó Ø ÐÐ ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒo Ï ÐÐ Ø × Ø £ ́Åμ Ó ÐÐ ×Ù Ñ Ò Ñ Ð ÓÚ ØÓÖ× Ø Ó Ö Ù Ø× Ó Åo Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ò × Ö Ý Ø× × Ø Ó Ó Ö Ù Ø×̧ × × ÓÛÒ Ý Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ø ÓÖ Ño ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o1⁄2 Ó Ö Ù Ø Ö Ø Ö Þ Ø ÓÒ ÓÐÐ Ø ÓÒ £ 3⁄4 1⁄4 · × Ø × Ø Ó Ó Ö Ù Ø× Ó Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Å Ò ÓÒÐ Ý Ø × Ø ×¬ × ́ 1⁄4μ 1⁄4 3⁄4 £ ́ 1⁄2μ 3⁄4 £ μ 3⁄4 £ ́ 3⁄4μ ÓÖ ÐÐ 3⁄4 £ Û Ú μ ÓÖ ́ ¿μ 3⁄4 £ ̧ ̧ Ò 3⁄4 Ë́ μ μ Ø Ö × 3⁄4 £ Û Ø · ́ · · μÒ Ò ́ μÒ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 136
ÔØ Ö ÇÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × 1⁄2¿ ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o3⁄4 ÓÚ ØÓÖ» Ó Ö Ù Ø Ì Ö Ò×Ð Ø ÓÒ ÓÖ Ú ÖÝ ÓÖ ÒØ Ñ Ø Ö Ó Å̧Ó Ò Ò ÙÒ ÕÙ ÐÝ Ø ÖÑ Ò Ø × Ø £ Ó Ó Ö Ù Ø× ÖÓÑ Ø × Ø Ä Ó ÓÚ ØÓÖ× Ó Å̧ Ò ÓÒÚ Ö× ÐÝ̧ × ÓÐ ÐÓÛ× ́ μ £ × Ø × Ø Ó Ú ØÓÖ× Û Ø Ñ Ò Ñ Ð ×ÙÔÔÓÖ Ø Ò ÄÒ 1⁄4 £ 3⁄4 ÄÒ 1⁄4 1⁄4 μ 1⁄4 3⁄4 1⁄4 ́ μ Ä × Ø × Ø Ó ÐÐ × Ò Ú ØÓÖ× Ó Ø Ò Ý ×Ù ×× Ú ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ Ó ¬Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ó Ö Ù Ø× ÖÓÑ £ Ä 1⁄2 Æ Æ 1⁄4 1⁄2 3⁄4 £ o o3⁄4o¿ ÀÁÊÇÌÇÈ Ë Ä ÇËË Ê ÐØ ÖÒ Ø Ò × Ò Ñ Ô Ñ Ô 1⁄4 · ×Ù Ø Ø Ò Ý ØÖ Ò×ÔÓ× Ø ÓÒ Ó ØÛÓ ÓÑÔÓÒ ÒØ× Ò × Ø × Ò ́ ́ μμ ́ μo ÖÓØÓ Ô Ò ÐØ ÖÒ Ø Ò × Ò Ñ Ô Ø Ø Ò Ó × Ø × × ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ× Ó Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Å Ó Ö Ò o Ï Ò Ó Û ÔÖ × ÒØ Ò Ü ÓÑ × Ýר Ñ ÓÖ ÖÓØÓÔ ×̧ Û Ö Ø Ö Þ × ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ò Ø ÖÑ× Ó × × ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ× o À Ö Ò Ð Ö ÓÒÒ Ø ÓÒ ØÓ Ø Ö1 Ñ Ò ÒØ ÒØ Ø × ÓÑ × Ó Ú ÓÙ× o ÖÓØÓÔ × Ö Ø Ñ Ò ØÓÓÐ ÓÖ ØÖ Ò×Ð Ø Ò ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ø ÓÖÝ ØÓ Ò Ð Ö × ØØ Ò Ë o Ì Ý Ð×Ó ÓÖÑ × Ö ÔØ ÓÒ Ó ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ø Ø × Ú ÖÝ ÔÖ Ø Ð ÓÖ Ñ ÒÝ Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÙÖÔÓ× × ́ ÓÖ Òר Ò Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ × ÃÒÙ Ø ÃÒÙ 3⁄4 μo ¬Ò Ø ÓÒ Ä Ø 1⁄2 Ò Ò 1⁄4 Òo ÖÓ ØÓÔ Ó Ö Ò × Ò ÐØ ÖÒ Ø Ò × Ò Ñ Ô 1⁄4 · Ø Ø × Ø ×¬ × ́ ÀÁ1⁄2μ Ì Ñ Ô 1⁄4 1⁄2 ̧ ́ μ × Ñ ØÖÓ ̧ Ò ́ ÀÁ3⁄4μ ÓÖ Ú ÖÝ 3⁄4 3⁄4 Ò 3⁄4 Ò Ø × Ø Ò ́ μ ¡ ́ μ ́ μ ¡ ́ μ ́ μ ¡ ́ μ Ó Ø Ö ÓÒØ Ò× 1⁄2 ·1⁄2 ÓÖ ÕÙ Ð× 1⁄4 o Ï Ö Ó × Ø ÑÓØ Ú Ø ÓÒ Ó Ø × Ü ÓÑ Ø Þ Ø ÓÒ ÓÑ ÖÓÑ Á Û Ò ÓÒ× Ö ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ́Ü 1⁄2 Ü Ò μ Ó Ú ØÓÖ× Ò Ê ̧ Û Ò Ó × ÖÚ Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ÒØ ØÝ ÑÓÒ Ø ¢ ×Ù Ñ ØÖ × Ó ǾÜ 1⁄2 Ü 3⁄4 Ü Ü μ ¡ ǾÜ 1⁄2 Ü 3⁄4 Ü Ü μ ǾÜ 1⁄2 Ü 3⁄4 Ü Ü μ ¡ ǾÜ 1⁄2 Ü 3⁄4 Ü Ü μ · ǾÜ 1⁄2 Ü 3⁄4 Ü Ü μ ¡ ǾÜ 1⁄2 Ü 3⁄4 Ü Ü μ 1⁄4 ÓÖ ÐÐ 3⁄4 3⁄4 Ò 3⁄4 Ò o ËÙ Ö Ð Ø ÓÒ × ÐÐ Ø Ö 1Ø ÖÑ Ö ××Ñ ÒÒ1ÈÐ Ù Ö ÒØ ØÝo Á Û ÓÑÔ Ö Ø × ÒØ ØÝ ØÓ ÓÙÖ Ü ÓÑ Ø Þ Ø ÓÒ̧ Û × Ø Ø ́ ÀÁ3⁄4μ ÑÔÐ × Ø Ø 1⁄4 · ́ 1⁄2 μ × Ò́ ǾÜ 1⁄2 Ü μμ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 137
1⁄2¿ Âo Ê Ø Ö1 ÖØ Ò oÅo Ð Ö × ÓÒ× ×Ø ÒØ Û Ø Ø × ÒØ Ø ×o ÅÓÖ ÔÖ × ÐÝ ̧ Û ÓÒ× Ö × ¬Ò ÓÚ ÓÖ Ú ØÓÖ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ̧ Ø ÓÚ Ö ××Ñ ÒÒ1È ÐÙ Ö ÒØ Ø × Ñ ÔÐÝ Ø Ø ́ ÀÁ3⁄4μ × × Ø ×¬ o ́ ÀÁ1⁄2μ × Ð×Ó × Ø ×¬ × Ò ÓÖ Ø Ú ØÓÖ× Ó Ø ËØ Ò ØÞ Ü Ò Ü ÓÑ ÓÐ ×o ́ÁÒ Ø Ø Ü Ò Ü ÓÑ × ÓÒ× ÕÙ Ò Ó Ö ÓÖ Ö Ö ××Ñ ÒÒ1È ÐÙ Ö ÒØ Ø ×oμ ÓÒ× ÕÙ ÒØÐ Ý ̧ × Ö ÓØÓÔ ÓÖ Ú ÖÝ 3⁄4 ́Ê μ Ò o Ì Ù× ÖÓØÓÔ × Ò ÓÒ× Ö × ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÑÓ Ð Ó Ø Ø ÖÑ Ò ÒØÚ ÐÙ × ÓÒ Ú ØÓÖ ÓÒ¬ Ù1 Ö Ø ÓÒ× o Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò × ÒÓØ ×Ý ØÓ ÔÖÓÚ ̧ ÙØ ×× ÒØ Ðo ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o¿ ÖÓØÓÔ » Ó Ö Ù Ø Ì Ö Ò×Ð Ø ÓÒ ÓÖ ÖÓØÓÔ Ó Ö Ò ÓÒ 1⁄2 Ò Ø × Ø £ ́ μ Ò ́ 1⁄2μ ́ 3⁄4μ ́ Òμ ¡ ¬ ¬ 3⁄4 1⁄2 Ó ÓÖÑ× Ø × Ø Ó Ó Ö Ù Ø× Ó Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ o ÓÒÚ Ö× ÐÝ̧ ÓÖ Ú ÖÝ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Å Û Ø Ó Ö Ù Ø× £ Ø Ö Ü ×Ø× ÙÒ ÕÙ Ô Ö Ó ÖÓØÓÔ × ×Ù Ø Ø £ ́ μ £ ́ μ £ o Ì Ö ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ Ó Ó Ö Ù Ø× ÒØÓ × Ò× Ó × × × ×ØÖ Ø ÓÖÛ Ö ÙØ Ò × ÜØÖ ÒÓØ Ø ÓÒo ÁØ × ÓÑ ØØ Ö o o3⁄4o ÊÊ Æ Å ÆÌË Ç ÈË Í ÇËÈÀ Ê Ë Ä ÇËË Ê Ì ́ 1⁄2μ1×Ô Ö Ì ×Ø Ò Ö ÙÒ Ø ×Ô Ö Ë 1⁄2 Ü 3⁄4 Ê Ü 1⁄2 ̧Ó Ö ÒÝ ÓÑ ÓÑ ÓÖÔ Ñ Ó Øo È× Ù Ó×Ô Ö Ì Ñ × Ë 1⁄2 Ó Ø ÕÙ ØÓÖ Ü 3⁄4 Ë 1⁄2 Ü 1⁄4 Ò Ø ÙÒ Ø ×Ô Ö ÙÒ Ö × Ð ÓÑ ÓÑÓÖ Ô ×Ñ Ë 1⁄2 Ë 1⁄2 o ́Ì × ¬Ò Ø ÓÒ 1 × Ö × ØÓÔ ÓÐÓ ÐÐÝ Ø Ñ Ñ Ò × Ó ́ 3⁄4μ1× Ô Ö Ò Ë 1⁄2 o È× Ù Ó×Ô Ö × Ú Ò ÐÝ Ò Ø × Ò× Ø Ø Ø Ý Ú Ë 1⁄2 ÒØÓ ØÛÓ × × ÓÑ ÓÑ ÓÖÔ ØÓ ÓÔ Ò ́ 1⁄2μ1 ÐÐ×oμ ÇÖ ÒØ Ô× Ù Ó×Ô Ö Ô× Ù Ó×Ô Ö ØÓ Ø Ö Û Ø Ó Ó ÔÓ× Ø Ú × × · Ò Ò Ø Ú × × o ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù Ó×Ô Ö × × Ø Ó Ò Ô× Ù Ó×Ô Ö × Ò Ë 1⁄2 Û Ø Ø ÜØÖ ÓÒ Ø ÓÒ Ø Ø ÒÝ× Ù ×ØÓ · 3⁄4 ÓÖ Û Ö Ô× Ù Ó×Ô Ö × × Ö Ð Þ Ð Ø ¬Ò × ÐÐ ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ Ó Ë 1⁄2 Ø Ø × ×ÓÑÓÖÔ ØÓ ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ Ý Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØÓ · 3⁄4 Ð Ò Ö ÝÔ ÖÔÐ Ò ×o ×× ÒØ Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ù Ø Ø Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ÐÐ Ø Ô× Ù Ó×Ô Ö × × ÑÔØÝ o Ê Ò Ì Ó Ñ Ò× ÓÒ Ò Ë 1⁄2 Ó Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ÐÐ Ø Ô× Ù Ó×Ô Ö ×o ÓÖ Ò ×× ÒØ Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ ÒË 1⁄2 ̧ Ø Ö Ò × o Ì ÓÔÓÐÓ Ð Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó Å ́ Äμ Ò ×× ÒØ Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó ÓÖ ÒØ Ô× Ù Ó×Ô Ö × ×Ù Ø Ø Ä × Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó × Ò Ú ØÓÖ × ××Ó Ø Û Ø Ø ÐÐ× Ó Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØo ÇÒ Ó Ø Ñ Óר ÑÔÓÖØ ÒØ ÒØ ÖÔÖ Ø Ø ÓÒ× Ó ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × × Ú Ò Ý Ø ØÓÔ ÓÐÓ Ð Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ø ÓÖ Ñ Ó ÓÐ Ñ Ò Ò Ä ÛÖ Ò Ä × Ð×Ó © 2004 by Chapman & Hall/CRC 138
ÔØ Ö ÇÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × 1⁄2¿ ÄË · ¿̧ ÔØ Ö× Ò Ò ÃÅË1⁄41⁄2 o ÁØ ×Ø Ø × Ø Ø ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ö Ò Ø ÓÒ ØÓ ́ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÕÙ Ú Ð Ò Ð ×× × Ó μ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ÓÖ ÒØ Ô× Ù1 Ó×Ô Ö ×o ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ô× Ù Ó×Ô Ö × Ö ØÓÔÓÐÓ Ð Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ý1 Ô ÖÔÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ̧ Ò Ø × Ñ Û Ý ÒÛ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × Ò1 Ö Ð Þ Ð Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ ×o Ì Ù× Ú ÖÝ Ö Ò 1 ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ö × ÖØ Ò ÐÐ ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ Ó Ø ́ 1⁄2μ1×Ô Ö o ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ô× Ù Ó×Ô Ö × Ö ÓÐÐ 1 Ø ÓÒ× Ó Ô× Ù Ó×Ô Ö × Ø Ø Ú Ò Ø Ö× Ø ÓÒ ÔÖÓÔ ÖØ × Ùר Ð Ø Ó× × Ø ×¬ Ý ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ÔÖ ÓÔ Ö ×Ù ×Ô Ö ×o ¬Ò Ø ÓÒ ¬Ò Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ È ́× 1⁄2 × 3⁄4 × Ò μ Ó Ô× Ù Ó×Ô Ö × Ò Ë 1⁄2 × Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù Ó×Ô Ö × Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ÓÒ Ø ÓÒ× ÓÐ ́Û × Ø 1⁄2 Ò μ ́È Ë1⁄2μ ÓÖ ÐÐ Ø × Ø Ë Ì 3⁄4 × × ØÓÔÓÐÓ Ð ×Ô Ö o ́È Ë3⁄4μ Á Ë × ÓÖ 3⁄4 Ø Ò Ë × × Ô× Ù Ó×Ô Ö Ò Ë Û Ø × × Ë × · Ò Ë × o ÆÓØ Ø Ø Ø × ¬Ò Ø ÓÒ Ô ÖÑ Ø× ØÛÓ Ô× Ù Ó×Ô Ö × Ó Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØØ Ó ÒØ Ðo Ò ÒØ Ö ÐÝ « Ö ÒØ̧ ÙØ ÕÙ Ú Ð ÒØ̧ ¬Ò Ø ÓÒ × Ú Ò Ò Ø ÐÓ× × ÖÝ o Ï × Ø Ø Ú ÖÝ ×× ÒØ Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù Ó×Ô Ö × È Ô ÖØ Ø ÓÒ× Ø ́ 1⁄2μ1× Ô Ö ÒØÓ Ö ÙÐ Ö ÐÐ ÓÑÔÐ Ü ́È μo ÐÐ Ó ́Èμ × ÙÒ ÕÙ ÐÝ 1 Ø ÖÑ Ò Ý × Ò Ú ØÓÖ Ò 1⁄4 · Ò Ó Ò Ø Ö Ð Ø Ú ÔÓ× Ø ÓÒ Û Ø Ö 1 ×Ô Ø ØÓ Ô× Ù Ó×Ô Ö × o ÓÒÚ Ö× ÐÝ ̧ ́ Èμ Ö Ø Ö Þ × È ÙÔ ØÓ ÓÑ ÓÑ ÓÖ1 Ô ×Ño È × Ö Ð Þ Ð Ø Ö Ü ×Ø× Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó ÔÖ ÓÔ Ö ×Ô Ö × Ë Û Ø ́Èμ ́Ë μo Ì ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ Ó ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ô× Ù Ó×Ô Ö × ØÓ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × × Ú Ò Ý Ø ØÓÔÓÐÓ Ð Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ø ÓÖ Ñ Ó ÓÐ Ñ Ò Ò Ä ÛÖ Ò Ä ̧ × ÓÐÐ ÓÛ×o ́ ÓÖ Ø ¬Ò Ø ÓÒ Ó ÐÓÓÔ̧ × Ë Ø ÓÒ o¿o 1⁄2oμ ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o Ì Ì Ó ÔÓÐÓ Ð Ê ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ì ÓÖ Ñ ́Ô× Ù Ó×Ô Ö 1 ÓÚ ØÓÖ ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒμ Á È × Ò ×× ÒØ Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù Ó×Ô Ö × ÓÒ Ë 1⁄2 Ø Ò ́Èμ 1⁄4 ÓÖÑ× Ø × ØÓ ÓÚ ØÓÖ× Ó Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ó Ö Ò o ÓÒÚ Ö× ÐÝ̧ ÓÖ Ú ÖÝ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ́ Äμ Ó Ö Ò ́Û Ø ÓÙØ ÐÓÓÔ×μ Ø Ö Ü ×Ø× Ò ×× ÒØ Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù Ó×Ô Ö × È ÓÒ Ë 1⁄2 Û Ø ́Èμ ÄÒ 1⁄4 o o3⁄4o Í ÄÁÌ Ä ÇËË Ê ÇÖØ Ó ÓÒ Ð ØÝ ÌÛÓ× ÒÚ ØÓÖ× 3⁄4 1⁄4 · Ö ÓÖØ Ó ÓÒ Ð Ø × Ø ¡ 3⁄4 Ø Ö ÕÙ Ð× 1⁄4 ÓÖ ÓÒØ Ò× · o Ï Ø Ò ÛÖ Ø o Î ØÓÖ Ó Å × ÒÚ ØÓÖ Ø Ø × ÓÖØ Ó ÓÒ Ð ØÓ ÐÐ ÓÚ ØÓÖ× Ó Å Ó Ú ØÓÖ Ó Ø Ù Ð ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Å £ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 139
1⁄2 1⁄4 Âo Ê Ø Ö1 ÖØ Ò oÅo Ð Ö Ö Ù Ø Ó Å Ú ØÓÖ Ó Ñ Ò Ñ Ð ÒÓÒ Ñ ÔØÝ× Ù Ô Ô Ó Ö Ø Ó Ö Ù Ø Ó Ø Ù Ð ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Å £ o Ì Ö × Ò ØÙÖ Ð Ù Ð ØÝ ×ØÖ Ù ØÙÖ Ö Ð Ø Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ó Ö Ò ÓÒ Ò Ð Ñ ÒØ× ØÓ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ó Ö Ò Ò ÓÒ Ò Ð Ñ ÒØ×o ÁØ × Ò Ñ Þ Ò Ø Ø Ø Ø Ü ×Ø Ò Ó ×Ù Ù Ð ØÝ Ö Ð Ø ÓÒ Ò Ù× ØÓ Ú ÒÓØ Ö Ü ÓÑ Ø Þ Ø ÓÒ Ó ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × ́× ÄË · ¿̧ Ë Ø ÓÒ ¿o μo À Ö Û Ö ×ØÖ Ø ÓÙÖ× ÐÚ × ØÓ Ø ¬Ò Ø ÓÒ Ó Ø Ù Ð Ó Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Åo ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o Ù Ð ØÝ ÓÖ Ú ÖÝ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Å ́ Äμ Ó Ö Ò Ø Ö × ÙÒ ÕÙ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Å £ ́ Ä £ μ Ó Ö Ò Ú Ò Ý Ä £ Ò 3⁄4 1⁄4 · ¬ ¬ ÓÖ Ú ÖÝ 3⁄4Ä Ó Å £ × ÐÐ Ø Ù Ð Ó Åo ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ ́Å £ μ £ Åo ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø Ó Ö Ù Ø× Ó Ø Ù Ð ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Å £ ̧ Û Û ÐÐ Ø Ö Ù Ø× Ó Å̧ Ð×Ó Ø ÖÑ Ò Åo À Ò Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ ́Åμ Ó ÐÐ Ö Ù Ø× Ó Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Å̧ ÚÒ Ý ́Åμ £ ́Å £ μ × Ö Ø Ö Þ ÝØ Ø × Ñ Ó Ö Ù Ø Ü ÓÑ× o Ò ÐÓ ÓÙ×Ð Ý ̧Ø Ú ØÓÖ× Ó Å Ö Ó Ø Ò × Ø ÓÚ ØÓÖ× Ó Å £ Ø Ý Ö Ö Ø Ö Þ ÝØ Ó Ú ØÓÖ Ü ÓÑ ×o Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Å × Ö Ð Þ Ð Ò ÓÒÐ Ý Ø× Ù Ð Å £ × Ö Ð Þ Ð o Ì Ö ×ÓÒ ÓÖ Ø × × Ø Ø Ñ ØÖ Ü ́Á μ Ö ÔÖ × ÒØ× Å Ò ÓÒÐÝ ́ Ì Á Ò μ Ö ÔÖ × ÒØ× Å £ o ́À Ö Á ÒÓØ × ¢ ÒØ ØÝ Ñ ØÖ Ü̧ 3⁄4 Ê ¢́Ò μ ̧ Ò Ì 3⁄4 Ê ́Ò μ¢ ÒÓØ × Ø ØÖ Ò×ÔÓ× Ó oμ Ì Ù× ÓÖ Ö Ð Þ Ð ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Å Ø Ú ØÓÖ× Ö ÔÖ × ÒØ Ø Ð Ò Ö Ô Ò Ò × ÑÓÒ Ø ÓÐÙÑ Ò× Ó ̧ Û Ð Ø Ö Ù Ø× Ö ÔÖ × ÒØ Ñ Ò Ñ Ð Ð Ò Ö Ô Ò Ò ×o Ë Ñ Ð ÖÐÝ ̧ Ò Ø Ô× Ù Ó ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ô ØÙÖ ̧ Ö Ù Ø× ÓÖÖ ×ÔÓÒ ØÓ Ñ Ò Ñ Ð × Ýר Ñ× Ó ÐÓ× Ñ ×Ô Ö × Ø Ø ÓÚ Ö Ø Û ÓÐ ×Ô Ö ̧ Û Ð Ú 1 ØÓÖ × ÓÖÖ ×Ô ÓÒ ØÓ ÓÒ× ×Ø ÒØ ÙÒ ÓÒ× Ó ×Ù ÓÚ Ö× Ø Ø Ò Ú Ö Ö ÕÙ Ö Ø Ù× Ó ÓØ Ñ ×Ô Ö × Ø ÖÑ Ò Ý Ô× Ù Ó×Ô Ö o Ì × Ô ÖÓÚ × Ö Ø ÓÑ ØÖ ÒØ ÖÔÖ Ø Ø ÓÒ Ó Ö Ù Ø× Ò Ú ØÓÖ ×o o3⁄4o Æ ÅÈÄ Ï ÐÓ× Ø × × Ø ÓÒ Û Ø Ò Ü ÑÔÐ Ø Ø ÑÓÒ× ØÖ Ø × Ø « Ö ÒØ Ö ÔÖ × ÒØ 1 Ø ÓÒ× Ó Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ o ÓÒ× Ö Ø ÔÐ Ò Ö ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ú Ò Ò ÙÖ o 3⁄4o1⁄2́ μo ÀÓÑÓ Ò ÓÙ× ÓÓÖ Ò Ø × ÓÖ Ö Ú Ò Ý 1⁄4 1⁄4 ¿ 1⁄2 ¿ 1⁄2 1⁄2 3⁄4 3⁄4 1⁄2 3⁄4 3⁄4 1⁄2 ¿ 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄2 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 140
ÔØ Ö ÇÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × 1⁄2 1⁄2 Á ÍÊ o3⁄4o 1⁄2 Ò Ü ÑÔÐ Ó Ò ÓÖ ÒØ Ñ Ø Ö Ó ÓÒ Ð Ñ ÒØ×o 4 3 1 5 2 6 (a) 1 6 3 5 2 4 - (b) (c) 61 2 3 4 5 Ì Ö ÓØÓÔ Ó Å × Ú Ò Ý Ø ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ× ́1⁄2 3⁄4 ¿ μ · ́1⁄2 3⁄4 μ · ́1⁄2 3⁄4 μ · ́1⁄2 3⁄4 μ · ́1⁄2 ¿ μ · ́1⁄2 ¿ μ · ́1⁄2 ¿ μ · ́1⁄2 μ · ́1⁄2 μ ́1⁄2 μ ́3⁄4 ¿ μ · ́3⁄4 ¿ μ · ́3⁄4 ¿ μ · ́3⁄4 μ · ́3⁄4 μ · ́3⁄4 μ ́¿ μ · ́¿ μ · ́¿ μ · ́ μ · À Ð Ó Ø Ó Ö Ù Ø× Ó Å Ö Ú Ò Ò Ø Ø Ð ÐÓÛ ́Ø ÓØ Ö Ð × Ó Ø Ò Ý Ò Ø Ò Ø Ø μ ́1⁄4 1⁄4 · · · ·μ ́1⁄4 1⁄4 · · ·μ ́1⁄4 1⁄4 · μ ́1⁄4 1⁄4 μ ́1⁄4 · · 1⁄4μ ́· 1⁄4 1⁄4 · · ·μ ́· 1⁄4 1⁄4 · ·μ ́· 1⁄4 1⁄4 μ ́· 1⁄4 · 1⁄4μ ́· · 1⁄4 1⁄4 · ·μ ́· · 1⁄4 1⁄4 ·μ ́· · 1⁄4 1⁄4μ ́· · · 1⁄4 1⁄4 ·μ ́ · · 1⁄4 1⁄4μ ́ · · 1⁄4 1⁄4μ Ç × ÖÚ Ø Ø Ø Ó Ö Ù Ø× ÓÖÖ ×ÔÓÒ ØÓ Ø ÔÓ ÒØ Ô ÖØ Ø ÓÒ× ÔÖÓ Ù Ý ÝÔ Ö1 ÔÐ Ò × ×Ô ÒÒ Ý ÔÓ ÒØ× o À Ð Ó Ø Ö Ù Ø× Ó Å Ö Ú Ò Ò Ø Ò ÜØ Ø Ð o Ì Ö Ù Ø× ÓÖÖ ×ÔÓÒ ØÓ × Ò Ô ØØ ÖÒ× Ò Ù Ý Ñ Ò Ñ Ð Ð Ò Ö Ô Ò Ò × ÓÒ Ø ÖÓÛ× Ó Ø Ñ ØÖ Ü o ÁØ × ×Ý ØÓ Ø Ø Ú ÖÝ Ô Ö ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ö Ù Ø Ò Ó Ö Ù Ø ÙЬРÐ× Ø ÓÖØ Ó ÓÒ Ð ØÝ ÓÒ Ø ÓÒo ́· · 1⁄4 1⁄4μ ́· · 1⁄4 1⁄4μ ́· · 1⁄4 1⁄4 μ ́· 1⁄4 · 1⁄4μ ́· · 1⁄4 · 1⁄4 μ ́· 1⁄4 1⁄4 ·μ ́· 1⁄4 · 1⁄4μ ́· 1⁄4 · · 1⁄4 μ ́· 1⁄4 · 1⁄4 · μ ́· 1⁄4 1⁄4 · μ ́1⁄4 · · 1⁄4μ ́1⁄4 · · 1⁄4 μ ́1⁄4 · · 1⁄4 · μ ́1⁄4 · 1⁄4 · · μ ́1⁄4 1⁄4 · · μ Ò ÆÒ Ô ØÙÖ Ó Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ø Ù Ð ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ú Ò Ò 1 ÙÖ o3⁄4o 1⁄2́ μo Ì Ñ ÒÙ×1× Ò Ø ÔÓ ÒØ Ò Ø × Ø Ø Ö ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ Ø ÔÓ ÒØ × Ø Ò ÔÐ o ÁØ × ×Ý ØÓ Ø Ø Ø Ö Ù Ø× Ò Ø Ó Ö Ù Ø× ÒØ Ö Ò Ø Ö ÖÓÐ × Û Ò Ù Ð Þ Ò Ø ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ o ÙÖ o 3⁄4o1⁄2́ μ × ÓÛ× Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò ×o Ì Ö Ð ÓÙÒ Ò Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ö ÔÖ × ÒØ× Ø ÔÖÓ Ø Ú Ð Ò Ø Ò¬Ò ØÝ Ö ÔÖ × ÒØ Ò Ð Ò o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 141
1⁄2 3⁄4 Âo Ê Ø Ö1 ÖØ Ò oÅo Ð Ö o¿ ÁÅÈÇÊÌ ÆÌ ÇÆ ÈÌË ÁÒ Ø × × Ø ÓÒ Û Ö ­Ý ÒØÖÓ Ù ×ÓÑ Ú ÖÝ × ÓÒ ÔØ× Ò Ø Ø ÓÖÝ Ó ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ×o Ì Ð ×Ø Ó ØÓÔ × ØÖ Ø Ö × Ø ÐÓÖ ØÓÛ Ö ×ÓÑ Ö × Ó ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ø ÓÖÝ Ø Ø Ö Ô ÖØ ÙÐ ÖÐÝ Ö Ð Ú ÒØ ÓÖ ÔÔÐ Ø ÓÒ× o Ì Ù× Ñ ÒÝ ÓØ Ö ØÓÔ × Ó Ö Ø ÑÔÓÖØ Ò Ö Ð Ø ÓÙØo ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ × ÄË · ¿̧ Ë Ø ÓÒ ¿o¿ ÓÖ Ñ ÒÓÖ × Ó ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ×̧ Ò ÄË · ¿̧ ÔØ Ö ÓÖ × ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ×o o¿o1⁄2 ËÇÅ ËÁ ÇÆ ÈÌË ÁÒ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ð Ó×× ÖÝ ̧ Û Ð ×Ø ×ÓÑ ÙÒ Ñ ÒØ Ð ÓÒ ÔØ× Ó ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ø ÓÖÝ o Ó Ø Ñ Ò ÜÔÖ ×× Ò Ø ÖÑ× Ó ÒÝ ÓÒ Ó Ø Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ× Ó ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ø Ø Û Ú ÒØÖÓ Ù ́ ÓÚ ØÓÖ ×̧ Ó Ö Ù Ø×̧ Ö ÓØÓÔ ×̧ Ô× Ù Ó ÖÖ Ò Ñ ÒØ×μ̧ ÙØ ÓÖ Ó Ø × ÓÒ ÔØ× ×ÓÑ Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ× Ö ÑÙ ÑÓÖ ÓÒÚ Ò ÒØ Ø Ò ÓØ Ö×o Ð ×Ó̧ Ó Ø × ÓÒ ÔØ× × ×ÓÑ ÒØ Ö ×Ø Ò ÔÖ ÓÔ ÖØ × Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ø Ù Ð ØÝ ÓÔ Ö ØÓÖ Û Ñ Ý ÑÓÖ ÓÖ Ð ×× Ó Ú ÓÙ× ̧ Ô Ò Ò ÓÒ Ø Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ø Ø ÓÒ Ù× ×o Ä ÇËË Ê Ö Ø ×ÙÑ Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Å ́ Äμ × Ö Ø ×ÙÑ ÓÑÔÓ × 1 Ø ÓÒ̧ ÒÓØ Ý Å Ǻ 1⁄2 μ̈Å ́ 3⁄4 μ̧ × Ô ÖØ Ø ÓÒ ÒØÓ ÒÓÒ ÑÔØÝ ×Ù 1 × Ø× 1⁄2 Ò 3⁄4 ×Ù Ø ØÄ Ä 1⁄2 ¢Ä 3⁄4 ÓÖ ØÛÓ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Å 1⁄2 ́ 1⁄2 Ä 1⁄2 μ Ò Å 3⁄4 ́ 3⁄4 Ä 3⁄4 μo Á Å × ÒÓ Ö Ø ×ÙÑ ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ̧ Ø Ò Ø × ÖÖ 1 Ù Ð o ÄÓÓÔ × Ò ÓÐÓÓÔ× ÐÓÓÔ Ó Å ́ Äμ × Ò Ð Ñ ÒØ 3⁄4 Ø Ø × Ø ×¬ × 1⁄4 ÓÖ ÐÐ 3⁄4Ä o ÓÐÓ ÓÔ × Ø ×¬ × Ä Ä 1⁄4 ¢ 1⁄4 · ̧ Û Ö Ä 1⁄4 × Ó Ø Ò Ý Ð Ø Ò Ø 1 ÓÑÔ ÓÒ ÒØ× ÖÓÑ Ø Ú ØÓÖ× Ò Äo Á Å × Ö Ø ×ÙÑ ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ Û Ø 3⁄4 ̧ Ø Ò × Ø Ö ÐÓ ÓÔ ÓÖ ÓÐÓ ÓÔo Ý Ð ÓÖ ÒØ Ñ Ø Ö Ó Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Å ́ Äμ ÓÖ Û ́ · ·μ × ÓÚ ØÓÖ Ò Ä ÕÙ Ú Ð ÒØÐÝ ̧ Ø ÙÒ ÓÒ Ó Ø ×ÙÔÔ ÓÖ Ø× Ó ÐÐ ÒÓÒÒ Ø Ú Ó 1 Ö Ù Ø× × o Ì ÓØ ÐÐÝ Ý Ð ÓÖ ÒØ Ñ ØÖ Ó Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Û Ø ÓÙØ ÒÓÒÒ Ø Ú Ó Ö Ù Ø× ÕÙ Ú Ð ÒØÐÝ ̧ Ä 1⁄4 · 1⁄4 o ÍÒ ÓÖÑ Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Å Ó Ö Ò ÓÒ × ÙÒ ÓÖÑ ÐÐ Ó Ø× Ó Ö1 Ù Ø× Ú × Þ ·1⁄2 o ÕÙ Ú Ð ÒØÐÝ ̧ Å × ÙÒ ÓÖÑ Ø × ÖÓØÓÔ Û Ø Ú ÐÙ × Ò · o Å × Ö Ð Þ Ð Ì Ö × Ú ØÓÖ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Û Ø Å Åo Ê Ð Þ Ø ÓÒ Ó Å Ú ØÓÖ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Û Ø Å Åo ÌÀ ÇÊ Å o¿o1⁄2 Ù Ð ØÝ ÁÁ Ä Ø Å Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ó ÒØ Ö ÓÙÒ × Ø ̧ Ò Å £ Ø× Ù Ðo ̄ Å × Ý Ð Ò ÓÒ ÐÝ Å £ × ØÓØ ÐÐÝ Ý Ð o ́ÀÓÛ Ú Ö̧ ÑÓר ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ö Ò Ø Ö Ý Ð ÒÓÖ ØÓØ ÐÐÝ Ý Ð μ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 142
ÔØ Ö ÇÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × 1⁄2 ¿ ̄ 3⁄4 × Ð ÓÓÔ Ó Å Ò ÓÒ ÐÝ Ø × ÓÐÓÓÔ Ó Å £ o ̄ Å × ÙÒ ÓÖÑ Ò ÓÒ ÐÝ Å £ × ÙÒ ÓÖ Ño ̄ Å × Ö Ø ×ÙÑ Ǻ μ Ǻ 1⁄2 μ ̈Å ́ 3⁄4 μ Ò ÓÒÐ Ý Å £ × Ö Ø ×ÙÑ Å £ ́ μ Å £ ́ 1⁄2 μ ̈Å £ ́ 3⁄4 μo Ù Ð ØÝ Ó ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × ÔØÙÖ ×̧ ÑÓÒ ÓØ Ö Ø Ò ×̧ Ø ÓÒ ÔØ× Ó Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ù Ð ØÝ à 3⁄4 Ä Ë · ¿̧ ÔØ Ö 1⁄21⁄4 Ò Ø ÓÒ ÔØ Ó Ð Ö Ñ× ÓÖ Ô ÓÐÝØÓÔ × ÖÙ ̧ Ë Ø ÓÒ o ̧ Ä ØÙÖ o ÓÖ Ø Ð ØØ Ö̧ Û ÒÓØ Ö Ø Ø Ø Ú ÖØ Ü × Ø Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ È Û Ø · Ú ÖØ × Ý Ð × ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó · Ú ØÓÖ × Ò Ê ·1⁄2 ̧ Ò Ø Ù× Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ó Ö Ò ·1⁄2Ó Ò · ÔÓ ÒØ×o ÁØ× Ù Ð × Ö Ð Þ Ð ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ó Ö Ò 1⁄2̧ Ø Ð Ö Ñ Ó È o ÁØ Ò ÑÓ Ð Ý Ò ÆÒ ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó Ñ Ò× ÓÒ 3⁄4̧ ÐÐ Ò ÆÒ Ð Ö Ñ Ó È o À Ò ̧ ÓÖ ×Ñ ÐÐ ̧ Û Ò Ö ÔÖ × ÒØ ́Ô Ó×× ÐÝ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ðμ Ô ÓÐ ÝØÓÔ Û Ø Û Ú ÖØ × Ý Ð ÓÛ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒo ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø × × Ò ¬ Ð Ò Ø × ̧ Û Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Û Ø ÙÒ Ú Ö× Ð Ú ÓÖ Ò Ò ÐÝÞ Ò Ø ÖÑ× Ó Ø Ö 3⁄41 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÆÒ Ð Ö Ñ×o ÓÖ ÙÖØ Ö Ø Ð×̧ × ÔØ Ö 1⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ o o¿o3⁄4 Ê ÄÁ ÁÄ ÁÌ Æ Ê ÄÁ ÌÁÇÆ ËÈ Ë Ä ÇËË Ê Ê Ð Þ Ø ÓÒ ×Ô Ä Ø 1⁄4 · ÖÓØÓÔ Û Ø ́1⁄2 μ · o Ì Ö Ð Þ Ø ÓÒ ×Ô Ế μ × Ø × Ø Ó ÐÐ Ñ ØÖ × 3⁄4 Ê ¡Ò Û Ø Ò Ü ÓÖ 1⁄2 ̧ Û Ö × Ø Ø ÙÒ Ø Ú ØÓÖo Á Å × Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ̧ Û Û ÖØ ẾÅμ Ế μo Ê Ø ÓÒ Ð Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ö Ð Þ Ø ÓÒ 3⁄4 É ¡Ò Ø Ø × ̧ Ô Ó Ò Ø ÒẾ μ É ¡Ò o × ÔÖ Ñ ÖÝ × Ñ Ð Ö × Ø Ì ́Ö Ðμ ×ÓÐ ÙØ ÓÒ × Ø Ó Ò Ö ØÖ ÖÝ ¬Ò Ø ×Ý× Ø Ñ Ó Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ÕÙ Ø ÓÒ× Ò ×ØÖ Ø Ò ÕÙ Ð Ø × Û Ø ÒØ Ö Ó Æ ÒØ ×o Ü ×Ø ÒØ Ð Ø ÓÖÝ Ó Ø Ö Ð× Ì ÔÖÓ Ð Ñ Ó × ÓÐÚ Ò Ö ØÖ ÖÝ ×Ý× Ø Ñ× Ó Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ÕÙ Ø ÓÒ× Ò Ò ÕÙ Ð Ø × Û Ø ÒØ Ö Ó Æ ÒØ× o ËØ Ð ÕÙ Ú Ð Ò × Ø Ö Ó Ò Ø ÝÔ Ó Ö Ø Ñ Ø Ò ÓÑ ÓØÓÔÝ Õ ÙÚ Ð Ò o ÌÛÓ × Ñ Ð Ö × Ø× Ö ×Ø ÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ Ø Ý Ò ÓÒÒ Ø Ý × Õ Ù Ò Ó Ö Ø ÓÒ Ð ÓÓÖ Ò Ø Ò ×̧ ØÓ Ø Ö Û Ø ÖØ Ò ÔÖÓ Ø ÓÒ× Û Ø ÓÒØÖ Ø Ð ¬ Ö×o ́Ë Ê ̧ Ò Ê ÓÖ Ø Ð×oμ ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ ØÛÓ ×Ø ÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ × Ñ Ð Ö × Ø× Ú Ø × Ñ ÒÙÑ Ö Ó ÓÑÔ ÓÒ ÒØ×̧ Ø Ý Ö ÓÑÓØÓÔÝ1 ÕÙ Ú Ð ÒØ̧ Ò Ø Ö ÓØ ÓÖ Ò Ø Ö Ó Ø Ñ Ú Ö Ø ÓÒ Ð ÔÓ ÒØ×o ÇÒ Ó Ø Ñ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ø ÓÖÝ × ØÓ × Ò Ð ÓÖ Ø Ñ× Ø Ø ¬Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ú Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ø Ü ×Ø× o ÀÓÛ Ú Ö̧ ÓÖ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Û Ø Ð Ö ÒÙÑ Ö× Ó ÔÓ ÒØ×̧ ÓÒ ÒÒÓØ ØÓÓ ÓÔØ Ñ ×Ø ̧ × Ò Ø Ö Ð Þ Ð ØÝ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × × ÆÈ1 Ö o Ì × × ÓÒ Ó Ø ÓÒ× 1 ÕÙ Ò × Ó ÅÒ Ú3× ÙÒ Ú Ö× Ð ØÝ Ø ÓÖ Ñ ÐÓÛo Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÖ Ø ÛÓÖר1 × ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ó Ø Ö Ð Þ Ð ØÝ ÔÖÓ Ð Ñ × Ú Ò Ý Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ø ÓÖ Ño ÁØ ÓÐÐÓÛ× © 2004 by Chapman & Hall/CRC 143
1⁄2 Âo Ê Ø Ö1 ÖØ Ò oÅo Ð Ö ÖÓÑ Ò Ö Ð ÓÑÔÐ Ü ØÝ ÓÙÒ × ÓÖ Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÙØ × Ñ Ð Ö × Ø× Ý ×Ù̧ ÈÓÐ Ð ̧ Ò ÊÓÝ ÈÊ ́× Ð×Ó ÔØ Ö ¿¿ Ó Ø × À Ò ÓÓ μo ÌÀ ÇÊ Å o¿o3⁄4 ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ó Ø ×Ø Ò Ö Ð Ð ÓÖ Ø Ñ ÃÒ ÓÛÒ Ì Ö Ð Þ Ð ØÝ Ó Ö Ò 1 ÓÖ ÒØ Ñ Ø Ö Ó ÓÒ Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ý ×ÓÐ Ú Ò ×Ýר Ñ Ó Ë Ò ¡ Ö Ð ÔÓÐÝÒ ÓÑ Ð ÕÙ Ø ÓÒ× Ò ×ØÖ Ø Ò ÕÙ Ð Ø × Ó Ö Ø ÑÓר 1⁄2 Ò Ã ́ Ò 1⁄2μ́ 1⁄2μ Ú Ö Ð ×o Ì Ù×̧ Û Ø Ø Ð ÓÖ Ø Ñ× Ó ÈÊ ̧ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ø ÓÔ Ö Ø ÓÒ× Ò ØÓ Ö Ð Þ Ð ØÝ × ́ Ò Ø ÌÙÖ Ò Ñ Ò ÑÓ Ð Ó ÓÑÔÐ Ü ØÝμ ÓÙÒ Ý́Ë Ãμ à ¡ Ë ¡ ḈÃμ o ÌÀ ÍÆÁÎ ÊË ÄÁÌ ÌÀ ÇÊ Å × Ó × ÖÚ Ø ÓÒ × Ø Ø ÐÐ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ó Ö Ò 3⁄4 Ö Ö Ð Þ Ð o ÁÒ Ô ÖØ 1 ÙÐ Ö̧ ÙÔ ØÓ Ò Ó ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ× Ò Ô ÖÑÙØ Ò Ø Ð Ñ ÒØ× Ò Ø Ö × ÓÒÐÝ ÓÒ ÙÒ ÓÖÑ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ó Ö Ò 3⁄4o Ì Ö Ð Þ Ø ÓÒ ×Ô Ó Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ó Ö Ò 3⁄4 × ÐÛ Ý× ×Ø ÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØØ Ó 1⁄4 Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Å × ÙÒ ÓÖÑ Ó Ö Ò 3⁄4 ÓÒ Ò Ð Ñ ÒØ× ̧ Ø Ò ẾÅμ × ×ÓÑ ÓÖÔ ØÓ Ò ÓÔ Ò ×Ù × Ø Ó Ê 3⁄4Ò o ÁÒ ÓÒØÖ ×Ø ØÓ Ø Ö Ò 13⁄4 × ̧ ÅÒ Ú3× ÙÒ Ú Ö× Ð ØÝ Ø ÓÖ Ñ ×Ø Ø × Ø Ø ÓÖ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ó Ö Ò ¿̧ Ø Ö Ð Þ Ø ÓÒ ×Ô Ò Ö ØÖ Ö ÐÝ ÓÑÔÐ Ø o À Ö × Ø ¬Ö ר Ð ÑÔ× Ó Ø × ̄ Ì Ö Ð Þ Ø ÓÒ ×Ô × Ó ÐÐ Ö Ð Þ Ð ÙÒ ÓÖÑ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ó Ö Ò ¿ Ò Ø Ñ Óר Ð Ñ ÒØ× Ö Ó ÒØÖ Ø Ð ́Ê Ø Ö Ê μo ̄ Ì Ö × Ö Ð Þ Ð Ö Ò 1¿ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ÓÒ Ð Ñ ÒØ× Ø Ø × ÒÓ Ö Ð1 Þ Ø ÓÒ Û Ø Ö Ø ÓÒ Ð ÓÓÖ Ò Ø × ́È ÖÐ × ÖÙ ̧Ô o ¿ μ o ̄ Ì Ö × Ö Ð Þ Ð Ö Ò 1¿ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ÓÒ 1⁄2 Ð Ñ ÒØ× Û Ø × ÓÒÒ Ø Ö Ð Þ Ø ÓÒ ×Ô ́ËÙÚÓÖÓÚ ËÙÚ × Ð×Ó Ê Ø Ö1 ÖØ Ê μo Ì ÙÒ Ú Ö× Ð ØÝ Ø ÓÖ Ñ × ÙÒ Ñ ÒØ Ð ×Ø Ø Ñ ÒØ ÛØ Ú Ö ÓÙ× ÑÔÐ Ø ÓÒ× ÓÖ Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô × Ó Ú Ö ÓÙ× ØÝÔ × Ó ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ó Ø×o ÌÀ ÇÊ Å o¿o¿ ÅÒ Ú3× ÍÒ Ú Ö× Ð ØÝ Ì ÓÖ Ñ ÅÒ ÓÖ Ú ÖÝ × ÔÖ Ñ ÖÝ × Ñ Ð Ö × Ø Î ¬Ò ÓÚ Ö Ø Ö × Ö ÓØÓÔ Ó Ö Ò ¿ ×Ù Ø Ø Î Ò Ế μ Ö ×Ø ÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØo ÐØ ÓÙ ×ÓÑ Ó Ø Ø× Ò Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ð ×Ø Û Ö ÔÖÓÚ ÖÐ Ö Ø Ò ÅÒ Ú3× ÙÒ Ú Ö× Ð ØÝ Ø ÓÖ Ņ̃ Ø Ý ÐÐ Ò ÓÒ× Ö × ÓÒ× ÕÙ Ò × Ó Ø ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ Ø Ò ÕÙ × Ù× ÝÅ Ò Úo ÇÆË ÉÍ Æ Ë Ç ÌÀ Í ÆÁÎ ÊË ÄÁÌ ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2o Ì ÙÐÐ ¬ Ð Ó Ð Ö ÒÙÑ Ö× × Ò ØÓ Ö Ð Þ ÐÐ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ó Ö Ò ¿o 3⁄4o Ì Ö Ð Þ Ð ØÝ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × × ÆÈ1 Ö ́ÅÒ Ú ÅÒ ̧ Ë ÓÖ Ë Ó 1⁄2 μo ¿o Ì Ö Ð Þ Ð ØÝ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × × ́Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ 1μ ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ Ø Ü ×Ø ÒØ Ð Ì ÓÖÝ Ó Ø Ê Ð× ́ÅÒ Ú ÅÒ μo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 144
ÔØ Ö ÇÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × 1⁄2 o ÓÖ Ú ÖÝ ¬Ò Ø × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü ¡̧ Ø Ö × Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Û Ó× Ö Ð Þ Ø ÓÒ ×Ô × ÓÑÓØÓÔÝ1 ÕÙ Ú Ð ÒØØ Ó¡ o o Ê Ð Þ Ð ØÝ Ó Ö Ò 1¿ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × ÒÒÓØ Ö Ø Ö Þ Ý Ü ÐÙ Ò ¬Ò Ø × Ø Ó ÓÖ Ò Ñ ÒÓÖ × ́ Ó ÓÛ× Ò ËØÙÖ Ñ Ð× Ë μo o ÁÒ ÓÖ Ö ØÓ Ö Ð Þ ÐÐ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ØÝÔ × Ó ÒØ Ö Ð Ö Ò 1¿ ÓÖ ÒØ Ñ 1 ØÖÓ × ÓÒ Ò Ð Ñ ÒØ× ̧ Ú Ò ÙÒ ÓÖÑ ÓÒ ×̧ Ò Ø ÒØ Ö Ö 1⁄2 3⁄4 ́Òμ ¿ ̧ Ø ÓÓÖ Ò Ø × Þ ÙÒ Ø ÓÒ ́Òμ × ØÓ ÖÓÛ ÓÙ ÐÝ ÜÔ ÓÒ ÒØ ÐÐÝ Ò Ò ́ ÓÓ Ñ Ò̧ ÈÓ ÐÐ ̧ Ò ËØÙÖÑ Ð× ÈË 1⁄4 μo o Ì ×ÓØÓÔÝ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × ́ Ò ÓÒ Ú Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Å ÓÒØ ÒÙÓÙ× ÐÝ ÓÖÑ ̧ Ø ÖÓÙ Ö Ð Þ Ø ÓÒ×̧ ØÓ ÒÓØ Ö Ú Ò ÓÒ μ × Ò Ø Ú × ÓÐÙØ ÓÒ Ò Ò Ö Ð̧ Ú Ò ÓÖ ÙÒ ÓÖÑ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ó Ö Ò ¿ ÂÅËÏ o o¿o¿ ÌÊÁ Æ Ä Ë Æ ËÁÅÈÄ Á Á Ä ÄÄË Ì Ö × ÐÓÒ ØÖ Ø ÓÒ Ó ×ØÙ Ý Ò ØÖ Ò Ð × Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ô× Ù ÓÐ Ò ×o ÁÒ × 1⁄2 3⁄4 Ô Ô Ö Ä Ú3⁄4 ̧ Ä Ú ÐÖ Ý ÓÒ× Ö Ø Ñ ØÓ ÑÔÓÖØ ÒØ × ØÖÙ ØÙÖ ×o Ì Ö Ö ÓÓ Ö × ÓÒ× ÓÖ Ø ×o ÇÒ Ø ÓÒ Ò ̧ Ø Ý ÓÖÑ Ø × ÑÔÐ ×Ø ÔÓ×× Ð ÐÐ× Ó ÙÐÐ Ñ Ò× ÓÒ̧ Ò Ö Ø Ö ÓÖ Ó × ÒØ Ö ×Øo ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ × × ÑÔÐ ̧ ØÖ Ò Ð × ÐÓ Ø Ø Ö ÓÒ× Û Ö ×Ñ ÐÐ ×Ø ÐÓ Ð Ò Ó Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ØÝÔ Ó Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ ×ÔÓ×× Ð o ËÙ Ò Ò Ô Ö ÓÖÑ Ý Ø Ò ÓÒ × Ó Ø ØÖ Ò Ð Ò ÔÙ× Ò Ø ÓÚ Ö Ø Ú ÖØ Ü ÓÖÑ Ý Ø ÓØ Ö ØÛÓ × ×o ÁØ Û × Ó × ÖÚ Ý Ê Ò Ð Ê Ò Ø Ø ÒÝØ ÛÓ × ÑÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × Ò ÓÖÑ ÒØÓ ÓÒ ÒÓØ Ö Ý Ô Ö ÓÖÑ Ò × ÕÙ Ò Ó ×Ù ØÖ Ò Ð ­ Ô×o ÅÓÖ ÓÚ Ö̧ Ø Ö Ð Þ Ð ØÝ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ñ Ý Ô Ò ÓÒ Ø × ØÙ Ø ÓÒ Ø Ø ØÖ Ò Ð ×o ÓÖ Òר Ò ̧ ÒÝ ÓÒ Ó Ø ØÖ Ò Ð × Ò Ø ÒÓÒÖ 1 Ð Þ Ð Ü ÑÔÐ Ó ÙÖ o1⁄2o 3⁄4 ÓØ Ö Ø Ò Ø ÒØÖ Ð ÓÒ × ­ ÔÔ ̧ Ø Û ÓÐ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ÓÑ × Ö Ð Þ Ð o ÌÊÁ Æ Ä Ë ÁÆ ÊÊ Æ Å ÆÌË Ç ÈË Í ÇÄ ÁÆ Ë Ä Ø È Ò Ý ÖÖ Ò Ñ ÒØÓ Ò Ô× Ù ÓÐ Ò ×o 1⁄2o ÓÖ ÒÝ Ô× Ù ÓÐ Ò Ò È Ø Ö Ö Ø Ð ×Ø ¿ ØÖ Ò Ð × ÒØØ Ó o Ø Ö Ø Ò 1⁄2 Ô× Ù ÓÐ Ò × « Ö ÒØ Ö Ó Ñ ÒØ Ö× Ø Ò ÓÒ ÔÓ ÒØ ́ o o̧ È × Ò Ö1Ô Ò Ðμ̧ ÓÖ Ø Ö Ö Ø Ð ×Ø Ò ¿ ØÖ Ò Ð × Ø Ø Ö ÒÓØ ÒØØ Ó o Ì Ù× È ÓÒØ Ò× Ø Ð ×Ø Ò ØÖ Ò Ð × ́Ä Ú Ä Ú3⁄4 μo 3⁄4o È × × ÑÔÐ Ð ÐÐ Ø× Ö ÓÒ× Ö ÓÙÒ Ý Ü ØÐÝ ¿ ́Ô× Ù ÓμÐ Ò ×o Ü ÔØ ÓÖ Ø Ò Ö1Ô Ò Ð×̧ Ø Ö Ö ØÛÓ Ò¬Ò Ø Ð ×× × Ó × ÑÔÐ Ð Ð Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò 1⁄2 Ø ÓÒ Ð ×Ô ÓÖ × ÑÔÐ Ð Ð Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ́ Ò Ñ ÒÝ ÑÓÖ × ÑÔÐ Ð Ô× Ù Ó ÖÖ Ò Ñ ÒØ× μ ÒÓÛ Ò ́ ÖÙÒ ÙÑ ÖÙ 1⁄2 μo ¿o Á È × × ÑÔÐ ̧ Ø Ò Ø ÓÒØ Ò× Ø ÑÓ× Ø Ò́Ò 1⁄2μ ¿ ØÖ Ò Ð ×o ÓÖ Ò¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝÚ ÐÙ × Ó Ò̧ Ø Ö Ü ×Ø× × ÑÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Û Ø Ò́Ò 1⁄2μ ¿ ØÖ Ò Ð × ́Ê ÓÙ Ò «̧ À Ö ÓÖØ μo o ÒÝØ ÛÓ × ÑÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× È 1⁄2 Ò È 3⁄4 Ò ÓÖÑ ÒØÓ ÓÒ ÒÓØ Ö Ý × ÕÙ Ò Ó × ÑÔÐ Ð ­ Ô× ́Ê Ò Ð Ê Ò μo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 145
1⁄2 Âo Ê Ø Ö1 ÖØ Ò oÅo Ð Ö Á ÍÊ o ¿o1⁄2 × ÑÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó 3⁄4 Ô× Ù ÓÐ Ò × Û Ø Ñ Ü Ñ Ð ÒÙÑ Ö Ó 3⁄4 3⁄4 ØÖ Ò Ð ×o Ú ÖÝ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù Ó×Ô Ö × Ò Ë 1⁄2 × ÒØÖ ÐÐÝ ×ÝÑ Ñ ØÖ Ö ÔÖ 1 × ÒØ Ø ÓÒo Ì Ù× Û Ò ÐÛ Ý× Ö Ú Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó ÔÖÓ Ø Ú Ô× Ù Ó ÝÔ Ö1 ÔÐ Ò × ́Ô× Ù Ó ́ 3⁄4μ1ÔÐ Ò × Ò ÊÈ 1⁄2 μ Ý Ò Ø Ý Ò ÒØ ÔÓ Ð ÔÓ ÒØ ×o Ì ÔÖÓÔ Ö Ò ÐÓ Ù ÓÖ Ø ØÖ Ò Ð × Ò Ö Ò ¿ Ö Ø ́ 1⁄2μ1× ÑÔÐ × Ò ÔÖÓ Ø Ú ÖÖ Ò 1 Ñ ÒØ× Ó Ô× Ù Ó ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ò Ö Ò ̧ o o̧ Ø Ö ÓÒ× ÓÙÒ Ý Ø Ñ Ò Ñ Ð ÒÙÑ Ö̧ ̧ Ó Ô× Ù Ó ÝÔ ÖÔÐ Ò ×o Ï ÐÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ × ÑÔÐ ÒÓ ÑÓÖ Ø Ò 1⁄2 ÔÐ Ò × Ñ Ø Ò ÔÓ ÒØo ÁØ Û × ÓÒ ØÙÖ ÝÄ ×ÎÖ Ò × Ò 1⁄2 1⁄4 Ä × 1⁄4 Ø Ø ́ × Ò Ø Ö Ò 1¿ × μ ÒÝØ ÛÓ × ÑÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò ØÖ Ò× ÓÖÑ ÒØÓ ÓØ Ö Ý × ÕÙ Ò Ó ­ Ô× Ó × ÑÔÐ Ð Ö ÓÒ×o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö Ø × Ö ÕÙ Ö × Ø Ø Ú ÖÝ × ÑÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØ ÓÒØ Ò Ø Ð ×Ø ÓÒ × ÑÔÐ Ð Ö ÓÒ ́Û Û × Ð×Ó ÓÒ ØÙÖ ÝÄ ×ÎÖ Ò ×μo Á Û ÓÒ× Ö Ø × Ó Ö Ð Þ Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ÓÒÐ Ý ̧ Ø × ÒÓØ Æ ÙÐØ ØÓ ÔÖ ÓÚ Ø Ø ÒÝØ ÛÓ Ñ Ñ Ö× Ò Ø × ×Ù Ð ×× Ò ÓÒÒ Ø Ý × ÕÙ Ò Ó ­ Ô× Ó × Ñ1 ÔÐ Ð Ö ÓÒ× Ò Ø Ø Ö Ð Þ Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ò Ø Ò× Ø Ð ×Ø ÓÒ × ÑÔÐ Ð ÐÐo ÁÒ Ø̧ Ë ÒÒÓÒ Ë Ô Ö Ó Ú Ø Ø Ú ÖÝ ÖÖ Ò Ñ ÒØ ́ Ú Ò Ø ÒÓÒ× ÑÔÐ ÓÒ ×μ Ó Ò ÔÖÓ Ø Ú ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ò Ö Ò ÓÒØ Ò× Ø Ð ×Ø Ò × ÑÔÐ Ð Ö ÓÒ× o ÅÓÖ ÔÖ × ÐÝ ̧ ÓÖ Ú ÖÝ ÝÔ ÖÔÐ Ò Ø Ö Ö Ø Ð ×Ø × ÑÔÐ × ÒØ ØÓ Ò Ø Ð ×Ø Ò × ÑÔÐ × ÒÓØ ÒØ ØÓ o Ì ÓÒØ Ö ×Ø ØÛ Ò Ø Ä × Î Ö Ò × ÓÒ ØÙÖ Ò Ø Ö × ÙÐØ× ÒÓÛÒ ÓÖ Ø ÒÓÒÖ Ð Þ Ð × × Ö Ñ Ø ËÁÅÈÄ Á Á Ä ÄÄË ÁÆ ÈË Í Ç ÊÊ Æ Å ÆÌË 1⁄2o Ì Ö × Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù ÓÔÐ Ò × Ò Ö Ò Ú Ò ÓÒÐÝ × ÑÔÐ Ð Ö ÓÒ× ́ ÐØ× ÙÐ Ö Ò Ó ÓÛ× Ë 1⁄4 ̧ ÊÓÙ Ò « Ò ËØÙÖÑ Ð× ÊË μo 3⁄4o Ú ÖÝ Ö Ò 1 ÖÖ Ò Ñ ÒØÛØ Ò 1⁄2¿ Ô× Ù ÓÔÐ Ò × × Ø Ð ×Ø ÓÒ × ÑÔÐ 1 Ð Ö ÓÒ ́ Ó ÓÛ× Ò ÊÓ Ð × Ê1⁄41⁄2 μo ¿o ÓÖ Ú ÖÝ 3⁄4 Ø Ö × Ö Ò 1 ÖÖ Ò Ñ ÒØÓ Ô× Ù ÓÔÐ Ò × Ú Ò ÓÒÐ Ý ¿ ·1⁄2 × ÑÔÐ Ð Ö ÓÒ× o ́Ì × Ö × ÙÐØ Ó Ê Ø Ö1 ÖØ Ê ¿ Û × Ñ ÔÖÓÚ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 146
ÔØ Ö ÇÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × 1⁄2 Ý Ó ÓÛ× Ò ÊÓ Ð × Ê1⁄41⁄2 ØÓ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ô× Ù ÓÔÐ Ò × Û Ø × ÑÔÐ Ð Ö ÓÒ× oμ o Ì Ö × Ö Ò 1 ÖÖ Ò Ñ ÒØ ÓÒ× ×Ø Ò Ó 3⁄41⁄4 Ô× Ù ÓÔÐ Ò × ÓÖ Û ÓÒ ÔÐ Ò × ÒÓØ ÒØ ØÓ ÒÝ × ÑÔÐ Ð Ö ÓÒ ́Ê Ø Ö1 ÖØ Ê ¿ Ñ1 ÔÖ ÓÚ ØÓ 1⁄2 Ô× Ù ÓÔÐ Ò × Ý Ó ÓÛ× Ò ÊÓ Ð × Ê1⁄41⁄2 μo ÇÈ Æ ÈÊÇ Ä ÅË Ì ØÓÔ Ó × ÑÔÐ Ð ÐÐ× × ÒØ Ö ×Ø Ò Ò Ö Ò × ØÖÙ ØÙÖ Ú Ò Ò Ö Ò ¿o Ì × Ó Ö Ñ Ò× ÓÒ× × ÙÐÐ Ó ÙÒ× ÓÐÚ ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ÐÐ Ò Ò ÓÒ ØÙÖ ×o Ì × ÔÖÓ Ð Ñ× Ö Ö Ð Ú ÒØ Ó ÖÚ Ö ÓÙ× ÔÖÓ Ð Ñ× Ó Ö Ø ÓÑ ØÖ Ò ØÓÔÓÐÓ Ð ÒØ Ö ×Ø̧ ×Ù × Ø ×ØÖ Ù ØÙÖ Ó ×Ô × Ó ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× o Ì Ö Ý ÔÖÓ Ð Ñ× Ö 1⁄2o Ð ×× Ý × ÑÔÐ Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ× o Á× Ø ØÖÙ ̧ Ø Ð ×Ø̧ Ø Ø Ø Ö Ö ÓÒÐ Ý ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ ØÝÔ × Ó × ÑÔÐ Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ×ØÖ Ø Ð Ò × ÓÙØ× Ø Ø Ö Ò ÓÛÒ Ò¬Ò Ø Ñ Ð × 3⁄4o Ó × Ú ÖÝ ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ô× Ù Ó ÝÔ ÖÔÐ Ò × ÓÒØ Ò Ø Ð ×Ø ÓÒ × ÑÔÐ Ð Ö ÓÒ ¿o Á× Ø ØÖÙ Ø Ø ÒÝØ ÛÓ × ÑÔÐ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ô× Ù Ó×Ô Ö × Ò ØÖ Ò×1 ÓÖÑ ÒØÓ ÓÒ ÒÓØ Ö Ý × ÕÙ Ò Ó ØÖ Ò Ð ­ Ô× o¿o Å ÌÊÇÁ ÈÇÄ ÌÇÈ Ë Ì ÓÒÚ Ü ØÝ ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ö ÑÓ Ð ×ÙÔ Ö ÐÝ ÝØ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Å o Ì ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ú Ö× ÓÒ× Ó Ñ ÒÝ Ø ÓÖ Ñ× ÓÒ ÖÒ1 Ò ÓÒÚ Ü ØÝ Ð×Ó ÓÐ ÓÒ Ø Ð Ú Ð Ó Ò Ö Ð ́ Ò ÐÙ Ò ÒÓÒÖ Ð Þ Ð μ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ×o ÓÖ Òר Ò ̧ Ø Ö Ö ÔÙÖ ÐÝ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ú Ö× ÓÒ× Ó Ö Ø ÓÖÝ3 ×̧ Ê ÓÒ3× ̧ Ò À ÐÐ Ý3× Ø ÓÖ Ñ× ÄË · ¿̧ Ë Ø ÓÒ o3⁄4 o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ø ÓÖÝ ÔÖÓÚ × Ù× Û Ø Ò ÒØ Ö ÐÝ ÓÑ Ò 1 ØÓÖ Ð ÑÓ Ð Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ ÒÓÛÒ × Ñ ØÖÓ Ô ÓÐÝØÓÔ ×o Ì ÓÐÐÓÛ Ò ¬Ò Ø ÓÒ ÔÖÓÚ × Ø × ÓÒØ ÜØ Ò Ø ÖÑ× Ó Ð ØØ ×o ¬Ò Ø ÓÒ Ì Ð ØØ Ó Ò Ý Ð ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Å ́ Äμ × Ø × Ø Ä́Åμ 1⁄4 3⁄4Ä 1⁄4 · Ô ÖØ ÐÐÝ ÓÖ Ö Ý Ò ÐÙ× ÓÒo Ì Ð Ñ ÒØ× Ó Ä́Åμ Ö Ø × Ó Åo Å × Ñ ØÖÓ ÔÓÐÝØÓÔ × ÓÖ Ú ÖÝ 3⁄4 o Ú ÖÝ Ô ÓÐÝØÓÔ Ú × Ö × ØÓ Ñ ØÖÓ Ô ÓÐÝØÓÔ È Ê × 1ÔÓÐÝØÓÔ Û Ø Ò Ú ÖØ ×̧ Ø Ò Ø ÒÓÒ Ð Ñ Ò Ü Ü 1⁄2 ¡ Ö Ø × Ú ØÓÖ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ È Ó Ö Ò ·1⁄2 ÖÓÑ Ø Ú ÖØ Ü × Ø Ó È o Ì ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ó È × Ñ ØÖÓ Ô ÓÐ ÝØÓÔ Å È ̧ Û Ó× Ð ØØ Ä́Åμ × ÒÓÒ ÐÐÝ ×ÓÑ ÓÖÔ ØÓ Ø Ð ØØ Ó È o Å ØÖÓ Ô ÓÐÝØÓÔ × ÔÖÓÚ Ú ÖÝ ÔÖ × ÑÓ Ð Ó ́Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð × ØÖÙ ØÙÖ Ó μ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø ØÓÔÓÐÓ Ð Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ø ÓÖ Ñ ÑÔÐ × Ø Ø Ú ÖÝ Ñ ØÖÓ ÔÓÐÝØÓÔ Ó Ö Ò × Ø Ð ØØ Ó Ö ÙÐ Ö Ô Û × Ð Ò Ö ́ÈÄμ ÐÐ ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ Ó ́ 3⁄4μ1×Ô Ö o Ì Ù× Ñ ØÖÓ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÓÖÑ Ò © 2004 by Chapman & Hall/CRC 147
1⁄2 Âo Ê Ø Ö1 ÖØ Ò oÅo Ð Ö Ü ÐÐ ÒØ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÑÓ Ð ÓÖ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò Ø̧ ÑÙ ØØ Ö Ø Ò Ø ÑÓ Ð Ó ÈÄ ×Ô Ö × ́Û Ó×Ò Ó Ø Ú Ò Ò Ø Ö ÐÝ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ¬Ò Ø ÓÒμo ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ Ó ÔÓÐ Ö Ð× Ò Ò Ö Ð ÓÖ Ñ ØÖÓ Ô ÓÐÝØÓ Ô ×o Ì Ð ÐÙÐ Ö ×Ô Ö × Ø Ø Ö ÔÖ × ÒØ Ñ ØÖÓ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ú Ù Ð ÐÐ ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ× ́ Ù× Ø Ý Ö Ô Û × Ð Ò Öμ̧ ÙØ Ø × Ù Ð ÐÐ ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ × ÒÓØ Ò Ò Ö Ð Ñ ØÖÓ ÔÓÐÝØÓÔ ̧ Ú Ò Ò Ö Ò ́ ÐÐ Ö Ò ÅÙÒ× ÓÒ Å Ó ÓÛ× Ò Ë Ù ÖØ Ë μo ÁÒ ÓØ Ö ÛÓÖ ×̧ Ø ÓÖ Ö Ù Ð Ó Ø Ð ØØ Ó Ñ ØÖÓ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ́ × Ò ×ØÖ Ø Ð ØØ μ × ÒÓØ Ò Ò Ö Ð Ø Ð ØØ Ó Ñ ØÖÓ Ô ÓÐ ÝØÓÔ o ́Å ØÖÓ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÓÖÑ Ò ÑÔÓÖØ ÒØ ØÓ ÓÐ ÓÖ Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ø ÓÖÝ ̧ ÒÓØ ÓÒÐ Ý Ù× Ó Ø Ô ÖØ× Ó ÔÓÐÝØÓÔ Ø ÓÖÝ Ø Ø ÛÓÖ ÓÖ Ø Ņ̃ ÙØ Ð×Ó Ù× Ó Ø Ó× Ø Ø Ðoμ ÓÖ Ú ÖÝ Ñ ØÖÓ Ô ÓÐÝØÓÔ ÓÒ × Ø Ù Ð ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ́Û × ØÓØ ÐÐÝ Ý Ð ̧ Ò ÒÓØ Ñ ØÖÓ Ô ÓÐ ÝØÓÔ μo ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø × ØÙÔ ÓÖ Ð Ö Ñ× Ò Ö Ð Þ × ØÓ Ø Ö Ñ ÛÓÖ Ó Ñ ØÖÓ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ø × Ñ × Ø ÔÓ×× Ð ØÓ Ð×Ó Ò ÐÙ ÒÓÒÔ ÓÐÝØÓÔ Ð ×Ô Ö × Ò × Ù×× ÓÒ Ó Ø Ö Ð Þ Ð ØÝ ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ó ÔÓÐÝ1 ØÓÔ ×o Ì × ÑÓÙÒØ× ØÓ Ô Ö Ô× Ø ÑÓ× Ø ÔÓÛ Ö Ù Ð× Ò Ð Ø Ó Ó Ð ÚÖ Ú ÐÓÔ ÓÖ Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ø ÓÖÝ o ÁØ Ð × ØÓ̧ ÑÓÒ ÓØ Ö Ø Ò ×̧ Ø Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Û Ø Ø ÑÓ× Ø ·¿ Ú ÖØ ×̧ Ø ÔÖÓÓ Ø Ø ÐÐ Ñ ØÖÓ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ó Ö Ò ·1⁄2 Û Ø Ø Ñ Óר ·¿ Ú ÖØ × Ö Ö Ð Þ Ð ̧ Ø ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ Ó ÒÓÒÖ Ø ÓÒ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ × × Û ÐÐ × Ó ÒÓÒÔ ÓÐÝØÓÔ Ð ×Ô Ö × Û Ø · Ú ÖØ ×̧ Ø o Ä ÇÊÁÌ ÀÅÁ ÈÈÊÇ À ÌÇ ÈÇÄ ÌÇÈ Ä ËËÁ Á Ì ÁÇÆ Ô Ó Û Ö ÙÐ ÔÔÖ Ó ̧ Ú Ñ ØÖÓ Ô ÓÐÝØÓÔ ×̧ ØÓ Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó Ð ×× Ý Ò ÐÐ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝØÓÔ × Û Ø Ú Ò Ô Ö Ñ Ø Ö× × Ð Ö ÐÝ Ù ØÓ Ó ÓÛ× Ò ËØÙÖ Ñ Ð× Ë o À Ö Û Ö ×ØÖ Ø ÓÙÖ ØØ ÒØ ÓÒ ØÓ Ø × ÑÔÐ Ð × Ø Ö Ö Ø ÓÒ Ð Ø Ò Ð ÔÖÓ Ð Ñ× ØÓ Ð Û Ø Ò Ø ÒÓÒ× ÑÔÐ Ð × ̧ Ò Ú ÖÝ Ð ØØÐ ÛÓÖ × Ò ÓÒ Ø Ö × Ý Øo ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø ÔÖÓ Ö Ñ × Ò ×Ù ×× ÙÐÐ Ý ÓÑ ÔÐ Ø ÓÖ Ø Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ó ÐÐ × ÑÔÐ Ð ¿1×Ô Ö × Û Ø Ú ÖØ × ́ ÐØ× ÙÐ Ö̧ Ó ÓÛ× ̧ Ò ËØ Ò Ö Ë 1⁄4 μ Ò Ó ÐÐ Ò ÓÖÐ Ý 1×Ô Ö × Û Ø 1⁄21⁄4 Ú ÖØ × ́ Ó ÓÛ× Ò Ë Ñ Ö Ë μ ÒØÓ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ÒÓÒÔ ÓÐÝØÓÔ ×o Ø Ø ÓÖ Ó Ø Ñ ØÖÓ Ð ÔÔÖ Ó Ð × Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö Ö Ý × ÑÔÐ Ð ×Ô Ö × ÙÒ ÓÖÑ Ñ ØÖÓ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝØÓÔ × Ì ÔÐ Ò Ó ØØ ר ÓÐ ÐÓÛ Ò o Ö× Ø̧ ÓÒ ÒÙÑ Ö Ø × ÐÐ ×ÓÑ ÓÖÔ ×Ñ ØÝÔ × Ó × ÑÔÐ Ð ×Ô Ö × Û Ø Ú Ò Ô Ö Ñ Ø Ö×o Ì Ò̧ ÓÖ ×Ô Ö ̧ ÓÒ ÓÑ ÔÙØ × ÐÐ ́ÙÒ ÓÖ Ñμ Ñ ØÖÓ Ô ÓÐÝØÓÔ × Ø Ø Ú Ø Ú Ò ×Ô Ö × Ø Ö Ð ØØ ×o Ò ÐÐÝ ̧ ÓÖ Ñ ØÖÓ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ̧ ÓÒ ØÖ × ØÓ Ö Ð Þ Ð ØÝ o Ø ÓØ Ó Ø ×Ø Ô× Ó Ø × Ö Ö Ý Ø Ö Ö ÓÒ× Ö Ð ×Ù ØÐ Ø × ÒÚÓÐ Ú Ø Ø Ð ØÓ ÑÔÓÖØ ÒØ Ò× Ø×o ÓÖ Ú Ò × ÑÔÐ Ð ×Ô Ö ̧ Ø Ö Ñ Ý ̄ ÒÓ Ñ ØÖÓ Ô ÓÐÝØÓÔ Ø Ø × ÙÔÔ ÓÖØ× Øo ÁÒ Ø × × Ø ×Ô Ö × ÐÐ ÒÓÒ1 Ñ ØÖÓ Ðo Ì ÖÒ ØØ ×Ô Ö ÄË · ¿̧ ÈÖÓÔÓ× Ø ÓÒ o o¿ × Ò Ü ÑÔÐ o ̄ Ü ØÐÝ ÓÒ Ñ ØÖÓ Ô ÓÐÝØÓÔ o ÁÒ Ø × ́ ÑÔÓÖØ ÒØμ × Ø ×Ô Ö × ÐÐ Ö o Ì Ø ×̧ Ñ ØÖÓ Ô ÓÐÝØÓÔ Å × Ö Ä́Å 1⁄4 μ Ä ́ Åμ ÐÖ Ý ÑÔÐ × Å 1⁄4 Åo ÓÖ Ö Ñ ØÖÓ Ô ÓÐÝØÓÔ × Ø Ð ØØ ÙÒ ÕÙ ÐÝ ¬Ò × Ø ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ̧ Ò Ø Ù× Ú ÖÝ ×Ø Ø Ñ ÒØ ÓÙØ Ø Ñ ØÖÓ Ô ÓÐÝØÓÔ Ý Ð × ×Ø Ø Ñ ÒØ ÓÙØ Ø ×Ô Ö o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø Ñ ØÖÓ Ô ÓÐÝØÓÔ Ò Ø ×Ô Ö Ú Ø × Ñ Ö Ð Þ Ø ÓÒ ×Ô o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 148
ÔØ Ö ÇÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × 1⁄2 Ê Ñ ØÖÓ Ô ÓÐÝØÓÔ × Ö ÔÖ ÓÖ Ö Ö ÓÛ Ú Ö̧ Ø Ä ÛÖ Ò ÓÒ ×ØÖÙ 1 Ø ÓÒ ÄË · ¿̧ Ë Ø ÓÒ o¿ ̧ Ë Ø ÓÒ o ××Ó Ø × Û Ø Ú ÖÝ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Å ÓÒ Ò Ð Ñ ÒØ× Ò Ö Ò Ö Ñ ØÖÓ Ô ÓÐ ÝØÓÔ £́Åμ Û Ø 3⁄4Ò Ú ÖØ × Ó Ö Ò Ò · o Ì Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ó £́ Åμ Ò Ö ØÖ Ò×Ð Ø ÒØÓ Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ó Åo ̄ ÓÖ Ñ ÒÝ Ñ ØÖÓ Ô ÓÐÝØÓÔ ×o Ì × ØÙ Ø ÓÒ × × Ñ Ð ÖÐÝ ÓÑ ÔÐ Ü ÓÖ Ø × ÓÒ ×Ø Ô̧ ÖÓÑ Ñ ØÖÓ ÔÓÐÝØÓÔ × ØÓ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ÁÒ Ø̧ ÓÖ Ñ ØÖÓ ÔÓÐÝØÓÔ Ø Ö Ñ Ý ̄ ÒÓ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ø × × Ø × ÓÖ ÒÓ ÒÖ Ð Þ Ð Ñ ØÖÓ ÔÓÐÝØÓÔ o Ì × Ü ×Ø ÐÖ Ý Û Ø Ö Ð Ø Ú ÐÝ Û Ú ÖØ × Ò Ñ ÐÝ Ò Ö Ò Û Ø Ú Ö1 Ø × Ë ̧ Ò Ò Ö Ò Û Ø 1⁄21⁄4 Ú ÖØ × ÄË · ¿̧ ÈÖÓÔÓ× Ø ÓÒ o o o ̄ ×× ÒØ ÐÐÝ ÓÒ ÐÝ ÓÒ Ø × × Ø Ö Ö × Û Ö Ø Ñ ØÖÓ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÔÖÓ1 Ø Ú ÐÝ ÙÒ ÕÙ o ̄ ÓÖ Ñ ÒÝ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ø ×Ô Ó ÐÐ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÓÖ Ú Ò Ñ ØÖÓ Ô ÓÐÝØÓÔ × Ø Ö Ð Þ Ø ÓÒ ×Ô Ó Ø ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ̧ Ò Ø × Ñ Ý Ö 1 ØÖ Ö ÐÝ ÓÑ ÔÐ Ø o ÁÒ Ø̧ ÓÑ Ò Ø ÓÒ Ó ÅÒ Ú3× ÙÒ Ú Ö× Ð ØÝ Ø ÓÖ Ņ̃ Ø Ä ÛÖ Ò ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ̧ Ò × ØØ Ö Ò Ø Ò ÕÙ Ë ̧ Ì ÓÖ Ñ o3⁄4 ́ Ò ÓÖ Ö ØÓ Ò Ð Ø × ÑÔÐ Ð × μ Ý Ð × Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ñ Þ Ò ÙÒ Ú Ö1 × Ð ØÝ Ø ÓÖ Ño ÌÀ ÇÊ Å o¿o ÅÒ Ú3× ÍÒ Ú Ö× Ð ØÝ Ì ÓÖ Ñ ÓÖ ÈÓÐ ÝØ ÓÔ × ÅÒ ÓÖ Ú ÖÝ ÓÔ Ò × ÔÖ Ñ ÖÝ × Ñ Ð Ö × Ø Î ¬Ò ÓÚ Ö Ø Ö × Ò ÒØ Ö Ò × ÑÔÐ Ð 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô Ó ÐÝØÓÔ È ÓÒ · Ú ÖØ × ×Ù Ø Ø Î Ò Ø Ö Ð Þ Ø ÓÒ ×Ô Ó È Ö × Ø Ð Ý ÕÙ Ú Ð ÒØo o ËÇÍÊ Ë Æ Ê Ä Ì Å Ì ÊÁ Ä ÍÊÌ À Ê Ê ÁÆ Ì × Ø ÓÖÝ Ó ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Û × ÒØÖÓ Ù Ò ØÛÓ ÙÒ Ñ ÒØ Ð Ô Ô Ö×̧ Ð Ò Ò Ä × Î Ö Ò × Ä Ò ÓÐ Ñ Ò Ò Ä ÛÖ Ò Ä o Ï Ö Ö ØÓ Ø Ñ ÓÒÓ Ö Ô Ý ÓÖÒ Ö̧ Ä × Î Ö Ò ×̧ ËØÙÖÑ Ð×̧ Ï Ø ̧ Ò Ð Ö ÄË · ¿ Ó Ö ÖÓ ÒØÖÓ Ù Ø ÓÒ̧ Ò ÓÖ Ò ÜØ Ò× Ú ÚÐÓÔÑ ÒØÓ Ø Ø ÓÖÝ Ó ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ×o ÇØ Ö ÒØ ÖÓ Ù Ø ÓÒ× Ò × × ÓÙÖ × Ó Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ Ò ÐÙ Ñ Ò Ã ÖÒ Ã 3⁄4 ̧ Ó ÓÛ× Ó ¿ ̧ Ó ÓÛ× Ò ËØÙÖÑ Ð× Ë ̧ Ò Ð Ö ̧ Ä ØÙÖ × Ò o Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö È× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ÔØ Ö 1⁄2 × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÔØ Ö 3⁄4 ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ÔØ Ö ¿¿ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ö Ð Ð Ö ÓÑ ØÖÝ ÔØ Ö Å Ø Ñ Ø Ð ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔØ Ö ÓÑ ØÖ ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó Ø Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý Ð Ö © 2004 by Chapman & Hall/CRC 149
1⁄2 1⁄4 Âo Ê Ø Ö1 ÖØ Ò oÅo Ð Ö Ê Ê Æ Ë Ë 1⁄4 o ÐØ× ÙÐ Ö̧ Âo Ó ÓÛ× ̧ Ò Äo ËØ Ò Ö o Ì Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ó × ÑÔÐ Ð ¿1×Ô Ö × Û Ø Ò Ò Ú ÖØ × ÒØÓ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ÒÓÒ 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o × Ö Ø Å Ø o̧ ¿1⁄2 1⁄21⁄2 ß1⁄23⁄4 ̧ 1⁄2 1⁄4o à 3⁄4 o Ñ Ò Ïo à ÖÒo Ä Ò Ö ÈÖÓ Ö ÑÑ Ò Ù Ð ØÝ ÒÁ Ò Ø Ö Ó Ù Ø ÓÒ ØÓ ÇÖ ÒØ Å ØÖÓ ×o ÍÒ Ú Ö× Ø ÜØo ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 3⁄4o ÈÊ Ëo ×Ù̧ Êo ÈÓÐÐ ̧ Ò Åo1 o ÊÓÝo ÇÒ Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ò Ð Ö ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó ÕÙ ÒØ ¬ Ö Ð Ñ Ò Ø ÓÒo Âo ××Ó o ÓÑÔÙØo Å o̧ ¿ 1⁄21⁄41⁄43⁄4ß1⁄21⁄4 ̧ 1⁄2 o Å Äo Âo ÐÐ Ö Ò oËo ÅÙÒ ×ÓÒo ÈÓÐ Ö ØÝ Ò ÒÒ Ö ÔÖÓ Ù Ø× Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ×o Ù1 ÖÓÔ Ò Âo ÓÑ Òo̧ 3⁄4 ¿ß¿1⁄4 ̧ 1⁄2 o ÄË · ¿ o ÓÖÒ Ö̧ Åo Ä × Î Ö Ò ×̧ o ËØÙ ÖÑ Ð×̧ Æo Ï Ø ̧ Ò oÅo Ð Öo ÇÖ ÒØ Å ØÖÓ ×o Î ÓÐÙ Ñ Ó Ò Ý ÐÓÔ Å Ø o ÔÔ Ðo̧ Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 ¿ × ÓÒ o 1⁄2 o Ä Êo o Ð Ò Ò Åo Ä × Î Ö Ò ×o ÇÖ ÒØ Ð ØÝ Ó Ñ ØÖÓ ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 3⁄4 ß1⁄23⁄4¿̧ 1⁄2 o Ó ¿ Âo Ó ÓÛ× o ÇÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ×o ÁÒ È oÅo ÖÙ Ö Ò Âo Åo Ï Ð Ð×̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖÝ ̧ Ô × ß 1⁄43⁄4o ÆÓÖØ 1ÀÓÐ Ð Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 ¿o ÅË 1⁄41⁄2 Âo Ó ÓÛ× ̧ Ëo ÅÓ ̧ Ò Áo ËØÖ ÒÙo ÇÒ Ø ÓÐ Ñ Ò1Ä ÛÖ Ò ØÓÔ ÓÐÓ Ð Ö ÔÖ 1 × ÒØ Ø ÓÒ Ø ÓÖ Ñ ÓÖ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ó Ö Ò ¿̧ ÙÖÓ Ô Ò Âo ÓÑ Òo̧ 3⁄43⁄4 1⁄41⁄2ß 1⁄2 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ê1⁄41⁄2 Âo Ó ÓÛ× Ò Ào ÊÓ Ð ×o ÇÒ ÑÙØ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ Ó ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ×o ÙÖÓ Ô Ò Âo ÓÑ Òo̧ 3⁄43⁄4 1⁄2 ß 3⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o ÃÅË 1⁄41⁄2 Âo Ó ÓÛ× ̧ Ëo Ã Ò ̧ Ëo ÅÓ ̧ Ò Áo ËØÖ ÒÙo ØÓÔÓÐÓ Ð Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ø ÓÖ Ñ ÓÖ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ×o ÈÖ ÔÖ ÒØ̧ 3⁄41⁄2 Ô ×̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2 Ö Ú Ñ Ø o Ç»1⁄43⁄41⁄4 ¿ o Ë Âo Ó ÓÛ× Ò È o Ë Ù ÖØo ÐØ× ÙÐ Ö3× ×Ô Ö Å ¿ Ö Ú × Ø o ËÁ Å Âo × Ö Ø Å Ø o̧ 1⁄4ß ̧ 1⁄2 o Ë Âo Ó ÓÛ× Ò Áo Ë Ñ Öo Æ ÓÖÐÝ 1Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Û Ø 1⁄21⁄4 Ú ÖØ ×o Á×Ö Ð oÅØo ̧ 1⁄21⁄4¿ß1⁄23⁄4 ̧ 1⁄2 o Ë Âo Ó ÓÛ× Ò o Ë ØÙÖÑ Ð×o ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ËÝÒØ Ø ÓÑ ØÖÝ o Î ÓÐ ÙÑ 1⁄2¿ Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò Å Ø o̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o Ë Âo Ó ÓÛ× Ò o Ë ØÙÖÑ Ð×o Ò Ò¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó Ñ ÒÓÖ1Ñ Ò Ñ Ð ÒÓÒ Ö Ð Þ Ð ¿1 ÖÓØÓÔ ×̧ Å Ø o o̧ 3⁄41⁄41⁄4 ¿ß ̧ 1⁄2 o Å 3⁄4 Âo ÑÓÒ × Ò o Å Ò Ðo ÌÓÔÓÐÓ Ý Ó ÇÖ ÒØ Å ØÖÓ ×o È o o Ø × × Ó o Å Ò Ð̧ ÍÒ Úo Ó Ï Ø ÖÐÓÓ̧ 1⁄2 3⁄4o Ä Âo ÓÐ Ñ Ò Ò Âo Ä ÛÖ Ò o ÇÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 3⁄4 1⁄2 ß 3⁄4¿ ̧ 1⁄2 o È 1⁄4 Âo o ÓÓ Ñ Ò Ò Êo ÈÓÐ Ð o ÈÖÓ Ó Ó ÖÙÒ ÙÑ 3× ÓÒ ØÙÖ ÓÒ Ø ×ØÖ Ø Ð ØÝ Ó ÖØ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ô× Ù ÓÐ Ò ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 3⁄4 ¿ ß¿ 1⁄4̧ 1⁄2 1⁄4o ÈË 1⁄4 Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ Êo ÈÓÐ Ð ̧ Ò o Ë ØÙÖÑ Ð×o Ì ÒØÖ Ò× ×ÔÖ Ó ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ò Ê o Âo Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ¿ ¿ ß 1⁄2̧ 1⁄2 1⁄4o ÖÙ o ÖÙÒ ÙÑo ÓÒÚ Ü ÈÓÐÝ ØÓ Ô ×o ÁÒØ Ö× Ò ̧ ÄÓÒ ÓÒ 1⁄2 × ÓÒ Ø ÓÒ Ø Ý Îo à Ð̧ Îo ÃÐ ̧ Ò oÅo Ð Ö̧ ÚÓÐÙÑ 3⁄43⁄41⁄2 Ó Ö Ù Ø Ì ÜØ× Ò Å Ø o̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 150
ÔØ Ö ÇÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × 1⁄2 1⁄2 ÖÙ 1⁄2 o ÖÙÒ ÙÑo ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ÝÔ ÖÔÐ Ò ×o ÁÒ Êo o ÅÙÐ Ð Ò Ø Ðo̧ ØÓÖ×̧ ÈÖÓ o Ë 1 ÓÒ ÄÓ Ù× Ò ÓÒ Ö Ò ÓÒ ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ Ö Ô Ì ÓÖÝ Ò ÓÑÔÙØ Ò ̧ ÄÓÙ × Ò ËØ Ø ÍÒ Ú Ö× ØÝ̧ ØÓÒ ÊÓÙ ̧ 1⁄2 1⁄2̧ Ô × 1⁄2ß1⁄21⁄4 o ÖÙ 3⁄4 o ÖÙÒ ÙÑo ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò ËÔÖ ×o Î ÓÐÙ Ñ 1⁄21⁄4 Ó ÅË Ê ÓÒ Ð ÓÒ o Ë Öo Ò Å Ø o̧ Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 3⁄4o ÂÅËÏ o  ̧ È o Å Ò 1Ä Ú Ø× ̧ o ËØÙÖÑ Ð×̧ Ò Æo Ï Ø o ÓÒ ×ØÖÙ Ø Ò ÙÒ ÓÖÑ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Û Ø ÓÙØ Ø ×ÓØÓÔÝ ÔÖÓÔ ÖØÝ o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ ß1⁄21⁄41⁄4̧ 1⁄2 o ÃÒÙ 3⁄4 o o ÃÒÙ Ø o Ü ÓÑ× Ò ÀÙÐÐ×o Î ÓÐÙ Ñ 1⁄4 Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò ÓÑÔÙØo Ë o̧ ËÔÖ Ò Ö1 Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 3⁄4o ÃÙÒ ÂoÈ oËo ÃÙÒ o Ë Ó Ù Ö Ó Ó Ò Å ØÖÓ Ì ÓÖÝo Ö Ù× Ö̧ ÓרÓÒ 1⁄2 o Ä × 1⁄4 Åo Ä × Î Ö Ò ×o ÓÒÚ Ü ØÝ Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 3⁄4 3⁄4¿1⁄2ß 3⁄4 ¿̧ 1⁄2 1⁄4o Ä Ú3⁄4 o Ä Ú o Ì ÐÙÒ Ö ÔÖÓ Ø Ú Ò Ò ÙÖ Ö Ó Ö È× Ù Ó Ö o Öo Å Ø o1È Ý×o ÃÐo Ë ×o o Ï ×× o̧ 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 3⁄4 o ÅÒ Æo o ÅÒ Úo Ì ÙÒ Ú Ö× Ð ØÝ Ø ÓÖ Ñ× ÓÒ Ø Ð ×× ¬ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ Ó ÓÒ¬ ÙÖ 1 Ø ÓÒ Ú Ö Ø × Ò ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ú Ö Ø ×o ÁÒ Ço o Î ÖÓ̧ ØÓÖ̧ Ì ÓÔÓÐÓ Ý Ò ÓÑ ØÖÝ ÊÓ Ð Ò Ë Ñ Ò Ö̧ Ô × 3⁄4 ß ̧ ÚÓÐ ÙÑ 1⁄2¿ Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò Å Ø o̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o ÇÜÐ 3⁄4 Âo ÇÜÐ Ý o Å ØÖ Ó Ì ÓÖÝ o ÇÜ ÓÖ ÍÒ Úo ÈÖ ××̧ 1⁄2 3⁄4o Ê Âo Ê Ø Öo ÃÓÑ Ò ØÓÖ × Ê Ð × Ö Ö Ø× Ö Ø Ö Ò ÙÖ ÓÖ ÒØ ÖØ Å ØÖÓ o Å ØØo Å Ø o Ë Ño Ò̧ 1⁄2 1⁄2ß1⁄21⁄23⁄4̧ 1⁄2 o Ê ¿ Âo Ê Ø Ö1 ÖØo ÇÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Û Ø Û ÑÙØ Ø ÓÒ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄21⁄4 3⁄4 1⁄2ß3⁄4 ̧ 1⁄2 ¿o Ê Âo Ê Ø Ö1 ÖØo Ê Ð Þ Ø ÓÒ ËÔ × Ó ÈÓ ÐÝØ ÓÔ ×o Î ÓÐ ÙÑ 1⁄2 ¿ Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò Å Ø o̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o Ê Âo Ê Ø Ö1 ÖØo ÌÛÓ Ò Ø Ö ×Ø Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ×̧ Ó o Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄2¿ ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ê Âo Ê Ø Ö1 ÖØ Ò oÅo Ð Öo Ê Ð Þ Ø ÓÒ ×Ô × Ó 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ö ÙÒ Ú Ö× Ðo ÙÐÐo Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ¿3⁄4 1⁄4¿ß 1⁄23⁄4̧ 1⁄2 o Ê Ò o Ê Ò Ðo Ì ÐÙÒ Ò Ö Ò ÙÖ Ö Ò Ó Ö ØÓÔÓÐÓ × Ö Òo Å Ø o o̧ ß1⁄21⁄43⁄4̧ 1⁄2 o ÊË Â o1È o ÊÓÙ Ò « Ò o Ë ØÙÖÑ Ð×o Ë ÑÔÐ Ð ÐÐ× Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò ÑÙØ Ø ÓÒ× Ó ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ×o ÓÑo Ø ̧ 3⁄4 1⁄2 ¿ß1⁄2 1⁄4̧ 1⁄2 o Ë ÊoÏo Ë ÒÒ ÓÒo Ë ÑÔÐ Ð ÐÐ× Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ÝÔ ÖÔÐ Ò ×o ÓÑo Ø ̧ 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ë Ó 1⁄2 È o Ë ÓÖo ËØÖ Ø Ð ØÝ Ó Ô× Ù ÓÐ Ò × × ÆÈ1 Ö o ÁÒ È o Ö ØÞÑ ÒÒ Ò o ËØÙ ÖÑ Ð×̧ ØÓÖ×̧ ÔÔÐ ÓÑ ØÖÝ Ò × Ö Ø Å Ø Ñ Ø × Ì Î ØÓÖ ÃÐ ×Ø× Ö Ø̧ ÚÓÐÙ Ñ Ó ÁÅ Ë Ë Ö × Ò × Ö Ø Å Ø o Ò Ì ÓÖo ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ô × ¿1⁄2ß ̧ Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 1⁄2o ËÙÚ È o o ËÙÚÓÖÓÚo Á×ÓØÓÔ ÙØ ÒÓØ Ö ÐÝ ×ÓØÓÔ ÔÐ Ò ×Ýר Ñ× Ó ×ØÖ Ø Ð Ò ×o ÁÒ Ço o Î ÖÓ̧ ØÓÖ̧ Ì ÓÔÓÐÓ Ý Ò ÓÑ ØÖÝ ÊÓ Ð Ò Ë Ñ Ò Ö̧ Ô × ß ̧ ÚÓÐÙÑ 1⁄2¿ Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò Å Ø o̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o oÅo Ð Öo Ä ØÙÖ × ÓÒ ÈÓÐÝ ØÓ Ô ×o Î ÓÐÙ Ñ 1⁄2 3⁄4 Ó Ö Ù Ø Ì ÜØ× Ò Å Ø o̧ ËÔÖ Ò Ö1 Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 Ö Ú × Ø ÓÒ 1⁄2 o ÍÔ Ø ×̧ ÓÖÖ Ø ÓÒ×̧ Ø o Ø ØØÔ »»ÛÛÛoÑ Ø oØ Ù1 ÖÐ Òo » Þ Ð Öo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 151
152
Ä ÌÌÁ ÈÇÁÆÌË Æ Ä ÌÌÁ ÈÇÄ ÌÇÈ Ë Ð Ü Ò Ö ÖÚ ÒÓ ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ Ä ØØ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ö × Ò ØÙÖ ÐÐÝ Ò ÒÙÑ Ö Ø ÓÖÝ ̧ Ð Ö ÓÑ ØÖÝ ̧ ÓÔØ Ñ Þ 1 Ø ÓÒ̧ ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ ÔÖÓ Ð ØÝ ̧ Ò Ò ÐÝ× ×o Ì Ý Ô Ó×× ×× Ú ÖÝ Ö × ØÖÙ ØÙÖ Ö × Ò ÖÓÑ Ø ÒØ Ö Ø ÓÒ Ó Ð Ö ̧ ÓÒÚ Ü̧ Ò ÐÝØ ̧ Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÔÖÓÔ1 ÖØ ×o ÁÒ Ø × ÔØ Ö̧ Û ÓÒ ÒØÖ Ø ÓÒ Ø Ø ÓÖÝ Ó Ð ØØ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ÓÒÐ Ý × Ø Ø Ö ÒÙÑ ÖÓÙ× ÔÔÐ Ø ÓÒ× o Ï Ö ­Ý × Ù×× Ø Ö ÖÓÐ Ò ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ Ò ÔÓÐÝ Ö Ð ÓÑ Ò ØÓÖ × ́Ë Ø ÓÒ o 1⁄2μo ÁÒ Ë Ø ÓÒ o3⁄4 Û × Ù×× Ø × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ņ̃ Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó ¬Ò Ò Û Ø Ö Ú Ò Ô ÓÐÝØÓÔ ÓÒØ Ò× Ð ØØ ÔÓ ÒØo ÁÒ Ë Ø ÓÒ o¿ Û Ö ×× Ø ÓÙ ÒØ Ò ÔÖÓ Ð Ņ̃ Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó ÓÙÒØ Ò ÐÐ Ð Ø1 Ø ÔÓ ÒØ× Ò Ú Ò Ô ÓÐ ÝØÓÔ o Ì ×ÝÑÔØÓØ ÔÖÓ Ð Ñ ́Ë Ø ÓÒ o μ ÜÔÐÓÖ × Ø Ú ÓÖ Ó Ø ÒÙÑ Ö Ó Ð ØØ ÔÓ ÒØ× Ò Ú ÖÝ Ò ÔÓÐÝØÓÔ ́ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ð Ø Ø ÓÒ × ÔÔÐ ØÓ Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ μo Ò ÐÐÝ ̧ Ò Ë Ø ÓÒ o Û × Ù×× ÔÖÓ Ð Ñ× Û Ø ÕÙ ÒØ ¬ Ö×o Ì × ÔÖÓ Ð Ñ× Ö Ò ØÙÖ Ð Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ó Ø × ÓÒ Ò ÓÙÒØ Ò ÔÖÓ Ð Ñ×o Ï Ò Ú Ö ÔÔÖÓÔÖ Ø Û Ö ×× Ð ÓÖ Ø Ñ ××Ù ×o ÓÖ Ò1 Ö Ð Ö Ö Ò × Ò Ø Ö Ó ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑÔÐ Ü ØÝ» Ð ÓÖ Ø Ñ× × ÀÍ o Ï ×ÙÑ Ñ Ö Þ Ø ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑÔÐ Ü ØÝ ר ØÙ× Ó ÓÙÖ ÔÖÓ Ð Ñ× Ò Ì Ð o1⁄4o1⁄2o Ì Ä o1⁄4 o1⁄2 ÓÑÔÙ Ø Ø ÓÒ Ð ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ó × ÔÖÓ Ð Ñ×o ÈÊÇ Ä Å Æ Å ÇÍÆ ÁÅ ÆËÁÇÆ ÍÆ ÇÍÆ ÁÅ ÆËÁÇÆ × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ ÔÓÐÝÒÓÑ Ð ÆÈ1 Ö ÓÙ ÒØ Ò ÔÖÓ Ð Ñ ÔÓÐÝÒÓÑ Ð È1 Ö ×ÝÑÔ ØÓ Ø ÔÖÓ Ð Ñ ÔÓÐÝÒÓÑ Ð È1 Ö £ ÈÖÓ Ð Ñ× Û Ø ÕÙ ÒØ ¬ Ö× ÙÒ ÒÓÛÒ ÔÓÐÝÒÓÑ Ð ÓÖ ÆÈ1 Ö £ Ò ÓÙÒ Ó Ñ Ò× ÓÒ Ø × Ö Ù × ÔÓÐÝÒÓÑ ÐÐÝ ØÓ ÚÓÐÙ Ñ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ o1⁄2 ÁÆÌ Ê Ä ÈÇÄ ÌÇÈ Ë ÁÆ ÈÇÄ À Ê Ä ÇÅ ÁÆ Ì ÇÊÁ Ë Ï × Ö ×ÓÑ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ò ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÒØ Ö Ð Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o Ò Ö Ð Ö Ö Ò × Ö ÄË ̧ Ï ¿ ̧ Ë ̧ Ä ̧ Ä ̧ Ò 1⁄41⁄4 o Ä ÇËË Ê Ê Ù Ð Ò 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô Û Ø × Ð Ö ÔÖÓ Ù Ø Ü Ý Ü 1⁄2 Ý 1⁄2 · · Ü Ý ̧ Û Ö Ü ́ Ü 1⁄2 Ü μ Ò Ý ́ Ý 1⁄2 Ý μo Ì ×Ù × Ø Ó Ê ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ø ÔÓ ÒØ× Û Ø ÒØ Ö Ð ÓÓÖ Ò Ø ×o ÈÓÐÝØÓÔ Ì ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝÔ ÓÒ Ø× Ò Ê o 1⁄2 ¿ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 153
1⁄2 o ÖÚ ÒÓ Ó ÔÓ ÐÝ ØÓÔ È Ì ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó È Ò Ø ÓÙÒ ÖÝ ÝÔ ÖÔÐ Ò Ó Ð ×Ô ÓÒØ Ò Ò È o Ø Ó Ó Ñ Ò× ÓÒ 1⁄2o Î ÖØ Ü Ó Ñ Ò× ÓÒ 1⁄4 Ø × Ø Ó Ú ÖØ × Ó È × ÒÓØ ÝÎÖØ È o À1 × Ö ÔØ ÓÒ Ó Ô ÓÐÝØÓÔ ́ À1Ô ÓÐÝØÓÔ μ Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó Ø Ô ÓÐÝØÓÔ × Ø × Ø Ó × ÓÐÙØ ÓÒ× Ó ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ Ð Ò Ö Ò ÕÙ Ð Ø ×o Î1 × Ö ÔØ ÓÒ Ó ÔÓÐ ÝØÓ Ô ́ Î 1ÔÓÐÝØÓÔ μ Ì Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó Ø ÔÓÐÝØÓÔ Ý Ø × Ø Ó Ø× Ú ÖØ ×o ÁÒØ Ö Ð ÔÓÐ ÝØÓ Ô Ô ÓÐ ÝØÓÔ Û Ø ÐÐ Ó Ø× Ú ÖØ × Ò o ́1⁄4 1⁄2μ1ÔÓ ÐÝ ØÓÔ Ô ÓÐ ÝØÓÔ È ×Ù Ø Ø ÓÓÖ Ò Ø Ó Ú ÖÝ Ú ÖØ Ü Ó È × Ø Ö 1⁄4 ÓÖ 1⁄2o Ò ÒØ Ö Ð ÔÓÐÝØÓÔ È Ê Ò Ú Ò Ø Ö Ý Ø× À1 × Ö ÔØ ÓÒ ÓÖ Ý Ø× Î1 × Ö ÔØ ÓÒ ÓÖ ́× ÓÑ Û Ø ÑÔÐ ØÐÝμ × Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× Ò ×ÓÑ ÓØ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ É È ÓÒÚ É o ÁÒ ÑÓ× Ø × × Ø × Æ ÙÐØ ØÓ ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ × Ö ÔØ ÓÒ ÒØÓ ÒÓØ Öo Ì ÓÐ ÐÓÛ Ò Ü ÑÔÐ × ÐÐ Ù×ØÖ Ø ×ÓÑ ØÝÔ Ð Ò × Ó Ú ÓÖo ÁÆÌ Ê ÄÁÌ Ç À1ÈÇÄ ÌÇÈ Ë ÁØ × Ò ÆÈ1 Ö ÔÖÓ Ð Ñ ØÓ Û Ø Ö Ò À1Ô ÓÐ ÝØÓÔ È Ê × ÒØ Ö Ðo ÀÓÛ1 Ú Ö̧ Ø Ñ Ò× ÓÒ × ¬Ü Ø Ò Ø ×ØÖ Ø ÓÖÛ Ö ÔÖÓ ÙÖ Ó Ò Ö Ø Ò ÐÐ Ø Ú ÖØ × Ó È Ò Ò Ø Ö ÒØ Ö Ð ØÝ × Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ø Ñ ÓÑÔÐ Ü ØÝ o Ö Ö × Û Ö Ò À 1Ô ÓÐÝØÓÔ È × ÔÖ ÓÖ ÒØ Ö Ð × ÒÓÛÒ ÙÒ Ö Ø Ò Ö Ð Ò Ñ Ó ØÓØ Ð ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö ØÝ o Ä Ø Ò Ò ¢ ÒØ Ö Ð Ñ ØÖ Ü ×Ù Ø Ø Ú ÖÝ Ñ ÒÓÖ Ó × Ø Ö 1⁄4 ÓÖ 1⁄2 ÓÖ 1⁄2o ËÙ Ñ Ø ÖÜ × ÐÐ ØÓØ ÐÐÝ ÙÒ ÑÓ ÙÐ Öo Á 3⁄4 Ò × Ò ÒØ Ö Ð Ú ØÓÖ Ø Ò Ø × Ø Ó × ÓÐÙØ ÓÒ× ØÓ Ø × Ýר Ñ Ó Ð Ò Ö Ò ÕÙ Ð Ø × Ü × Ò ÒØ Ö Ð Ô ÓÐÝØÓÔ Ò Ê ̧Ô Ö Ó Ú Ø × × Ø × ÓÙÒ o Ü1 ÑÔÐ × Ó ØÓØ ÐÐÝ ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö Ñ ØÖ × Ò ÐÙ Ñ ØÖ × Ó Ú ÖØ Ü1 Ò Ò × Ó ÓÖ ÒØ Ö Ô × Ò Ó Ô ÖØ Ø Ö Ô ×o ÓÑ ÔÐ Ø Ö Ø Ö Þ Ø ÓÒ Ó ØÓØ ÐÐÝ ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö Ñ ØÖ × Ò Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ö Ó Ò Þ Ò ØÓØ ÐÐÝ ÙÒ 1 ÑÓ ÙÐ Ö Ñ ØÖ Ü × ÔÖ ÓÚ Ý Ø ÓÖ Ñ Ó È o Ë ÝÑÓÙÖ ́× Ë μo Ñ ÐÝ Ó ÒØ Ö Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ ÐÐ ØÖ Ò×ÔÓÖØ Ø ÓÒ ÔÓ ÐÝ ØÓÔ ×̧ Û Ö ÒØ Ò× Ú ÐÝ ×ØÙ Ò Ø Ð Ø Ö ØÙÖ ́× Ãà μo Ò Ü ÑÔÐ Ó ØÖ Ò×ÔÓÖØ Ø ÓÒ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÔÖÓÚ Ý Ø × Ø Ó Ñ ¢ Ò ÒÓÒÒ Ø Ú Ñ ØÖ × Ü ́ Ü μ Û Ó× ÖÓÛ Ò ÓÐÙÑÒ ×ÙÑ× Ö Ú Ò ÔÓ× Ø Ú Ò Ø Ö×o ÁÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× Ò Ø × Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ö ÐÐ ÓÒØ Ò Ò Ý Ø Ð × Ø Ý ÔÐ Ý Ò ÑÔÓÖØ ÒØ ÖÓÐ Ò ×Ø Ø ×Ø ×o Ô ÖØ ÙÐ Ö ØÖ Ò×ÔÓÖØ Ø ÓÒ ÔÓÐÝ1 ØÓÔ ̧ ÐÐ Ø Ö Ó« ÔÓÐ ÝØÓ Ô ̧ × Ø × Ø Ò Ó Ò ¢ Ò ÒÓÒÒ Ø Ú Ñ ØÖ × Û Ø ÐÐ ÖÓÛ Ò ÓÐÙÑ Ò × ÙÑ× ÕÙ Ð ØÓ 1⁄2o ÐØ ÖÒ Ø Ú ÐÝ ̧ ØÑ Ý × Ö × Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ø Ò Ô Ö ÑÙØ Ø ÓÒ Ñ ØÖ × ́ μ Æ ́ μ ÓÖ ÐÐ Ô Ö ÑÙØ Ø ÓÒ× Ó Ø × Ø 1⁄2 Ò o Ì ÒÓØ ÓÒ Ó ØÓØ Ð ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö ØÝ × Ò Ò Ö Ð Þ Ò Ú Ö ÓÙ× Ö Ø ÓÒ× ̧ Ø Ù× Ð Ò ØÓ Ò Û Ð ×× × Ó ÒØ Ö Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ́× ÓÖ 1⁄41⁄2 μo Î 1ÈÇÄ ÌÇÈ Ë ÏÁÌÀ Å Æ Î ÊÌÁ Ë Ì Ö Ö × Ú Ö Ð ÑÔÓÖØ ÒØ × ØÙ Ø ÓÒ× Û Ö Ø ÜÔÐ Ø Î1 × Ö ÔØ ÓÒ Ó Ò ÒØ 1 Ö Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ØÓÓ ÐÓÒ Ò × ÓÖØ Ö × Ö ÔØ ÓÒ × × Ö Ð ÐØ ÓÙ ÒÓØ ÐÛ Ý× © 2004 by Chapman & Hall/CRC 154
ÔØ Ö Ä ØØ ÔÓ ÒØ× Ò Ð ØØ Ô ÓÐÝ ØÓÔ × 1⁄2 Ú Ð Ð o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ́1⁄4 1⁄2μ1ÔÓÐÝØÓÔ Ñ Ý Ú Ò × Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ø Ö Ø Ö ×Ø Ú ØÓÖ× Ë ́ μ Ò 1⁄2 3⁄4 Ȩ̈ 1⁄4 ÓØ ÖÛ × ÓÖ ×ÓÑ ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ ÒØ Ö ×Ø Ò Ñ ÐÝ Ë Ó ×Ù × Ø× Ë 1⁄2 ́× ÄË ÓÖ Ú Ö ÓÙ× Ü ÑÔÐ ×μo Ì ÑÓ× Ø ÑÓÙ× Ü ÑÔÐ × Ø ØÖ Ú Ð Ò × Ð ×Ñ Ò ÔÓÐÝ 1 ØÓÔ ̧ Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ ÌËÈ Ò Ó Ø ́Ò 1⁄2μ Ô Ö ÑÙØ Ø ÓÒ Ñ ØÖ × ́ μ Û Ö × Ô Ö ÑÙØ Ø ÓÒ Ó Ø × Ø 1⁄2 Ò ÓÒ× ×Ø Ò Ó ÔÖ × ÐÝ ÓÒ Ý Ð ́ o Ø Ö Ó« Ô ÓÐÝØÓÔ Ò ÓÚ μo Ì ÔÖÓ Ð Ñ Ó Ø À1 × Ö ÔØ ÓÒ Ó Ø ØÖ Ú Ð Ò × Ð ×Ñ Ò Ô ÓÐÝØÓÔ × ØØÖ Ø ÐÓØ Ó ØØ ÒØ ÓÒ ́× Ï ¿ Ò Ãà ÓÖ ×ÓÑ Ö Ö1 Ò ×μ Ù× Ó Ø× Ö Ð Ú Ò ØÓ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒo oÀo È Ô Ñ ØÖ ÓÙ ÔÖÓÚ Ø Ø Ø × Ó1ÆÈ 1 ÓÑ ÔÐ Ø ÔÖÓ Ð Ñ ØÓ ר Ð × Û Ø Ö ØÛÓ Ú Ò Ú ÖØ × Ó ÌËÈ Ò Ö ÒØ̧ o o̧ ÓÒÒ Ø Ý Ò o Äo ÐÐ Ö Ò o Ë Ö Ò Ö Ò ÔÖÓÚ Ø Ø Ú ÖÝ ́1⁄4 1⁄2 μ1 Ô ÓÐÝØÓÔ Ò Ö Ð Þ × Ó ÌËÈ Ò ÓÖ ×ÙÆ ÒØÐÝ Ð Ö Ò ́× Ë μo Ì Ù× Ø ÓÑ Ò ØÓÖ × Ó ÌËÈ Ò Ó ÒØÖ ×Ø× Û Ø Ø ÓÑ Ò 1 ØÓÖ × Ó Ø Ö Ó« Ô ÓÐÝØÓÔ Ò o ÒÓØ Ö ÑÔÓÖØ ÒØ Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ö × Ò Ò Ø × Û Ý ×Ø ÙØ ÔÓÐ ÝØÓ Ô ̧ Ø ÑÓÙ× ÓÙÒØ Ö Ü ÑÔÐ ØÓ Ø ÓÖ× Ù ÓÒ ØÙÖ ́× Ä μo ÁØ × ¬Ò × Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ø × Ø Ó Ò ¢ Ò Ñ ØÖ × Ü Ë ̧ Û Ö Ü Ë ́ μ 1⁄2 Ë 1⁄2 Ò ̧ 1⁄4 ÓØ ÖÛ × ̧ Û Ö Ë Ö Ò × ÓÚ Ö ÐÐ ×Ù × Ø× Ó Ø × Ø 1⁄2 Ò o ÇÆÎ ÀÍ ÄÄ Ç ÁÆÌ Ê Ä ÈÇÁÆÌ Ë Ä Ø È Ê Ô ÓÐ ÝØÓÔ o Ì Ò Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ È Á Ó Ø × Ø È ̧ ÒÓÒ Ñ ÔØÝ ̧ × Ò ÒØ Ö Ð Ô ÓÐÝØÓÔ o Ò Ö ÐÐÝ ̧Ø Ò ÙÑ Ö Ó Ø× ÓÖ Ú ÖØ × Ó È Á Ô Ò × ÒÓØ ÓÒÐ Ý ÓÒ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ø× ÓÖ Ú ÖØ × Ó È ÙØ Ð×Ó ÓÒ Ø ØÙ Ð ÒÙÑ Ö Ð × Þ Ó Ø × Ö ÔØ ÓÒ Ó È ́× ÀÃÅ 3⁄4 μo ÙÖØ Ö ÑÓÖ ̧ Ø × Ò ÆÈ1 ÓÑ ÔÐ Ø ÔÖÓ Ð Ñ ØÓ Û Ø Ö Ú Ò ÔÓ ÒØ ÐÓÒ × ØÓ È Á ̧Û Ö È × Ú Ò Ý Ø× À1 × Ö ÔØ ÓÒo Á ̧ ÓÛ Ú Ö̧ Ø Ñ Ò× ÓÒ × ¬Ü Ø Ò Ø ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó Ø Ð × Ö ÔØ ÓÒ Ó Ø Ô ÓÐÝØÓÔ È Á × Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ò Ø ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó Ø × Ö ÔØ ÓÒ Ó È o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ × Ó È Á × ÓÙÒ Ý Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ó Ö 1⁄2 Ò Ø ÒÔÙØ × Þ Ó È ́× ÀÃÅ 3⁄4 μo ÁÒØ Ö Ð ØÝ ÑÔ Ó× × ×ÓÑ Ö ×ØÖ Ø ÓÒ× ÓÒ Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð × ØÖÙ ØÙÖ Ó Ô ÓÐÝ1 ØÓÔ o ÁØ × Ò ÓÛÒ Ø Ø Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ØÝÔ Ó ÒÝ 3⁄41 ÓÖ ¿1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÓÐÝ1 ØÓÔ Ò Ö Ð Þ Ý Ò ÒØ Ö Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ o Âo Ê Ø Ö1 ÖØ ÓÒ×ØÖ Ù Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ Û Ø Ò Ó ÒÒ Ø Ö Ð ́ Ò ̧ Ø Ö ÓÖ ̧ ÒÓÒÖ Ø ÓÒ Ðμ ÓÑ Ò 1 ØÓÖ Ð ØÝÔ Ê o ÖÐ Ö̧ Æo ÅÒ Ú × ÓÛÒ Ø Ø ÓÖ ×ÙÆ ÒØÐ Ý Ð Ö Ø Ö Ü ×Ø ÒÓÒÖ Ø ÓÒ Ð 1Ô ÓÐÝØÓÔ × Û Ø · Ú ÖØ ×o Ì ÒÙÑ Ö Æ ́Î μ Ó Ð ×× × Ó ÒØ Ö Ð 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ú Ò ÚÓÐ ÙÑ Î Ò ÒÓÒ ×ÓÑÓÖÔ Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ ÆÒ ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ× Ó Ê ÔÖ × ÖÚ Ò Ø ÒØ Ö Ð Ð ØØ × ÐÓ Ö Ø Ñ ÓÖ Ö 1⁄2 ́ μÎ 1⁄2 ·1⁄2 ÐÓ Æ ́Î μ 3⁄4 ́ μÎ 1⁄2 ·1⁄2 ÓÖ ×ÓÑ ÒÓÒÞ ÖÓ ÓÒר ÒØ× 1⁄2 ́ μ 3⁄4 ́ μ Î 3⁄4 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 155
1⁄2 o ÖÚ ÒÓ o3⁄4 Á ËÁÇÆ ÈÊÇ Ä Å Ï ÓÒ× Ö Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ò Ö Ð × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ Ú Ò Ô ÓÐ ÝØÓÔ È Ê Ò Ð ØØ £ Ê ̧ Û Ø Ö È £ Ò ̧ Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ × ÒÓÒ Ñ ÔØÝ ̧¬ Ò ÔÓ ÒØ ÒÈ £o Ï × Ö Ø Ñ Ò ×ØÖ Ù ØÙÖ Ð Ò Ð ÓÖ Ø Ñ Ö × ÙÐØ× ÓÖ Ø × ÔÖÓ Ð Ño Ò Ö Ð Ö Ö Ò × Ö Ä ̧ ÄË ̧ Ï ¿ ̧ Ë ̧ Ò Ä o Ä ÇËË Ê Ä ØØ × Ö Ø Ø Ú ×Ù ÖÓÙÔ £ Ó Ê ̧ o o̧ Ü Ý 3⁄4 £ ÓÖ ÒÝ Ü Ý 3⁄4 £ Ò £ Ó × ÒÓØ ÓÒØ Ò Ð Ñ Ø ÔÓ ÒØ×o × × Ó Ð ØØ × Ø Ó Ð Ò ÖÐÝ Ò Ô Ò ÒØ Ú ØÓÖ × Ù 1⁄2 Ù ×Ù Ø Ø Ú ÖÝ Ú ØÓÖ Ý 3⁄4 £ Ò ́ÙÒ ÕÙ ÐÝμ Ö ÔÖ × ÒØ Ò Ø ÓÖÑ Ý Ñ 1⁄2 Ù 1⁄2 · · Ñ Ù ÓÖ ×ÓÑ ÒØ Ö× Ñ 1⁄2 Ñ o Ê Ò Ó Ð ØØ Ì Ö Ò Ð ØÝÓ ÒÝ × × Ó Ø Ð ØØ o Á £ Ê × Ö Ò ̧ £ × × ØÓ Ó ÙÐÐ Ö Ò o Ø ÖÑ Ò ÒØ Ó Ð ØØ ÓÖ Ð ØØ Ó Ö Ò Ø 1ÚÓÐ ÙÑ Ó Ø Ô Ö Ð1 Ð Ð Ô Ô ×Ô ÒÒ Ý Ò Ý × × Ó Ø Ð ØØ o Ê ÔÖÓ Ð Ð ØØ ÓÖ ÙÐÐ Ö Ò Ð ØØ £ Ê ̧ Ø Ð ØØ £ £ ̈ Ü 3⁄4 Ê Ü Ý 3⁄4 ÓÖ ÐÐ Ý 3⁄4 £ © ÈÓÐÝ Ö ÓÒ Ò ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ Ð ×Ô × Ò Ê o ÓÒÚ Ü Ó Ý ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø Ò Ê Û Ø ÒÓÒ Ñ ÔØÝ Ò Ø Ö ÓÖo Ä ØØ ÈÓ ÐÝ ØÓÔ ÓÖ Ú Ò Ð ØØ £̧ Ô ÓÐÝØÓÔ Û Ø ÐÐ Ó Ø× Ú ÖØ × Ò £o ÔÔÐÝ Ò ×Ù Ø Ð Ð Ò Ö ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÒ Ò Ö Ù Ø × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ ØÓ Ø × Ò Û £ Ò È Ê × ÙÐÐ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ ̧ Ö Ò £o Ì × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ × ÒÓÛÒ ØÓ ÆÈ1 ÓÑ ÔÐ Ø ÓÖ À 1Ô ÓÐÝØÓÔ × × Û ÐÐ × ÓÖ Î 1Ô ÓÐÝØÓÔ ×̧ ÐØ ÓÙ ×ÓÑ ×Ô Ð × × Ñ Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ño ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ ÓÒ ¬Ü × Ø Ñ Ò× ÓÒ Ø Ò Ø × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÑ × ÔÓÐÝ1 ÒÓÑ ÐÐÝ ×ÓÐ Ú Ð o Ì Ñ Ò ØÓ ÓÐ × ÔÖÓÚ Ý Ø ×Ó1 ÐÐ ­ ØÒ ×× Ö ×ÙÐØ×o Ä ÌÆ ËË ÌÀ ÇÊ ÅË Ä Ø È Ê ÓÒÚ Ü Ó Ý Ò Ð Ø Ð 3⁄4 Ê ÒÓÒÞ ÖÓ Ú ØÓÖ o Ì ÒÙÑ Ö Ñ Ü ̈ Ð Ü Ü 3⁄4 È © Ñ Ò ̈ Ð Ü Ü 3⁄4 È © × ÐÐ Ø Û Ø Ó È Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ðo ÓÖ ÙÐÐ Ö Ò Ð ØØ £ Ê ̧ Ø Ñ Ò ÑÙÑ Û Ø Ó È Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ ÒÓÒÞ ÖÓ Ú ØÓÖ Ð 3⁄4 £ £ × ÐÐ Ø Ð ØØ Û Ø Ó È o Ì ÓÐ ÐÓÛ Ò Ò Ö Ð Ö ×ÙÐ Ø × ÒÓÛÒ ÙÒ Ö Ø ÙÒ Ý Ò Ò Ñ Ó ­ ØÒ ×× Ø ÓÖ Ñ o ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o1⁄2 Ì Ö × Ù ÒØ Ó Ò Æ Ê ×Ù Ø Ø ÓÖ ÒÝ ÙÐÐ Ö Ò Ð ØØ £ Ê Ò ÒÝ ÓÒÚ Ü Ó Ý È Ê Û Ø È £ ̧ Ø Ð ØØ Û Ø Ó È Ó × ÒÓØ Ü ́ μo Ì Ö Ö ØÛÓ Ø ÝÔ × Ó Ö ×ÙÐ Ø× Ö Ð Ø Ò ØÓ Ø ­ ØÒ ×× Ø ÓÖ Ño © 2004 by Chapman & Hall/CRC 156
ÔØ Ö Ä ØØ ÔÓ ÒØ× Ò Ð ØØ Ô ÓÐÝ ØÓÔ × 1⁄2 Öר̧ ÓÒ Ñ Ý ÒØ Ö ×Ø Ò Ñ Ò ́ μ × ×Ñ ÐÐ × Ô Ó×× Ð o ÇÒ Ò Ó × ÖÚ Ø Ø ́ μ ÓÖ ×ÓÑ ×Ñ ÐÐ ̄ 1⁄4̧ ÓÒ× Ö £ Ò Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ È ¬Ò Ý Ø Ò ÕÙ Ð Ø × Ü 1⁄2 · · Ü ̧̄ Ü ̄ ÓÖ 1⁄2 o ÁØ × ÒÓÛÒ Ø Ø ÓÒ Ò ÓÓ× ́ μ Ḉ ¿ 3⁄4 μ Ò Ø × ÓÒ ØÙÖ Ø Ø ÓÒ Ò ÓÓ× ́ μ × ×Ñ ÐÐ × Ḉ μo Ïo Ò ×Þ ÞÝ ÔÖ ÓÚ Ø Ø È × ÒØÖ ÐÐÝ × ÝÑÑ ØÖ ̧ Ø Ò ÓÒ Ò ÓÓ× ́ μ Ḉ ÐÓ μ̧ Û × ÓÔØ Ñ Ð ÙÔ ØÓ ÐÓ Ö Ø Ñ ØÓÖo ÓÖ Ø × Ò Ö Ð Ø Ö ×ÙÐØ×̧ × ÄÈË o Ì Ö Ö Ö ×ÙÐ Ø× Ö Ö Ò Ø Ð ØØ Û Ø Ó ×ÓÑ ÒØ Ö ×Ø Ò Ð ×× × Ó ÓÒÚ Ü × Ø×o Ì Ù×̧ È Ê × Ò ÐÐ Ô×Ó Û Ó× ÒÓØ ÓÒØ Ò Ð ØØ ÔÓ ÒØ ×̧ Ø Ò Ø Ð ØØ Û Ø Ó È × Ḉ μ ÄÈË o  o1Åo Ã ÒØÓÖ Ã Ò × ÓÛ Ø Ø ÓÖ ÒÝ « 1⁄2 ÓÒ Ò ¬Ò ×ÙÆ ÒØÐÝ Ð Ö Ò Ð ØØ × ÑÔÐ Ü È ×Ù Ø Ø È × ÒÓ Ð ØØ ÔÓ ÒØ× ÓØ Ö Ø Ò Ø× Ú ÖØ × Ò ×Ù Ø Ø Ø Ð ØØ Û Ø Ó È × Ø Ð ×Ø « o Á È × ¿1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ð ØØ Ô ÓÐ ÝØÓÔ Û Ó × ÒÓØ ÓÒØ Ò ÒÝ Ð ØØ ÔÓ ÒØ ÓØ Ö Ø Ò Ø× Ú ÖØ ×̧ Ø Ò Ø Ð ØØ Û Ø Ó È × 1⁄2 ́× Ë μo Ë ÓÒ ̧ ÓÒ Ñ Ý ÒØ Ö ×Ø Ò Ø ×Ø Û Ø ÓÙÒ ÓÖ Û Ø ÓÖÖ 1 ×ÔÓÒ Ò Ú ØÓÖ Ð 3⁄4 £ £ Ò ÓÑÔÙØ Ò Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ø Ñ o Ì ×Ø ÓÙÒ ÒÓÛ Ò × 3⁄4 Ḉ μ ̧ Û Ö Ð × Ô ÓÐ ÝÒÓÑ ÐÐÝ ÓÑ ÔÙØ Ð Ú Ò Ø Ñ Ò× ÓÒ Ú Ö × × ÄË o Âo À ר ÔÖ ÓÚ Ø Ø Ø Ö × Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ø Ñ ÖØ ¬ Ø ÖØ Ý Ò Ø ×Ø Ò ÖÓÑ Ú Ò ÔÓ ÒØ Ü 3⁄4 Ê Ø Ó ÚÒ Ð ØØ £ Ê Û Ø Ò ØÓÖ Ó Ḉ 3⁄4 μo Æ Ñ ÐÝ ̧ £ × ÙÐ Ð1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ð ØØ ̧ Ø Ö Ü ×Ø× Ú ØÓÖ Ð 3⁄4 £ £ Û Ø Ñ Ò Ù3⁄4£ Ü Ù Ð Ü Ð 1⁄2 3⁄4 ·1⁄2 Ñ Ò Ù3⁄4£ Ü Ù Û Ö ¡ × Ø ×Ø Ò ØÓ Ø Ò Ö ×Ø ÒØ Öo Ä ÇÊÁÌ ÀÅË ÇÊ ÌÀ ÁËÁÇÆ ÈÊÇ Ä ÅË Ð ØÒ ×× Ø ÓÖ Ñ× Ð ÐÓÛ ÓÒ ØÓ Ö Ù Ø Ñ Ò× ÓÒ Ò Ø × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ ×1 ×ÙÑ Ò Ø Ø £ Ò Ø Ø Ø Ó Ý È Ó × ÒÓØ ÓÒØ Ò Ò ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ̧ ÓÒ ÓÒ×ØÖ Ù Ø× Ú ØÓÖ Ð 3⁄4 ÓÖ Û È × ×Ñ ÐÐ Û Ø Ò Ö Ù × Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ ØÓ Ñ ÐÝ Ó ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÓÒ ÔÖÓ 1 Ð Ñ× È ̈ Ü 3⁄4 È Ð Ü © ̧ Û Ö Ö Ò × ØÛ Ò Ñ Ò Ð Ü Ü 3⁄4 È Ò Ñ Ü Ð Ü Ü 3⁄4 È o Ì × Ö Ù Ø ÓÒ × Ø Ñ Ò Ó Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò ¬Ü Ñ Ò× ÓÒo Ì ×Ø ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ò Ó ÛÒ ÓÖ Ø × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ø ÖÑ× Ó Ø Ñ Ò× ÓÒ × Ḉ μ o ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ò Ð Æ ÒØÐÝ Ö Ð × ÓÒ ØÛÓ Ñ ÓÖ ÓÑÔ ÓÒ ÒØ× ́× ÄË μo Ö ×Ø̧ Ð Ò Ö ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ Ì × ÓÑ ÔÙØ ̧ ×Ù Ø Ø Ø Ñ Ì ́È μ × ÐÑ Óר Ö ÓÙÒ ̧ Ñ Ò Ò Ø Ø Ì ́È μ × × Ò Û ØÛ Ò Ô Ö Ó ÓÒ ÒØÖ ÐÐ× Û Ø Ø Ö Ø Ó Ó Ø Ö Ö ÓÙÒ Ý ×ÓÑ ×Ñ ÐÐ ÓÒ× Ø ÒØ Ô Ò Ò ÓÒÐÝ ÓÒ Ø Ñ Ò× ÓÒ o Ø Ø × ×Ø ̧ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ × Ù× o Ë ÓÒ ̧ Ö ×ÓÒ ÐÝ × ÓÖØ ÒÓÒÞ ÖÓ Ú ØÓÖ Ù × ÓÒ× ØÖÙ Ø Ò Ø Ð ØØ £ £ Ö ÔÖÓ Ð ØÓ £ Ì ́ μo ×× Ö Ù Ø ÓÒ Ð ÓÖ Ø Ñ × Ù× Ø Ø × ×Ø o Ì Ò Û ÐØÐ ́ Ì £ μ 1⁄2 Ùo ÇÒ Ò ×ØÖ ÑÐ Ò Ø ÔÖÓ ×× Ý Ù× Ò Ø Ò Ö Ð Þ Ð ØØ Ö Ù Ø ÓÒ ÄË 3⁄4 Ø ÐÓÖ ØÓ Ú Ò Ô ÓÐÝØÓÔ o Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ × ÓÒ ÓÙÒØ Ò Ð ØØ ÔÓ ÒØ× Ò Ø Ô ÓÐÝØÓÔ Ò ÒÓØ Ù× Ò Ø ­ ØÒ ×× Ö ÙÑ ÒØ ×× Ø Ò È o ÅÁÆÃÇÏËÃÁ3Ë ÇÆÎ Ç ÌÀ ÇÊ Å Ì ÓÐ ÐÓÛ Ò Ð ×× Ð Ö × ÙÐØ̧ ÒÓÛ Ò × Å Ò ÓÛ× 3× ÓÒÚ Ü Ó Ý Ø ÓÖ Ņ̃ ÔÖÓ1 Ú × Ú ÖÝ Ù× ÙÐ Ö Ø Ö ÓÒo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 157
1⁄2 o ÖÚ ÒÓ ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o3⁄4 Ë ÙÔÔÓ× Ø Ø Ê × ÓÒÚ Ü Ó Ý̧ ÒØÖ ÐÐÝ ×ÝÑÑ ØÖ ÓÙØ Ø ÓÖ Ò 1⁄4̧ Ò £ Ê × Ð ØØ Ó ÙÐÐ Ö Ò o Á ÚÓÐ 3⁄4 Ø £ Ø Ò ÓÒØ Ò× ÒÓÒ Þ ÖÓ ÔÓ ÒØ Ó £o ÓÖ Ø ÔÖÓÓ Ò Ú Ö ÓÙ× Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ× × ̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ä o Ò Ñ1 ÔÓÖØ ÒØ Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ ́Å Ò ÓÛ× 3× Ë ÓÒ Ì ÓÖ Ñμ ÓÒ ÖÒ× Ø Ü ×Ø Ò Ó Ð Ò ÖÐÝ Ò Ô Ò ÒØ Ð ØØ ÔÓ ÒØ× Ò ÓÒÚ Ü Ó Ý o Æ Ñ ÐÝ ̧ Ò Ò 1⁄4 ¬ ¬ £ Ó Ò Ø Ò× Ð Ò ÖÐÝ Ò Ô Ò ÒØÔ ÓÒ Ø× Ó × Ø Ø ×Ù ×× Ú Ñ Ò ÑÙÑ ̧ Ø Ò 1⁄2 ́3⁄4 Ø £μ ́ÚÓÐ μo Á × ÓÒÚ Ü Ó Ý ×Ù Ø Ø ÚÓÐ 3⁄4 Ø £ ÙØ Ó × ÒÓØ ÓÒØ Ò ÒÓÒÞ ÖÓ Ð ØØ ÔÓ ÒØ Ò Ø× ÒØ Ö ÓÖ̧ Ø Ò × ÐÐ ÜØÖ Ñ Ðo Ú ÖÝ ÜØÖ Ñ Ð Ó Ý × Ò ×× Ö ÐÝ Ô ÓÐÝØÓÔ o ÅÓÖ ÓÚ Ö̧ Ø × Ô ÓÐÝØÓÔ ÓÒØ Ò× Ø Ñ Óר 3⁄4́3⁄4 1⁄2μ Ø×̧ Ò Ø Ö ÓÖ ̧ ÓÖ Ú ÖÝ Ñ Ò× ÓÒ ̧ Ø Ö Ü ×Ø ÓÒÐÝ ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ Ó Ñ Ò ØÓÖ ÐÐÝ « Ö ÒØ ÜØÖ Ñ Ð Ô ÓÐÝØÓÔ ×o Ì ÓÒØÖ Ø Ô ÓÐÝØÓÔ È Ü 3⁄4 Ü 3⁄4 × Ø ÔÖ ÓÔ ÖØÝ Ø Ø Ø× Ð ØØ ØÖ Ò×Ð Ø × È · Ü Ü 3⁄4 £ Ø Ð Ø ×Ô Ê o ËÙ Ø Ð Ò Ô ÓÐÝØÓÔ × ÐÐ Ô Ö ÐÐ ÐÓ Ö ÓÒo Ë Ñ Ð ÖÐÝ ̧ Ó Ö ÚÖÝ Ñ Ò× ÓÒ Ø Ö Ü ×Ø ÓÒÐÝ ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ « Ö ÒØ Ô Ö ÐÐ ÐÓ Ö o È Ö ÐÐ ÐÓ Ö Ò Ö Ø Ö Þ ÒØÖ Ò× ÐÐÝ Ô ÓÐÝØÓÔ × Ô Ö ÐÐ ÐÓ ÖÓÒ Ò ÓÒÐÝ Ø × ÒØÖ ÐÐÝ × ÝÑÑ ØÖ ̧ Ú ÖÝ Ø Ó Ø × ÒØÖ ÐÐÝ × ÝÑÑ ØÖ ̧ Ò Ú ÖÝ Ð ×× Ó Ô Ö ÐÐ Ð Ö × ́́ 3⁄4μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×μ ÓÒ× ×Ø× Ó ÓÙÖ ÓÖ × Ü Ö ×o Á Õ Ê Ê × ÔÓ× Ø Ú ¬Ò Ø ÕÙ Ö Ø ÓÖÑ ̧ Ø Ò Ø Ö Ð Ø1Î ÓÖ ÓÒÓ ÐÐ È Õ ̈ Ü ṌÜμ ṌÜ μ ÓÖ ÒÝ 3⁄4 £ © × Ô Ö ÐÐ ÐÓ ÖÓÒo Ì ÔÖÓ Ð Ñ Ó ¬Ò Ò Û Ø Ö ÒØÖ ÐÐÝ × ÝÑÑ ØÖ Ô ÓÐÝ ÖÓÒ È ÓÒØ Ò× ÒÓÒÞ ÖÓ ÔÓ ÒØ ÖÓÑ ÚÒ Ð ØØ £ × ÒÓÛÒ ØÓ ÆÈ1 ÓÑ ÔÐ Ø Ú Ò Ò Ø × Ó Ø ×Ø Ò Ö Ù È ́Ü 1⁄2 Ü μ 1⁄2 Ü 1⁄2 o ÓÖ ¬Ü Ñ Ò× ÓÒ Ø Ö Ü ×Ø× Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ × Ò Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó Ú ÓÙ×Ð Ý Ö Ù × ØÓ Ø × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ ́ÓÒ Ò Ø ÜØÖ Ò ÕÙ Ð ØÝ Ü 1⁄2 · · Ü 1⁄2μo ÎÇÄÍ Å ÇÍÆ Ë Ò ÒØ Ö Ð × ÑÔÐ Ü Ò Ê ÓÒØ Ò Ò ÒÓ ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× ÓØ Ö Ø Ò Ø× Ú ÖØ × × ÚÓÐ ÙÑ 1⁄2»3⁄4 3⁄4 ÙØ ÐÖ Ý ÓÖ ¿ Ò Ú Ò Ö ØÖ Ö ÐÝ Ð Ö ÚÓ ÐÙÑ ́Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø Ô Ó×× Ð ÚÓÐÙÑ Ó ×Ù × ÑÔÐ Ü × 1⁄2 μo ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ Ò ÒØ Ö Ð Ô ÓÐÝØÓÔ È ÓÒØ Ò× ÔÖ × ÐÝ 1⁄4 Ò Ø Ö Ð ÔÓ ÒØ× Ø Ò Ø× ÚÓÐ ÙÑ × ÓÙÒ Ý ÙÒ Ø ÓÒ Ó Ò o Ì ×Ø ÓÙÒ ÒÓÛÒ̧ ÚÓÐ È ́ ́ ·1⁄2 μ μ 3⁄4 ·1⁄2 ̧ × Ù ØÓ Âo Ä Ö × Ò oÅo Ð Ö ́× Ä μo o¿ ÇÍÆÌ ÁÆ ÈÊÇ Ä Å Ï ÓÒ× Ö Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÔÖÓ Ð Ñ Ú Ò Ô ÓÐ ÝØÓÔ È Ê ̧ ÓÑÔÙØ Ü ØÐÝ ÓÖ ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÐÝ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× È Ò È o ÓÖ ÓÙÒØ Ò Ò Ò Ö Ð ÓÒÚ Ü Ó × × ÀÃÅ 3⁄4 o ÓÖ ×ÓÑ ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ò Ø ÓÑ Ò ØÓÖ × Ó Ò Ö Ø Ò ÙÒ Ø ÓÒ× Ò Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ø ÓÖÝ × ̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ò ËØ o ÓÖ ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ò ×Ø Ø ×Ø Ð Ô Ý× × ́ ÓÑ ÔÙØ Ò Ô ÖÑ Ò ÒØ× μ Ò ×Ø Ø ×Ø × ́ ÓÙÒØ Ò ÓÒØ Ò Ò Ý Ø Ð ×μ̧ × ÂË o ÓÖ Ò Ö Ð Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ × Ø ×ÙÖ Ú Ý× Ï ¿ Ò È o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 158
ÔØ Ö Ä ØØ ÔÓ ÒØ× Ò Ð ØØ Ô ÓÐÝ ØÓÔ × 1⁄2 Ä ÇËË Ê Ê Ø ÓÒ Ð ÔÓ ÐÝ Ö ÓÒ Ì × Ø È ̈ Ü 3⁄4 Ê Ü ¬ 1⁄2 Ñ © Û Ö 3⁄4 Ò ¬ 3⁄4 ÓÖ 1⁄2 Ñ o ÈÓÐÝ Ö Ð ÓÒ × Ø Ã Ê Ó Ø ÓÖÑ Ã ̈ È 1⁄2 Ù 1⁄4 1⁄2 © ÓÖ ×ÓÑ Ú ØÓÖ × Ù 1⁄2 Ù 3⁄4 Ê o Ì Ú ØÓÖ× Ù 1⁄2 Ù Ö ÐÐ Ò Ö ØÓÖ× Ó Ão Ê Ø ÓÒ Ð ÓÒ Ô ÓÐÝ Ö Ð ÓÒ Ú Ò × Ø Ó Ò Ö ØÓÖ × ÐÓÒ Ò ØÓ o Ö Ø ÓÒ Ð ÓÒ × Ö Ø ÓÒ Ð ÔÓÐÝ Ö ÓÒo Ë ÑÔÐ ÓÒ Ô ÓÐÝ Ö Ð ÓÒ Ò Ö Ø Ý Ð Ò ÖÐÝ Ò Ô Ò ÒØÚ ØÓÖ× o ÓÒ Ó × Ð Ö Ø ÓÒ× Ø ÔÓ ÒØ Ì ÓÒ Ã Ú ̈ Ü Ú · ̄Ü 3⁄4 È ÓÖ ÐÐ ×ÙÆ ÒØ ÐÝ ×Ñ ÐÐ ̄ 1⁄4 © ÓÖ ÔÓ ÒØ Ú Ó ÔÓÐÝØÓÔ È o Á Ú × Ú ÖØ Ü̧ Ø Ò Ø ÓÒ Ã Ú × Ò Ö Ø Ý Ø Ú ØÓÖ × Ù Ú Ú̧ Û Ö Ú Ú × Ò Ó È o ÙÒ Ñ ÒØ Ð Ô Ö ÐÐ Ð Ô Ô Ó × ÑÔÐ ÓÒ Ì × Ø ¥ ̈ 1⁄2 Ù 1⁄2 · · Ù 1⁄4 1⁄2 1⁄2 © Û Ö Ù 1⁄2 Ù Ö Ð Ò ÖÐÝ Ò Ô Ò ÒØ Ò Ö ØÓÖ× Ó Ø ÓÒ o ÍÒ ÑÓ ÙÐ Ö ÓÒ Ö Ø ÓÒ Ð × ÑÔÐ ÓÒ Ã Ê Û Ó× ÙÒ Ñ ÒØ Ð Ô Ö Ð1 Ð Ð Ô Ô Ó × ÒÓØ ÓÒØ Ò ÔÓ ÒØ× Ó ÓØ Ö Ø Ò 1⁄4o Ë ÑÔÐ ÔÓ ÐÝ ØÓÔ Ô ÓÐ ÝØÓÔ È ×Ù Ø Ø Ø ÓÒ Ã Ú Ó × Ð Ö Ø ÓÒ× × × ÑÔÐ ÓÖ Ú ÖÝ Ú ÖØ Ü Ú Ó È o Ì ÓØ ÐÐÝ ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö ÔÓÐ ÝØÓ Ô Ò ÒØ Ö Ð Ô ÓÐÝØÓÔ È ×Ù Ø Ø Ø ÓÒ Ã Ú Ó × Ð Ö Ø ÓÒ× × ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö ÓÖ Ú ÖÝ Ú ÖØ Ü Ú Ó È o Æ Ê Ä ÁÆ ÇÊÅ ÌÁÇÆ Ì ÓÙÒØ Ò ÔÖÓ Ð Ñ × ÒÓÛÒ ØÓ È 1 Ö Ú Ò ÓÖ Ò ÒØ Ö Ð À1 ÓÖ Î1 Ô ÓÐ ÝØÓÔ o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø Ñ Ò× ÓÒ × ¬Ü ̧ ÓÒ Ò ×ÓÐÚ Ø ÓÙÒØ Ò ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ø Ñ ́× È μo ËÇÅ ÈÄÁ ÁÌ ÇÊÅ ÍÄ Ë ÁÆ ÄÇÏ ÁÅ ÆËÁÇÆË Ì Ð ×× Ð È ÓÖ ÑÙÐ ÜÔÖ ×× × Ø ÒÙÑ Ö Ó ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× Ò ÓÒÚ Ü ÒØ Ö Ð Ô ÓÐÝ ÓÒ È Ê 3⁄4 Ò Ø ÖÑ× Ó Ø× Ö Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× ÓÒ Ø ÓÙÒ ÖÝ È È 3⁄4 Ö ́È μ· 1⁄2 3⁄4 ¡ È 3⁄4 ·1⁄2 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 159
1⁄2 1⁄4 o ÖÚ ÒÓ ́× ̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÅÓÖ ¿ ̧ Ï ¿ μo Ì × ÓÖ ÑÙÐ ÐÑÓר ÑÑ Ø ÐÝ Ú × Ö × ØÓ Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ÓÙÒØ Ò ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× Ò ÒØ Ö Ð ÔÓÐÝ ÓÒ×o Ò ÑÔÓÖØ ÒØ ÜÔÐ Ø ÓÖÑÙÐ ÓÖ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× Ò Ð ØØ Ø ØÖ ÖÓÒ Ó ×Ô Ð Ò Û × ÔÖÓÚ Ò Ý Äo ÅÓÖ ÐÐo Ä Ø Ô ÖÛ × ÓÔÖ Ñ ÔÓ× Ø Ú ÒØ Ö× Ò ¡́ μ Ê ¿ Ø Ø ØÖ ÖÓÒ Û Ø Ú ÖØ × ́1⁄4 1⁄4 1⁄4μ̧ ́ 1⁄4 1⁄4μ̧ ́1⁄4 1⁄4μ̧ Ò ́1⁄4 1⁄4 μo Ì Ò ¡́ μ ¿ · · · · · · · 1⁄2 1⁄23⁄4 · · · 1⁄2 ×́ μ ×́ μ ×́ μ·3⁄4 ́ o ¿o1⁄2μ À Ö ×́Ô Õμ Õ 1⁄2 Õ Ô Õ Û Ö ́́Üμμ Ü 1⁄4 ́ Ü · Ü μ × Ø Ò × ÙÑo × Ñ Ð Ö ÓÖÑÙÐ Û × ÓÙÒ Ò Ñ Ò× ÓÒ o Ì ÑÓÙ× Ö ÔÖÓ ØÝ Ö Ð Ø ÓÒ ×́Ô Õμ·×́Õ Ôμ ́ Ô Õ·Õ Ô·1⁄2 ÔÕ ¿μ 1⁄23⁄4 ÐÐ ÓÛ× ÓÒ ØÓ ÓÑÔÙØ Ø Ò ×ÙÑ ×́Ô Õμ Ò Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ø Ñ o Ú Ö× ÓÒ Ó ÓÖÑÙÐ ́ o ¿o1⁄2μ Û × Ù× ÝÅ o ÝÖ ØÓ ÓÒרÖÙ Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ Ø ÓÙÒØ Ò ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ñ Ò× ÓÒ× ¿ Ò o ÓÖÑÙÐ ́ o¿o1⁄2μ Û × Ò Ö Ð Þ ØÓ Ò Ö ØÖ ÖÝ Ø ØÖ ÖÓÒ Ý Âo ÈÓÑ Ñ Ö× Ñ ́× È μo Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ ØÓ Ö Ñ Ò× ÓÒ× Û × ×Ù ×Ø Ò Ë o ÓÑÔ ÙØ Ø ÓÒ ÐÐÝ Æ ÒØ Ó Ö Ñ ÙÐ × ÓÖ Ø ÒÙÑ ÖÓ Ð Ø Ø Ô Ó Ò Ø× Ö ÒÓÛÒ ÓÖ ×ÓÑ Ô ÖØ ÙÐ Ö ÔÓÐÝØÓÔ ×̧ Ñ Óר ÒÓØ ÐÝ ÞÓÒÓØÓÔ ×o Ú Ò ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× Ú 1⁄2 Ú Ò Ò Ê ̧ ÞÓ ÒÓØÓ Ô ×Ô ÒÒ Ý Ú 1⁄2 Ú Ò × Ø Ô ÓÐÝØÓÔ È Ò 1⁄2 Ú 1⁄2 · · Ò Ú Ò 1⁄4 1⁄2 ÓÖ 1⁄2 Ò Ó ÓÖ ×Ù × Ø Ë Ú 1⁄2 Ú Ò Ó Ð Ò ÖÐÝ Ò Ô Ò ÒØ ÔÓ ÒØ× ̧ Ð Ø Ë Ø Ò Ü Ó Ø ×Ù Ð ØØ Ò Ö Ø Ý Ë Ò Ø Ð ØØ ×Ô Ò́Ë μ̧ Û Ö 1⁄2 o Ì Ò È È Ë Ë ́× ÔØ Ö ̧ ÈÖÓ Ð Ñ ¿1⁄2 Ó ËØ μo ÈÇÆ ÆÌÁ Ä ËÍ ÅË ÔÓÛ Ö ÙÐ ØÓÓÐ ÓÖ × ÓÐÚ Ò Ø ÓÙÒØ Ò ÔÖÓ Ð Ñ Ü ØÐÝ × Ô ÖÓÚ Ý Ü ÔÓ1 Ò ÒØ Ð ×ÙÑ×̧ Û Ñ Ý Ö Ö × Ò Ö Ø Ò ÙÒ Ø ÓÒ× ÓÖ × Ø× Ó ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ×o Ä Ø È Ê Ô ÓÐÝØÓÔ Ò 3⁄4 Ê Ú ØÓÖ o Ï ÓÒ× Ö Ø ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð ×ÙÑ È Ü3⁄4È ÜÔ Ü o Á 1⁄4 Û Ø Ø ÒÙÑ Ö Ó ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× Ò È o Ì Ö ×ÓÒ ÓÖ ÒØÖÓ Ù Ò Ø Ô Ö Ñ Ø Ö × Ø Ø ÓÖ Ò Ö Ø ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð × ÙÑ× Ö Ú Ð ×ÓÑ ÒÓÒØÖ Ú Ð Ð Ö ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ø Ø ÓÑ Ð ×× Ú × Ð Û Ò 1⁄4o Ì Ó × Ö Ø × ÔÖÓÔ ÖØ × Û Ò ØÓ ÓÒ× Ö ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð ×ÙÑ × ÓÚ Ö Ö Ø ÓÒ Ð Ô ÓÐÝ Ö Ò ̧ Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ ÓÚ Ö ÓÒ ×o ÈÇÆ ÆÌÁ Ä ËÍ ÅË ÇÎ Ê Ê Ì ÁÇÆ Ä ÈÇÄ À Ê Ä Ø Ã Ê Ö Ø ÓÒ Ð ÓÒ Û Ø ÓÙØ ×ØÖ Ø Ð Ò × Ò Ö Ø ÝÚ ØÓÖ× Ù 1⁄2 Ù Ò o Ì Ò Ø × Ö × È Ü3⁄4à ÜÔ Ü ÓÒÚ Ö × ÓÖ ÒÝ ×Ù Ø Ø Ù 1⁄4 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 160
ÔØ Ö Ä ØØ ÔÓ ÒØ× Ò Ð ØØ Ô ÓÐÝ ØÓÔ × 1⁄2 1⁄2 ÓÖ ÐÐ 1⁄2 Ò ¬Ò × Ñ ÖÓÑÓÖÔ ÙÒ Ø ÓÒ Ó Û Û ÒÓØ Ý Ã ́ μo ÓÖ × ÑÔÐ Ö Ø ÓÒ Ð ÓÒ Ã Ê Û Ø Ð Ò ÖÐÝ Ò Ô Ò ÒØ Ò Ö ØÓÖ× Ù 1⁄2 Ù Û Ú Ã ́ μ Ü3⁄4¥ ÜÔ Ü ¡ 1⁄2 1⁄2 1⁄2 ÜÔ Ù Û Ö ¥ × Ø ÙÒ Ñ ÒØ Ð Ô Ö ÐÐ Ð Ô Ô Ó Ão ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ã × ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö Ø Ò Ã ́ μ 1⁄2 1⁄2 1⁄2 ÜÔ Ù × Ò Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ×ÙÑ × Ùר Ø ÑÙÐ Ø ÔÐ ÓÑ ØÖ × Ö ×o Ò Ö ÐÐÝ ×Ô 1 Ò ̧ Ø ÖØ Ö Ú Ò ÓÒ × ÖÓÑ Ò ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö̧ Ø ÑÓÖ ÓÑÔÐ Ø Ø ÓÖ ÑÙÐ ÓÖ Ã ́ μÛ Ð Ð o Ì × Ö × ÙÐØ× Ö ÒÓÛÒ Ò Ñ ÒÝ « Ö ÒØ ÓÖÑ × ́× ̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ë Ø ÓÒ o Ó ËØ μo ÙÖØ Ö ÑÓÖ ̧ Ø ÙÒ Ø ÓÒ Ã ́ μ Ò ÜØ Ò ØÓ ¬Ò Ø ÐÝ Ø Ú Ñ ×ÙÖ ̧ ¬Ò ÓÒ Ö Ø ÓÒ Ð Ô ÓÐÝ Ö Ò Ê Ò Ø Ò Ø ×Ú ÐÙ × Ò Ø ×Ô Ó Ñ ÖÓÑ ÓÖÔ ÙÒ Ø ÓÒ× Ò Ú Ö Ð ×̧ ×Ó Ø Ø Ø Ñ ×ÙÖ Ó Ö Ø ÓÒ Ð ÔÓÐ Ý ÖÓÒ Û Ø ×ØÖ Ø Ð Ò × ÕÙ Ð ØÓ 1⁄4o Ì Ó ×Ø Ø Ø Ö × ÙÐØ ÔÖ × ÐÝ ̧ Ð Ø Ù× ××Ó Ø Û Ø Ú ÖÝ × Ø 3⁄4 Ê Ø× Ò ØÓÖ ÙÒ Ø ÓÒ Ê Ȩ̂ ÚÒ Ý ́Üμ Ò 1⁄2 Ü 3⁄4 ̧ 1⁄4 ÓØ ÖÛ × o Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö × ÙÐØ Û × ÔÖÓÚ Ý o o à ÓÚ Ò× Ò o ÈÙ Ð ÓÚ ÃÈ 3⁄4 Ò ̧ Ò Ô Ò ÒØÐÝ ̧ Ý oÄ ÛÖ Ò Ä Û 1⁄2 o ÌÀ ÇÊ Å o¿o1⁄2 Ä ÛÖ Ò 1à ÓÚ Ò× 1ÈÙ Ð ÓÚ Ì ÓÖ Ñ Ì Ö Ü ×Ø× Ñ Ô Ø Ø ××Ó Ø ×̧ ØÓ Ú ÖÝ Ö Ø ÓÒ Ð ÔÓÐ Ý ÖÓÒ È Ê ̧ Ñ ÖÓ1 ÑÓÖ Ô ÙÒ Ø ÓÒ È ́ μ̧ 3⁄4 ̧ ×Ù Ø Ø Ì ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò È È ÔÖ × ÖÚ × Ð Ò Ö Ô Ò Ò × ÑÓÒ Ò ØÓÖ ÙÒ Ø ÓÒ× Ó Ö Ø ÓÒ Ð ÔÓÐÝ Ö Ñ 1⁄2 « È 1⁄4 ÑÔÐ × Ñ 1⁄2 « È ́ μ 1⁄4 ÓÖ Ö Ø ÓÒ Ð ÔÓÐÝ Ö È Ò ÒØ Ö× « Á È Ó × ÒÓØ ÓÒØ Ò ×ØÖ Ø Ð Ò ×̧ Ø Ò È ́ μ Ü3⁄4È ÜÔ Ü ÓÖ ÐÐ ×Ù Ø Ø Ø × Ö × ÓÒÚ Ö × ×ÓÐ ÙØ ÐÝ Á È ÓÒØ Ò× ×ØÖ Ø Ð Ò Ø Ò È ́ μ 1⁄4o Á È · Ñ × ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ Ó È Ý Ò ÒØ Ö Ð Ú ØÓÖ Ñ Ø Ò È·Ñ ́ μ ÜÔ Ú È ́ μ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ×ÙÔÔÓ× Ø Ø 1⁄2 Ò Ð Ø Ù× ÓÓ× È · 1⁄4 · 1⁄2μ̧ È ́ 1⁄2 1⁄4 ̧ È 1⁄4 1⁄4 ̧ Ò È ́ 1⁄2 · 1⁄2μo Ì Ò È · ́ μ ·1⁄2 Ü 1⁄4 ÜÔ Ü 1⁄2 1⁄2 ÜÔ Ò È ́ μ 1⁄2 Ü 1⁄4 ÜÔ Ü 1⁄2 1⁄2 ÜÔ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 161
1⁄2 3⁄4 o ÖÚ ÒÓ ÅÓÖ ÓÚ Ö̧ È 1⁄4 1⁄2 Ò È 1⁄4 × Ò È ÓÒØ Ò× ×ØÖ Ø Ð Ò o Ï × Ø Ø È È · · È È 1⁄4 Ò Ø Ø È È · · È È 1⁄4 o Ä Ø È Ê Ö Ø ÓÒ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ò Ð Ø Ú 3⁄4 È Ø× Ú ÖØ Üo Ä Ø Ù× ÓÒ× Ö Ø ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ Ú · Ã Ú Ó Ø ÓÒ Ã Ú Ó × Ð Ö Ø ÓÒ× Ø Úo Ì ÓÐÐÓÛ Ò ÖÙ Ð Ö × ÙÐØ Û × ÔÖ ÓÚ Ý Åo Ö ÓÒ Ö o ÌÀ ÇÊ Å o¿o3⁄4 Ö ÓÒ 3× Ì ÓÖ Ñ Ä Ø È Ê ÖØ ÓÒ Ð ÔÓÐ ÝØÓÔ o Ì Ò Ü3⁄4È ÜÔ Ü Ú3⁄4Î ÖØ È Ú·Ã Ú ́ μ Á Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÒØ Ö Ð̧ Û Ú Ú·Ã Ú ́ μ ÜÔ Ú Ã Ú ́ μo Ï ÒÓØ Ø Ø Ã × ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö ÓÒ Ò Ú × Ö Ø ÓÒ Ð Ú ØÓÖ Ø Ò Ã·Ú ÜÔ Û Ã ́ μ̧ Û Ö Û 3⁄4 × ÖØ Ò ÖÓÙÒ Ò Ó Ú Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ão Æ Ñ ÐÝ ̧ ×× ÙÑ Ø Ø Ã × Ø ÓÒ Ù Ð ÐÓ × Ó Ñ Ò Ø Ö Ð Ú ØÓÖ× Ù 1⁄2 Ù Ø Ø ÓÒ× Ø ØÙØ × × Ó o Ä Ø Ù £ 1⁄2 Ù £ Ø ÓÖØ Ó ÓÒ Ð × × ×Ù Ø Ø Ù £ Ù Æ o Ì Ò Û È 1⁄2 Ú Ù £ Ù o ×× ÒØ ÐÐÝ ̧ Ì ÓÖ Ñ o¿o 3⁄4 Ò Ù ÖÓÑ Ì ÓÖ Ñ o ¿o1⁄2 Ý ÒÓØ Ò Ø Ø Ø Ò ØÓÖ ÙÒ Ø ÓÒ Ó Ú ÖÝ ́Ö Ø ÓÒ Ðμ Ô ÓÐÝ ÖÓÒ È Ò ÛÖ ØØ Ò × Ø ×ÙÑ Ó Ø Ò ØÓÖ ÙÒ Ø ÓÒ× Ú · Ã Ú ÑÓ ÙÐÓ Ò ØÓÖ ÙÒ Ø ÓÒ× Ó ́Ö Ø ÓÒ Ðμ Ô ÓÐÝ Ö Û Ø ×ØÖ Ø Ð Ò × × È o Ö ÓÒ3 × ÓÖ ÑÙÐ Ð ÐÓÛ× ÓÒ ØÓ Ö Ù Ø ÓÙÒØ Ò Ó ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× Ò ÔÓÐÝ1 ØÓÔ × ØÓ Ø ÓÙÒØ Ò Ó ÔÓ ÒØ× Ò ÔÓÐÝ Ö Ð ÓÒ ×̧ ÑÙ × Ö ÔÖÓ Ð Ño ÐÓÛ Û × Ù×× ØÛÓ Òר Ò × Û Ö Ø ÔÔÐ Ø ÓÒ Ó ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð ×ÙÑ× Ò Ö ÓÒ3× ÒØ Ø × Ð × ØÓ Ò Æ ÒØ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð × ÓÐÙØ ÓÒ Ó Ø ÓÙÒØ Ò ÔÖÓ Ð Ño ÇÍÆÌ ÁÆ ÁÆ Á ÁÅ ÆËÁÇÆ Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö ×ÙÐ Ø Û × Ó Ø Ò Ý o ÖÚ ÒÓ ́× È μo ÌÀ ÇÊ Å o¿o¿ Ä Ø Ù× ¬Ü Ø Ñ Ò× ÓÒ o Ì Ò Ø Ö Ü ×Ø× ÔÓÐÝÒ ÓÑ Ð Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ Ø Ø̧ ÓÖ ÒÝ Ú Ò Ö Ø ÓÒ Ð ÔÓÐ ÝØÓÔ È Ê ̧ ÓÑÔÙØ × Ø ÒÙÑ Ö È Ó ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× Ò È o ÌÀ Á Ç ÌÀ Ä ÇÊÁÌ ÀÅ Ï × ×ÙÑ Ø Ø Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ú Ò Ý Ø× Î1 × Ö ÔØ ÓÒo Ä Ø Ù× ÓÓ× Ò Ö 3⁄4 É o Ï Ò ÓÑ ÔÙØ Ø ÒÙÑ Ö È × Ø Ð Ñ Ø Ó Ø ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð ×ÙÑ Ð Ñ Ø 1⁄4 Ü3⁄4È ÜÔ Ø Ü Û Ö Ø × Ö Ð Ô Ö Ñ Ø Öo Í× Ò Ö ÓÒ3× Ì ÓÖ Ñ o ¿o3⁄4̧ Û Ö Ù Ø ÔÖÓ Ð Ñ ØÓ Ø ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ó Ø ÓÒ× Ø ÒØ Ø ÖÑ Ò Ø Ä ÙÖ ÒØ ÜÔ Ò× ÓÒ Ó Ø Ñ ÖÓÑÓÖÔ ÙÒ Ø ÓÒ Ú ́Øμ Ú·Ã Ú ́Ø μ̧ Û Ö Ú × Ú ÖØ Ü Ó È Ò Ã Ú × Ø ÓÒ Ó × Ð Ö Ø ÓÒ× Ø Úo Á Ã Ú × ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö ÓÒ ̧ Û Ú Ò ÜÔÐ Ø ÓÖ ÑÙÐ ÓÖ Ú·Ã Ú ́ μ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 162
ÔØ Ö Ä ØØ ÔÓ ÒØ× Ò Ð ØØ Ô ÓÐÝ ØÓÔ × 1⁄2 ¿ ́× ÓÚ μ Ò Ø Ù× Ò × ÐÝ ÓÑ ÔÙØ Ø × Ö Ø ÖÑo ÀÓÛ Ú Ö̧ ÓÖ 1⁄2Ø ÓÒ Ã Ú Ó × ÒÓØ Ú ØÓ ÙÒ ÑÓ ÙÐ Öo ÁØ ØÙÖÒ× ÓÙØ̧ Ò Ú ÖØ Ð ××̧ Ø Ø ÓÖ ÒÝ Ú Ò Ö Ø ÓÒ Ð ÓÒ Ã ÓÒ Ò ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ò Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ø Ñ ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ Ã È 3⁄4Á ̄ à ̧ ̄ 3⁄4 1⁄2 1⁄2 ̧Ó Ø Ò ÐÙ× ÓÒ1 Ü ÐÙ× ÓÒ ØÝÔ ̧ Û Ö Ø ÓÒ × Ã Ö ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö ́× Ð ÓÛμo Ì Ù× ÓÒ Ò Ø Ò ÜÔÐ Ø ÜÔÖ ×× ÓÒ Ú·Ã Ú ́ μ È 3⁄4Á ̄ ¡ Ú·Ã ́ μ Ò Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ× Ø ÒØ Ø ÖÑ Ó Ø Ä ÙÖ ÒØ ÜÔ Ò× ÓÒ Ó Ú ́Øμo Ì ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó Ø Ð ÓÖ Ø Ñ Ò Ø ÖÑ× Ó Ø Ñ Ò× ÓÒ × Ḉ μ o ÇÍÆÌ ÁÆ ÁÆ ÌÇÌ ÄÄ Í ÆÁÅÇ ÍÄ Ê ÈÇÄ ÌÇÈ Ë ÇÒ Ò Æ ÒØ ÐÝ ÓÙÒØ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× Ò ØÓØ ÐÐÝ ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ú Ò Ý Ø× Ú ÖØ Ü × Ö ÔØ ÓÒ Ú Ò Ò Ú ÖÝ Ò Ñ Ò× ÓÒo ÌÀ ÇÊ Å o¿o È Ì Ö Ü ×Ø× Ò Ð ÓÖ Ø Ñ Ø Ø̧ ÓÖ ÒÝ Ò ÒÝ Ú Ò ÒØ Ö Ð Ú ÖØ × Ú 1⁄2 Ú Ñ 3⁄4 ×Ù Ø Ø Ø ÔÓÐ ÝØÓÔ È Ó Ò Ú Ú 1⁄2 Ú Ñ × ØÓØ ÐÐÝ ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö̧ ÓÑÔÙ Ø × Ø ÒÙÑ Ö Ó ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× Ó È Ò Ø Ñ Ð Ò Ö Ò Ø ÒÙÑ Ö Ñ Ó Ú ÖØ ×o ÅÓÖ ÓÚ Ö̧ Ø × Ñ Ö ×ÙÐ Ø ÓÐ × ÓÖ Ö Ø ÓÒ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Û Ø ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö ÓÒ × Ó × Ð Ö Ø ÓÒ× Ø Ø Ú ÖØ ×o Ì Ð ÓÖ Ø Ñ Ù× × Ö ÓÒ3× ÓÖ ÑÙÐ × ́Ì ÓÖ Ñ o ¿o3⁄4μ Ò Ø ÜÔÐ Ø ÓÖ ÑÙÐ ÓÚ Ó ÖØ ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð ×ÙÑ ÓÚ Ö ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö ÓÒ o ÅÈÄ ÇÍ ÆÌÁÆ ÇÆÌ ÁÆ Æ Ì Ä Ë ËÙÔÔ Ó× × Ò Ò ¢ ØÓØ ÐÐÝ ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö Ñ ØÖ Ü ́× Ë Ø ÓÒ o 1⁄2μo Ä Ø Ù× ÓÓ× 3⁄4 Ò ×Ù Ø Ø Ø × Ø È Ó ×ÓÐ ÙØ ÓÒ× ØÓ Ø × Ýר Ñ Ü Ó Ð Ò Ö Ò ÕÙ Ð Ø × × × ÑÔÐ Ô ÓÐÝØÓÔ o Ì Ò È × ØÓØ ÐÐÝ ÙÒ ÑÓ ÙÐ Öo ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Û Ò Ó Û ÐÐ Ø Ú ÖØ × Ó × ÑÔÐ ØÖ Ò×ÔÓÖØ Ø ÓÒ Ô ÓÐ ÝØÓÔ È ̧ Û Ò ÓÑ ÔÙØ Ø ÒÙÑ ÖÓ Ò Ø Ö Ð ÔÓ ÒØ× Ó È ÒØÑ ÐÒ Ö ÒØ Ò ÙÑ Ö Ó Ú ÖØ × Ó È o ÇÒ Ò ÓÒ× ØÖÙ Ø Ò Æ ÒØ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ÓÙÒØ Ò ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× Ò ÔÓÐÝ1 ØÓÔ Ø Ø × ×ÓÑ Û Ø ÐÓ× ØÓ ØÓØ ÐÐÝ ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö Ò ÓÖ Û Ø ÜÔÐ Ø ÓÖÑÙÐ × ÓÖ Ã Ú ́ μ Ö Ø Ö ÓÖ ÒÓØ ØÓÓ ÐÓÒ o ÇÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö ÔÔÐ Ø ÓÒ × ÓÙÒØ Ò ÓÒØ Ò Ò Ý Ø Ð × ́× Ë Ø ÓÒ o1⁄2μo ÁÑ ÔÐ Ñ ÒØ Ø ÓÒ Ó Ø Ð ÓÖ Ø Ñ × ÓÒ Ö ÓÒ3 × ÓÖÑÙÐ ̧ Ó ×̧ Ò ÒÙÑ Ö Ð Ö ×ÙÐØ×̧ × Û ÐÐ × ÓØ Ö Ð Ö ÔÔÖÓ ×̧ Ö × Ù×× Ò ÄË1⁄4¿ o ÇÆÆ ÌÁÇÆË ÏÁÌÀ Ì ÇÊÁ Î ÊÁ ÌÁ Ë ÁØ Û × ¬Ö ר Ó × ÖÚ Ý o o à ÓÚ Ò× Ò Ø 1⁄2 1⁄4×̧ Ò × × Ò Ø Ò ÓÑ Û ÐÝ ÒÓÛÒ̧ Ø Ø Ø ÒÙÑ Ö Ó ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× Ò Ò ÒØ Ö Ð Ô ÓÐÝØÓÔ × Ö Ð Ø ØÓ ×ÓÑ Ð ÖÓ1 ÓÑ ØÖ ÒÚ Ö ÒØ× Ó Ø ××Ó Ø ØÓÖ Ú Ö ØÝ ́× Ç μo Æ ØÙÖ ÐÐÝ ̧ ÓÖ ×ÑÓÓØ ØÓÖ Ú Ö Ø × ́Ø Ý ÓÖÖ ×Ô ÓÒ ØÓ ØÓØ ÐÐÝ ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö Ô ÓÐÝ1 ØÓÔ ×μ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ × ÑÙ × Öo Î Ö ÓÙ× ÓÖÑÙÐ × ÓÖ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× Ò Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Û Ö ¬Ö× Ø Ó Ø Ò ÓÖ ØÓØ ÐÐÝ ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò Ø Ò̧ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 163
1⁄2 o ÖÚ ÒÓ Ý Ø Ù× Ó Ö × ÓÐÙØ ÓÒ Ó × Ò ÙÐ Ö Ø ×̧ Ò Ö Ð Þ ØÓ Ö ØÖ ÖÝ ÒØ Ö Ð ÔÓÐÝØÓÔ × ́× ̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ È μo Ê × ÓÐÙØ ÓÒ Ó × Ò ÙÐ Ö Ø × Ó ØÓÖ Ú Ö Ø × Ö Ù × ØÓ ×× Ø ÓÒ Ó Ô ÓÐÝ Ö Ð ÓÒ ÒØÓ ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö ÓÒ ×o ÀÓÛ Ú Ö̧ × ÓÒ Ò × ̧ Ø × ÑÔÓ×× Ð ØÓ ×Ù Ú Ö Ø ÓÒ Ð ÓÒ ÒØÓ Ô ÓÐÝÒÓÑ ÐÐÝ ́ Ò Ø ÒÔÙØμ Ñ ÒÝ ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö ÓÒ × Ú Ò Ò Ñ Ò× ÓÒ 3⁄4o ÓÖ Ü ÑÔÐ ́× ÙÖ o ¿o1⁄2μ̧ Ø ÔÐ Ò ÓÒ Ã Ò Ö Ø ÝØ Ô Ó Ò Ø× ́1⁄2 1⁄4μ Ò ́1⁄2 Ò μ ÒÒÓØ ×Ù Ú ÒØÓ Û Ö Ø Ò 3⁄4Ò 1⁄2 ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö ÓÒ ×̧ Û Ö × Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ø Ñ ×Ù Ú × ÓÒ ÛÓ ÙÐ Ú ÔÓÐÝÒÓÑ Ð Ò ÐÓ Ò ÓÒ ×o ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ Û ÐÐ ÓÛ × Ò Ð Ò Ö ÓÑ1 Ò Ø ÓÒ Ó Ø Ò ÐÙ× ÓÒ1 Ü ÐÙ× ÓÒ ØÝÔ ̧ Ø Ò ÓÒ Ò × ÐÝ Ö ÔÖ × ÒØ Ø × ÓÒ × ÓÑ Ò Ø ÓÒ Ó ¿ ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö ÓÒ × Ã Ã 1⁄2 à 3⁄4 · à ¿ ̧ Û Ö Ã 1⁄2 × Ò Ö Ø Ý Ø × × ́1⁄2 1⁄4μ Ò ́1⁄4 1⁄2μ̧ à 3⁄4 × Ò Ö Ø Ý́ 1⁄41⁄2μ Ò ́1⁄2 Ò μ̧ Ò Ã ¿ × Ò1 Ö Ø Ý́ 1⁄2 Ò μo ÅÓÖ ÓÚ Ö̧ ÑÓ ÙÐÓ Ö Ø ÓÒ Ð ÓÒ × Û Ø ×ØÖ Ø Ð Ò × ́ o Ì ÓÖ Ñ o ¿o1⁄2μ̧ Û Ò ØÓ Ù× ÓÒÐ Ý ØÛÓ ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö ÓÒ × Ã Ã ¿ · à ÑÓ ÙÐÓ Ö Ø ÓÒ Ð ÓÒ × Û Ø ×ØÖ Ø Ð Ò ×̧ Û Ö Ã ¿ × Ø ÓÒ Ò Ö Ø Ý́ 1⁄2Ò μ Ò ́1⁄4 1⁄2μ Ò Ã × Ø ÓÒ Ò Ö Ø Ý́ 1⁄41⁄2μ Ò ́1⁄2 1⁄4μo ÓÒ× ÕÙ ÒØÐ Ý ̧ ÖÓÑ Ì ÓÖ Ñ o¿o1⁄2̧ à ́ μ ́ 1⁄2 ÜÔ 1⁄2 · Ò 3⁄4 μ 1⁄2 ́1⁄2 ÜÔ 3⁄4 μ 1⁄2 ·́ 1⁄2 ÜÔ 1⁄2 μ 1⁄2 ́1⁄2 ÜÔ 3⁄4 μ 1⁄2 ÓÖ ́ 1⁄2 3⁄4 μo × Û Ú Ñ ÒØ ÓÒ ÓÚ ̧ ÓÒ Û ÐÐ ÓÛ × Ò ÓÑ Ò Ø ÓÒ×̧ ÒÝ Ö Ø ÓÒ Ð ÔÓÐÝ Ö Ð ÓÒ Ò ÓÑÔ Ó× ÒØÓ ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö ÓÒ × Ò Ô ÓÐ ÝÒÓ1 Ñ Ð Ø Ñ ̧ ÔÖ ÓÚ Ø Ñ Ò× ÓÒ × ¬Ü o ÅÓÖ ÓÚ Ö̧ Û Ð Ð Ó Û ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ× ÑÓ ÙÐÓ Ö Ø ÓÒ Ð ÓÒ × Û Ø ×ØÖ Ø Ð Ò ×̧ Ø Ð ÓÖ Ø Ñ Ò ×Ô ÙÔ ÙÖØ Ö ÖÓÙ ÐÝ ÖÓÑ 3⁄4 Ḉ 3⁄4 μ ØÓ 3⁄4 Ḉ μ ́× È μo Á ÍÊ o ¿o1⁄2 ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ Ó ÓÒ ÒØÓ ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö ÓÒ ×o (1,n) 1 0 n 0 1 n 1 (1,n) 0 1 (1,1) (1,k) (1,n) 0 1 n requires Dissection O(n) cones Signed decomposition requires only 3 cones (1,n) 0 ÇÆÆ ÌÁÇÆË ÏÁÌÀ Î ÄÍ ÌÁÇÆË Ì ÒÙÑ Ö Ó ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× ́È μ È Ò Ò ÒØ Ö Ð ÔÓÐÝØÓÔ È Ê × Ú ÐÙ Ø ÓÒ̧ Ø Ø ×̧ Ø ÔÖ × ÖÚ × Ð Ò Ö Ö Ð Ø ÓÒ× ÑÓÒ Ò ØÓÖ ÙÒ Ø ÓÒ× Ó ÔÓÐÝ1 ØÓÔ × Ò Ø × Ð ØØ 1ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ1 ÒÚ Ö ÒØ̧ o o̧ ́È · Ðμ ́È μ Ó Ö Ò Ý Ð 3⁄4 o Ò Ö Ð ÔÖÓÔ ÖØ × Ó Ú ÐÙ Ø ÓÒ× Ò Ø Ö Ð Ø ÒÓØ ÓÒ Ó Ø ÔÓÐÝØÓÔ Ð Ö Ú Ò ÒØ Ò× Ú ÐÝ ×ØÙ ́× ̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Å Å ¿ Ò ÅÓÖ ¿ μo Î Ö 1 ÓÙ× ÒØ Ø × × ÓÚ Ö Ò Ø × Ö Ñ ØÔ Ö Ó Ú Ù× ÙÐ Ò Ð Ò Û Ø Ô ÖØ ÙÐ Ö ÓÙÒØ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× ́× È μo ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø ØÖ Ò×ÔÓÖØ Ø ÓÒ ÔÓÐÝØÓÔ È × ÒÓØ × ÑÔÐ ̧ ÓÒ Ò ÔÔÐÝ Ø ÓÐÐÓÛ Ò Ö Ô o Öר̧ ØÖ Ò ÙÐ Ø Ò Ø ÒÓÖÑ Ð ÓÒ Ø Ø Ú ÖØ Ü̧ Û Ö ÔÖ × ÒØ Ø × Ó Ñ Ò Ø ÓÒ Ó ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö ÓÒ × ́Û × 1 Ö ÐÓÛ Ö1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÓÒ ×μo Ì Ò̧ Ô ×× Ò ØÓ Ø Ù Ð ÓÒ ×̧ Û Ø Ø × Ö Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó Ø ÓÒ Ó × Ð Ö Ø ÓÒ× ́Û × Ö ÓÒ × Û Ø ×ØÖ Ø Ð Ò ×μo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 164
ÔØ Ö Ä ØØ ÔÓ ÒØ× Ò Ð ØØ Ô ÓÐÝ ØÓÔ × 1⁄2 Æ Ä ÌÁ Ä Å ÌÀÇ Ë Ì ÒÙÑ Ö È £ Ó Ð ØØ ÔÓ ÒØ ×Ó £ ÒØ Ô Ó Ð Ý Ø Ó Ô È Ò ÒØ ÖÔÖ Ø × Ø ÒØ Ö Ð ÓÚ Ö È Ó Ø Ô Ö Ó ÐØ 1 ÙÒ Ø ÓÒ Ý3⁄4£ Æ Ý ́Üμ ́ Ø £μ 1⁄2 Ð3⁄4£ £ ÜÔ 3⁄4 Ð Ü Ô Ò Ò ÓÒ Ø ÒØ ÖÔÖ Ø Ø ÓÒ Ó Ø × ÒØ Ö Ð ÓÒ Ò Ø Ú Ö ÓÙ× ÓÖÑÙ Ð ×o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø ÓÚ × Ö × × ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø × Ø 1⁄2 Ý Ø Ø Ø 1× Ö × Ø ́Üμ Ø 3⁄4 Ý3⁄4£ ÜÔ Ø Ü Ý 3⁄4 ́ Ø £μ 1⁄2 Ð3⁄4£ £ ÜÔ Ð 3⁄4 Ø ÜÔ 3⁄4 Ð Ü Ø Ò × Ø Ð Ñ Ø Ð Ñ Ø 1⁄2 Ê È Ø ́Üμ Ü ÓÒ Ø× Ø ÒÙÑ Ö Ó Ð ØØ ÔÓ ÒØ× Ò È ̧ Ð ØØ ÔÓ ÒØ Ý ÓÙÒØ Û Ø Û Ø ÕÙ Ð ØÓ Ø ×Ô Ö Ð Ñ ×ÙÖ ­́Ã Ý μ Ó Ø ÓÒ Ã Ý Ó × Ð Ö Ø ÓÒ× Ø Ý ÒÓÖÑ Ð Þ Ò ×Ù Û Ý Ø Ø Ø ×Ô Ö Ð Ñ ×ÙÖ Ó Ê × ÕÙ Ð ØÓ 1⁄2 ́× Ä Ò È ÓÖ ×ÓÑ Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÙØ Ø × Û Ø ÓÙÒØ Ò μo ÔÔÐÝ Ò È Ö× Ú Ð3× Ø ÓÖ Ñ ÓÒ Ò Ø Ø Ñ ÓÙ× Ë Ð ÒØ ØÝ ́× Ä μ 3⁄4 Ø £ ÚÓÐ 1⁄2 ÚÓÐ Ð3⁄4£ £ Ò1⁄4 ¬ ¬ ¬ ÜÔ Ð Ü Ü ¬ ¬ ¬ 3⁄4 Û Ö × 1⁄41× ÝÑÑ ØÖ ÓÒÚ Ü Ó Ý ÒÓØ ÓÒØ Ò Ò ÒÓÒÞ ÖÓ Ð ØØ ÔÓ ÒØ× ́ o Ì ÓÖ Ñ o 3⁄4o3⁄4μo Êo Þ Ò Ëo ÊÓ Ò× Ê Ú Ó Ø Ò Ò ÓØ Ò ÒØ ÓÖÑÙÐ × ÓÖ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× Ò Ò ÒØ Ö Ð × ÑÔÐ Ü Ý ÒØ Ö Ø Ò Ò ÔÔÖ ÓÔÖ Ø ÐÝ ×ÑÓÓØ ÓÙØ ×ÙÑ ́Üμ È Ð3⁄4 ÜÔ 3⁄4 Ð Ü o ËÙÔÔ Ó× Ø Ø È Ê × Ò ÒØ Ö Ð × ÑÔÐ Ü̧ Ø Ø ×̧ Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó ·1⁄2 ÆÒ ÐÝ Ò Ô Ò ÒØ ÒØ Ö Ð Ú ØÓÖ× Ú 1⁄2 Ú ·1⁄2 o Ñ Ò Ê Ê × Ø ÆÒ ÝÔ ÖÔÐ Ò Ü ·1⁄2 1⁄2̧ Þ Ò ÊÓ Ò× ÜÔÖ ×× Ø ÒÙÑ Ö Ó ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× Ò È Ò Ø ÖÑ× Ó ÖØ Ò ×ÙÑ ÓÚ Ö ¬Ò Ø Ð Ò ÖÓÙÔ× Ø Ø Ö ØÓÖ × Ó Ó ·1⁄2 ×Ô Ò́Ú 1⁄2 Ú μ ÑÓ ÙÐÓ Ø ×Ù Ð ØØ Ò Ö Ø Ý Ú 1⁄2 Ú o Ê Ð Ø ÓÒ× Ó Ø × ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ ØÓ Ö Ò ×ÙÑ × Ö × Ù×× Ò È o Ì ÓÐ ÐÓÛ Ò × ÑÔÐ Ó × ÖÚ Ø ÓÒ Ó Ø Ò Ð × ØÓ ÔÖ Ø ÐÐÝ Æ ÒØ ́ ÐØ ÓÙ Ø ÓÖ Ø ÐÐÝ ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð Ø Ñ μ Ð ÓÖ Ø Ñ×o ËÙÔÔ Ó× Û Û ÒØ ØÓ ÓÙÒØ ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× Ü ́ Ü 1⁄2 Ü μ Ò Ô ÓÐÝ ÖÓÒ È Ê ¬Ò Ý Ø ÕÙ Ø ÓÒ× 1⁄2 Ü 1⁄2 Ñ Ò Ò ÕÙ Ð Ø × Ü 1⁄4 1⁄2 Û Ö ́ μ × Ú Ò Ñ ¢ ÒØ Ö Ñ ØÖ Üo Ä Ø Þ 1⁄2 Þ Ñ ́ ÓÑÔÐ Üμ Ú Ö Ð × Ò Ð Ø ́Þ 1⁄2 Þ Ñ μ 1⁄2 ·1⁄2 Ü 1⁄4 Þ 1⁄2 Ü 1⁄2 Þ 3⁄4 Ü 3⁄4 ¡¡ ¡Þ Ñ Ü Ñ 1⁄2 1⁄2 1⁄2 Þ 1⁄2 1⁄2 Þ 3⁄4 3⁄4 ¡ ¡¡Þ Ñ Ñ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 165
1⁄2 o ÖÚ ÒÓ Ì Ù× Ø ÒÙÑ Ö È × ÕÙ Ð ØÓ Ø Ó Æ ÒØÓ Þ 1⁄2 1⁄2 ¡¡ ¡Þ Ñ Ñ Ò ́Þ 1⁄2 Þ Ñ μ Ò Ò ÓÖ ÓÓ Ó Þ 1⁄2 Þ Ñ 1⁄4o Ì × Ó Æ ÒØ Ñ Ý ÜØÖ Ø Ý ÒÙÑ Ö Ð « Ö ÒØ Ø ÓÒ̧ ÓÖ Ý ́Ö Ô Ø μ ÔÔÐ Ø ÓÒ Ó Ø Ö × Ù ÓÖÑÙÐ ̧ ÓÖ ÝÒ ÙÑ Ö Ð ÒØ Ö Ø ÓÒ Ù× Ò Ø Ù Ý ÓÖ Å ÖØ Ò ÐÐ 1 Ó Ò Ö ÒØ Ö Ð Ö ÔÖ × Ò1 Ø Ø ÓÒ ÓÖ Ø Ì ÝÐÓÖ Ó Æ ÒØ ×o Åo Ò o È ÜØÓÒ È1⁄43⁄4 Ö Ô ÓÖØ Ö ×ÙÐØ× ÓÒ ÒÙÑ Ö Ð ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ ÓÖ Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó ÓÙÒØ Ò ÓÒØ Ò Ò Ý Ø Ð × Ù× Ò Ö Ô Ø ÔÔÐ Ø ÓÒ Ó Ø Ö × Ù ÓÖÑÙ Ð o × × Ù×× Ò Î ̧ Ú Ö ÓÙ× ÒØ Ø × Ö Ð Ø Ò ÙÒ Ø ÓÒ× Ñ Ö ÖÓÖ ÓÖÖ 1 ×ÔÓÒ Ò ÒØ Ø × ÑÓÒ Ò ØÓÖ ÙÒ Ø ÓÒ× Ó Ö Ø ÓÒ Ð Ô ÓÐÝ Ö o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ× Ó ÒØÓ × ÑÔÐ Ö Ø ÓÒ× ÓÖÖ ×ÔÓÒ ØÓ ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ× Ó È ÒØÓ × ÑÔÐ ÓÒ ×o ÉÙ Ø Û Ù× ÙÐ Ò ÕÙ Ð Ø × ÓÖ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ð ØØ ÔÓ ÒØ × Ò Ó Ù Ò Ò Ï ¿ ̧ Ä ̧ Ò Ä o Ð Ð Ø3× Ò ÕÙ Ð ØÝ ר Ø × Ø Ø £ Ø £ ÚÓÐ · Û Ö × ÓÒÚ Ü Ó Ý ÓÒØ Ò Ò Ø Ð ×Ø ·1⁄2 ÆÒ ÐÝ Ò Ô Ò ÒØ Ð ØØ ÔÓ ÒØ×o Ú ÒÔÓÖØ3× Ò ÕÙ Ð ØÝ ÑÔÐ × Ø Ø 1⁄4 Î ́ μ Û Ö Ø Î Ö Ø ÒØÖ Ò× ÚÓÐ ÙÑ ×o ÓÒ ØÙÖ × ØÖÓÒ Ö Ò ÕÙ Ð ØÝ ̧ Î 1⁄4 ́Ã μ· · Î ́à μ̧ Û × × ÓÛÒ ØÓ Ð× Ò Ñ Ò× ÓÒ× 3⁄41⁄4 ̧ ÐØ ÓÙ Ø × ÓÖÖ Ø ÓÖ 3⁄4 ¿o ÙÖØ ÖÑ ÓÖ ̧ Ào À Û Ö ÔÖ ÓÚ Ø Ø È 1⁄4 ́ 1⁄2μ Î ́ μ̧ ÔÖÓÚ Ê × ÓÒÚ Ü Ó Ý Ú Ò ÒÓÒ Ñ ÔØÝ Ò Ø Ö ÓÖ ́× Ä μo ÈÊÇ ÁÄ ÁËÌÁ Å ÌÀÇ Ë Ç Ø Ò̧ Û Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× ÓÒÐ Ý ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÐÝ o ÈÖÓ Ð ×Ø Ñ Ø Ó × × ÓÒ ÅÓÒØ 1 ÖÐÓ Ñ Ø Ó × Ú ØÙÖÒ ÓÙØ ØÓ ÕÙ Ø ×Ù ×× ÙÐo Ì Ñ Ò Ò × Ö × ÓÐ ÐÓÛ× ́× ÂË μo ËÙÔÔ Ó× Û Û ÒØ ØÓ ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø Ø Ö Ò Ð ØÝÓ ¬Ò Ø × Ø ́ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ñ Ý Ø × Ø Ó Ð ØØ ÔÓ ÒØ× Ò Ô ÓÐ ÝØÓÔ μo ËÙÔÔ Ó× ̧ ÙÖØ Ö̧ Ø Ø Û Ò ÔÖ × ÒØ ¬ÐØÖ Ø ÓÒ 1⁄4 1⁄2 Ò ̧ Û Ö 1⁄4 1⁄2 ́ Ò Ò Ö Ð̧ Û Ö ÕÙ Ö 1⁄4 ØÓ ×Ñ ÐÐμ Ò ·1⁄2 3⁄4 ́ Ò Ò Ö Ð̧ Û Ö ÕÙ Ö Ø Ö Ø Ó ·1⁄2 ØÓ Ö ×ÓÒ ÐÝ ×Ñ Ð Ðμo Ò ÐÐÝ ̧ ×ÙÔÔÓ× Ø Ø Û Ú Ò Æ ÒØ ÔÖÓ ÙÖ ÓÖ × ÑÔÐ Ò Ò Ð Ñ ÒØ Ü 3⁄4 ÙÒ ÓÖÑÐÝ Ø Ö Ò ÓÑ ́ Ò ÔÖ Ø ̧ Û × ØØÐ ÓÖ ÐÑÓר ÙÒ ÓÖÑ × ÑÔÐ Ò μo Ú Ò Ò ̄ 1⁄4 Ò Æ 1⁄4̧ Û Ø ÔÖÓ Ð ØÝ Ø Ð ×Ø 1⁄2 Æ ÓÒ Ò ×Ø Ñ Ø Ø Ö Ø Ó ·1⁄2 ̧ Û Ø Ò Ö Ð Ø Ú ÖÖ ÓÖ ̄ Ò̧ Ý × ÑÔÐ Ò Ç ́Ò̄ 1⁄2 ÐÒ Æ 1⁄2 μ ÔÓ ÒØ× Ø Ö Ò ÓÑ ÖÓÑ ·1⁄2 Ò ÓÙÒØ Ò ÓÛÑ Ò Ý Ø Ñ × Ø ÔÓ ÒØ× Ò ÙÔ Ò o Ì Ò̧ Ý Ø Ð × ÓÔ Ò ̧ Û Ø ÔÖÓ Ð ØÝ ØÐ × Ǿ 1⁄2 Æμ Ò ̧Û ×Ø Ñ Ø Ò Ò Ò 1⁄2 ¡¡¡ ·1⁄2 ¡¡¡ 3⁄4 1⁄2 Û Ø Ò Ö Ð Ø Ú ÖÖÓÖ ̄o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 166
ÔØ Ö Ä ØØ ÔÓ ÒØ× Ò Ð ØØ Ô ÓÐÝ ØÓÔ × 1⁄2 Ì ÓØØÐ Ò Ó Ø Ñ Ø Ó × Ø Ð ØÝ ØÓ × ÑÔÐ ÔÓ ÒØ Ü 3⁄4 ÙÒ ÓÖÑ ÐÝ Ø Ö Ò ÓÑo Ì Ó Ú Ø Ø̧ ÅÖÓÚ Ò ÓÒ × × Ò ̧ Û ÓÒÚ Ö × ×Ø ́ Ñ Ü × Ö Ô ÐÝ μ ØÓ Ø ÙÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒo Í×Ù ÐÐÝ ̧ Ø Ö Ö ×ÓÑ Ò ØÙÖ Ð Ò Ø × ÓÖ ×Ù Å Ö ÓÚ Ò× Ò Ø Ñ Ò Æ ÙÐØÝ × ØÓ ר Ð × Û Ø Ö Ø Ý Ò Ñ Ü Ö Ô ÐÝ o ÓÙÒØ Ò Ú Ö ÓÙ× ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ×ØÖ Ù ØÙÖ × Ò ÒØ ÖÔÖ Ø × ÓÙÒØ Ò Ú Ö1 Ø × Ò ÖØ Ò ́1⁄4 1⁄2μ1ÔÓÐÝØÓÔ o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÓÑ ÔÙØ Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ô Ö Ø Ñ Ø Ò × Ò Ú Ò Ô ÖØ Ø Ö Ô ÓÒ Ò · Ò Ú ÖØ ×̧ ÓÖ̧ ÕÙ Ú Ð ÒØÐ Ý ̧ ÓÑÔÙØ Ò Ø Ô ÖÑ Ò ÒØÓ ÚÒ Ò ¢ Ò Ñ ØÖ Ü Ó 1⁄43× Ò 1⁄23×̧ Ò Ú Û × ÓÙÒØ Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ × Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö Ó Ø Ö Ó« Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ò o Åo  ÖÖÙŅ̃ o Ë Ò Ð Ö̧ Ò o Î Ó ÂËÎ1⁄41⁄2 Ú ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ ÔÖÓ 1 Ð ×Ø Ð ÓÖ Ø Ñ ØÓ ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø Ø Ô ÖÑ Ò ÒØÓ Ò Ý ÚÒ ÒÓÒÒ Ø Ú Ñ ØÖ Üo o ÅÓÖÖ × Ò o Ë Ò Ð Ö ÅË Ú ÔÖ × ÒØ Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ ÔÖÓ Ð ×Ø Ð ÓÖ Ø Ñ ØÓ ÓÑ ÔÙØ Ø ÒÙÑ Ö Ó ́1⁄4 1⁄2μ1Ú ØÓÖ × ́Ü 1⁄2 Ü Ò μ × Ø × Ý Ò Ø Ò1 ÕÙ Ð ØÝ 1⁄2 Ü 1⁄2 · · Ò Ü Ò Ò ̧ Û Ö Ò Ö Ú Ò ÔÓ× Ø Ú Ò Ø Ö×o ÁÒ Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó ÓÙÒØ Ò ÓÒØ Ò Ò Ý Ø Ð ×̧ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò × ÑÔÐ Å Ö ÓÚ Ò Û × ÔÖÓÔ Ó× Ý È o ÓÒ × ØÓ Ó Ø Ò Ö Ò ÓÑ ÓÒØ Ò Ò Ý Ø Ð Û Ø ÔÖ × Ö ÖÓÛ Ò ÓÐ ÙÑÒ ×ÙÑ×o Ú Ò ÓÒØ Ò Ò Ý Ø Ð ̧Û × Ð Ø Ø Ö Ò ÓÑ Ô Ö Ó ÖÓÛ × ́ 1⁄4 μ Ò Ô Ö Ó ÓÐÙÑÒ× ́ 1⁄4 μ Ò Ó Ø Ò Ò Û Ø Ð Û Ø Ø × Ñ ÖÓÛ Ò ÓÐÙÑ Ò ×ÙÑ × Ý Ò Ö Ñ ÒØ Ò Ò 1⁄4 1⁄4 Ý ÓÒ Ò Ö Ñ ÒØ Ò 1⁄4 Ò 1⁄4 ÝÓ Ò ̧Ô Ö Ó Ú Ø × Ð Ú × ÐÐ ÒØÖ × ÒÓÒÒ Ø Ú o Ì × Å Ö ÓÚ Ò × Ó × ÖÚ ØÓ Ö Ô ÐÝ Ñ Ü Ò Ò ÔÖ Ø ́× ÂË μo ÇÒ Ò Ó Ø Ò ×ÓÑ ÖÙ Ò ÕÙ ÓÙÒ × ÓÒ Ø ÒÙÑ ÖÓ ÚÖØ × Ó ́1⁄4 1⁄2μ1Ô ÓÐÝØÓÔ Ý ÓÑ ÔÙØ Ò Ø À ÑÑ Ò ×Ø Ò ÖÓÑ Ö Ò ÓÑ ́1⁄4 1⁄2μ1Ú ØÓÖ ØÓ Ø Ò Ö ×Ø Ú ÖØ Ü Ó Ø Ô ÓÐÝØÓÔ Ë1⁄41⁄2 o Ç Ø Ò̧ Ø × ×Ø Ò Ò Æ ÒØÐ Ý ÓÑÔÙØ Ý ×ÓÐ Ú Ò Ò ÔÔÖÓÔÖ Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ño Ì × Û Ý ÓÒ Ò Ø ÖÑ Ò ̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Û Ø Ö Ø ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ × × ÜÔ ÓÒ ÒØ ÐÐÝ Ð Ö Ò Ø Ñ Ò× ÓÒ Ò Ò ×ÓÑ Ö ÓÖ ÓÙ×Ð Ý ¬Ò × Ò× o o Ë ÅÈÌ ÇÌÁ ÈÊÇ Ä ÅË Á È Ê × Ò ÒØ Ö Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ø Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× Ò Ø 1 Ð Ø ÔÓÐÝØÓÔ ÒÈ ÒÜ Ü 3⁄4 È ÓÖ Ò ØÙÖ Ð ÒÙÑ Ö Ò × Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ò Ò̧ ÒÓÛÒ × Ø Ö ÖØ Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ðo Ï Ö Ú Û × Ú Ö Ð Ö × ÙÐØ× ÓÒ ÖÒ Ò Ø Ö ÖØ Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ò Ø× Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ× o Ä ÇËË Ê Ì Ó ÔÓÐ ÝÒÓ Ñ Ð Ì ÓÑÓ Ò ÓÙ× Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ø ́Ü 1⁄2 Ü Ñ μ Ó Ö ¬Ò × Ø Ó Æ ÒØÓ Ø Ò Ø ÜÔ Ò× ÓÒ Ñ 1⁄2 ØÜ 1⁄2 ÜÔ ØÜ 1⁄2 1⁄4 Ø ¡ Ø ́Ü 1⁄2 Ü Ñ μ Ì Ò ÒØ ÓÒ Ø Ó ÔÓ ÐÝ ØÓÔ Ì ÓÒ Ã Ó × Ð Ö Ø ÓÒ× Ø ÒÝ ÔÓ ÒØ Ò Ø Ö Ð Ø Ú Ò Ø Ö ÓÖ Ó Ø È o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 167
1⁄2 o ÖÚ ÒÓ Ô Ü Ó ÓÒ Ì Ð Ö ×Ø Ð Ò Ö ×Ù ×Ô ÓÒØ Ò Ò Ø ÓÒ o Ù Ð ÓÒ Ì ÓÒ Ã £ ̈ Ü 3⁄4 Ê Ü Ý 1⁄4 Ó Ö ÐÐ Ý 3⁄4 à © ̧ Û Ö Ã Ê × Ú Ò ÓÒ o ÚÓÐ Ì ÒÓÖ Ñ Ð Þ 1 ÚÓÐÙÑ Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ö Ø ÓÒ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ È Ê ÓÑ ÔÙØ × ÓÐ ÐÓÛ× o Ä Ø Ä Ê Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ð Ò Ö ×Ù ×Ô Ô Ö ÐÐ Ð ØÓ Ø ÆÒ ×Ô Ò Ó È o Ì Ò ÚÓÐ ́È μ × Ø Ù Ð Ò 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÚÓÐÙÑ Ó È Ò Ø ÆÒ ×Ô Ò Ó È Ú Ý Ø Ø ÖÑ Ò ÒØ Ó Ø Ð ØØ £ Äo ÀÊÀ ÊÌ ÈÇÄ ÆÇÅÁ ÄË Ì ÓÐÐÓÛ Ò ÙÒ Ñ ÒØ Ð Ö × ÙÐØ Û × ×Ù ×Ø Ý Ö ÖØ ́× ̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ËØ Ò ËØ ¿ μo ÌÀ ÇÊ Å o o1⁄2 Ä Ø È Ê Ò ÒØ Ö Ð ÔÓÐ ÝØÓÔ o ÓÖ Ò ØÙÖ Ð ÒÙÑ Ö Ò Û ÒÓØ Ý ÒÈ ÒÜ Ü 3⁄4 È Ø Ò1 ÓÐ Ð Ø Ø ÓÒ Ó È o Ì Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× Ò ÒÈ × ÔÓÐÝÒ ÓÑ Ð Ò Ò ÒÈ È ́Òμ ÓÖ ×ÓÑ ÔÓÐÝÒ ÓÑ Ð È ́Üμ 1⁄4 ́È μ ¡ Ü ÅÓÖ ÓÚ Ö̧ ÓÖ ÔÓ× Ø Ú ÒØ Ö× Ò Ø Ú ÐÙ Ó ́ 1⁄2μ È È ́ Òμ × ÕÙ Ð ØÓ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× Ò Ø Ö Ð Ø Ú ÒØ Ö ÓÖ Ó Ø ÔÓÐÝØÓÔ ÒÈ ́Ø Ö ÔÖÓ ØÝ Ð Û μo Ì Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð È × ÐÐ Ø Ö ÖØ ÔÓ ÐÝ ÒÓÑ Ð Ò Ø× Ó Æ ÒØ× ́È μ Ö ÐÐ Ö ÖØ Ó Æ ÒØ×o ÓÖ Ú Ö ÓÙ× ÔÖÓ Ó × Ó Ì ÓÖ Ñ o o1⁄2 × ̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ËØ ̧ ËØ ¿ Ò È o Ì Ü ×Ø Ò Ó Ø Ö ÖØ Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð× Ò Ø Ö ÔÖÓ ØÝÐ Û Ò Ö Ú ÖÓÑ Ø × Ò Ð Ø Ø Ø Ø ÒÙÑ Ö Ó ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× Ò Ô ÓÐÝØÓÔ × Ð ØØ 1ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ1 ÒÚ Ö ÒØÚ ÐÙ Ø ÓÒ ́× Å Å ¿ Ò Ë Ø ÓÒ o¿ ÓÚ μo Á È × Ö Ø ÓÒ Ð Ô ÓÐÝØÓÔ ̧ Û ¬Ò ́È μ Ò ́È 1⁄2 μ̧ Û Ö Ò × ÔÓ× Ø Ú ÒØ Ö ×Ù Ø Ø È 1⁄2 ÒÈ × Ò ÒØ Ö Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ o ÓÖ Ò ÒØ Ö Ð Ô ÓÐÝØÓÔ È Ê ̧ ÓÒ × È 1⁄4 ́È μ· 1⁄2 ́È μ· · ́È μo ́Ì × ÓÖ ÑÙÐ × ÒÓ ÐÓÒ Ö ØÖÙ ̧ ÓÛ Ú Ö̧ È × Ò Ö Ð Ö Ø ÓÒ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ oμ Ì Ö ÖØ Ó Æ ÒØ× ÓÒר ØÙØ × × Ó ÐÐ Ø Ú ÙÒ Ø ÓÒ× ́Ú ÐÙ Ø ÓÒ× μ ÓÒ Ö Ø ÓÒ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ø Ø Ö ÒÚ Ö ÒØ ÙÒ Ö ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ× ́× Å Å ¿ Ò Ï ¿ μo Æ Ê Ä ÈÊÇÈ ÊÌÁ Ë ÁØ × ÒÓÛÒ Ø Ø 1⁄4 ́È μ 1⁄2 ̧ ́È μ Ú ÓÐ ́È μ̧ Ò 1⁄2 ́È μ 1⁄2 3⁄4 È ÚÓÐ 1⁄2 ̧Û Ö Ø ×ÙÑ × Ø Ò ÓÚ Ö ÐÐ Ø Ø× Ó È o Ì Ù×̧ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ó Ø ØÛÓ ×Ø Ó Æ ÒØ× Ö Ù × ØÓ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ó Ø ÚÓÐ ÙÑ o ÁÒ Ø̧ Ø ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ó ÒÝ ¬Ü ÒÙÑ Ö Ó Ø ×Ø Ö ÖØ Ó Æ ÒØ× Ó Ò À1ÔÓÐÝØÓÔ Ö Ù × Ò Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ø Ñ ØÓ Ø ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ó Ø ÚÓÐ ÙÑ × Ó × × È Ò Ð×Ó ÐÓÛo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 168
ÔØ Ö Ä ØØ ÔÓ ÒØ× Ò Ð ØØ Ô ÓÐÝ ØÓÔ × 1⁄2 ÁËÌ Æ Ç ÄÇ Ä ÇÊÅ ÍÄ Ë Ì Ö ÖØ Ó Æ ÒØ× Ò ÓÑÔÓ× ÒØÓ ×ÙÑ Ó ÐÓ Ð × ÙÑÑ Ò ×o Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò Ø ÓÖ Ñ Û × Ô ÖÓÚ Ò ÝÈ o Å ÅÙÐ Ð Ò ́× Å Å ¿ ̧ ÅÓÖ ¿ ̧ Ò È μo ÌÀ ÇÊ Å o o3⁄4 ÓÖ ÒÝ Ò ØÙÖ Ð ÒÙÑ Ö× Ò Ø Ö Ü ×Ø× Ö Ð Ú ÐÙ ÙÒ Ø ÓÒ ̧ ¬Ò ÓÒ Ø × Ø Ó ÐÐ Ö Ø ÓÒ Ð ÔÓÐ Ý Ö Ð ÓÒ × Ã Ê ̧ ×Ù Ø Ø ÓÖ Ú ÖÝ Ö Ø ÓÒ Ð ÙÐ Ð1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÓÐ ÝØÓÔ È Ê Û Ú ́È μ ́Ã μ ¡ ÚÓÐ Û Ö Ø ×ÙÑ × Ø Ò ÓÚ Ö ÐÐ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ó È Ò Ã × Ø Ø Ò ÒØ ÓÒ Ø Ø o ÅÓÖ ÓÚ Ö̧ ÓÒ Ò ÓÓ× ØÓ Ò Ø Ú Ñ ×ÙÖ ÓÒ ÔÓÐ Ý Ö Ð ÓÒ ×o Ì ÙÒ Ø ÓÒ Ø Ø × Ø ×¬ × Ø ÓÒ Ø ÓÒ× Ó Ì ÓÖ Ñ o o3⁄4 × ÒÓØ ÙÒ ÕÙ Ò Ø × Æ ÙÐØ ÔÖÓ Ð Ñ ØÓ ÓÓ× ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ ÐÐÝ Æ ÒØ ́× Ð×Ó ÅÓÖ ÐÐ 3× ÓÖÑÙÐ ×̧ ÐÓÛμo ÀÓÛ Ú Ö̧ ÓÖ ×ÓÑ ×Ô ¬ Ú ÐÙ × Ó Ò ÒÓÒ 1 Ð Ó Ó × ÐÓÒ Ò ÒÓÛÒo ÅÈÄ ÓÖ ÓÒ Ã Ê ̧ Ð Ø ­́Ãμ Ø ×Ô Ö Ð Ñ ×ÙÖ Ó Ã ÒÓÖ Ñ Ð Þ Ò ×Ù Û Ý Ø Ø ­́Ê μ 1⁄2o Ì Ù× ­́Ãμ 1⁄4 Ã × Ð ×Ô o ÇÒ Ò ÓÓ× 1⁄2 ­ Ù× Ó Ø ÓÖ ÑÙÐ × ÓÖ ́È μ Ò 1⁄2 ́È μ ́× ÓÚ μo ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ ÓÒ Ò ÓÓ× 1⁄4 ́Ãμ ­́à £ μ̧ Û Ö Ã £ × Ø Ù Ð ÓÒ ̧ × Ò Ø × ÒÓÛ Ò Ø Ø 1⁄4 ́È μ 1⁄2 o Ï ÒÓØ Ø Ø ́Ãμ × Ò Ø Ú Ñ ×ÙÖ ÓÒ ÔÓÐÝ Ö Ð ÓÒ × Ø Ò ́Ãμ ́à £ μ × Ð×Ó Ò Ø Ú Ñ ×ÙÖ ÓÒ Ô ÓÐÝ Ö Ð ÓÒ ×o ÅÓÖ ÓÚ Ö̧ ÓÖ ÒØ Ö Ð Þ ÓÒÓØÓÔ × ́× Ë Ø ÓÒ o¿μ̧ ÓÒ Ò ÐÛ Ý× ÓÓ× ́Ã μ ­́à £ μ È o Á × 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ó È Ø Ò Ã £ × ́ μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÓÒ Ò ­́à £ μ × ÙÒ ÖרÓÓ × Ø ×Ô Ö Ð Ñ ×ÙÖ Ò Ø ×Ô Ò Ó Ã £ o ÍÄ Ê1Å Ä Í ÊÁÆ ÇÊÅ ÍÄ Ë Ä Ø È Ê ÙÐ Ð1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ØÓØ ÐÐÝ ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö ÔÓÐÝØÓÔ o Ä Ø Ð 1⁄2 Ñ Ø × Ø Ó ÒØ Ö Ð ÓÙØ Ö ÒÓÖÑ Ð× ØÓ Ø Ø× Ó È o Ï ××ÙÑ Ø Ø Ø Ð Ö ÔÖ Ñ Ø Ú ̧ oo ̧«Ð 3⁄4 ÓÖ ÒÝ Ò ÒÝ1⁄4 « 1⁄2o Ë Ý È ̈ Ü 3⁄4 Ê Ð Ü ÓÖ 1⁄2 Ñ © ÓÖ ×ÓÑ 1⁄2 Ñ 3⁄4 o Ä Ø ́ 1⁄2 Ñ μ 3⁄4 Ê Ñ Ú ØÓÖ o Á × ×Ñ ÐÐ ÒÓÙ ̧ Ø Ò Ø Ô Ö ØÙÖ Ô ÓÐ ÝØÓÔ È ̈ Ü 3⁄4 Ê Ð Ü · © × Ø × Ñ × Ô × È Ò Ø ÚÓÐ ÙÑ Ó È × Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ÙÒ Ø ÓÒ Ó o Ì ÓÐ ÐÓÛ Ò ÜÔÖ ×× ÓÒ ÓÖ Ø Ö ÖØ Ó Æ ÒØ ́È μÛ × ÓÙÒ Ò ÃÈ 3⁄4 ́È μ Ø 1⁄2 Ñ ÚÓÐ ́È μ ¬ ¬ 1⁄4 Ì Ù× Ø 1⁄4 1⁄2̧ Ø 1⁄2 ́Ü 1⁄2 Ü Ñ μ ́Ü 1⁄2 · · Ü Ñ μ 3⁄4̧ Ø o Ì Ó ÖÑÙÐ Ò ÓÒ× Ö × Ö1Ö Ò ÜØ Ò× ÓÒ Ó Ø Ð ×× Ð ÙÐ Ö1Å Ð ÙÖ Ò ÓÖÑÙ Ð o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 169
1⁄2 1⁄4 o ÖÚ ÒÓ Á Ø Ô ÓÐÝØÓÔ × × ÑÔÐ ̧ ÓÒ Ò ÓÖÑ ÐÐÝ ¬Ò ́È μ Ø 1⁄2 Ñ ÚÓÐ ́È μ ¬ ¬ 1⁄4 ÀÓÛ Ú Ö̧ ́È μ Ö ÒÓ ÐÓÒ Ö Ö ÖØ Ó Æ ÒØ× È × ÒÓØ ØÓØ ÐÐÝ ÙÒ ÑÓ ÙÐ Öo Ì Ó Ø ́È μ̧ ÓÒ × ÓÙÐ ÒØÖÓ Ù ÓÖÖ Ø ÓÒ Ø ÖÑ ÓÖ Ó Ó Ñ Ò× ÓÒ 1⁄2Ó È o Ï Ò 3⁄4 ̧× Ù ÓÖÖ Ø ÓÒ Ø ÖÑ× Ú Ò ÓÙÒ Ý o o à ÓÚ Ò× Ò Â o1Åo Ã ÒØÓÖo Ì × Ø ÖÑ× ÒÚÓÐÚ Ò × ÙÑ× ́× Ë Ø ÓÒ o¿μ Ò Ø Ý Ö ÓÑÔÙØ Ð Ò Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ø Ñ ́× È μo Ì ÓÖÖ Ø ÓÒ Ø ÖÑ× ÓÖ Ò Ö ØÖ ÖÝ Ú Ò ×Ù ×Ø Ý Åo Ö ÓÒ Ò Åo Î Ö Ò Î o ÅÇÊ Ä ÄÁ3Ë ÇÊÅÍ Ä Ë Ò Ö Ð ÓÖÑÙ Ð × ÓÖ ́È μ Û Ö Ó Ø Ò Ò ÅÓÖ ¿ o Êo ÅÓÖ ÐÐ ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ò ÜÔÐ Ø Ñ ×ÙÖ ́Ãμ × Ò Ì ÓÖ Ñ o o3⁄4̧ Û ̧ ÓÛ Ú Ö̧ × ÒÓØ Ö Ð ÒÙÑ Ö ÙØ Ö Ð1Ú ÐÙ Ö Ø ÓÒ Ð ÙÒ Ø ÓÒ ÓÒ Ø Ö ××Ñ ÒÒ Ò ·1⁄2 ́Ê μ Ó ÐÐ ́ ·1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ù ×Ô × Ò Ê o Ä Ø Ã ÙÐ Ð1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÓÒ Û Ó× Ô Ü × 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ù ×Ô ́ Ã × ÒÓØ ×Ù ÓÒ Ø Ò ́Ãμ 1⁄4μo Ì Ö × Ò ÜÔÐ Ø ÓÖÑÙÐ ÓÖ ́Ãμ ·1⁄2 ́Ê μ Ê Û Ò Ø Ù Ð 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÓÒ Ã £ Ê × ÙÒ ÑÓ ÙÐ Öo Á à £ × ÒÓØ ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö̧ Ø Ò Û ¬Ò ́Ãμ Ù× Ò Ø Ø Ú ØÝ Ó ́ o Ø × Ù×× ÓÒ Ò Ë Ø ÓÒ o¿ ÓÙØ ÓÑÔ Ó× Ò ÔÓÐÝ Ö Ð ÓÒ ÒØÓ ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö ÓÒ ×μo Ì ÓÒ Ã ÓÒØ Ò× ́ · 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ð ×Ô × ́ × μ Û Ó× ÒØ Ö× Ø ÓÒ × Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô Ü Î Ó Ão Ä Ø × ̧ × 1⁄2 ̧ Ø Ð Ò Ö ×Ô Ò× Ó Ø × ×o ÓÖ Ú ÖÝ × Û ÓÓ× Ò ÓÖ ÒØ × × ́ × 1⁄2 × ·1⁄2 μÓ Ø ́ ·1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ð ØØ ́ × μ̧ ×Ó Ø Ø ÐÐ Ø × ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ× Ö Ó Ö ÒØ Û Ø ×ÓÑ ¬Ü ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ Ó Ø Ô Ü Î o Ä Ø 3⁄4 ·1⁄2 ́Ê μ ́ · 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ù ×Ô o Ï ¬Ò Ø Ú ÐÙ Ó ́à μÓ Ò × ÓÐÐ ÓÛ× ÓÓ× ÒÝ × × Ù 1⁄2 Ù ·1⁄2 Ó o ¬Ò ́ ·1⁄2μ¢́ ·1⁄2μ Ñ ØÖ Ü Å × Ý Ø ÓÖ ÑÙÐ Å × × Ù o Ä Ø × Ø Å × Ò ¬Ò ́à μÓ Ò ØÓ ÕÙ Ð ØÓ Ø ́ 1⁄2 μ 1⁄2 ¡¡¡ Á × ¬Ü Ø Ò Ø ÙÒ Ø ÓÒ ́Ãμ ·1⁄2 ́Ê μ Ê × Ô ÓÐ ÝÒÓÑ ÐÐÝ ÓÑÔÙØ Ð o Ì Ö ÓÖ ̧ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ó ÒÝ ¬Ü ÒÙÑ Ö Ó Ø ×Ø Ö ÖØ Ó Æ ÒØ× Ö Ù × Ò Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ø Ñ ØÓ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ó Ø ÚÓÐ ÙÑ × Ó × ÓÖ Ò À1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ́× È μo ÌÀ £ 1Î ÌÇÊ Ò Ö Ð ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ó Ò Ö Ø Ò ÙÒ Ø ÓÒ× ́× ËØ μ ÑÔÐ Ý Ø Ø ÓÖ Ú ÖÝ ÒØ Ö Ð 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ È Ø Ö Ü ×Ø ÒØ Ö× £ 1⁄4 ́È μ £ ́È μ× Ù Ø Ø 1⁄2 Ò 1⁄4 È ́ÒμÜ Ò £ 1⁄4 ́È μ· £ 1⁄2 ́È μÜ · · £ ́È μÜ ́1⁄2 Üμ ·1⁄2 Ì ́ ·1⁄2μ1Ú ØÓÖ £ ́È μ £ 1⁄4 ́È μ £ ́È μ ¡ × ÐÐ Ø £ 1Ú ØÓÖ Ó È o ÁØ × Ð Ö Ø Ø £ ́È μ × ́ Ú ØÓÖ1Ú ÐÙ μ Ú ÐÙ Ø ÓÒ ÓÒ Ø × Ø Ó ÒØ Ö Ð Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò © 2004 by Chapman & Hall/CRC 170
ÔØ Ö Ä ØØ ÔÓ ÒØ× Ò Ð ØØ Ô ÓÐÝ ØÓÔ × 1⁄2 1⁄2 Ø Ø £ ́È μ × ÒÚ Ö ÒØ ÙÒ Ö ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ Ó o ÅÓÖ ÓÚ Ö̧ Ø ÙÒ Ø ÓÒ× £ ́È μ ÓÒר ØÙØ × × Ó ÐÐ Ú ÐÙ Ø ÓÒ× ÓÒ ÒØ Ö Ð Ô ÓÐÝØÓÔ × Ø Ø Ö Ò1 Ú Ö ÒØ ÙÒ Ö ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ× o ÍÒÐ Ø Ö ÖØ Ó Æ ÒØ× ́È μ̧ Ø ÒÙÑ Ö× £ ́È μ Ö ÒÓØ ÓÑÓ Ò ÓÙ× o ÀÓÛ Ú Ö̧ £ ́È μ Ö Ñ ÓÒÓØÓÒ ́ Ò ̧ Ø Ö ÓÖ ̧ ÒÓÒÒ Ø Ú μ É È Ö ØÛÓ Ò Ø Ö Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ø Ò £ ́È μ £ ́Éμ ËØ ¿ o Ì × ÔÖ ÓÔ ÖØÝ ÓÐ ÐÓÛ× ÖÓÑ Ø Ø Ø Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ñ Ø ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ø Ø Ö Ó Ò1Å ÙÐ Ý ÓÑÔÐ Ü × ́× ÔØ Ö 1⁄2 μo Á Ø × ÓÑÔÐ Ü × Ö ÓÖ Òר Ò Ø Ò ÓÒ Ø× Ø Ò1ËÓÑÑ ÖÚ ÐÐ ÕÙ Ø ÓÒ× £ ́È μ £ ́È μo ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø £ 1Ú ØÓÖ Ó Ø Ö Ó« Ô ÓÐÝØÓÔ Ò ́× Ë Ø ÓÒ o1⁄2μ × Ø ×¬ × Ø Ò1ËÓÑÑ ÖÚ ÐÐ ÕÙ Ø ÓÒ× ́× ËØ ¿ μo ÁÒ ÔÖ Ò ÔÐ ̧ Ø Ö × ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Û Ý ØÓ Ð ÙÐ Ø £ ́È μo Æ Ñ ÐÝ ̧Ð Ø¡ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó È ×Ù Ø Ø Ú ÖÝ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ Ü Ó ¡ × ÒØ Ö Ð Ò × ÚÓÐ ÙÑ 1⁄2 ́× Ë Ø ÓÒ o3⁄4μo Ä Ø ́¡μ Ø ÒÙÑ Ö Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ó Ø ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ ¡o Ì Ò £ ́È μ 1⁄4 ́ 1⁄2μ 1⁄2 ́¡μ Û Ö Û Ð Ø 1⁄2 ́¡μ 1⁄2o ËÙ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ñ Ý ÒÓØ Ü ×Ø ÓÖ Ø ÔÓÐÝØÓÔ È ÙØ Ø Ü ×Ø× ÓÖ ÑÈ ̧ Û Ö Ñ × ×ÙÆ ÒØÐ Ý Ð Ö ÒØ Ö ́× Ã ÃÅË ¿ μo Ò Ö ÐÐÝ ̧ Ø × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ ¡ ÛÓÙÐ ØÓÓ ̧ ÙØ ÓÖ ×ÓÑ ×Ô Ð ÔÓÐÝØÓÔ × Û Ø Ò × ØÖÙ ØÙÖ ́ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÓÖ Ø ×Ó1 ÐÐ ÔÓ× Ø ÔÓÐ ÝØÓÔ ×μ ØÑ ÝÔ Ö Ó Ú ÚÖÝ ÓÓ Û Ý ØÓ ÓÑÔÙØ £ ́È μ Ò Ò Ø Ö ÖØ Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð È o Ë Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× Ò ÔÓÐÝØÓÔ × Ú ÐÙ Ø ÓÒ̧ Û Ø Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö × ÙÐØ ÔÖ ÓÚ ÝÈ o Å ÅÙÐ Ð Ò ́× Å Å ¿ μo ÌÀ ÇÊ Å o o¿ Ä Ø È 1⁄2 È Ñ ÒØ Ö Ð ÔÓÐ ÝØÓÔ × Ò Ê o ÓÖ Ò Ñ 1ØÙÔÐ Ó Ò ØÙÖ Ð ÒÙÑ Ö× Ò ́ Ò 1⁄2 Ò Ñ μ̧ Ð Ø Ù× ¬Ò Ø ÔÓÐÝØÓÔ È ́Òμ Ò 1⁄2 Ü 1⁄2 · · Ò Ñ Ü Ñ Ü 1⁄2 3⁄4 È 1⁄2 Ü Ñ 3⁄4 È Ñ ́Ù× Ò · ÓÖ Å Ò ÓÛ× Ø ÓÒ ÓÒ Ò Ð×Ó ÛÖ Ø È ́Òμ Ò 1⁄2 È 1⁄2 · ·Ò Ñ È Ñ μo Ì Ò Ø Ö Ü ×Ø× ÔÓÐÝÒ ÓÑ Ð ỐÜ 1⁄2 Ü Ñ μ Ó Ö Ø ÑÓר ×Ù Ø Ø È ́Òμ ỐÒ 1⁄2 Ò Ñ μ Ò ÒØ ÖÔÖ Ø Ø ÓÒ Ó Ø Ú ÐÙ × ỐÒ 1⁄2 Ò Ñ μ ÓÖ ÒÓÒÔ Ó× Ø Ú Ò Ø Ö Ú ÐÙ × Ó Ò 1⁄2 Ò Ñ Ò Ó Ø Ò Ý Ù× Ò Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ð Ö ÒØ Ø × ́× Å Å ¿ μo ÅÓÖ Ò Ö ÐÐÝ ̧ Ø Ü ×Ø Ò Ó ÐÓ Ð ÓÖ ÑÙÐ × ÓÖ Ø Ö ÖØ Ó Æ ÒØ× Ñ1 ÔÐ × Ø Ø Ø ÒÙÑ Ö Ó ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× Ò Ò ÒØ Ö Ð ÔÓÐÝØÓÔ È Ü 3⁄4 Ê Ü · × Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ò ÔÖÓÚ È × Ò ÒØ Ö Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ ÓÑ Ò ØÓÖ 1 ÐÐÝ ×ÓÑ ÓÖÔ ØÓ Ø ÒØ Ö Ð Ô ÓÐÝØÓÔ È 1⁄4 o ÁÒ ÓØ Ö ÛÓÖ ×̧ Û Ñ Ó Ú Ø Ø× Ó Ò ÒØ Ö Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×Ó Ø Ø Ø Ö Ñ Ò× ÒØ Ö Ð Ò × Ø × Ñ Ð ×ØÖ Ù ØÙÖ ̧ Ø Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× Ú Ö × Ô ÓÐ ÝÒÓÑ ÐÐÝ o ÁÆÌ Ê Ä ÈÇÁÆÌË ÁÆ Ê Ì ÁÇÆ Ä ÈÇÄ ÌÇÈ Ë Á È × Ö Ø ÓÒ Ð ́ÒÓØ Ò ×× Ö ÐÝ ÒØ Ö Ðμ Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ø Ò ÒÈ × ÒÓØ Ô ÓÐ ÝÒÓ1 Ñ Ð ÙØ ÕÙ × ÔÓ ÐÝ ÒÓÑ Ð ́ ÙÒ Ø ÓÒ Ó Ò Û Ó× Ú ÐÙ Ý Ð × Ø ÖÓÙ Ø Ú ÐÙ × © 2004 by Chapman & Hall/CRC 171
1⁄2 3⁄4 o ÖÚ ÒÓ Ó ¬Ò Ø Ð ×Ø Ó Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð× μo Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö ×ÙÐ Ø Û × Ò Ô Ò ÒØ ÐÝ ÔÖ ÓÚ Ò Ý È o Å ÅÙÐÐ Ò Ò Êo ËØ ÒÐ Ý ́× Å Å ¿ Ò ËØ μo ÌÀ ÇÊ Å o o Ä Ø È Ê ÖØ ÓÒ Ð ÔÓ ÐÝØÓÔ o ÓÖ Ú ÖÝ Ö̧ 1⁄4 Ö ̧Ð Ø Ò Ö Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø Ò ØÙÖ Ð ÒÙÑ Ö ×Ù Ø Ø ÐÐ Ö1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ó È Ö ÒØ Ö Ð ÔÓÐÝØÓÔ ×o Ì Ò̧ ÓÖ Ú ÖÝ Ò 3⁄4 Æ̧ ÒÈ Ö 1⁄4 Ö È Ò́ ÑÓ Ò Ö μ ¡ ¡ Ò Ö ÓÖ ×Ù Ø Ð Ö Ø ÓÒ Ð ÒÙÑ Ö× Ö ́È μ̧ 1⁄4 Ò Ö o È o Å ÅÙÐÐ Ò Ð×Ó Ó Ø Ò Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ø Ö ÔÖÓ ØÝÐ Û ́× ËØ Ò Å Å ¿ μo Ä Ø Ù× ¬Ü Ò Ò¢ ÒØ Ö Ñ ØÖ Ü ×Ù Ø Ø Ø × Ø È ̈ Ü Ü © ̧ 3⁄4 Ò ̧ ÒÓÒ ÑÔØÝ ̧ × Ö Ø ÓÒ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ o Ä Ø Ò × Ø Ó Ö Ø1 Ò 1× Ú ØÓÖ× ×Ù Ø Ø Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð × ØÖÙ ØÙÖ Ó È × Ø × Ñ ÓÖ ÐÐ 3⁄4 o ÁÒ È Ø × × ÓÛÒ Ø Ø × ÐÓÒ × Ø Ñ Ò× ÓÒ × ¬Ü ̧ ÓÒ Ò ¬Ò Ô ÓÐ ÝÒÓÑ ÐÐÝ ÓÑÔÙØ Ð ÓÖÑÙÐ ́ μ ÓÖ Ø ÒÙÑ Ö È ̧ Û Ö × Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ó Ö Ò ÒØ Ö Ô ÖØ× Ó Ð Ò Ö ÙÒ Ø ÓÒ× Ó o ÁØ × × ÓÒ Ö ÓÒ3× Ì ÓÖ Ñ ́Ì ÓÖ Ñ o¿o 3⁄4μ Ò Ø Ö ÓÙÒ Ò Ó Ö Ø ÓÒ Ð ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ× Ó ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö ÓÒ ×o ÁÒØ Ö ×Ø Ò ÐÝ ̧ Ó Ö Ø ÝÔ Ð ́ Ò ̧ Ø Ö ÓÖ ̧ ÒÓÒÖ Ø ÓÒ Ðμ Ô ÓÐÝØÓÔ È Ø 1 Ö Ò ØÈ Ø ÚÓÐ È × ÓÖ Ö Ç ́ÐÒ Øμ 1⁄2·̄ ¡ × Ø ·1⁄2 Ë Ö o o ÈÊÇ Ä ÅË ÏÁ ÌÀ ÉÍ ÆÌÁ Á ÊË Ò ØÙÖ Ð Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ø × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ ́× Ë Ø ÓÒ o3⁄4μ × ÔÖÓ Ð Ñ Û Ø ÕÙ ÒØ ¬ Ö×o Ï × Ö ×ÓÑ ÒÓÛÒ Ö × ÙÐØ× Ò ÓÖ ÑÙÐ Ø ÓÔ Ò ÕÙ ×Ø ÓÒ× ÓÖ Ø × Ð ×× Ó ÔÖÓ Ð Ñ×o ÊÇ ÆÁÍ Ë ÈÊÇ Ä Å Ì Ñ Óר ÑÓÙ× ÔÖÓ Ð Ñ ÖÓÑ Ø × Ð ×× × Ø Ö Ó Ò Ù× ÔÖ Ó Ð Ñ Ú Ò ÔÓ× Ø Ú Ò Ø Ö× 1⁄2 Û Ø Ö Ø ×Ø ÓÑ ÑÓÒ Ú ×ÓÖ 1⁄2̧ ¬Ò Ø Ð Ö ×Ø ÒØ Ö Ñ Ø Ø ÒÒÓØ Ö ÔÖ × ÒØ × Ò Ò Ø Ö ÓÑ Ò Ø ÓÒ 1⁄2 Ò 1⁄2 · · Ò ̧ Ò 1⁄4o Ì ÔÖÓ Ð Ñ × ÒÓÛÒ ØÓ ÆÈ1 Ö Ò Ò Ö Ð̧ ÙØ Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ø Ñ Ð Ó1 Ö Ø Ñ × ÒÓÛ Ò ÓÖ ¬Ü Ã Ò 3⁄4 o ÈÊÇ Ä Å ÏÁÌÀ ÉÍ ÆÌÁ Á ÊË Ò Ö Ð ÔÖÓ Ð Ñ Û Ø ÕÙ ÒØ ¬ Ö× Ò ÓÖ ÑÙÐ Ø × ÓÐÐ ÓÛ×o ËÙÔÔÓ× Ø Ø È × ÓÓÐ Ò ÓÑ Ò Ø ÓÒ Ó ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝ Ö Û ×Ø ÖØ Û Ø ×ÓÑ Ô ÓÐÝ Ö È 1⁄2 È Ê Ú Ò Ý Ø Ö Ø × Ö ÔØ ÓÒ× Ò ÓÒ×ØÖ Ù Ø È Ý Ù× Ò Ø × Ø1Ø ÓÖ Ø Ð ÓÔ Ö Ø ÓÒ× Ó ÙÒ ÓÒ̧ ÒØ Ö× Ø ÓÒ̧ Ò ÓÑ ÔÐ Ñ ÒØo Ï Û ÒØØ Ó¬ Ò © 2004 by Chapman & Hall/CRC 172
ÔØ Ö Ä ØØ ÔÓ ÒØ× Ò Ð ØØ Ô ÓÐÝ ØÓÔ × 1⁄2 ¿ ÓÙØ Ø ÓÖ ÑÙÐ Ü 1⁄2 Ü 3⁄4 Ü ¿ Ü Ñ ́ Ü 1⁄2 Ü Ñ μ 3⁄4 È ́ o o1⁄2μ × ØÖÙ o À Ö Ü × Ò ÒØ Ö Ð Ú ØÓÖ ÖÓÑ ̧ Ò ̧ Ò ØÙÖ ÐÐÝ ̧ 1⁄2 · · Ñ 1⁄4o Ì Ô Ö Ñ Ø Ö× Ø Ø Ö Ø Ö Þ Ø × Þ Ó ́ o o1⁄2μ Ò Ú ÒØÓ ØÛÓ Ð ×× ×o Ì ¬Ö× Ø Ð ×× ÓÒ× ×Ø× Ó Ø Ô Ö Ñ Ø Ö× Ö Ø Ö Þ Ò Ø ÓÑ1 Ò ØÓÖ Ð × Þ Ó Ø ÓÖ ÑÙÐ o Ì × Ö Ø Ñ Ò× ÓÒ ̧ Ø ÒÙÑ Ö Ñ 1⁄2 Ó ÕÙ ÒØ ¬ Ö ÐØ ÖÒ Ø ÓÒ×̧ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ð Ò Ö Ò ÕÙ Ð Ø × Ò ÓÓÐ Ò ÓÔ Ö Ø ÓÒ× Ø Ø ¬Ò Ø Ô ÓÐÝ Ö Ð × Ø È o Ì Ô Ö Ñ Ø Ö× ÖÓÑ Ø ÓØ Ö Ð ×× Ö Ø Ö Þ Ø ÒÙÑ Ö Ð × Þ Ó Ø ÓÖÑÙ Ð o Ì Ó× Ö Ø Ø × Þ × Ó Ø ÒÙÑ Ö× ÒÚÓÐ Ú Ò Ø Ò ÕÙ Ð Ø × Ø Ø ¬Ò È o Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò ÙÒ Ñ ÒØ Ð ÕÙ ×Ø ÓÒ Ö Ñ Ò× ÓÔ Òo ÈÊÇ Ä Å o o1⁄2 Ä Ø Ù× ¬Ü ÐÐ Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ô Ö Ñ Ø Ö× Ó Ø ÓÖÑÙ Ð ́ 1⁄2μo Ó × Ø Ö Ü ×Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ Ø Ø × Û Ø Ö Ø × ÓÖ ÑÙÐ × ØÖÙ Æ ØÙÖ ÐÐÝ ̧ Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ø Ñ Ñ Ò× Ø Ø Ø Ö ÙÒÒ Ò Ø Ñ Ó Ø Ð ÓÖ Ø Ñ × ÓÙÒ Ý Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ò Ø ÒÙÑ Ö Ð × Þ Ó Ø ÓÖÑÙÐ o Ì Ò×Û Ö ØÓ Ø × ÕÙ ×Ø ÓÒ × ÙÒ ÒÓÛÒ ÐØ ÓÙ Ø × Û ÐÝ Ð Ú Ø Ø ×Ù Ò Ð ÓÖ Ø Ñ Ò Ü × Ø×o Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ × ÒÓÛÒ Ø ÓÖÑÙÐ ÓÒØ Ò× ÒÓØ ÑÓÖ Ø Ò 1⁄2 ÕÙ ÒØ ¬ Ö ÐØ ÖÒ Ø ÓÒ̧ o o̧ Ñ 3⁄4 Ã Ò 1⁄4 o Ö Ð Ø ÔÖÓ Ð Ñ × ØÓ ÓÑÔÙØ Ø ÒÙÑ Ö Ó × ÓÐÙØ ÓÒ× ÓÖ ÕÙ ÒØ ¬ Ö1 Ö Ú Ö Ð × Ò ÓÖ ÑÙÐ Û Ø ÕÙ ÒØ ¬ Ö×o Ë Ø× Ó Ð ØØ ÔÓ ÒØ× × Ö Ý ÓÖ ÑÙÐ × Û Ø Ü ×Ø ÒØ Ð ÕÙ ÒØ ¬ Ö× ÓÒÐÝ Ö ×ØÙ Ò Ï1⁄4¿ o ÓÑ ØÖ ÐÐÝ ̧ ×Ù ×ØË Ò Ú Û × ÔÖÓ Ø ÓÒ Ó Ø × Ø Ó Ð ØØ ÔÓ ÒØ× Ò ÔÓÐÝ ÖÓÒ È o Ü ÑÔÐ × Ò ÐÙ Ð ØØ × Ñ ÖÓÙÔ× ̧ ́Ñ Ò Ñ Ðμ À Ð ÖØ × × Ó Ö Ø ÓÒ Ð ÓÒ ×̧ Ò Ø ×Ø × Ø× Ò ÒØ Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o ÁØ × × ÓÛÒ Ø Ø È × ÓÙÒ Ò Ø Ñ Ò× ÓÒ Ó È × ¬Ü Ø Ò Ø ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð ×ÙÑ ÓÚ Ö Ë Ñ Ø× × ÓÖØ ́Ô ÓÐ ÝÒÓÑ ÐÐÝ ÓÑÔÙØ Ð μ Ó ÖÑÙÐ o × ÓÖÓÐÐ ÖÝ ̧ Ú Ö ÓÙ× ÓÙÒØ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÖ Ð ØØ × Ñ ÖÓÙÔ× ̧ À Ð ÖØ × ×̧ Ò Ø ×Ø × Ø× Ñ Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò ¬Ü Ñ Ò× ÓÒo ÓÖ ×ØÖ Ù ØÙÖ Ð Ø ÓÖÝ Ó Ð ØØ × Ñ Ö ÓÙÔ× × Ã o o ËÇÍÊ Ë Æ Ê Ä Ì Å Ì ÊÁ Ä Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö ¿ Ì Ð Ò × ÔØ Ö 1⁄2 × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÔØ Ö 1⁄2 ËÙ Ú × ÓÒ× Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó ÔÓÐÝ Ö ÔØ Ö ¿1⁄2 ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ ÔØ Ö Å Ø Ñ Ø Ð ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ê Ê Æ Ë ÀÍ oÎo Ó̧ Âo o ÀÓÔ ÖÓ Ø̧ Ò Âo o ÍÐ ÐÑ Òo Ì × Ò Ò Ò ÐÝ× × Ó ÓÑÔÙØ Ö Ð ÓÖ Ø Ñ×o ×ÓÒ 1Ï ×Ð Ý ̧ Ê Ò ̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 173
1⁄2 o ÖÚ ÒÓ ÄÈË Ïo Ò ×Þ ÞÝ ̧ o o Ä ØÚ ̧ o È ÓÖ̧ Ò ËoÂo ËÞ Ö o Ì ­ ØÒ ×× Ø ÓÖ Ñ ÓÖ Ò ÓÒ×Ý ÑÑ ØÖ ÓÒÚ Ü Ó × Ú Ø ÐÓ Ð Ø ÓÖÝ Ó Ò ×Ô ×o Å Ø o ÇÔ Öo Ê ×o̧ 3⁄4 3⁄4 ß 1⁄4̧ 1⁄2 o È oÁo ÖÚ ÒÓ Ò Âo o ÈÓÑÑ Ö× Ño Ò Ð ÓÖ Ø Ñ Ø ÓÖÝ Ó Ð ØØ ÔÓ ÒØ× Ò Ô ÓÐÝ Ö o ÁÒ Æ Û È Ö×Ô Ø Ú × Ò Ð Ö ÓÑ Ò ØÓÖ × ́ Ö Ð Ý̧ 1⁄2 ß μ̧Ú ÓÐ1 ÙÑ ¿ Ó Å Ø o Ë o Ê ×o ÁÒ× Øo ÈÙ Ðo̧ Ô × 1⁄2ß1⁄2 o Ñ Ö ÍÒ Úo ÈÖ ××̧ 1⁄2 o Ë1⁄41⁄2 o ÖÚ ÒÓ Ò o Ë ÑÓÖÓ Ò Ø× Ýo Ì ×Ø Ò ÔÔ ÖÓ Ø Ó Ô Ô Ö Ó Ü Ñ Ø ÓÑ Ò 1 ØÓÖ Ð ÓÙÒØ Ò o ÓÑo ÙÒ Øo Ò Ðo̧ 1⁄21⁄2 1⁄2ß ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ï1⁄4¿ o ÖÚ ÒÓ Ò Ão ÏÓÓ ×o Ë ÓÖØ Ö Ø ÓÒ Ð Ò Ö Ø Ò ÙÒ Ø ÓÒ× ÓÖ Ð ØØ ÔÓ ÒØÔ Ö Ó 1 Ð Ñ×o Âo Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄2 ß ̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o Ë Äo Âo ÐÐ Ö Ò o Ë Ö Ò Ö Òo ÓÑ Ò ØÓÖ × Ó Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o ÁÒ Äo Âo ÐÐ Ö ̧ o Ö Ò ̧ Êo Ë Ñ ÓÒ̧ Ò Êo ËØ ÒÐ Ý̧ ØÓÖ×̧ ÓÖÑ Ð ÈÓÛ Ö Ë Ö × Ò Ð Ö ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧Ú ÓÐÙ Ñ 3⁄4 Ó ÁÅ Ë Ë Ö × Ò × Ö Ø Å Ø Ñ Ø × Ò Ì ÓÖ Ø Ð ÓÑÔÙØ Ö Ë Ò ̧ Ô × 1⁄2ß3⁄4¿o Ñ Ö Ò Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 o Î 3⁄4 Áo Ö ÒÝ Ò oÅo Î Ö× o ÇÒ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÓÒÚ Ü Ð ØØ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ÓÑo ÙÒ Øo Ò Ðo̧ 3⁄4 ¿ 1⁄2ß¿ ¿̧ 1⁄2 3⁄4o o o Ö Òר Ò Ò oÎo Ð Ú Ò× Ýo Ì Ò×ÓÖ ÔÖÓ Ù Ø ÑÙÐ Ø ÔÐ Ø × Ò ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝ1 ØÓÔ × Ò Ø Ô ÖØ Ø ÓÒ ×Ô o Âo ÓÑo È Ý ×o̧ ¿ß 3⁄4̧ 1⁄2 o È1⁄43⁄4 Åo Ò o È Ü ØÓÒo Ì Ö ÖØ Ô ÓÐÝ ÒÓÑ Ð Ó Ø Ö Ó« Ô ÓÐ ÝØÓÔ o Å Ø Ö Ú ÔÖ ÔÖ ÒØ̧ Ñ Ø o Ç»1⁄43⁄41⁄43⁄43⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o Ö Åo Ö ÓÒo ÈÓ ÒØ× ÒØ Ö× Ò× Ð × Ô ÓÐÝ Ö × ÓÒÚ Ü ×o ÒÒo Ë o ÓÐ ÆÓ ÖÑo ËÙÔo ́ μ̧ 3⁄41⁄2 ¿ß ¿̧ 1⁄2 o Î Åo Ö ÓÒ Ò Åo Î Ö Ò o Ä ØØ ÔÓ ÒØ× Ò × ÑÔÐ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o Âo Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄21⁄4 ¿ 1⁄2ß¿ 3⁄4̧ 1⁄2 o Î Åo Ö ÓÒ Ò Åo Î Ö Ò o Ê × Ù ÓÖÑÙÐ ̧ Ú ØÓÖ Ô ÖØ Ø ÓÒ ÙÒ Ø ÓÒ× Ò Ð ØØ ÔÓ ÒØ× Ò Ö Ø ÓÒ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o Âo Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄21⁄4 ß ¿¿̧ 1⁄2 o ÀÃÅ 3⁄4 ÏoÂo ÓÓ ̧ Åo À ÖØÑ ÒÒ̧ Êo à ÒÒ Ò̧ Ò o Å ÖÑ o ÇÒ ÒØ Ö ÔÓ ÒØ× Ò Ô ÓÐÝ Ö o ÓÑ Ò ØÓÖ ̧ 1⁄23⁄4 3⁄4 ß¿ ̧ 1⁄2 3⁄4o ÓÖ1⁄41⁄2 o ÓÖÒÙ ÓÐ ×o ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÇÔØ Ñ Þ Ø ÓÒo È Ò Ò ÓÚ Ö Ò o ÅË 1ÆË Ê 1 ÓÒ Ð ÓÒ Ö Ò Ë Ö × Ò ÔÔÐ Å Ø Ñ Ø ×̧ ÚÓÐ ÙÑ o ËÁ Å̧ È Ð ÐÔ ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ë Ëo o ÔÔ ÐÐ Ò Âo Äo Ë Ò ×ÓÒo Ò Ö Ó Ð Ö Ú Ö Ø × Ò ÓÙ ÒØ Ò Ó Ð ØØ ÔÓ ÒØ×o ÙÐ Ðo Ñ Öo Å Ø o ËÓ o ́ÆoËoμ̧ ¿1⁄4 3⁄4ß ̧ 1⁄2 o Ä Åo Åo Þ Ò Åo Ä ÙÖ ÒØo ÓÑ ØÖÝ Ó ÙØ× Ò Å ØÖ ×o Î ÓÐÙ Ñ 1⁄2 Ó Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÑ Òo̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o ÄË1⁄4¿ Âo o ÄÓ Ö Ò o ËØÙ ÖÑ Ð×o Ð Ö ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö ÓÙ ÒØ Ò o Å Ø o ÈÖÓ Ö Ño̧ 1⁄2 ¿ß3⁄41⁄4¿̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o Ê Êo Þ Ò Ëo ÊÓ Ò×o Ì Ö ÖØ Ô ÓÐÝ ÒÓÑ Ð Ó Ð ØØ Ô ÓÐÝ ØÓÔ o Ò Ò oÓ Å Ø o ̧ 1⁄2 1⁄4¿ß 1⁄2 ̧ 1⁄2 ÖÖ ØÙÑ ̧ 1⁄2 3⁄4¿ ̧ 1⁄2 o Ãà Îo o Ñ Ð Ú̧ Åo Åo ÃÓÚ Ð Ú̧ Ò ÅoÃo ÃÖ ÚØ×ÓÚ o ÈÓ ÐÝØ ÓÔ ×̧ Ö Ô × Ò ÇÔØ 1 Ñ Þ Ø ÓÒo Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 o Ä È oÅo ÖÙ Ö Ò o o Ä Ö Ö Öo ÓÑ ØÖÝ Ó ÆÙÑ Ö×o ÆÓÖØ ÀÓÐÐ Ò ̧ Ñר Ö1 Ņ̃ 3⁄4Ò Ø ÓÒ̧ 1⁄2 o ÄË Åo ÖÓØ× Ð̧ Äo ÄÓÚ ×Þ̧ Ò o Ë Ö Ú Öo ÓÑ ØÖ Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÇÔØ Ñ Þ Ø ÓÒo ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o Ï ¿ È o Ö ØÞÑ ÒÒ Ò ÂoÅo Ï ÐÐ ×o Ä ØØ ÔÓ ÒØ×o ÁÒ È o Åo ÖÙ Ö Ò Âo Åo Ï Ð Ð×̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖÝ ̧ Ô × ß o Ð× Ú Ö̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 ¿o À × Âo À ר o Ù Ð Ú ØÓÖ× Ò ÐÓÛ Ö ÓÙÒ × ÓÖ Ø Ò Ö ×Ø Ð ØØ ÔÓ ÒØ ÔÖÓ Ð Ño ÓÑ Ò ØÓÖ ̧ ß 1⁄2̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 174
ÔØ Ö Ä ØØ ÔÓ ÒØ× Ò Ð ØØ Ô ÓÐÝ ØÓÔ × 1⁄2 ÂË Åo  ÖÖÙ Ñ Ò o Ë Ò Ð Öo Ì Å Ö ÓÚ Ò ÅÓÒØ ÖÐÓ Ñ Ø Ó Ò Ô ÔÖÓ ØÓ ÔÔ ÖÓÜ Ñ Ø ÓÙ ÒØ Ò Ò ÒØ Ö Ø ÓÒo ÁÒ oËo ÀÓ ÙŅ̃ ØÓÖ̧ ÔÔ ÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ ÆÈ1 À Ö È Ö Ó Ð Ñ×̧ Ô × 3⁄4ß 3⁄41⁄4o ÈÏË ̧ ÓרÓÒ ̧ 1⁄2 o ÂË Î1⁄41⁄2 Åo  ÖÖÙ Ņ̃ o Ë Ò Ð Ö̧ Ò o Î Ó o Ô ÓÐÝ ÒÓÑ Ð1Ø Ñ Ô ÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ø Ô ÖÑ Ò ÒØ Ó Ñ ØÖ Ü Û Ø Ò ÓÒ1Ò Ø Ú Ò ØÖ ×o ÁÒ ÈÖÓ o ¿¿ ÒÒÙ o Å ËÝ ÑÔÓ× o Ì ÓÖÝ ÓÑÔÙØo̧ Ô × 1⁄23⁄4ß 3⁄41⁄2̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ã Ò 1⁄4 Êo à ÒÒ Òo Ì ×Ø × Ø× ÓÖ ÒØ Ö ÔÖÓ Ö Ñ×̧ × ÒØ Ò ×o ÁÒ Ïo ÓÓ Ò È o o Ë ÝÑÓÙÖ̧ ØÓÖ×̧ ÈÓ ÐÝ Ö Ð ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧Ú ÓÐ ÙÑ 1⁄2 Ó ÁÅ Ë Ë Ö × Ò × Ö Ø Å Ø Ñ Ø × Ò Ì ÓÖ Ø Ð ÓÑÔÙØ Ö Ë Ò ̧ Ô × ¿ ß o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ 1 Ò ̧ 1⁄2 1⁄4o Ã Ò 3⁄4 Êo à ÒÒ Òo Ä ØØ ØÖ Ò×Ð Ø × Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ò Ø ÖÓ Ò Ù× ÔÖÓ Ð Ño ÓÑ Ò 1 ØÓÖ ̧ 1⁄23⁄4 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 3⁄4o Ã Ò Â o1Åo Ã ÒØÓÖo ÇÒ Ø Û Ø Ó Ð ØØ 1 Ö × ÑÔÐ ×o ÓÑÔÓ× Ø Ó Å Ø o̧ 1⁄21⁄2 3⁄4¿ ß3⁄4 1⁄2̧ 1⁄2 o à o o à ÓÚ Ò× o ËÙÑ× Ó ¬Ò Ø × Ø×̧ ÓÖ Ø× Ó ÓÑÑÙØ Ø Ú × Ñ ÖÓÙ Ô× Ò À Ð ÖØ ÙÒ Ø ÓÒ× ́Ê Ù×× Òμo ÙÒ Ø× ÓÒ Ðo Ò Ðo ÈÖ ÐÓÞ Òo̧ 3⁄4 ¿ ß 1⁄4̧ 1⁄2 o Ì Ö Ò×Ð Ø Ò ÙÒ Øo Ò Ðo ÔÔ Ðo̧ 3⁄4 1⁄21⁄43⁄4ß1⁄21⁄23⁄4̧ 1⁄2 o ÃÃÅË ¿ o à ÑÔ ̧ o o ÃÒÙ × Ò̧ o ÅÙÑ ÓÖ ̧ Ò o Ë ÒØ1 ÓÒ Øo ÌÓÖÓ Ð Ñ Ò × Áo Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò Å Ø o̧Ú ÓÐÙ Ñ ¿¿ ̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò1Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 ¿o ÃÈ 3⁄4 o o à ÓÚ Ò× Ò oÎo ÈÙ Ð ÓÚo Ê Ñ ÒÒ 1ÊÓ Ø ÓÖ Ñ ÓÖ ÒØ Ö Ð× Ò ×Ù Ñ× Ó ÕÙ × Ô ÓÐÝ ÒÓÑ Ð× ÓÒ Ú ÖØÙ Ð ÔÓÐÝØÓÔ × ́Ê Ù×× Òμo Ð Ö Ò Ð Þ̧ 1⁄2 ß 3⁄41⁄2 ̧ 1⁄2 3⁄4o Ì Ö Ò×Ð Ø Ò ËØ o1È Ø Ö× o Å Ø o Âo̧ ß 1⁄23⁄4̧ 1⁄2 ¿o Ä Âo o Ä Ö ×o ÈÓ ÒØ Ð ØØ ×o ÁÒ Êo Ö Ņ̃ Åo ÖÓØ× Ð̧ Ò Äo ÄÓÚ ×Þ̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ Ô × 1⁄2 ß o ÆÓÖØ ÀÓÐÐ Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o Ä Û 1⁄2 Âo Ä ÛÖ Ò o Ê Ø ÓÒ Ð1 ÙÒ Ø ÓÒ1Ú ÐÙ Ú ÐÙ Ø ÓÒ× ÓÒ ÔÓÐÝ Ö o ÁÒ Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ Êo ÈÓÐÐ ̧ Ò Ïo ËØ Ö̧ ØÓÖ×̧ × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ È Ô Ö× ÖÓÑ Ø ÁÅ Ë ËÔ Ð Ö̧ Ô × 1⁄2 ß3⁄41⁄4 ̧ ÚÓÐ ÙÑ Ó ÁÅ Ë Ë Ö × Ò ×1 Ö Ø Å Ø o Ò Ì ÓÖo ÓÑÔÙØo Ë o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 1⁄2 ÄË 3⁄4 Äo ÄÓÚ ×Þ Ò Ào o Ë Ö o Ì Ò Ö Ð Þ × × Ö Ù Ø ÓÒ Ð ÓÖ Ø Ño Å Ø o ÇÔ Öo Ê ×o̧ 1⁄2 1⁄2ß ̧ 1⁄2 3⁄4o Å Å ¿ È o Å ÅÙ ÐÐ Òo Î ÐÙ Ø ÓÒ× Ò ×× Ø ÓÒ ×o ÁÒ ÈoÅo ÖÙ Ö Ò Â oÅo Ï Ð Ð×̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖÝ̧Ú ÓÐ ÙÑ ̧ Ô × ¿¿ß o ÆÓÖØ 1ÀÓÐ Ð Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 ¿o ÅÓÖ ¿ Êo ÅÓÖ ÐÐ o Ø ÓÖÝ Ó Ô ÓÐÝ Ö o Úo Å Ø o̧ 1⁄2ß ¿̧ 1⁄2 ¿o ÅÓÖ ¿ Êo ÅÓÖ ÐÐ o È 3× Ø ÓÖ Ñ Ò Ø ÌÓ Ð ×× Ó ØÓÖ Ú Ö ØÝo Úo Å Ø o̧ 1⁄21⁄41⁄4 1⁄2 ¿ß 3⁄4¿1⁄2̧ 1⁄2 ¿o ÅË o ÅÓÖÖ × Ò o Ë Ò Ð Öo Ê Ò ÓÑ Û Ð × ÓÒ ØÖÙÒ Ø Ù × Ò × ÑÔÐ Ò 1⁄411⁄2 Ò Ô× ×ÓÐÙ Ø ÓÒ ×o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄4Ø Á ËÝÑÔo ÓÒ ÓÙÒ Ø ÓÒ× Ó ÓÑÔÙØ Ö Ë Ò ̧ 3⁄4¿1⁄4ß3⁄4 1⁄4̧ 1⁄2 o Ç Ìo Ç o ÓÒÚ Ü Ó × Ò Ð Ö ÓÑ ØÖÝ Ò ÁÒØ ÖÓ Ù Ø ÓÒ ØÓ Ø Ì ÓÖÝ Ó Ì ÓÖ Î Ö Ø ×o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o Ê Âo Ê Ø Ö1 ÖØo Ê Ð Þ Ø ÓÒ ËÔ × Ó ÈÓ ÐÝØ ÓÔ ×o Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò Å Ø o̧Ú ÓÐÙÑ 1⁄2 ¿̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o Ë Ào o Ë Ö o ÁÒØ Ö Ð ÔÓÐÝ Ö Ò Ø Ö ×Ô o Å Ø o ÇÔ Öo Ê ×o̧ 1⁄21⁄4 1⁄4¿ß ¿ ̧ 1⁄2 o Ë o Ë Ö Ú Öo Ì Ì ÓÖÝ Ó Ä Ò Ö Ò ÁÒØ Ö ÈÖÓ Ö ÑÑ Ò o Ï Ð Ý ̧ ר Ö̧ 1⁄2 o Ë Ö ÅoÅo Ë Ö ÒÓÚ o Ö Ó Ø ÓÖÝ ÓÒ ËÄ́Òμ̧ ÓÔ ÒØ Ò ÔÔ ÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ× Ò ÒÓÑ Ð × Ò Ø Ð ØØ ÔÓ ÒØ ÔÖÓ Ð Ño ÁÒÚ ÒØo Å Ø o̧ 1⁄2¿3⁄4 1⁄2ß 3⁄4̧ 1⁄2 o ËØ ¿ ÊoÈ o ËØ ÒÐ Ýo ÓÑ Ò ØÓÖ × Ò ÓÑÑÙØ Ø Ú Ð Ö ̧ ÚÓÐÙ Ñ 1⁄2 Ó ÈÖÓ Ö ×× Ò Å Ø Ñ Ø ×o Ö Ù× Ö̧ ÓרÓÒ ̧ 1⁄2 ¿o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 175
1⁄2 o ÖÚ ÒÓ ËØ ÊoÈ o ËØ ÒÐ Ýo ÒÙÑ Ö Ø Ú ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ ÚÓÐÙ Ñ 1⁄2o Ï ×ÛÓ ÖØ Ò ÖÓÓ ×» ÓÐ ̧ ÅÓÒØ Ö Ý ̧1⁄2 o ËØ ¿ ÊoÈ o ËØ ÒÐ Ý o Ñ ÓÒÓØÓÒ ØÝ Ô ÖÓÔ ÖØÝ Ó 1Ú ØÓÖ× Ò £ 1Ú ØÓÖ×o ÙÖÓ Ô Ò Âo ÓÑ Òo̧ 1⁄2 3⁄4 1⁄2ß3⁄4 ̧ 1⁄2 ¿o 1⁄41⁄4 oÅo Ð Öo Ä ØÙÖ × ÓÒ 1⁄4»1⁄21Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o ÁÒ o Ã Ð Ò oÅo Ð Ö̧ ØÓÖ×̧ ÈÓ ÐÝØ ÓÔ ×ß ÓÑ Ò ØÓÖ × Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ ́Ç ÖÛÓ Ð ̧ 1⁄2 μ̧ Ô × 1⁄2ß 1⁄2̧ ÅÎ Ë Ño̧ ÚÓÐ ÙÑ 3⁄4 ̧ Ö Ù× Ö̧ × Ð̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 176
ÄÇÏ1 ÁËÌÇÊÌÁÇÆ Å ÁÆ Ë Ç ÁÆÁÌ Å ÌÊÁ ËÈ Ë È ÓØÖ ÁÒ Ý Ò Â Ö Å ØÓÙ× ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ Ò Ò1Ô Ó ÒØ Ñ ØÖ ×Ô ́ μ Ò Ö ÔÖ × ÒØ Ý Ò Ò ¢ Ò Ø Ð ×Ô Ý Ò Ø ×Ø Ò ×o ËÙ Ø Ð × Ö × Ò Ñ ÒÝ Ú Ö× Ö ×o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÓÒ× Ö Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò × Ò Ö Ó Ò Ñ ÖÓ ÓÐÓ Ý × ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó Ø Ö Ð ×ØÖ Ò×̧ Ò ÓÖ Ú ÖÝ ØÛÓ ×ØÖ Ò×̧ ÓÒ × Ú Ò Ø Ö ×× Ñ Ð Ö ØÝ ́ ÓÑÔÙØ ̧ × Ý ̧ Ý ÓÑÔ Ö Ò Ø Ö Æ μo ÁØ × Æ ÙÐØ ØÓ × ÒÝ ×ØÖ Ù ØÙÖ Ò Ð Ö Ø Ð Ó ÒÙÑ Ö×̧ Ò ×Ó Û Û ÓÙÐ Ð ØÓ Ö ÔÖ × ÒØ Ú Ò Ñ ØÖ ×Ô Ò ÑÓÖ ÓÑÔÖ Ò× Ð Û Ý o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø ÛÓÙÐ Ú ÖÝ Ò Û Ó Ù Ð ×× Ò ØÓ Ü 3⁄4 ÔÓ ÒØ ́Üμ Ò Ø ÔÐ Ò Ò ×Ù Û ÝØ Ø ́Ü Ýμ ÕÙ Ð× Ø Ù Ð Ò ×Ø Ò Ó ́Üμ Ò ́Ýμo ËÙ Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ ÛÓÙÐ ÐÐ ÓÛ Ù× ØÓ × Ø × ØÖÙ ØÙÖ Ó Ø Ñ ØÖ ×Ô Ø Ø ÐÙ× Ø Ö×̧ ×ÓÐ Ø ÔÓ ÒØ×̧ Ò ×Ó ÓÒo ÒÓØ Ö Ú ÒØ ÛÓÙÐ Ø Ø Ø Ñ ØÖ ÛÓÙÐ ÒÓÛ Ö ÔÖ × ÒØ Ý ÓÒÐÝ 3⁄4Ò Ö Ð ÒÙÑ Ö×̧ Ø ÓÓÖ Ò Ø × Ó Ø Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò ̧ Òר Ó Ò 3⁄4 ¡ ÒÙÑ Ö× × ÓÖ o ÅÓÖ ÓÚ Ö̧ Ñ ÒÝ ÕÙ ÒØ Ø × ÓÒ ÖÒ Ò ÔÓ ÒØ × Ø Ò Ø ÔÐ Ò Ò ÓÑÔÙØ Ý Æ ÒØ ÓÑ ØÖ Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ Û Ö ÒÓØ Ú Ð Ð ÓÖ Ò Ö ØÖ ÖÝ Ñ ØÖ ×Ô o Ì × ×ÓÙÒ × ØÓÓ ÓÓ ØÓ Ò Ö ÐÐÝ ØÖÙ Ò ̧ Ø Ö Ö Ú Ò ¬Ò Ø Ñ ØÖ ×Ô × Ø Ø ÒÒÓØ Ü ØÐÝ Ö ÔÖ × ÒØ Ø Ö Ò Ø ÔÐ Ò ÓÖ Ò ÒÝ Ù Ð Ò ×Ô ÓÖ Òר Ò ̧ Ø ÓÙÖ Ú ÖØ × Ó Ø Ö Ô Ã 1⁄2 ¿ ́ ר Ö Û Ø ¿ Ð Ú ×μ Û Ø Ø × ÓÖØ ר1Ô Ø Ñ ØÖ ́× ÙÖ o 1⁄4o1⁄2 μo ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø × Ô Ó×× Ð ØÓ Ñ Ø Ð ØØ Ö Ñ ØÖ Ò Ù Ð Ò ×Ô ̧ Û Ð ÐÓÛØ ר Ò × ØÓ רÓÖ Ø ×ÓÑ Û Øo ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Û ÔÐ Ø ÒØ Ö Ó Ø ×Ø Ö Ø Ø ÓÖ Ò Ò Ê ¿ Ò Ø Ð Ú × Ø ́1⁄2 1⁄4 1⁄4μ ́1⁄4 1⁄2 1⁄4μ ́1⁄4 1⁄4 1⁄2μ̧ Ø Ò ÐÐ ×Ø Ò × Ö ÔÖ × ÖÚ ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÐÝ̧Ù ÔØ Ó ØÓÖ Ó Ô 3⁄4 ́ ÙÖ o1⁄4o 1⁄2 μo Á ÍÊ o 1⁄4o1⁄2 ÒÓÒ Ñ Ð Ñ ØÖ ×Ô o ab ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø Ñ Ò × Ú Ô Ö Ó Ú Ò ÜØÖ Ñ ÐÝ ÐÔ ÙÐ ÓÖ ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ×ÓÐ Ù1 Ø ÓÒ× Ó ÔÖÓ Ð Ñ× Ð Ò Û Ø ×Ø Ò ×o ÓÖ Ñ ÒÝ ÑÔÓÖØ ÒØ Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÖÓ Ð Ñ×̧ Ø Ý Ý Ð Ø ÓÒÐÝ ÒÓÛÒ ÓÓ ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ð ÓÖ Ø Ñ×o Ì ÒÓÖ Ñ ×Ô × Ù×Ù ÐÐÝ ÓÒ× Ö ÓÖ Ñ Ò × Ó ¬Ò Ø Ñ ØÖ × Ö Ø ×Ô × Ô ̧1⁄2 Ô 1⁄2 ̧ Ò Ø × × Ô 1⁄2 3⁄4 1⁄2 ÔÐ Ý Ø Ñ Óר ÔÖ ÓÑ Ò ÒØ ÖÓÐ ×o 1⁄2 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 177
1⁄2 È ÓØÖ ÁÒ Ý Ò Â Ö Å ØÓÙ× Ä ÇËË Ê Å ØÖ ×Ô Ô Ö́ μ̧ Û Ö × × Ø Ó ÔÓ ÒØ× Ò ¢ 1⁄4 1⁄2μ × ×Ø Ò ÙÒ Ø ÓÒ × Ø × Ý Ò Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ÓÒ Ø ÓÒ× ÓÖ ÐÐ Ü Ý Þ 3⁄4 ́ μ ́Ü Ýμ 1⁄4 Ò ÓÒÐ Ý Ü Ý̧ ́ μ ́Ü Ýμ ́Ý Üμ ́×ÝÑ Ñ ØÖÝμ̧ Ò ́ μ ́Ü Ýμ· ́Ý Þμ ́Ü Þμ ́ØÖ Ò Ð Ò ÕÙ Ð ØÝμo Ë Ô Ö Ð Ñ ØÖ ×Ô Ñ ØÖ ×Ô ́ μ Ó Ò Ø Ò Ò ÓÙÒØ Ð Ò× × Ø Ø Ø ×̧ ÓÙÒØ Ð × Ø ×Ù Ø Ø Ó Ö ÚÖÝ Ü 3⁄4 Ò Ú ÖÝ 1⁄4Ø Ö Ü ×Ø× Ý 3⁄4 Û Ø ́Ü Ýμ o È× Ù ÓÑ ØÖ Ä Ñ ØÖ Ü ÔØ Ø Ø ́ μ × ÒÓØ Ö ÕÙ Ö o Á ×ÓÑ ØÖÝ Ñ ÔÔ Ò 1⁄4 ̧ Û Ö ́ μ Ò ́ 1⁄4 1⁄4 μ Ö Ñ ØÖ ×Ô ×̧ Û Ø 1⁄4 ́ ́Üμ ́Ý μμ ́Ü Ýμ ÓÖ ÐÐ Ü Ýo ́Ê Ðμ ÒÓÖÑ × Ô Ö Ð Ú ØÓÖ ×Ô Û Ø Ñ ÔÔ Ò ¡ 1⁄4 1⁄2 ̧ Ø Ò ÓÖŅ̃ × Ø × Ý Ò Ü 1⁄4 « Ü 1⁄4̧ «Ü « ¡ Ü ́« 3⁄4 Êμ̧ Ò Ü · Ý Ü · Ý o Ì Ñ ØÖ ÓÒ × Ú Ò Ý́ Ü Ýμ Ü Ý o Ô Ì ×Ô Ê Û Ø Ø Ô 1ÒÓÖÑ Ü Ô È 1⁄2 Ü Ô ¡ 1⁄2 Ô ̧ 1⁄2 Ô 1⁄2́Û Ö Ü 1⁄2 Ñ Ü Ü μo Ò Ø Ô Ñ ØÖ ¬Ò Ø Ñ ØÖ ×Ô ×ÓÑ ØÖ ØÓ ×Ù ×Ô Ó Ô ÓÖ ×ÓÑ o Ô ÓÖ × ÕÙ Ò ́Ü 1⁄2 Ü 3⁄4 μ Ó Ö Ð ÒÙÑ Ö× Û × Ø Ü Ô È 1⁄2 1⁄2 Ü Ô ¡ 1⁄2 Ô o Ì Ò Ô × Ø ×Ô ÓÒ× ×Ø Ò Ó ÐÐ Ü Û Ø Ü Ô 1⁄2̧ ÕÙ ÔÔ Û Ø Ø ÒÓÖÑ ¡ Ô o ÁØ ÓÒØ Ò× Ú ÖÝ ¬Ò Ø Ô Ñ ØÖ × ́Ñ ØÖ μ ×Ù ×Ô o רÓÖØ ÓÒ Ñ ÔÔ Ò 1⁄4 ̧Û Ö ́ μ Ò ́ 1⁄4 1⁄4 μ Ö Ñ ØÖ ×Ô ×̧ × × ØÓ Ú × ØÓÖØ ÓÒ Ø Ñ Óר ̧Ó ÖØ Ó 1 Ñ Ò ̧ Û Ö 1⁄2̧ Ø Ö × Ò Ö 3⁄4 ́1⁄4 1⁄2μ× Ù Ø Ø ÓÖ ÐÐ Ü Ý 3⁄4 ̧ Ö ¡ ́Ü Ýμ 1⁄4 ́ ́Üμ ́Ý μμ Ö ¡ ́Ü Ýμ Á 1⁄4 × ÒÓÖÑ ×Ô ̧ Û Ù×Ù ÐÐÝ Ö ÕÙ Ö Ö 1⁄2 ÓÖ Ö 1⁄2 o ÇÖ Ö Ó ÓÒ ÖÙ Ò Ñ ØÖ ×Ô ́ μ × ÓÖ Ö Ó ÓÒ ÖÙ Ò Ø ÑÓ× Ø Ñ Ú ÖÝ ¬Ò Ø Ñ ØÖ ×Ô Ø Ø × ÒÓØ ×ÓÑ ØÖ ÐÐÝ Ñ Ð Ò ́ μ × ×Ù ×Ô Û Ø Ø Ñ Óר Ñ ÔÓ ÒØ× Ø Ø × ÒÓØ Ñ Ð Ò ́ μo o1⁄2 ÌÀ ËÈ Ë Ô o1⁄2o1⁄2 ÌÀ Í ÄÁ Æ ËÈ Ë 3⁄4 ÑÓÒ ÒÓÖÑ ×Ô ×̧ Ø Ù Ð Ò ×Ô × Ö Ø ÑÓ× Ø Ñ Ð Ö̧ Ø ÑÓ× Ø ×ÝÑ 1 Ñ ØÖ ̧ Ø × ÑÔÐ ×Ø Ò Ñ ÒÝ Ö ×Ô Ø×̧ Ò Ø Ñ Óר Ö ×ØÖ Ø o Ú ÖÝ ¬Ò Ø 3⁄4 Ñ ØÖ Ñ × ×ÓÑ ØÖ ÐÐÝ Ò Ô ÓÖ ÐÐ Ôo ÅÓÖ Ò Ö ÐÐÝ ̧Û Ú Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ê Ñ× Ý1ØÝÔ Ö × ÙÐØ ÓÒ Ø ÙÒ Ú Ö× Ð ØÝ Ó 3⁄4 × ̧ o o̧ ÅË © 2004 by Chapman & Hall/CRC 178
ÔØ Ö Ä ÓÛ1 רÓÖØ ÓÒ Ñ Ò × Ó ¬Ò Ø Ñ ØÖ ×Ô × 1⁄2 ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o1⁄2 ÚÓÖ ØÞ Ý3× Ø ÓÖ Ñ ́ ¬Ò Ø ÕÙ ÒØ Ø Ø Ú Ú Ö× ÓÒμ ÓÖ Ú ÖÝ Ò Ú ÖÝ 1⁄4 Ø Ö Ü× Ø ×Ò Ò́ μ 3⁄4 Ḉ 3⁄4 μ ×Ù Ø Ø 3⁄4 Ò ́1⁄2· μ1 Ñ Ò ÚÖ ÝÒ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÒÓÖ Ñ × Ô o Á×ÓÑ ØÖ Ñ Ð ØÝ Ò 3⁄4 × Ò Û ÐÐ ÙÒ ÖרÓÓ × Ò Ø Ð ×× Ð ÛÓÖ × Ó Å Ò Ö̧ ÚÓÒ Æ ÙÑ ÒÒ̧ Ë Ó Ò Ö ̧ Ò ÓØ Ö× ́× ̧ o o̧ Ë ¿ μo À Ö × Ö × ÙÑÑ ÖÝ ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o3⁄4 ́ μ ́ ÓÑÔ ØÒ ××μ × Ô Ö Ð Ñ ØÖ ×Ô ́ μ × ×ÓÑ ØÖ ÐÐÝ Ñ Ð Ò 3⁄4 « ¬Ò Ø ×Ù ×Ô ×× Ó Ñ Ð o ́ μ ́ÇÖ Ö Ó ÓÒ ÖÙ Ò μ ¬Ò Ø ́ÓÖ × Ô Ö Ð μ Ñ ØÖ ×Ô Ñ × ×ÓÑ ØÖ 1 ÐÐÝ Ò 3⁄4 « Ú ÖÝ ×Ù ×Ô Ó Ø ÑÓר ·¿ ÔÓ ÒØ× ×Ó Ñ ×o ́ μ ÓÖ ¬Ò Ø Ü 1⁄4 Ü 1⁄2 Ü Ò ̧ ́ μ Ñ × Ò 3⁄4 « Ø Ò¢Ò Ñ ØÖ Ü ́Ü 1⁄4 Ü μ 3⁄4 · ́Ü 1⁄4 Ü μ 3⁄4 ́Ü Ü μ 3⁄4 ¡ Ò 1⁄2 × ÔÓ× Ø Ú × Ñ ¬Ò Ø ÑÓÖ ÓÚ Ö̧ Ø× Ö Ò × Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø Ñ Ò× ÓÒ ÓÖ ×Ù Ò Ñ Ò o ́ Úμ ́Ë Ó Ò Ö 3× Ö Ø Ö ÓÒμ × Ô Ö Ð ́ μ ×ÓÑ ØÖ ÐÐÝ Ñ × Ò 3⁄4 « Ø Ñ ØÖ Ü ́Ü Ü μ 3⁄4 ¡ Ò 1⁄2 × ÔÓ× Ø Ú × Ñ ¬Ò Ø ÓÖ ÐÐ Ò 1⁄2̧ ÓÖ ÒÝ ÔÓ ÒØ× Ü 1⁄2 Ü 3⁄4 Ü Ò 3⁄4 ̧ Ò ÓÖ ÒÝ 1⁄4o ́Ì × × ÜÔÖ ×× Ý× Ý Ò Ø Ø Ø ÙÒ Ø ÓÒ× Ü Ü 3⁄4 ̧ ÓÖ ÐÐ 1⁄4̧ Ö ÔÓ× Ø Ú ¬Ò Ø ÓÒ 3⁄4 oμ Í× Ò × Ñ Ð Ö ×̧ Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó ¬Ò Ò Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø ×Ù Ø Ø Ú Ò ¬Ò Ø ́ μ Ò 1 Ñ Ò 3⁄4 Ò ÓÖÑÙÐ Ø × × Ñ ¬Ò Ø ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ø Ù× × ÓÐÚ Ò Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ø Ñ ÄÄÊ ́ ÙØ ÒÓ × Ñ Ð Ö Ö ×ÙÐ Ø × ÒÓÛÒ ÓÖ Ñ Ò Ò 3⁄4 Û Ø Ú Ò μo o1⁄2o3⁄4 ÌÀ ËÈ Ë 1⁄2 Ä ÇËË Ê ÙØ Ñ ØÖ Ô× Ù ÓÑ ØÖ ÓÒ × Ø ×Ù Ø Ø̧ ÓÖ ×ÓÑ Ô ÖØ Ø ÓÒ ̧ Û Ú ́Ü Ýμ 1⁄4 ÓØ Ü Ý 3⁄4 ÓÖ ÓØ Ü Ý 3⁄4 ̧ Ò ́Ü Ýμ 1⁄2 ÓØ ÖÛ × o ÀÝÔ ÖÑ ØÖ Ò ÕÙ Ð ØÝ Ñ ØÖ ×Ô ́ μ × Ø ×¬ × Ø ́3⁄4 ·1⁄2μ1ÔÓ ÒØ Ý1 Ô ÖÑ ØÖ Ò ÕÙ Ð ØÝ ́ Ð×Ó ÐÐ Ø ́3⁄4 ·1⁄2μ1 ÓÒ Ð Ò ÕÙ Ð ØÝμ ÓÖ Ú ÖÝ ÑÙÐ Ø 1 × Ø Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ú ÖÝ ÑÙÐ Ø × Ø Ó ·1⁄2Ô ÓÒ Ø× Ò ̧ È 1⁄4 3⁄4 ́ 1⁄4 μ· È 1⁄4 3⁄4 ́ 1⁄4 μ È 3⁄4 3⁄4 ́ μo ́Ï Ø Ø ØÖ Ò Ð Ò ÕÙ Ð ØÝ ÓÖ 1⁄2 o μ ÀÝÔ ÖÑ ØÖ ×Ô ×Ô Ø Ø × Ø ×¬ × Ø ÝÔ ÖÑ ØÖ Ò ÕÙ Ð ØÝ ÓÖ ÐÐ o Ó Ø Ð1Ô ÖØÝ Ö Ô Ì ÓÑ ÔÐ Ñ ÒØ Ó Ô Ö Ø Ñ Ø Ò Ò ÓÑÔÐ Ø Ö Ô Ã 3⁄4Ñ Ð×Ó ÐÐ ÝÔ Ö Ó Ø ÖÓÒ Ö Ô o À Ð 1 Ù Ö Ô Ì Ú ÖØ Ü × Ø ÓÒ× ×Ø× Ó ÐÐ Ú ØÓÖ× Ò 1⁄4 1⁄2 Ò Û Ø Ò Ú Ò ÒÙÑ Ö Ó 1⁄43 ×̧ Ò × ÓÒÒ Ø Ú ØÓÖ × Û Ø À ÑÑ Ò ×Ø Ò 3⁄4o ÖØ × Ò ÔÖ Ó Ù Ø Ó Ö Ô × Ò À Ì Ú ÖØ Ü × Ø × Î ́ μ ¢ Î ́À μ̧ Ò Ø × Ø × ́Ù Úμ ́Ù Ú 1⁄4 μ Ù 3⁄4 Î ́ μ Ú Ú 1⁄4 3⁄4 ́Àμ ́Ù Úμ ́Ù 1⁄4 Ú μ Ù Ù 1⁄4 3⁄4 ́ μ Ú 3⁄4 Î ́Àμ o Ì Ù × Ö ÖØ × Ò ÔÓÛ Ö× Ó Ã 3⁄4 o ÖØ Ó Ö Ô Ì Ð Ò Ø Ó Ø × ÓÖØ ר Ý Ð o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 179
1⁄2 1⁄4 È ÓØÖ ÁÒ Ý Ò Â Ö Å ØÓÙ× Ì 1⁄2 ×Ô × Ö ÑÔÓÖØ ÒØ ÓÖ Ñ ÒÝ Ö × ÓÒ×̧ ÙØ ÓÒ× Ö ÐÝ ÑÓÖ ÓÑ ÔÐ 1 Ø Ø Ò Ù Ð Ò ×Ô × Ò Ö Ð Ö Ö Ò Ö × Ä o Å ÒÝ ÑÔÓÖØ ÒØ Ò ÐÐ Ò Ò ÓÔ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× Ö Ö Ð Ø ØÓ Ñ Ò × Ò 1⁄2 ÓÖ Ò 1⁄2 o ÍÒÐ Ø × ØÙ Ø ÓÒ Ò Ò 3⁄4 ̧ ÒÓØ Ú ÖÝ Ò1Ô Ó ÒØ 1⁄2 1Ñ ØÖ Ð Ú × Ò Ò 1⁄2 Ñ Ò× ÓÒ Ó ÓÖ Ö Ò 3⁄4 × ×ÓÑ Ø Ñ × Ò ×× ÖÝ Ò ÐÛ Ý× ×ÙÆ ÒØØ Ó Ñ Ò1ÔÓ ÒØ 1⁄2 1Ñ ØÖ × ×ÓÑ ØÖ ÐÐÝ ́× Ñ Ð ÖÐÝ ÓÖ Ø ÓØ Ö Ô 1Ñ ØÖ × Û Ø Ô 3⁄4μo Ì 1⁄2 Ñ ØÖ × ÓÒ Ò Ò1ÔÓ ÒØ× Ø Ö ÔÖ × ÐÝ Ø Ð Ñ ÒØ× Ó Ø ÙØ ÓÒ Ø Ø ×̧ Ð Ò Ö ÓÑ Ò Ø ÓÒ× Û Ø ÒÓÒÒ Ø Ú Ó Æ ÒØ× Ó ÙØ Ñ ØÖ × ÓÒ o ÒÓØ Ö Ö Ø Ö Þ Ø ÓÒ × Ø × Ñ ØÖ ÓÒ 1⁄2 3⁄4 Ò × Ò 1⁄2 Ñ ØÖ « Ø Ö Ü ×Ø Ñ ×ÙÖ ×Ô ́a ¦ μ Ò × Ø× 1⁄2 Ò 3⁄4 ¦× Ù Ø Ø ́ μ ́ μo Ú ÖÝ 1⁄2 Ñ ØÖ × ÝÔ ÖÑ ØÖ ×Ô ́× Ò ÙØ Ñ ØÖ × × Ø × Ý Ø ÝÔ ÖÑ ØÖ Ò ÕÙ Ð Ø ×μ̧ ÙØ ÓÖ ÓÖ ÑÓÖ ÔÓ ÒØ×̧ Ø × ÓÒ Ø ÓÒ × ÒÓØ ×ÙÆ ÒØo ÀÝÔ ÖÑ 1 ØÖ ×Ô × Ú Ò Ò Ø Ö ×Ø Ò Ö Ø Ö Þ Ø ÓÒ Ò Ø ÖÑ× Ó Ð ÙÒ Ý ÔÓÐÝØÓÔ × Ó Ð ØØ × × Ä o ÁËÇÅ ÌÊÁ Å ÁÄ ÁÌ Ò ×ÓÑ ØÖ Ñ Ð ØÝ Ò 1⁄2 × ÆÈ1 Ö o ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ Ø Ñ1 Ð ØÝ Ó ÙÒÛ Ø Ö Ô ×̧ ÓØ Ò 1⁄2 Ò Ò À ÑÑ Ò Ù ̧ × Ò Ö Ø Ö Þ Ò Ò Ø ×Ø Ò Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ø Ñ o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Û Ú ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o¿ ́ μ Ò ÙÒÛ Ø Ö Ô Ñ × ×ÓÑ ØÖ ÐÐÝ Ò ×ÓÑ Ù 1⁄4 1⁄2 Ñ Û Ø Ø 1⁄2 1Ñ ØÖ « Ø × Ô ÖØ Ø Ò × Ø ×¬ × Ø Ô ÒØ ÓÒ Ð Ò ÕÙ Ð ØÝo ́ μ Ò ÙÒÛ Ø Ö Ô Ñ × ×ÓÑ ØÖ ÐÐÝ Ò 1⁄2 « Ø × Ò ×ÓÑ ØÖ ×Ù 1 Ö Ô Ó ÖØ × Ò ÔÖÓ Ù Ø Ó Ð 1 Ù ÖÔ × Ò Ó Ø Ð1Ô ÖØÝ Ö Ô ×o ¬Ö ר Ö Ø Ö Þ Ø ÓÒ Ó Ù 1 Ñ Ð Ö Ô × Û × Ú Ò Ý Ó ÓÚ Ó ¿ ̧ Ò Ø ÓÖÑ Ò ́ μ × Ù ØÓ Ú × ́× Ä μo È ÖØ ́ μ × ÖÓÑ Ë Ô ØÓÖÓÚ Ë Ô ¿ o ÇÊ Ê Ç ÇÆ ÊÍ Æ Ì ×ÓÑ ØÖ Ñ Ð ØÝ Ò 3⁄4 1⁄2 × Ö Ø Ö Þ Ý 1ÔÓ ÒØ× Ù × Ô ×́ × × Ø ÔÓ×× Ð Ö μ̧ Ò Ò Ø Ù× Ø ×Ø Ò Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ø Ñ ́ Ò ÐØ Ò ÔÓ μo Ì ÔÖÓÓ Ù× × Ö × ÙÐØ Ó Ò ÐØ Ò Ö ×× 3⁄4 Ó Ò Ô Ò ÒØ ÒØ Ö ×Ø̧ ÓÙØ ÖØ Ò ÒÓÒ Ð ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ× Ó Ñ ØÖ ×Ô × ́× Ð×Ó Ä μo ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ ÓÖ ÒÓ ¿ Ø × Ò Ó ÛÒ Û Ø Ö Ø ÓÖ Ö Ó ÓÒ ÖÙ Ò Ó 1⁄2 × ¬Ò Ø Ø Ö × ÐÓÛ Ö ÓÙÒ Ó 3⁄4 ́ ÓÖ Ó μÓ Ö 3⁄4 1⁄2 ́ ÓÖ Ú Òμo o1⁄2o¿ ÌÀ ÇÌÀ Ê Ô Ì ×Ô × 1⁄2 Ö Ø Ö ×Ø ́ Ò Ø Ù× Ò Ö ÐÐÝ Ø Ñ Óר Æ ÙÐØ ØÓ Ð Û Ø μ Ú ÖÝ Ò1Ô Ó ÒØ Ñ ØÖ ×Ô ́ μ Ñ × ×ÓÑ ØÖ ÐÐÝ Ò Ò 1⁄2 o Ì Ó × Ø ×̧ ÛÖ Ø Ü 1⁄2 Ü 3⁄4 Ü Ò Ò ¬Ò Ò 1⁄2 Ý ́Ü μ ́Ü Ü μo Ì ÓØ Ö Ô 1⁄2 3⁄4 1⁄2 Ö Ò ÓÙÒØ Ö Ð ×× Ó Ø Ò̧ ÙØ Ø Ñ Ý Ù× ÙÐ ØÓ ÒÓÛ Ø × × Û Ö ÐÐ Ô Ñ ØÖ × Ñ Û Ø ÓÙÒ ×ØÓÖ Ø ÓÒ Ò Õ Ì × ÔÔ Ò× « Ô Õ̧Ó ÖÔ 3⁄4 ̧Ó ÖÕ 1⁄2̧Ó Ö1⁄2 Õ Ô 3⁄4o Á× ÓÑ ØÖ Ñ Ò × Ü ×Ø Ò ÐÐ Ø × × ×o ÅÓÖ ÓÚ Ö̧ ÓÖ 1⁄2 Õ Ô 3⁄4̧ Ø Û ÓÐ Ó Ô Ò ́1⁄2· μ Ñ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 180
ÔØ Ö Ä ÓÛ1 רÓÖØ ÓÒ Ñ Ò × Ó ¬Ò Ø Ñ ØÖ ×Ô × 1⁄2 1⁄2 Ò Õ Û Ø ×Ù Ø Ð ́Ô Õ μ ́×Ó Ø Ñ Ò× ÓÒ Ó ×Ò3 Ø ÖÓÛ ÝÑ Ù μ × ̧ o o̧ ÅË o Ì × Ñ Ò × Ö ÔÖÓ Ð ×Ø o Ì × ÑÔÐ ×Ø ÓÒ × 3⁄4 1⁄2 ̧ Ú Ò Ý Ü Ü ÓÖ Ö Ò ÓÑ ¦1⁄2 Ñ ØÖ Ü Ó × Þ ¢ ́× ÙÖÔÖ × Ò ÐÝ ̧Ò Ó Ó Ó ÜÔÐ Ø Ñ Ò × Ò ÓÛÒ Ú Ò Ò Ø × × μo o3⁄4 ÈÈÊÇ ÁÅ Ì Å ÁÆ Ë Ç Æ Ê Ä Å ÌÊÁ Ë ÁÆ Ô o3⁄4o1⁄2 ÇÍÊ ÁÆ3Ë Å ÁÆ ÁÆ 3⁄4 Ì ÑÓØ Ö Ó ÑÓ× Ø Ñ Ò × Ñ ÒØ ÓÒ Ò Ø Ò ÜØ Û × Ø ÓÒ× ̧ ÖÓÑ ÓØ רÓÖ Ð Ò Ø ÒÓÐ Ó Ð ÔÓ ÒØ× Ó Ú Û̧ × Ø ÓÐÐÓÛ Ò Ø ÓÖ Ño ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o1⁄2 ÓÙÖ Ò ÓÙ ÒÝ Ò1ÔÓ ÒØ Ñ ØÖ ×Ô ́ μ Ò Ñ Ò 3⁄4 ́ Ò Ø̧ Ò Ú ÖÝ Ô μ Û Ø ×ØÓÖØ ÓÒ Ç ́ÐÓ Òμo Ï × Ö Ø Ñ Ò ̧ Û × ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÔÖÓ Ð ×Ø ÐÐÝ o Ï × Ø Ñ ÐÓ 3⁄4 Ò Ò Õ ÐÓ Ò ́ ×Ù Ø Ð ÓÒ× Ø ÒØμ Ò ÓÒ× ØÖÙ Ø Ò Ñ Ò Ò ÑÕ 3⁄4 ̧ Û Ø Ø ÓÓÖ Ò Ø × Ò Ü Ý 1⁄2 3⁄4 Ñ Ò 1⁄2 3⁄4 Õ o ÓÖ ×Ù ̧ Û × Ð Ø ×Ù × Ø Ý ÔÙØØ Ò Ü 3⁄4 ÒØÓ Û Ø ÔÖÓ Ð ØÝ3⁄4 ̧ Ð ÐØ Ö Ò Ó Ñ Ó × Ò ÑÙØÙ ÐÐÝ Ò Ô Ò ÒØo Ì Ò Û ×Ø ́Üμ ́Ü μo Ï Ø Ù× Ó Ø Ò Ò Ñ Ò Ò ḈÐÓ 3⁄4 Òμ 3⁄4 ́ ÓÙÖ Ò3× ÓÖ Ò Ð ÔÖÓÓ Ù× ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð Ñ Ò× ÓÒ Ø Ô Ó×× Ð ØÝÓ Ö Ù Ò Ø Û × ÒÓØ Ð Ø Öμ̧ Ò Ø Ò × ÓÛÒ Ø Ø Ø ×ØÓÖ Ø ÓÒ × ḈÐÓ Òμ Û Ø ÔÖÓ Ð ØÝ o Ì × Ý Ð × Ò ḈÒ 3⁄4 ÐÓ Òμ Ö Ò ÓÑ Þ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ÓÑÔÙØ Ò Ø × Ö Ñ Ò o Ì Ð ÓÖ Ø Ñ Ò Ö Ò ÓÑ Þ ́ÔÖ × ÖÚ Ò Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ø Ñ Ò Ø Ñ Ò× ÓÒ ÓÙÒ μ Ù× Ò Ø Ñ Ø Ó Ó ÓÒ Ø ÓÒ Ð ÔÖÓ Ð Ø × Ø × Ö ×ÙÐØ × Ñ× ØÓ ÓÐ ÐÓÖ o ÐØ ÖÒ Ø Ú ÐÝ ̧ Ø Ò Ö Ò ÓÑ Þ Ù× Ò ×Ñ ÐÐ × ÑÔÐ ×Ô × ÄÄÊ Ø ×̧ ÓÛ Ú Ö̧ Ù× × Ñ Ò× ÓÒ ¢́Ò 3⁄4 μo Ò ÐÐÝ ̧ × Û × Ö Ñ Ö ÓÚ ̧ Ò Ñ Ò Ó Ú Ò ×Ô Ò 3⁄4 Û Ø ÓÔØ Ñ Ð ×ØÓÖ Ø ÓÒ Ò ÓÑ ÔÙØ Ý × Ñ ¬Ò Ø ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o Ì Ç ́ÐÓ Òμ × ØÓÖØ ÓÒ ÓÖ Ñ Ò Ò Ö Ð Ñ ØÖ Ò 3⁄4 × Ø Ø ÄÄÊ ́ Ò × Ñ Ð ÖÐÝ ÓÖ Ô ̧ Ô 1⁄2 ¬Ü μo Ü ÑÔÐ × Ó Ñ ØÖ × Ø Ø ÒÒÓØ Ñ ÒÝ ØØ Ö Ö Ø × ÓÖØ ר1Ô Ø Ñ ØÖ × Ó ÓÒר ÒØ1 Ö ÜÔ Ò Ö×o ́ Ò Ò1Ú ÖØ Ü Ö Ô × ÓÒר ÒØ1 Ö Ü Ô Ò Ö ÐÐ Ö × Ö ÓÙÒ Ý ×ÓÑ ÓÒ× Ø ÒØ Ö Ò ×Ù × Ø Ó Ú ÖØ × × Ø Ð ×Ø ¬ ÓÙØ Ó Ò ×̧ ÓÖ 1⁄2 Ò 3⁄4 Ò ÓÖ ×ÓÑ ÓÒר ÒØ ¬ 1⁄4 Ò Ô Ò ÒØÓ Òoμ ÒÓØ Ö ÒØ Ö ×Ø Ò ÐÓÛ Ö ÓÙÒ × Ù ØÓ Ä Ò Ð Ø Ðo ÄÅÆ1⁄43⁄4 Ì × ÓÖØ ר1 Ô Ø Ñ ØÖ Ó ÒÝ 1Ö ÙÐ Ö Ö Ô ́ ¿μ Ó ÖØ Ö ÕÙ Ö × á Ô μ × ØÓÖØ ÓÒ ÓÖ Ñ Ò Ò 3⁄4 o o3⁄4o3⁄4 ÌÀ ÁÅ ÆËÁÇÆ Ç Å ÁÆ Ë ÁÆ 1⁄2 Á Û Û ÒØØ Ó Ñ ÐÐ Ò1Ô Ó ÒØ Ñ ØÖ × Ò 1⁄2 ̧ Ø Ö × ØÖ Ó« ØÛ Ò Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ò Ø ÛÓÖ ×Ø1 × ×ØÓÖ Ø ÓÒo Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö × ÙÐØ Û × Ô ÖÓÚ Ò Å Ø Ý ÔØ Ò ÓÙÖ Ò3× Ø Ò ÕÙ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 181
1⁄2 3⁄4 È ÓØÖ ÁÒ Ý Ò Â Ö Å ØÓÙ× ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o3⁄4 ÓÖ Ò ÒØ Ö 1⁄4 × Ø 3⁄4 1⁄2o Ì Ò ÒÝ Ò1ÔÓ ÒØ Ñ ØÖ ×Ô Ò Ñ Ò 1⁄2 Û Ø ×ØÓÖ Ø ÓÒ ̧Û Ö Ḉ Ò 1⁄2 ÐÓ Òμo Ò ÐÑ Óר Ñ Ø Ò ÐÓÛ Ö ÓÙÒ Ò ÔÖ ÓÚ Ù× Ò Ö Ô × Û Ø ÓÙØ × ÓÖØ Ý Ð ×̧ Ò Ð×Ó Ó Ò ØÓ ÓÙ o Ä Ø Ñ́ Òμ Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÔÓ×× Ð ÒÙÑ Ö Ó × Ó Ò Ò1Ú ÖØ Ü Ö Ô Ó ÖØ ·1⁄2 o ÓÖ Ú ÖÝ ¬Ü 1⁄2 Ò ÒØ Ö Ø Ö Ü ×Ø× Ò Ò1Ô Ó ÒØ Ñ ØÖ ×Ô ×Ù Ø Ø ÒÝ 1 Ñ Ò Ò 1⁄2 × a ́ Ñ́ Òμ Òμ Å Ø o Ì ÔÖÓÓ Ó × Ý Ó Ù Ò Ø Ò Ü Ö Ô 1⁄4 Û ØÒ ×× Ò Ñ́ Òμ̧ Ò Ð Ø Ø × Ø Ó Ö Ô × ́ ÓÒ× Ö Û Ø Ø × ÓÖØ ר1Ô Ø Ñ ØÖ μ Ø Ø Ò Ó Ø Ò ÖÓÑ 1⁄4 Ý Ð Ø Ò ×ÓÑ ×o ÁØ ØÙÖÒ× ÓÙØ Ø Ø 1⁄4 3⁄4 Ö ×Ø Ò Ø̧ Ø Ò Ø Ý ÒÒÓØ Ú ×× ÒØ ÐÐÝ Ø × Ñ 1 Ñ Ò × Ò 1⁄2 ̧ Ò Ø Ö Ö ÓÒÐÝ Û ×× ÒØ ÐÐÝ « Ö ÒØ Ñ Ò × Ò 1⁄2 × ×Ñ ÐÐo ÁØ × ×Ý ØÓ × ÓÛØ ØÑ́ Òμ ḈÒ 1⁄2·1⁄2 3⁄4 μ ÓÖ ÐÐ ̧ Ò Ø × × ÓÒ ØÙÖ ØÓ Ø Ö Ø ÓÖ Ö Ó Ñ Ò ØÙ Ö o Ì × × Ò Ú Ö ¬ ÓÖ Ò ÓÖ 1⁄21⁄4 1⁄21⁄2̧ Û Ð ÓÒÐ Ý ÛÓ Ö× ÐÓÛ Ö ÓÙÒ × Ö ÒÓÛÒ ÓÖ Ø ÓØ Ö Ú ÐÙ × Ó ́Û Ø ÜÔÓÒ ÒØ ÖÓÙ ÐÝ 1⁄2· ¿ ÓÖ Ð Ö μo Ï Ò Ú Ö Ø ÓÒ ØÙÖ ÓÐ × ÓÖ ×ÓÑ 3⁄4 1⁄2̧ Ø ÓÚ Ø ÓÖ Ñ × Ø Ø ÙÔ ØÓ ÐÓ Ö Ø Ñ ØÓÖ ÓÖ Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò o ÍÒ ÓÖ ØÙÒ Ø ÐÝ ̧ ÐØ ÓÙ ÜÔÐ Ø ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ× Ó Ö Ô × Ó Ú Ò ÖØ Û Ø Ñ ÒÝ × Ö ÒÓÛÒ̧ Ø Ñ Ø Ó Ó ×Ò3 Ø ÔÖÓÚ ÜÔÐ Ø Ü ÑÔÐ × Ó ÐÝ Ñ Ð ×Ô ×o ÁËÌ Æ ÇÊ Ä Ë Ò ÒØ Ö ×Ø Ò Ð ÓÖ Ø Ñ Ö ×ÙÐ Ø̧ ÓÒ ÔØÙ ÐÐÝ Ö × Ñ Ð Ò Ø ÓÚ Ø ÓÖ Ņ̃ Û × Ó Ø Ò Ý Ì ÓÖ ÙÔ Ò Û Ì 1⁄41⁄2 o Ì Ý × ÓÛ Ø Ø ÓÖ Ò ÒØ Ö 1⁄4̧ Ú ÖÝ Ò1Ô Ó ÒØ Ñ ØÖ ×Ô Ò ×ØÓÖ Ò Ø ×ØÖ Ù ØÙÖ Ó × Þ ḈÒ 1⁄2·1⁄2 μ ́Û Ø ÔÖ ÔÖÓ ×× Ò Ø Ñ Ó Ø × Ñ ÓÖ Öμ ×Ó Ø Ø̧ Û Ø Ò Ø Ñ Ḉ μ̧ Ø ×Ø Ò ØÛ Ò ÒÝØ ÛÓ ÔÓ ÒØ× Ò ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø Û Ø Ò ÑÙÐ Ø ÔÐ Ø Ú Ø Ó ÖÓ 3⁄4 1⁄2o ÄÇÏ ÁÅ ÆËÁÇÆ Ì ÓØ Ö Ò Ó Ø ØÖ Ó« ØÛ Ò ×ØÓÖ Ø ÓÒ Ò Ñ Ò× ÓÒ ̧ Û Ö × ¬Ü ́ Ò Ø Ò ÐÐ Ô 1ÒÓÖÑ × ÓÒ Ê Ö ÕÙ Ú Ð ÒØ ÙÔ ØÓ ÓÒ× Ø ÒØμ Û × ÒÚ ×Ø Ø Ò Å Ø 1⁄4 o ÓÖ ÐÐ ¬Ü 1⁄2̧ Ø Ö Ö Ò1Ô Ó ÒØ Ñ ØÖ ×Ô × Ö ÕÙ Ö Ò × ØÓÖØ ÓÒ a Ò 1⁄2 ́ ·1⁄2μ 3⁄4 ¡ ÓÖ Ñ Ò Ò 3⁄4 ́ ÓÖ 3⁄4̧ Ò Ü ÑÔÐ × Ø × ÓÖØ ר1Ô Ø Ñ ØÖ Ó Ã Û Ø Ú ÖÝ ×Ù Ú Ò 1⁄21⁄4 Ø Ñ ×μo ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ Ú1 ÖÝ Ò1Ô Ó ÒØ ×Ô ḈÒμ1 Ñ × Ò 1⁄2 3⁄4 ́Ø Ö Ð Ð Ò μ̧ Ò ḈÒ 3⁄4 ÐÓ ¿ 3⁄4 Òμ1 Ñ × Ò 3⁄4 ̧ ¿o o3⁄4o¿ ÌÀ ÂÇÀÆËÇÆ1 ÄÁÆ ÆËÌ Ê ÍËË Ä ÅÅ Ä ÌÌ ÆÁÆ ÁÆ 3⁄4 Ì Ò1Ô Ó ÒØ 3⁄4 Ñ ØÖ Û Ø ÐÐ ×Ø Ò × ÕÙ Ð ØÓ 1⁄2 Ö ÕÙ Ö × Ñ Ò× ÓÒ Ò 1⁄2 ÓÖ ×ÓÑ ØÖ Ñ Ò Ò 3⁄4 o ×ÓÑ Û Ø ×ÙÖ ÔÖ × Ò Ò ÜØÖ Ñ ÐÝ Ù× ÙÐ Ö ×ÙÐØ × ÓÛ× Ø Ø̧ Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø × Ñ ØÖ Ò Ñ Ò Ñ Ò× ÓÒ ÓÒÐ Ý ḈÐÓ Òμ Û Ø × ØÓÖØ ÓÒ ÐÓ× ØÓ 1⁄2o ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o¿ ÂÓ Ò ×ÓÒ Ò Ä Ò Ò ×ØÖ Ù×× ÂÄ ÓÖ Ú ÖÝ 1⁄4̧ ÒÝ Ò1ÔÓ ÒØ 3⁄4 Ñ ØÖ Ò ́1⁄2· μ1 Ñ Ò ḈÐÓ Ò 3⁄4 μ 3⁄4 o Ì Ö × Ò ÐÑ Óר Ñ Ø Ò ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÓÖ Ø Ò ×× ÖÝ Ñ Ò× ÓÒ̧ Ù ØÓ ÐÓÒ ́× Å Ø1⁄43⁄4 μ áÐ Ó Ò ́ 3⁄4 ÐÓ ́1⁄2 μμμo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 182
ÔØ Ö Ä ÓÛ1 רÓÖØ ÓÒ Ñ Ò × Ó ¬Ò Ø Ñ ØÖ ×Ô × 1⁄2 ¿ ÐÐ Ò ÓÛÒ ÔÖÓ Ó × ́× ̧ o o̧ 1⁄41⁄2 ÓÖ Ö Ö Ò × Ò Ò Ò× Ø ÙÐ × Ù×× ÓÒμ ¬Ö ×Ø ÔÐ Ø Ñ ØÖ ÙÒ Ö ÓÒ× Ö Ø ÓÒ Ò Ò 3⁄4 Ò Ø Ò Ñ Ô Ø ÒØÓ 3⁄4 Ý Ö Ò ÓÑ Ð Ò Ö Ñ Ô Ò 3⁄4 3⁄4 o À Ö Ò Ö Ò ÓÑ ÓÖØ Ó ÓÒ Ð ÔÖÓ Ø ÓÒ ́ × Ò ÂÄ μo ÁØ Ò Ð×Ó Ú Ò Ý Ö Ò ÓÑ Ò¢ Ñ ØÖ Ü Û Ø Ò Ô Ò ÒØ Ǽ1⁄4 1⁄2μ ÒØÖ × ÁÅ ̧ ÓÖ Ú Ò ÓÒ Û Ø Ò Ô Ò ÒØ ÙÒ ÓÖÑ Ö Ò ÓÑ ¦1⁄2 Ò ØÖ ×o Ì ÔÖÓ Ó Ò Ø Ð ×Ø × ̧ Ù ØÓ 1⁄41⁄2 ̧ × ÓÒ× Ö ÐÝ ÑÓÖ Æ ÙÐØ Ø Ò Ø ÔÖ Ú ÓÙ× ÓÒ × ́Û Ù× ×Ô Ö ÐÐÝ × ÝÑÑ ØÖ ×ØÖ ÙØ ÓÒ×μ̧ ÙØ Ø × Ú Ö× ÓÒ × Ú ÒØ × Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ× o Ò Ñ Ò × Ò Ø Ø ÓÖ Ñ Ò ÓÑ ÔÙØ Ø ÖÑ Ò ×Ø ÐÐÝ Ò Ø Ñ ḈÒ 3⁄4 ́ÐÓ Ò ·1⁄2 μ Ḉ1⁄2μ μ ÁÇ 1⁄43⁄4 ́ Ð×Ó × Ë Ú1⁄43⁄4 μo Ö Ò Ñ Ò Ò Ö Ö 1⁄4¿ Ô Ö Ó Ú Ø Ø ÒÓ ­ ØØ Ò Ò Ð ÑÑ Ó ÓÑÔ Ö Ð ×ØÖ Ò Ø ÓÐ × Ò 1⁄2 o Æ Ñ ÐÝ ̧ ÓÖ Ú ÖÝ ¬Ü 1⁄2̧ Ò Ú ÖÝ Ò̧ Ø Ý Ü Ø Ò Ò1Ô Ó ÒØ 1⁄2 1Ñ ØÖ Ø Ø ÒÒÓØ 1 Ñ ÒØÓ 1⁄2 ÙÒÐ ×× Ò á1⁄2 3⁄4 μ o × ÑÔÐ Ö ÐØ ÖÒ Ø Ú Ô Ö Ó Ó Û × ÓÙÒ Ð Ø Ö Ý Ä Ò Æ ÓÖ ́Ñ ÒÙ× Ö ÔØμo ÁÒ ÓÒØ Ö ×Ø̧ ÁÒ 1⁄41⁄4 × ÓÛ Ø Ø ÓÖ Ú ÖÝ 1⁄4 1⁄2 Ò ÒÝ 1⁄2 1Ñ ØÖ ÓÚ Ö 1⁄2 ̧Ø Ö × ¢ Ö Ð Ñ ØÖ Ü 1⁄2 Ì ̧ ḈÐÓ 3⁄4 μ̧ ×Ù Ø Ø ÓÖ ÒÝ Ô Õ 3⁄4 ̧ Ô Õ 1⁄2 Ñ Ò́ 1⁄2 ́Ô Õμ ́Ô Õμ μ ́1⁄2 · μ Ô Õ 1⁄2 o o3⁄4o ÎÇÄÍ Å 1Ê ËÈ ÌÁÆ Å ÁÆ Ë 1⁄41⁄4 Ò ØÖÓ Ù Ø ÒÓØ ÓÒ Ó ÚÓÐÙÑ 1Ö ×Ô Ø Ò Ñ Ò × Ò 3⁄4 ̧ Û Ø ÑÔÖ ×× Ú Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÔÐ Ø ÓÒ×o Ï Ð Ø ×ØÓÖ Ø ÓÒ Ó Ñ ÔÔ Ò Ô Ò × ÓÒÐ Ý ÓÒ Ô Ö× Ó ÔÓ Ò Ø×̧ Ø ÚÓÐÙÑ 1Ö ×Ô Ø Ò ÓÒ Ø ÓÒ Ø × ÒØÓ ÓÙÒØ Ø Ú ÓÖ Ó 1ØÙÔÐ ×o ÓÖ Ò Ö ØÖ ÖÝ 1ÔÓ ÒØ Ñ ØÖ ×Ô ́Ë μ̧ Û × ØÎ ÓÐ́Ë μ ×ÙÔ ÒÓÒ ÜÔ Ò Ò Ë 3⁄4 ÚÓÐ́ ́Ë μμ̧ Û Ö ÚÓÐ́È μ ר ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÚÓ ÐÙÑ Ó Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó È ́ Ò 3⁄4 μo Ú Ò ÒÓÒ ÜÔ Ò Ò 3⁄4 ÓÖ ×ÓÑ Ñ ØÖ ×Ô ́ μÛØ ̧Û ¬Ò Ø 1 × ØÓÖØ ÓÒ Ó ØÓ ×ÙÔ Ë Ë Î ÓÐ́Ë μ ÚÓÐ ́ ́Ë μμ 1⁄2 ́ 1⁄2μ Á Ø 1 × ØÓÖØ ÓÒ Ó × ¡̧ Û Ð Ð ́ ¡μ1ÚÓÐÙÑ 1Ö ×Ô Ø Ò o Á 3⁄4 × Ò Ñ Ò × Ð ×Ó Ø Ø Ø × ÒÓÒ ÜÔ Ò Ò ÙØ Ùר ×Ó̧ Ø 3⁄41 × ØÓÖØ ÓÒ Ó Ò × Û Ø Ø Ù×Ù Ð ×ØÓÖ Ø ÓÒo ÙØ ÒÓØ Ø Ø ÓÖ 3⁄4̧ Ø ×ÓÑ ØÖ ×ØÖ Ø Ñ Ò Ó Ô Ø Ò 3⁄4 × ÒÓØ Ú ÓÐÙÑ 1Ö ×Ô Ø Ò Ø ÐÐo ÁÒ Ø̧ Ø × ÒÓÛÒ Ø Ø ÓÖ ÒÝ 3⁄4̧ ÒÓ ́ Ó́ Ô ÐÓ Òμμ1ÚÓÐÙÑ 1Ö ×Ô Ø Ò Ñ Ò Ó Ð Ò Ü ×Ø× Î1⁄41⁄2 o ÜØ Ò Ò ÓÙÖ Ò3× Ø Ò ÕÙ ̧ ÔÖÓÚ Ø Ø ÓÖ Ú ÖÝ 3⁄4̧ Ú ÖÝ Ò1 ÔÓ ÒØ Ñ ØÖ ×Ô × ́ Ḉ ÐÓ Ò· Ô ÐÓ Ò ÐÓ μμ1ÚÓÐÙÑ 1Ö ×Ô Ø Ò Ñ Ò Ò 3⁄4 o o¿ ÈÈÊÇ ÁÅ Ì Å ÁÆ Ç ËÈ Á Ä Å ÌÊÁ Ë ÁÆ Ô Ä ÇËË Ê 1Ñ ØÖ Ä Ø Ð ×× Ó Ö Ô × Ò Ð Ø 3⁄4 o ÔÓ× Ø Ú Û Ø ÙÒ Ø ÓÒ Û ́ μ ́1⁄4 1⁄2μ ¬Ò × Ñ ØÖ Û ÓÒ Î ́ μ̧ Ò Ñ ÐÝ ̧ Ø × ÓÖØ ר1 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 183
1⁄2 È ÓØÖ ÁÒ Ý Ò Â Ö Å ØÓÙ× Ô Ø Ñ ØÖ ̧ Û Ö Ø Ð Ò Ø Ó Ô Ø × Ø ×ÙÑ Ó Ø Û Ø× Ó Ø× ×o Ñ ØÖ ×Ô × 1Ñ ØÖ Ø × ×ÓÑ ØÖ ØÓ ×Ù ×Ô Ó ́Î ́ μ Û μ Ó Ö ×ÓÑ 3⁄4 Ò ×ÓÑ Ûo Ì Ö Ñ ØÖ ̧ ÔÐ Ò Ö1 Ö Ô Ñ ØÖ 1Ñ ØÖ ÓÖ ̧ Ø Ð ×× Ó ÐÐ ØÖ × ÓÖ ÐÐ ÔÐ Ò Ö Ö Ô ×̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o Å ÒÓÖ Ö Ô × Ñ ÒÓÖ Ó Ö Ô À Ø Ò Ó Ø Ò ÖÓÑ À Ý Ö Ô Ø Ð Ø ÓÒ× Ó × Ò ÓÒØÖ Ø ÓÒ× Ó ×o o¿o1⁄2 ÌÊ Å ÌÊÁ Ȩ̈ ÈÄ Æ Ê1 Ê ÈÀ Å ÌÊÁ Ȩ̈ Æ ÇÊ Á Æ ÅÁÆÇÊË Ñ ÓÖ Ö × Ö Ö Ø ÓÒ × Ò Ñ ÔÖÓÚ Ò ÓÙÖ Ò3× Ñ Ò Ò 3⁄4 ÓÖ Ö ×ØÖ Ø Ñ Ð × Ó Ñ ØÖ ×Ô ×o ÌÊ Å ÌÊÁ Ë ÁØ × ×Ý ØÓ × ÓÛ Ø Ø ÒÝ ØÖ Ñ ØÖ Ñ × ×ÓÑ ØÖ ÐÐÝ Ò 1⁄2 o ÒÝ Ò1Ô Ó ÒØØ Ö Ñ ØÖ Ò Ð×Ó Ñ ×ÓÑ ØÖ ÐÐÝ Ò Ç ́ÐÓ Òμ 1⁄2 ÄÄÊ o ÓÖ Ô Ñ Ò ×̧ Ø × ØÙ Ø ÓÒ × Ö Ø Ö Ð Ø ÌÀ ÇÊ Å o¿o1⁄2 רÓÖ Ø ÓÒ Ó ÓÖ Ö ́ÐÓ ÐÓ Òμ Ñ Ò́1⁄2 3⁄4 1⁄2 Ôμ × ×ÙÆ ÒØ ÓÖ Ñ Ò ÒÝ Ò1Ú ÖØ Ü ØÖ Ñ ØÖ Ò Ô ́Ô 3⁄4 ́1⁄2 1⁄2μ ¬Ü μ Å Ø ̧ Ò Ø × Ð×Ó Ò ×× ÖÝ Ò Ø Û ÓÖר × ́ ÓÖ Ø ÓÑÔÐ Ø Ò ÖÝ ØÖ ÓÙ μo ÙÔØ ÙÔ1⁄41⁄4 ÔÖÓÚ Ø Ø ÒÝ Ò1Ô Ó ÒØ ØÖ Ñ ØÖ ḈÒ 1⁄2 ́ 1⁄2μ μ1 Ñ × Ò 3⁄4 ́ 1⁄2 ¬Ü μ̧ Ò ÓÖ 3⁄4 Ò ØÖ × Û Ø ÙÒ Ø1Ð Ò Ø ×̧ ÐÓÒ Ø Ðo ÅÅÎ1⁄43⁄4 ÑÔÖ ÓÚ Ø × ØÓ Ḉ Ô Ò μo ÈÄ Æ Ê1 Ê ÈÀ Å ÌÊÁ Ë Æ ÇÌÀ Ê Ä ËË Ë ÏÁÌÀ ÇÊ Á Æ Å ÁÆÇÊ Ì ÓÐ ÐÓÛ Ò Ö ×ÙÐ Ø Û × Ô ÖÓÚ Ý Ê Ó̧ Ù Ð Ò ÓÒ Ø ÛÓÖ Ó ÃÐ Ò̧ ÈÐ ÓØ Ò̧ Ò Ê Óo ÌÀ ÇÊ Å o¿o3⁄4 Ê Ó Ê Ó ÒÝ Ò1ÔÓ ÒØ ÔÐ Ò Ö1 Ö Ô Ñ ØÖ Ò Ñ Ò 3⁄4 Û Ø ×ØÓÖØ ÓÒ Ḉ Ô ÐÓ Ò μo ÅÓÖ Ò Ö Ð ÐÝ̧ Ð Ø À Ò Ö ØÖ ÖÝ ¬Ü Ö Ô Ò Ð Ø Ø Ð × ×Ó Ð Ð Ö Ô × ÒÓØ ÓÒØ Ò Ò À × Ñ ÒÓÖ Ø Ò ÒÝ Ò1 ÔÓ ÒØ 1Ñ ØÖ Ò Ñ Ò 3⁄4 Û Ø ×ØÓÖØ ÓÒ Ḉ Ô ÐÓ Ò μo Ì × ÓÙÒ × Ø Ø ÚÒ ÓÖ × Ö ×1Ô Ö ÐÐ Ð Ö Ô × ́ÒÓ Ã Ñ ÒÓÖ μ ÆÊ 1⁄43⁄4 Ø Ü ÑÔÐ × Ó Ø Ò Ý ×Ø ÖØ Ò Û Ø 1 Ý Ð Ò Ö Ô Ø ÐÝ Ö ÔÐ Ò ÝØ ÛÓ Ô Ø × Ó Ð Ò Ø 3⁄4o ÐÐ Ò Ò ÓÒ ØÙÖ ̧ ÓÒ Ø Ø ÛÓÙÐ Ú × Ò ¬ ÒØ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÒ× 1 ÕÙ Ò ×̧ ר Ø × Ø Ø ÙÒ Ö Ø ÓÒ Ø ÓÒ× Ó Ê Ó3× Ø ÓÖ Ņ̃ ÐÐ 1Ñ ØÖ × Ò 1 Ñ Ò 1⁄2 ÓÖ ×ÓÑ Ô Ò Ò ÓÒÐ Ý ÓÒ ́ ÙØ ÒÓØ ÓÒ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÔÓ ÒØ× μo ÔÔ Ö ÒØÐ Ý ̧ Ø × ÓÒ ØÙÖ Û × ¬Ö ר ÔÙ Ð × Ò ÆÊË ̧ Û Ö Ø Û × Ú Ö ¬ ÓÖ Ø ÓÖ Ò Ñ ÒÓÖ × Ã ́× Ö ×1Ô Ö ÐÐ Ð Ö Ô ×μ Ò Ã 3⁄4 ¿ ́ÓÙØ ÖÔÐ Ò Ö Ö Ô ×μo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 184
ÔØ Ö Ä ÓÛ1 רÓÖØ ÓÒ Ñ Ò × Ó ¬Ò Ø Ñ ØÖ ×Ô × 1⁄2 o¿o3⁄4 Å ÌÊÁ Ë ÊÁÎ ÊÇÅ ÇÌÀ Ê Å ÌÊÁ Ë ÁÒ Ø × × Ø ÓÒ Û Ó Ù× ÓÒ Ñ ØÖ × Ö Ú ÖÓÑ ÓØ Ö Ñ ØÖ ×̧ o o̧ Ý ¬Ò Ò ×Ø Ò ØÛ Ò ØÛÓ × Ø× ÓÖ × ÕÙ Ò × Ó ÔÓ ÒØ× ÖÓÑ Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò Ñ ØÖ o Ä ÇËË Ê ÍÒ ÓÖÑ Ñ ØÖ ÓÖ ÒÝ × Ø ̧ Ø Ñ ØÖ ́ μ ×Ù Ò Ó Ö Ñ ́Ô Õμ 1⁄2 Ó Ö ÐÐ Ô Õ̧ Ô Õ 3⁄4 o À Ù× ÓÖ« ר Ò ÓÖ Ñ ØÖ ×Ô ́ μ̧ Ø À Ù× ÓÖ« Ñ ØÖ À ÓÒ Ø × Ø 3⁄4 Ó ÐÐ ×Ù × Ø× Ó × Ú Ò Ý À́ μ ÑÒ ́ À́ μ À́ μμ̧ Û Ö À́ μ ×ÙÔ 3⁄4 Ò 3⁄4 ́ μo ÖØ 1ÑÓÚ Ö ×Ø Ò ÓÖ Ñ ØÖ ×Ô ́ μ Ò Ò ÒØ Ö 1⁄2̧ Ø ÖØ 1ÑÓÚ Ö ×Ø Ò Ó ØÛÓ 1 Ð Ñ ÒØ × Ø× × Ø Ñ Ò ÑÙÑ Û ØÓ Ô Ö Ø Ñ Ø Ò ØÛ Ò Ò Ø Ø ×̧ Ñ Ò Ø Ú È 3⁄4 ́ ́ μμo Ä Ú Ò× Ø Ò ×Ø Ò ́ÓÖ Ø ×Ø Ò μ ÓÖ Ñ ØÖ ×Ô Å ́ ¦ μ̧ Ø ×Ø Ò ØÛ Ò ØÛÓ ×ØÖ Ò × Û Û 1⁄4 3⁄4 ¦ £ × Ø Ñ Ò ÑÙÑ Óר Ó × ÕÙ Ò Ó ÓÔ Ö Ø ÓÒ× Ø Ø ØÖ Ò× ÓÖÑ × Û ÒØÓ Û 1⁄4 o Ì Ð ÐÓÛ ÓÔ Ö Ø ÓÒ× Ö Ö Ø Ö Ò× ÖØ ÓÒ ́Ó Óר 1⁄2μ̧ Ö Ø Ö Ð Ø ÓÒ ́Ó Óר 1⁄2μ̧ ÓÖ Ö ÔÐ Ñ ÒØ Ó ×ÝÑ ÓÐ Ý ÒÓØ Ö ×ÝÑ ÓÐ ́Ó Óר ́ μμ̧ Û Ö 3⁄4 ¦o Ì ØÓØ Ð Óר Ó Ø × ÕÙ Ò Ó ÓÔ Ö Ø ÓÒ× × Ø ×ÙÑ Ó ÐÐ ÓÔ Ö Ø ÓÒ Ó× Ø×o Ö Ø ×Ø Ò ÓÖ Ñ ØÖ ×Ô Å ́ μ̧ Ø Ö Ø ×Ø Ò ́ Ð×Ó ÐÐ Ø Ó Ô Ö3× ×Ø Ò μ ØÛ Ò ØÛÓ ÙÒ Ø ÓÒ× 1⁄4 1⁄2 × ¬Ò × Ò 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄2 ×ÙÔ Ø3⁄4 1⁄4 1⁄2 ́ ́Øμ ́ ́Øμμμ Û Ö × ÓÒØ ÒÓÙ×̧ Ñ ÓÒÓØÓÒ Ò Ö × Ò ̧ Ò ×Ù Ø Ø ́1⁄4μ 1⁄4 ́1⁄2μ 1⁄2o À ÍË ÇÊ ÁËÌ Æ Ì À Ù× ÓÖ« ר Ò × Ó Ø Ò Ù× Ò ÓÑ ÔÙØ Ö Ú × ÓÒ ÓÖ ÓÑÔ Ö Ò ÓÑ ØÖ × Ô ×̧ Ö ÔÖ × ÒØ × × Ø× Ó ÔÓ ÒØ ×o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ú Ò ÓÑÔÙØ Ò × Ò Ð ×Ø Ò À́ μ × ÒÓÒØÖ Ú Ð Ø × o × ÒÓØ Ò Á ̧ ÓÖ ÒÝ Ò1Ô Ó ÒØ Ñ ØÖ ×Ô ́ μ̧ Ø À Ù× ÓÖ« Ñ ØÖ ÓÒ 3⁄4 Ò ×ÓÑ ØÖ ÐÐÝ Ñ Ò Ò 1⁄2 o Ì Ñ Ò× ÓÒ Ó Ø Óר ÒÓÖÑ Ò ÙÖØ Ö Ö Ù Û Ó Ù× ÓÒ Ñ1 Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö À Ù× ÓÖ« Ñ ØÖ ×o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ð Ø À × Å Ø À Ù× ÓÖ« Ñ ØÖ ÓÚ Ö ÐÐ × 1×Ù × Ø× Ó Åo Ö 1 ÓÐØÓÒ Ò ÁÒ Ý Á × ÓÛ Ø Ø Å ́ 1⁄2 ¡ Ô μ̧ Ø Ò À × Å Ò Ñ Ò 1⁄4 1⁄2 Û Ø ×ØÓÖ Ø ÓÒ 1⁄2 · ̧ Û Ö 1⁄4 Ḉ× 3⁄4 ́1⁄2 μ Ḉ μ ÐÓ ¡μo ÓÖ Ò Ö Ð ́¬Ò Ø μ Ñ ØÖ ×Ô Å ́ μ Ø Ý × ÓÛ Ø Ø À × Å Ò Ñ Ò × Ç ́1⁄2μ « ÐÓ ¡ 1⁄2 ÓÖ ÒÝ « 1⁄4 Û Ø ÓÒ× Ø ÒØ רÓÖ Ø ÓÒ̧ Û Ö ¡ ́Ñ Ò Ô Õ3⁄4 ́Ô Õμμ ́Ñ Ü Ô Õ3⁄4 ́Ô Õ μμo ÊÌÀ1 ÅÇÎ Ê ÁËÌ Æ ́ Å μ Ú ÖÝ ÒØ Ö ×Ø Ò Ö Ð Ø ÓÒ ØÛ Ò Ñ Ò Å Ò ÒÓÖ Ñ ×Ô × Ò Ñ1 Ò × Ò ÔÖÓ Ð ×Ø ØÖ × ́ × Ù×× ÐÓÛ Ò Ë Ø ÓÒ o o1⁄2μ Û × × ÓÚ Ö Ò 1⁄43⁄4 Á ¬Ò Ø Ñ ØÖ ×Ô Ò Ñ Ò ÓÒÚ Ü ÓÑ Ò Ø ÓÒ Ó © 2004 by Chapman & Hall/CRC 185
1⁄2 È ÓØÖ ÁÒ Ý Ò Â Ö Å ØÓÙ× ÓÑ Ò Ø Ò ØÖ × Û Ø ×ØÓÖ Ø ÓÒ ́× ¬Ò Ø ÓÒ× Ò Ë Ø ÓÒ o μ̧ Ø Ò Ø Å ÓÚ Ö Ø Ò Ñ Ò 1⁄2 Û Ø ×ØÓÖ Ø ÓÒ Ḉ μo ÓÒ× ÕÙ ÒØ ÐÝ̧ Ø Å ÓÚ Ö ÒÝ Ò1Ô Ó ÒØ Ñ ØÖ Ò Ñ Ò 1⁄2 Û Ø ×ØÓÖ Ø ÓÒ ḈÐÓ Òμo Ä Î ÆËÀÌ ÁÆ ÁËÌ Æ Æ ÁÌË Î ÊÁ ÆÌË Ì Ä Ú Ò× Ø Ò ×Ø Ò × Ù× Ò Ø ÜØ ÔÖÓ ×× Ò Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÐÓ Ýo Ì ×Ø Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÑÔÙØ Ò Ø Ä Ú Ò× Ø Ò ×Ø Ò Ó ØÛÓ ×ØÖ Ò × Û Û 1⁄4 ̧ ÚÒ ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÐÝ ̧ × Ö ÙÒÒ Ò Ø Ñ Ó ÓÖ Ö Û ¡ Û 1⁄4 ́ ÓÖ ÓÒ× Ø ÒØ1× Þ ¦μo ÆÓØ ÑÙ × ÒÓÛÒ ÓÙØ Ñ Ð ØÝ Ó Ø × Ñ ØÖ Ò ÒÓÖ Ñ ×Ô ×̧ Ú Ò Ò Ø × ÑÔÐ ×Ø ́ ÙØ Ò Ú ÖØ Ð ×× ÕÙ Ø ÓÑ ÑÓÒμ × Ó Ø ÙÒ ÓÖÑ Ñ ØÖ ÓÚ Ö ¦ 1⁄4 1⁄2 o ÁØ × ÒÓÛÒ̧ ÓÛ Ú Ö̧ Ø Ø Ø Ä Ú Ò× Ø Ò Ñ ØÖ ̧ Ö ×ØÖ Ø ØÓ ÖØ Ò × Ø Ó ×ØÖ Ò ×̧ × ×ÓÑÓÖÔ ØÓ Ø × ÓÖØ ר Ô Ø Ñ ØÖ ÓÚ Ö Ã 3⁄4 Ò · 1⁄4¿ Ø × ÑÔÐ × Ø Ø Ø ÒÒÓØ Ñ Ò 1⁄2 ́ÓÖ Ú Ò Ø ×ÕÙ Ö Ó 3⁄4 μ Û Ø × ØÓÖØ ÓÒ ØØ Ö Ø Ò ¿ 3⁄4 Ḉ1⁄2 Òμo ÀÓÛ Ú Ö̧ Û ÑÓ Ý Ø ¬Ò Ø ÓÒ Ó Ø ×Ø Ò Ý Ô ÖÑ ØØ Ò Ø ÑÓÚ 1 Ñ ÒØ Ó Ò Ö ØÖ Ö ÐÝ ÐÓÒ ÓÒØ ÙÓÙ× ÐÓ Ó Ö Ø Ö× × × Ò Ð ÓÔ Ö Ø ÓÒ̧ Ò Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò Ñ ØÖ × ÙÒ ÓÖÑ ̧ Ø Ò Ø Ö × ÙÐØ Ò ÐÓ 1 Ø Ñ ØÖ Ò Ñ Ò 1⁄2 Û Ø ×ØÓÖ Ø ÓÒ ḈÐÓ Ð ¡ ÐÓ £ Ðμ̧ Û Ö Ð × Ø Ð Ò Ø Ó Ø Ñ1 ×ØÖ Ò × ́× ÅË1⁄41⁄4̧ Å1⁄43⁄4 Ò Ö Ö Ò × Ø Ö Òμo Ì ÑÓ ¬ Ñ ØÖ × ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ò ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÐÓ Ý Ò Ò ×ØÖ Ò ÓÑ ÔÖ ×× ÓÒo Ì Ñ Ò Ó Ú Ò ×ØÖ Ò Ò ÓÑÔÙØ Ò ÐÑÓר Ð Ò Ö Ø Ñ ̧ Û Ý Ð × Ú ÖÝ ×Ø ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ÓÑ ÔÙØ Ò Ø ×Ø Ò ØÛ Ò ØÛÓ ×ØÖ Ò × ́Ø Ü Ø ×Ø Ò ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ × ÆÈ1 Ö μo Ê À Ì Å ÌÊÁ Ì Ö Ø Ñ ØÖ × Ò ÒØ Ö ×Ø Ò Ñ ØÖ Ñ ×ÙÖ Ò Ø ×Ø Ò × ØÛ Ò ØÛÓ ÙÖÚ ×o ÖÓÑ Ø ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ô Ö×Ô Ø Ú ̧ Ø × ÒØ Ö ×Ø Ò ØÓ ÒÚ ×Ø Ø Ø × Û Ö Å 3⁄4 Ò Ö ÓÒØ ÒÙÓÙ× ̧ ÐÓ× ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Ò×̧ ÓÒ× ×Ø Ò Ó ́× Ýμ Ø ÑÓ× Ø × Ñ ÒØ× o ÒÓØ Ø × Ø Ó ×Ù ÙÖÚ × Ý o ÁØ × ÒÓØ ÒÓÛÒ Û Ø Ö ̧ ÙÒ Ö Ö Ø ×Ø Ò ̧ Ò Ñ Ò 1⁄2 Û Ø ¬Ò Ø Ñ Ò× ÓÒ ́ ÓÖ Ò¬Ò Ø Ñ Ò× ÓÒ̧ Ò ×ÓÑ ØÖ Ñ Ò ÓÐ ÐÓÛ× ÖÓÑ Ø ÙÒÚ Ö× Ð ØÝÓ Ø 1⁄2 ÒÓÖÑ μo ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ Ø × ×Ý ØÓ Ø Ø ÓÖ ÒÝ ÓÙÒ × Ø Ë 1⁄2 ̧ Ø Ö × Ò ×ÓÑ ØÖÝ Ë 1⁄2 ¿ o o¿o¿ ÇÌÀ Ê ËÈ Á Ä Å ÌÊÁ Ë Ä ÇËË Ê ́1⁄2 3⁄4μ1 Ñ ØÖ Ñ ØÖ ×Ô ́ μ× Ù Ø Ø ÓÖ ÒÝ Ü 3⁄4 Ø ÒÙÑ Ö Ó ÔÓ ÒØ× Ý Û Ø ́Ü Ýμ 1⁄2 × Ø Ñ Óר ̧ Ò ÐÐ ÓØ Ö ×Ø Ò × Ö ÕÙ Ð ØÓ 3⁄4o Ì Ö Ò×ÔÓ× Ø ÓÒ ×Ø Ò Ì ́ÙÒ ÓÖ ØÙÒ Ø ÐÝ Ò Ñ μ Ñ ØÖ Ì ÓÒ Ø × Ø Ó ÐÐ Ô ÖÑÙ Ø Ø ÓÒ× Ó 1⁄2 3⁄4 Ò Ì ́ 1⁄2 3⁄4 μ × Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ÑÓÚ × Ó ÓÒØ ÙÓÙ× ×Ù × ÕÙ Ò × ØÓ Ö ØÖ ÖÝ ÔÓ× Ø ÓÒ× Ò ØÓ ØÖ Ò× ÓÖÑ 1⁄2 ÒØÓ 3⁄4 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 186
ÔØ Ö Ä ÓÛ1 רÓÖØ ÓÒ Ñ Ò × Ó ¬Ò Ø Ñ ØÖ ×Ô × 1⁄2 ÇÍÆ ÁËÌ Æ Å ÌÊÁ Ë Ì Ö Ú × Ò Ì Ö 1⁄41⁄2 ÓÒ× Ö ÔÔÖÓÜ Ñ Ø Ñ Ò × Ó ́1⁄2 3⁄4μ1 Ñ ØÖ × Ò Ô ́ Ò × Ò× ×ÓÑ Û Ø « Ö ÒØ Ö Ó ÑÐ Ó Û1 רÓÖ Ø ÓÒ Ñ Ò ×μo ÙÖ Ù×Û Ñ Ò ÁÒ Ý Á1⁄4¿ ÔÖ ÓÚ Ø Ø ÒÝ́ 1⁄2 3⁄4μ1 Ñ ØÖ Ò ×ÓÑ ØÖ ÐÐÝ Ñ Ò Ḉ ÐÓ Òμ 1⁄2 o È ÊÅ ÍÌ Ì ÁÇÆ Å ÌÊÁ Ë ÁØ Û × × ÓÛÒ Ò ÅË1⁄41⁄2 Ø Ø Ì Ò Ç ́1⁄2μ1 Ñ Ò 1⁄2 × Ñ Ð Ö Ö ×ÙÐØ× Û Ö Ó Ø Ò ÓÖ ÓØ Ö Ñ ØÖ × ÓÒ Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ× ̧ Ò ÐÙ Ò Ö Ú Ö× Ð ×Ø Ò Ò Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ Ø ×Ø Ò o o ÈÈÊÇ ÁÅ Ì Å ÁÆ Ë ÁÆ Ê ËÌ ÊÁ Ì Å ÌÊÁ Ë Ä ÇËË Ê ÓÑ Ò Ø Ò Ñ ØÖ Ä Ø 1⁄4 Ñ ØÖ × ÓÒ Ø × Ñ × Ø o Ì Ò 1⁄4 ÓÑ 1 Ò Ø × ́Ü Ýμ 1⁄4 ́Ü Ýμ ÓÖ ÐÐ Ü Ý 3⁄4 o ÓÒÚ Ü ÓÑ Ò Ø ÓÒ Ó Ñ ØÖ × Ä Ø × Ø̧ Ì 1⁄2 Ì 3⁄4 Ì Ñ ØÖ × ÓÒ Ø̧ Ò « 1⁄2 « ÒÓÒÒ Ø Ú Ö Ð× × ÙÑÑ Ò ØÓ 1⁄2o Ì ÓÒÚ Ü ÓÑ Ò Ø ÓÒ Ó Ø Ì ́Û Ø Ó Æ ÒØ× « μ × Ø Ñ ØÖ Ú Ò Ý ́Ü Ýμ È 1⁄2 « Ì ́Ü Ýμ̧ Ü Ý 3⁄4 o À Ö Ö ÐÐÝ Û Ð Ð1× Ô Ö Ø ØÖ ́ 1ÀËÌμ 1⁄21ÀËÌ × Ü ØÐÝ Ò Ù ÐØÖ 1 Ñ ØÖ Ø Ø ×̧ Ø × ÓÖØ × Ø1Ô Ø Ñ ØÖ ÓÒ Ø Ð Ú × Ó ÖÓÓØ ØÖ Ì ́Û Ø Û Ø ×μ ×Ù Ø Ø ÐÐ Ð Ú × Ú Ø × Ñ ×Ø Ò ÖÓÑ Ø ÖÓ ÓØo ÓÖ 1ÀËÌ Û Ø 1⁄2Û Ö ÕÙ Ö Ø Ø̧ ÑÓÖ ÓÚ Ö̧ ¡́Úμ ¡́ Ùμ Û Ò Ú Ö Ú × Ð Ó Ù Ò Ì ̧ Û Ö ¡́Ú μ ÒÓØ × Ø Ñ Ø Ö Ó Ø ×Ù ØÖ ÖÓÓØ Ø Ú ́ÛoÐ oÓo o Û ÑÝ × ×ÙÑ Ø Ø ÒÓÒ1Ð × Ö Ø Ð ×Ø 3⁄4̧ Ò ×Ó ¡́Úμ ÕÙ Ð× Ø ×Ø Ò Ó Ú ØÓ Ø Ò Ö ×Ø Ð Ú ×μo Ï ÖÒ Ò Ì × × Ò Û Ö ¬Ò Ø ÓÒ ÒØÖÓ Ù Ò Å1⁄41⁄2 o ÇÐ Ö Ô Ô Ö×̧ ×Ù × Ö ̧ Ö ̧ Ù× ÒÓØ Ö ¬Ò Ø ÓÒ̧ ÙØ Ø « Ö Ò × Ñ Ö ÐÝ Ø Ò Ð̧ Ò Ø ÒÓØ ÓÒ Ö Ñ Ò× ×× ÒØ ÐÐÝ Ø × Ñ o o o1⁄2 ÈÊÇ ÁÄ ÁËÌÁ Å ÁÆ Ë ÁÆ ÌÊ Ë ÓÒÚ Ü ÓÑ Ò Ø ÓÒ È Ö 1⁄2 « Ì Ó ×ÓÑ Ñ ØÖ × Ì 1⁄2 Ì Ö ÓÒ Ò Ø ÓÙ Ø Ó × ÔÖÓ Ð ×Ø Ñ ØÖ ́Ø × ÓÒ ÔØ Û × ×Ù ×Ø Ý Ã Ö Ôμo Æ Ñ ÐÝ ̧ ́Ü Ýμ × Ø ÜÔ Ø Ø ÓÒ Ó Ì ́Ü Ýμ Ó Ö 3⁄4 1⁄2 3⁄4 Ö Ó× Ò Ø Ö Ò ÓÑ ÓÖ Ò ØÓ Ø ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ú Ò Ý Ø « o Ç Ô ÖØ ÙÐ Ö ÒØ Ö ×Ø Ö Ñ 1 Ò × Ò ÓÒÚ Ü ÓÑ Ò Ø ÓÒ× Ó ÓÑ Ò Ø Ò Ñ ØÖ ×o Ì ÓÑ Ò Ø ÓÒ Ö ÕÙ Ö Ñ ÒØ × ÖÙ Ð ÓÖ Ñ ÒÝ ÔÔÐ Ø ÓÒ× o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø Ò Ð × ÓÒ ØÓ ×ÓÐ Ú Ñ ÒÝ ÔÖÓ 1 Ð Ñ× ÓÚ Ö Ø ÓÖ Ò Ð Ñ ØÖ ́ μ Ý ×ÓÐ Ú Ò Ø Ñ ÓÒ ́× ÑÔÐ μ Ñ ØÖ Ó× Ò Ø Ö Ò ÓÑ ÖÓÑ Ì 1⁄2 Ì Ö ÓÖ Ò ØÓ Ø ×ØÖ ÙØ ÓÒ ¬Ò ÝØ « o Ì Ù× ÙÐÒ ×× Ó ÔÖÓ Ð ×Ø Ñ ØÖ × ÓÑ × ÖÓÑ Ø Ø Ø Ø ×ÙÑ Ó Ñ ØÖ × × ÑÙ Ñ Ó Ö Ô Ó Û Ö ÙÐ Ø Ò Ò Ú Ù Ð Ñ ØÖ o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø × ÒÓØ Æ ÙÐØ ØÓ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 187
1⁄2 È ÓØÖ ÁÒ Ý Ò Â Ö Å ØÓÙ× × ÓÛ Ø Ø Ø Ö Ö Ñ ØÖ × ́ o o̧ Ý Ð × ÊÊ ̧ ÙÔ1⁄41⁄2 μ Ø Ø ÒÒÓØ Ñ Ò ØÖ Ñ ØÖ × Û Ø Ó́Òμ רÓÖ Ø ÓÒo ÁÒ Ó ÒØÖ ×Ø̧ Û Ú Ø ÓÐÐÓÛ Ò Ö × ÙÐØ ÌÀ ÇÊ Å o o1⁄2 ÖÓ ÒÔ ÓÐ̧ Ê Ó̧ Ò Ì ÐÛ Ö Ê Ì1⁄4¿ Ä Ø ́ μ ÒÝ Ò1Ô Ó ÒØ Ñ ØÖ ×Ô o ÓÖ Ú ÖÝ 1⁄2̧ Ø Ö Ü ×Ø Ò ØÙÖ Ð ÒÙÑ Ö Ö̧ 1ÀË Ì Ñ ØÖ × Ì 1⁄2 Ì 3⁄4 Ì Ö ÓÒ ̧ Ò Ó Æ ÒØ× « 1⁄2 « Ö 1⁄4 ×Ù Ñ1 Ñ Ò ØÓ 1⁄2 ×Ù Ø Ø Ì ÓÑ Ò Ø × ̧ Ò Ø ́ ÒØ ØÝμ Ñ Ò Ó ́ μ ÒØÓ́ μ̧Û Ö È Ö 1⁄2 « Ì ̧ × ×ØÓÖØ ÓÒ Ḉ́ ÐÓ μ ¡ ÐÓ Òμo Ì ¬Ö× Ø Ö ×ÙÐØ Ó Ø × ØÝÔ Û × Ó Ø Ò Ý ÐÓÒ Ø Ð ÃÈÏ o Ì Ö Ñ Ò × × ØÓÖØ ÓÒ 3⁄4 Ḉ Ô ÐÓ Ò ÐÓ ÐÓ Òμ ̧ Ò Ù× × ÓÒÚ Ü ÓÑ Ò Ø ÓÒ× Ó Ø Ñ ØÖ × Ò Ù Ý ×Ô ÒÒ Ò ØÖ × Ó Åo Û Ý Ö× Ð Ø Ö ÖØ Ð Ö Ñ ÔÖÓÚ Ø ×ØÓÖ Ø ÓÒ ÓÙÒ ÓÒ× Ö ÐÝ ̧Ø ÓḈÐÓ 3⁄4 Òμ Ò Ð Ø Ö Ú Ò ØÓ Ç ́ÐÓ Ò ÐÓ ÐÓ Òμ Ö o Ì ÓÙÒ ÓÒ Ø ×ØÓÖ Ø ÓÒ Ò Ø Ø ÓÖ Ñ ÓÚ × ÓÔØ Ñ Ð ÙÔ ØÓ ÓÒר ÒØ ØÓÖ ÓÖ Ú ÖÝ ¬Ü ̧ × Ò ÒÝ ÓÒÚ Ü ÓÑ Ò Ø ÓÒ Ó ØÖ Ñ ØÖ × Ñ × ×ÓÑ ØÖ ÐÐÝ ÒØÓ 1⁄2 o Ì ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ× Ò Ö ̧ Ö ̧ Ê Ì1⁄4¿ Ò Ö Ø ØÖ × Û Ø ËØ Ò Ö ÒÓ × ́ o o̧ ÒÓ × Ø Ø Ó ÒÓØ ÐÓÒ ØÓ μo ÀÓÛ Ú Ö̧ ÓÒ Ò Ø Ö Ó ×Ù ÒÓ × Ò ÒÝ ØÖ Û Ð Ò Ö × Ò Ø ×ØÓÖ Ø ÓÒ Ý Ø Ñ Óר ÙÔ1⁄41⁄2 o Ò ÒØ Ö ×Ø Ò ÜØÖ ØÙÖ Ó Ø ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ Ó ÐÓÒ Ø Ðo Ñ ÒØ ÓÒ ÓÚ × Ø Ø Ø Ñ ØÖ × Ú Ò × Ø × ÓÖØ × Ø1Ô Ø Ñ ØÖ Ó ́Û Ø μ Ö Ô ÓÒ Ø Ú ÖØ Ü × Ø ̧ Ø Ò ÐÐ Ø Ì Ö ×Ô ÒÒ Ò ØÖ × Ó Ø × o ÆÓÒ Ó Ø ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ× Ò Ö ̧ Ö ̧ Ê Ì1⁄4¿ × Ö Ø × ÔÖÓÔ ÖØÝ o Ì Ñ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò ÖØ Ð3× Ô Ô Ö× Ö ̧ Ö Ö Ö Ò ÓÑ Þ Ò ÖÙÒ Ò Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ø Ñ o Ø ÖÑ Ò ×Ø Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ø × Ñ ÔÖÓ Ð Ñ Û × Ú Ò Ò · o Ì Ð ØØ Ö Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÒ×ØÖ Ù Ø× ×ØÖ ÙØ ÓÒ ÓÚ Ö ḈÒ ÐÓ Òμ ØÖ × ́Ø ÒÙÑ Ö Ó ØÖ × Ò ÖØ Ð3× ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ Û × ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð Ò Òμo o o3⁄4 Ê ÅË 1Ì È ÌÀ ÇÊ ÅË Å ÒÝ Ê Ñ× Ý1ØÝÔ ÕÙ ×Ø ÓÒ× Ò × Ò ÓÒÒ Ø ÓÒ Û Ø Ð ÓÛ1 × ØÓÖØ ÓÒ Ñ1 Ò × Ó Ñ ØÖ ×Ô ×o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ú Ò Ð ×× × Ò Ó ¬Ò Ø Ñ ØÖ ×Ô ×̧ ÓÒ Ò × Û Ø Ö ÓÖ Ú ÖÝ Ò1ÔÓ ÒØ ×Ô 3⁄4 Ø Ö × Ò Ñ1Ô Ó ÒØ 3⁄4 ×Ù Ø Ø Ò «1 Ñ Ò ̧ ÓÖ Ú Ò Ò Ñ «o ÁÑÔÓÖØ ÒØ Ö × ÙÐØ× Û Ö Ó Ø Ò Ò Å1⁄41⁄2 ̧ Ò Ð Ø Ö Ö ØÐÝ ÑÔÖ ÓÚ Ò ÜØ Ò Ò ÄÅÆ1⁄4¿ ̧ ÓÖ Ø Ð ×× Ó ÐÐ 1ÀËÌ Ò Ø Ð ×× Ó ÐÐ ¬Ò Ø Ñ ØÖ ×Ô × Ø Ý Û Ö Ù× ÓÖ ÐÓÛ Ö ÓÙÒ Ò × Ò ¬ ÒØ Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÖÓ Ð Ñ ́Ñ ØÖ Ð Ø × × Ýר Ñ× μo Ä Ø Ù× ÕÙÓØ ×ÓÑ Ó Ø ÒÙÑ Ö ÓÙ× Ö ×ÙÐ Ø× Ó ÖØ Ð Ø Ðo ÌÀ ÇÊ Å o o3⁄4 ÖØ Ð̧ Ä Ò Ð̧ Å Ò Ð̧ Ò Æ ÓÖ ÄÅÆ1⁄4¿ Ä Ø Ê ÍÅ ́Ò «μ ÒÓØ Ø Ð Ö ×Ø Ñ ×Ù Ø Ø ÓÖ Ú ÖÝ Ò1ÔÓ ÒØ Ñ ØÖ ×Ô Ø Ö Ü ×Ø× Ò Ñ1ÔÓ ÒØ 1⁄21ÀËÌ ́ o o̧ ÙÐØÖ Ñ ØÖ μ Ø Ø «1 Ñ × Ò ̧ Ò Ð Ø Ê 3⁄4 ́Ò «μ ¬Ò × Ñ Ð ÖÐÝ Û Ø Ù ÐØÖ Ñ ØÖ Ö ÔÐ Û Ø Ù Ð Ò Ñ ØÖ o ́ μ Ì Ö Ö Ô Ó× Ø Ú ÓÒ ×Ø ÒØ× 1⁄2 ×Ù Ø Ø ÓÖ Ú ÖÝ « 3⁄4 Ò ÐÐ Ò̧ Ò 1⁄2 1⁄2 ́ÐÓ «μ « Ê ÍÅ ́Ò «μ Ê 3⁄4 ́Ò «μ Ò 1⁄2 « ́ μ ́Ë ÖÔ Ø Ö × ÓÐ Ø ×ØÓÖØ ÓÒ 3⁄4μ ÓÖ Ú ÖÝ « 3⁄4̧Ø Ö Ü× Ø × ́«μ 1⁄4 ×Ù Ø Ø Ê 3⁄4 ́Ò «μ Ê ÍÅ ́Ò «μ Ò ́«μ ÓÖ ÐÐ Ò̧ Û Ð ÓÖ Ú ÖÝ « 3⁄4 ́1⁄2 3⁄4μ̧ Û © 2004 by Chapman & Hall/CRC 188
ÔØ Ö Ä ÓÛ1 רÓÖØ ÓÒ Ñ Ò × Ó ¬Ò Ø Ñ ØÖ ×Ô × 1⁄2 Ú 1⁄4 ́«μÐ Ó Ò Ê ÍÅ ́Ò «μ Ê 3⁄4 ́Ò «μ 3⁄4Ð Ó Ò · 1⁄4 ́«μ ÓÖ ÐÐ Ò̧ Û Ø ×Ù Ø Ð ÔÓ× Ø Ú 1⁄4 ́«μ Ò 1⁄4 ́« μo ÓÖ Ñ Ò 1ÀËÌ Ò Ú Ò ×Ô ̧ ÓÒ Ò Ù× Ø Ø Ø Ø Ú ÖÝ ÙÐØÖ Ñ ØÖ × 1 ÕÙ Ú Ð ÒØØ Ó 1ÀËÌo ÓÖ Ò ÖÐ Ö Ö ×ÙÐ Ø × Ñ Ð Ö ØÓ Ø × ÓÒ Ô ÖØ Ó ́ μ̧ × ÓÛ Ò Ø Ø Ø Ð Ö ×Ø Ù Ð Ò ×Ù ×Ô ́1⁄2· μ1 Ñ Ð Ò Ò Ö Ð Ò1Ô Ó ÒØ Ñ ØÖ ×Ô × × Þ ¢́Ð Ó Òμ ÓÖ ÐÐ ×ÙÆ ÒØÐÝ ×Ñ ÐÐ ¬Ü 1⁄4̧ × Å o o o¿ ÈÈÊÇ ÁÅ Ì ÁÇÆ ËÈ ÊË Ê ÈÀË Ä ÇËË Ê Ø1 ×Ô ÒÒ Ö ×Ù Ö Ô À Ó Ö Ô ́ÔÓ×× ÐÝ Û Ø Û Ø ×μ × Ø1 ×Ô ÒÒ Ö Ó À ́Ù Úμ Ø ¡ ́Ù Úμ Ó Ö ÚÖÝ Ù Ú 3⁄4 Î ́ μo ËÔ Ö× ×Ô ÒÒ Ö× Ö Ù× ÙÐ × ÑÓÖ ÓÒÓÑ Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó Ú Ò Ö Ô ́ÒÓØ Ø Ø À × Ø1× Ô ÒÒ Ö Ó ̧ Ø Ò Ø ÒØ ØÝ Ñ Ô Î ́ μ Î ́Àμ × Ø1 Ñ Ò μo ÌÀ ÇÊ Å o o¿ ÐØ Ó Ö Ø Ðo · ¿ ÓÖ Ú ÖÝ ÒØ Ö Ø 3⁄4̧ Ú ÖÝ Ò1Ú ÖØ Ü Ö Ô × Ø1×Ô ÒÒ Ö Û Ø Ø ÑÓר Ñ́Ø Òμ ×̧ Û Ö Ñ́ Òμ ḈÒ 1⁄2·1⁄2 3⁄4 μ × Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÔÓ×× Ð ÒÙÑ Ö Ó × Ó Ò Ò1Ú ÖØ Ü Ö Ô Ó ÖØ ·1⁄2 o Ì ÔÖÓÓ × ÜØÖ Ñ ÐÝ × ÑÔÐ ËØ ÖØ Û Ø ÑÔ ØÝ À̧ ÓÒ× Ö Ø × Ó ÓÒ Ý ÓÒ ÖÓÑ Ø × ÓÖØ ר ØÓ Ø ÐÓÒ ×Ø̧ Ò Ò× ÖØ Ò ØÓ Ø ÙÖÖ ÒØ À ÙÒÐ ×× Ø Ö Ø × Ý Ð Û Ø Ø ÑÓר Ø ×o ÁØ × Ð×Ó ÑÑ Ø ÐÝ × Ò Ø Ø Ø ÓÙÒ Ñ́Ø Òμ × Ø ×Ø Ô Ó×× Ð Ò Ø ÛÓÖ× Ø × o Ê ÒÓÚ Ò Ê Þ ÊÊ Ô Ö Ó Ú Ø Ø Ø Ö Ö ́ÙÒÛ Ø μ Ò1Ú ÖØ Ü Ö Ô × Ø Ø ÒÒÓØ Ø1 Ñ Ò Ö Ô × ́Ô Ó×× ÐÝ Û Ø μ Û Ø Û Ö Ø Ò Ñ ́áØμ Ò μ × ́ ÓÖ Ø ×ÙÆ ÒØÐÝ Ð Ö Ò Ò ×ÙÆ ÒØÐ Ý Ð Ö Ò Ø ÖÑ× Ó Øμo Ì Ö Ñ Ò ØÓ ÓÐ × Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ð ÑÑ ̧ ÔÖÓÚ Ý Ð Ñ ÒØ ÖÝ ØÓÔÓÐÓ Ð ÓÒ× Ö1 Ø ÓÒ× Á À × × ÑÔÐ ÙÒÛ Ø ÓÒÒ Ø Ò1Ú ÖØ Ü Ö Ô Ó ÖØ Ò × ́ÔÓ×× ÐÝ Û Ø μ Ö Ô ÓÒ Ø Ð ×Ø Ò Ú ÖØ × Û Ø ́ μ ́À μ̧ Ø Ò À ÒÒÓØ 1 Ñ Ò ÓÖ ¿ 3⁄4 Ö ́ μ ÒÓØ × Ø ÙÐ Ö Ö Ø Ö ×Ø Ó Ö Ô ̧Û ̧ ÓÖ ÓÒÒ Ø ̧ ÕÙ Ð× ́ μ Î ́ μ ·1⁄2 o o Ä ÇÊÁÌÀÅÁ ÈÈÄÁ ÌÁ ÇÆË Ç Å ÁÆ Ë ÁÒ Ø × × Ø ÓÒ Û Ú Ö Ó Ú ÖÚ Û Ó Ø × Ò Ö Ó× Ò Û Ñ Ò × Ú Ò Ù× Ò Ø × Ò Ó Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò ÓÖ Ø ÖÑ Ò Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ÔÐ Ü1 ØÝ o ÓÖ ÑÓÖ Ø Ð ×ÙÖ Ú Ý ̧ × ÁÒ 1⁄41⁄2 o Ì ÑÓ× Ø ØÝÔ Ð × Ò Ö Ó × × ÓÐÐ ÓÛ×o ËÙÔÔ Ó× Û Ú ÔÖÓ Ð Ñ ¬Ò ÓÚ Ö × Ø Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ñ ØÖ ×Ô Åo Á Ø Ñ ØÖ ×Ô × ÓÑ ÔÐ Ü ÒÓÙ ̧ Ø ÔÖÓ Ð Ñ × Ð ÐÝ ØÓ ÆÈ1 Ö o Ì Ó× Ó Ð Ú Ø ÔÖÓ Ð Ņ̃ Û Ñ Ø Ñ ØÖ Ò × ÑÔÐ Ñ ØÖ Å 1⁄4 ̧ Ò × Ó Ð Ú Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ø Ö o Ì × Ú × Ò ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 189
1⁄2 1⁄4 È ÓØÖ ÁÒ Ý Ò Â Ö Å ØÓÙ× Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ø ÓÖ Ò Ð ÔÖÓ Ð Ņ̃ Û Ó× ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÓÒ ØÓÖ Ô Ò × ÓÒ Ø ×ØÓÖ Ø ÓÒ Ó Ø Ñ Ò o Ì ÑÔÐ Ñ ÒØ Ø ÓÒ Ó Ø × Ò Ö Ð Ô Ö Ñ Ô Ò × ÓÒ ÓÑÔÐ Ü Ò × Ñ1 ÔÐ Ñ ØÖ × Å Ò Å 1⁄4 o Ì ÑÓ× Ø Ö ÕÙ ÒØ × Ò Ö Ó× Ö × ÓÐÐ ÓÛ× 1⁄2o Ò Ö Ð Ñ ØÖ × ØÖ Ñ ØÖ ×o Ì × ÔÔÖÓ Ù× × Ø Ø ÓÖ Ñ× Ó Ö ̧ Ê Ì1⁄4¿ ̧ Û Ò Ð Ø Ñ Ò Ó Ò Ö ØÖ ÖÝ ¬Ò Ø Ñ ØÖ ×Ô ̧ Ò ÔÖÓ Ð ×Ø Û Ý ̧ Ò ØÖ Ñ ØÖ ×̧ Û Ø ÐÓÛ × ØÓÖØ ÓÒo ÁØ × ÒÓØ Æ ÙÐØ ØÓ × Ø Ø Ø Ó Ð Ó Ø ÓÖ Ò Ð ÔÖÓ Ð Ñ × ØÓ Ñ Ò Ñ Þ Ð Ò Ö ÙÒ Ø ÓÒ Ó Ø ÒØ ÖÔÓ ÒØ ר Ò ×̧ Ø Ò Ø ÔÖÓÔ ÖØ × Ù Ö ÒØ Ý Ø ÓÚ Ñ 1 Ò Ö ×ÙÆ ÒØØ Ó× Ó ÛØ Ø ÚÒ 1 ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ÀËÌ3 × ́ÓÖ ØÖ ×̧ Ö × Ôoμ̧ ÓÒ Ò ÓÒ× ØÖÙ Ø Ò Ḉ ÐÓ Ò ÐÓ ÐÓ Òμ1 ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÓÒ ́ÓÖ Ḉ ÐÓ Òμ1 ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÓÒ̧ Ö × Ôoμ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ø ÓÖ Ò Ð Ñ ØÖ o Ë Ò Ø Ö Ò ÓÑ Ó Ó ØÖ Ó × ÒÓØ Ô Ò ÓÒ Ø ÙÒ Ø ÓÒ ØÓ ÓÔØ Ñ Þ ̧ Ø × ÔÔÖÓ ÛÓÖ × Ú Ò Ø ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÙÒ Ø ÓÒ × ÒÓØ ÒÓÛÒ Ò Ú Ò o Ì Ù×̧ Ø × ÔÔÖ Ó × Ò Ú ÖÝ ×Ù ×× ÙÐ ÓÖ ÓØ Ó̄ Ò Ò ÓÒÐ Ò ÔÖÓ 1 Ð Ñ×o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø Ð ØÓ ÔÓÐÝÐÓ ́Òμ1 ÓÑÔ Ø Ø Ú Ð ÓÖ Ø Ñ Ì ÓÖ Ñ ØÖ Ð Ø × × Ýר Ñ×̧ Ö × ÓÐÚ Ò ÐÓÒ 1ר Ò Ò ÓÒ ØÙÖ o ÁÒ Ø Ð ØØ Ö Ô Ô Ö̧ Ø Ñ Ò Ò ÀËÌ3× ́ × ÓÔÔ Ó× ØÓ Ò Ö Ð ØÖ ×μ × ÖÙ Ð ØÓ Ó Ø Ò Ø Ö ×ÙÐ Øo 3⁄4o Ò Ö Ð Ñ ØÖ Ð ÓÛ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÒÓÖ Ñ × Ô ×o ÁÒ Ø × × Û Ù× ÓÙÖ1 Ò3× ÓÖ Å ØÓÙ× 3× Ø ÓÖ Ñ ØÓ Ó Ø Ò Ð ÓÛ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø Ö Ô1 Ö × ÒØ Ø ÓÒ Ó Ñ ØÖ o Ë Ò Ø Óר Ñ ØÖ × ÐÓÛ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð̧ ÔÓ ÒØ Ò Ö ÔÖ × ÒØ Ù× Ò ×Ñ ÐÐ ÒÙÑ Ö Ó Ø×o Ì × × ÒØ Ö ×Ø Ò ÓÒ× 1 ÕÙ Ò × ÓÖ ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø Ô ÖÓÜ Ñ ØÝ1ÔÖ × ÖÚ Ò Ð Ð Ò È Ð ̧ ÈÈ Ê1⁄41⁄2 o ¿o ËÔ ¬ Ñ ØÖ × Ò ÓÖÑ ×Ô ×o Ì × ÔÔÖ Ó Ù ×ר Ö ×ÙÐØ× Ó Ë 1 Ø ÓÒ o ¿o3⁄4̧ Û ÔÖÓÚ Ñ Ò × Ó ÖØ Ò Ñ ØÖ × ́ o o̧ À Ù× ÓÖ« ÓÖ Ä Ú Ò× Ø Ò Ñ ØÖ ×μ Ò ÒÓÖÑ ×Ô ×o Ì × Ò Ð × Ø Ù× Ó Ð ÓÖ Ø Ñ ØÓ ÓÐ× × Ò ÓÖ ÒÓÖ Ñ ×Ô × ́× ̧ o o̧ ÔØ Ö ¿ Ó Ø × À Ò ÓÓ μ ÓÖ ÔÖÓ Ð Ñ× ¬Ò ÓÚ Ö ÑÓÖ ÓÑ ÔÐ Ü Ñ ØÖ ×o o À 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô × ÐÓÛ Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô ×o À Ö ̧ Û Ù× Ñ Ò1 × ÓÒ Ð ØÝ Ö Ù Ø ÓÒ Ø Ò ÕÙ ×̧ ÒÓØ ÐÝ Ø ÂÓ Ò×ÓÒ1Ä Ò Ò× ØÖ Ù×× Ø ÓÖ Ño ÁÒ Ø × Û Ý ̧Û Ö Ù Ø Ñ Ò× ÓÒ Ó Ø ÓÖ Ò Ð ×Ô ØÓ ḈÐÓ Òμ̧ Û Ý Ð × × Ò ¬ ÒØ × Ú Ò × Ò Ø Ö ÙÒÒ Ò Ø Ñ Ò »ÓÖ ×Ô o Ì ÑÔÖ ÓÚ 1 Ñ ÒØ × Ô ÖØ ÙÐ ÖÐÝ ÑÔÖ ×× Ú Ò Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ø ÓÖ Ò Ð ÔÖÓ Ð Ñ Ù× × ×Ô »Ø Ñ Ü ÔÓÒ ÒØ Ð Ò Ø Ñ Ò× ÓÒ ́× ̧ o o̧ ÔØ Ö ¿ μo Ï ÒÓØ ̧ ÓÛ Ú Ö̧ Ø Ø ÓÖ Ñ Óר ÔÔÐ Ø ÓÒ× ̧ Ø Ñ Ò ÔÖÓÔ ÖØ × Ð ×Ø Ò Ø ×Ø Ø Ñ ÒØ Ó Ì ÓÖ Ñ o3⁄4o ¿ Ö ÒÓØ ×ÙÆ ÒØo ÁÒר ̧ ÓÒ ÑÙר Ó Ø Ò Ù× Ø ÓÒ Ð ÔÖÓÔ ÖØ × Ó Ø Ñ Ò ̧ ×Ù × ̄ Ì Ñ Ò × Ó× Ò Ø Ö Ò ÓŅ̃ Ò Ô Ò ÒØÐ Ý Ó Ø ÒÔÙØ ÔÓ ÒØ × Øo Ì × ÔÖ ÓÔ ÖØÝ × ÖÙ Ð Ò × ØÙ Ø ÓÒ× Û Ö ÒÓØ ÐÐ ÔÓ ÒØ× Ö ÒÓÛÒ Ò Ú Ò ́ o o̧ ÓÖ Ø Ò Ö ×Ø Ò ÓÖ ÔÖÓ Ð Ñμo ̄ Ì Ñ ÔÔ Ò × Ð Ò Öo Ì × ÔÖ ÓÔ ÖØÝ × Ù× ̧ o o̧ ÓÖ Ñ Ò× ÓÒ Ð ØÝ Ö Ù Ø ÓÒ Ø ÓÖ Ñ× ÓÖ ÝÔ ÖÔÐ Ò × ́ o o̧ Û Ò Ø ÒÔÙØ × Ø Ò ÓÒ× ×Ø Ó ÔÓ ÒØ× ̧ Ð Ò ×̧ ÔÐ Ò × Ø oμ Å 1⁄43⁄4 ̧ Ò ÓÖ ÐÓÛ1×Ô ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ × × Ö Ð ÓÛo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 190
ÔØ Ö Ä ÓÛ1 רÓÖØ ÓÒ Ñ Ò × Ó ¬Ò Ø Ñ ØÖ ×Ô × 1⁄2 1⁄2 ̄ Ì Ó Æ ÒØ× Ó Ø Ñ ÔÔ Ò Ñ ØÖ Ü Ö Ó× Ò Ò Ô Ò ÒØ ÐÝ Ó ÓØ Ö ́Ø × ÔÖ ÓÔ ÖØÝ ÓÐ × ÓÖ ×ÓÑ ÙØ ÒÓØ ÐÐ ÔÖÓÓ × Ó Ñ Ò× ÓÒ Ð ØÝ Ö Ù Ø ÓÒ Ø ÓÖ Ñ× μo Ì × Ô ÖÓÔ ÖØÝ × Ù× ÙÐ̧ o o̧ Û Û ÒØ ØÓ Ó 1 Ø Ò Ø ÖÑ Ò ×Ø Ú Ö× ÓÒ× Ó Ñ Ò× ÓÒ Ð ØÝ Ö Ù Ø ÓÒ Ø ÓÖ Ñ× ÁÒ 1⁄41⁄4̧ Ë Ú1⁄43⁄4̧ ÁÇ 1⁄43⁄4 ̧ Û Ú ÔÔÐ Ø ÓÒ× ØÓ Ø Ö Ò ÓÑ Þ Ø ÓÒ Ó Ô1 ÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ð ÓÖ Ø Ñ× × ÓÒ × Ñ ¬Ò Ø ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o o ÓÑÔÐ Ü ÒÓÖ Ñ × Ô × × ÑÔÐ Ò ÓÖÑ × Ô ×o Ì ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ó ÒÓÖ Ñ ×Ô Ð ÖÐÝ Ô Ò × ÓÒ Ø ÔÖÓ Ð Ñ Û Û ÒØ ØÓ × ÓÐÚ o ÓÖ Ü Ñ1 ÔÐ ̧ Û Û ÒØ ØÓ ¬Ò Ø Ñ Ø Ö Ó × Ø Ó ÔÓ ÒØ×̧ Ø × Ú ÖÝ ÐÔ ÙÐ Ø ÒØ ÖÔÓ ÒØ ר Ò × Ö Ò Ù ÝØ Ð 1⁄2 ÒÓÖÑo ÁÒ Ø × × ̧ Ø Ñ Ø Ö Ó Ø ÔÓ ÒØ × Ø × ÕÙ Ð ØÓ Ø Ñ Ü ÑÙÑ Ñ Ø Ö Ó ÐÐ ÓÒ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÓ ÒØ × Ø×̧ Ó Ø Ò Ý ÔÖÓ Ø Ò Ø ́ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ðμ ÔÓ ÒØ× ÓÒØÓ ÓÒ Ó Ø ÓÓÖ1 Ò Ø ×o Ì × ÔÔÖ Ó Ú× Ò ḈÒ μ Ø Ñ ÓÖ ÓÑÔÙØ Ò Ø Ñ Ø Ö Ò Ð 1⁄2 o ÀÓÛ Ú Ö̧ ÖÓÑ Ë Ø ÓÒ o1⁄2 Û ÒÓÛ Ø Ø Ø ×Ô Ð 1⁄2 Ò ×ÓÑ ØÖ ÐÐÝ Ñ Ò Ð 3⁄4 1⁄2 1⁄2 o Ì Ù×̧ Û Ó Ø Ò Ð Ò Ö1Ø Ñ ́ × ×ÙÑ Ò ÓÒ× Ø ÒØ Ñ Ò1 × ÓÒμ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ÓÑ ÔÙØ Ò Ø Ñ Ø Ö Ò Ø Ð 1⁄2 ÒÓÖÑo ÇØ Ö Ñ Ò Ö ×ÙÐ Ø× × Ö Ò Ë Ø ÓÒ o3⁄4 Ú × Ñ Ð Ö Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÔÐ Ø ÓÒ× × Û ÐÐo × ÓÒ ØÝÔ Ó Ö × ÙÐØ ÒÚÓÐÚ × Ù× Ò Ø Ñ Ò × Ò Ø Ö Ú Ö× Ö 1 Ø ÓÒ×̧ Ò ÓÖ Ö ØÓ Ö Ú ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ×o ËÔ ¬ ÐÐÝ ̧ Ò ÓÖ Ö ØÓ × ÓÛ Ö Ò ×× Ö × ÙÐØ ÓÖ Ñ ØÖ Å 1⁄4 ̧ Ø ×ÙÆ × ØÓ × ÓÛØ Ø ÚÒ ÔÖÓ Ð Ñ × Ö ́ØÓ ÔÔÖ ÓÜ1 Ñ Ø μ Ò Ñ ØÖ Å Ø Ø Ò Ñ Ò Å 1⁄4 o Ì × ÔÔÖÓ × Ò Ù× ØÓ ÔÖÓÚ Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö ×ÙÐ Ø× ̄ ÁÒ Ì Ö 1⁄41⁄2̧ Á1⁄4¿ ̧ Ø Û × × ÓÛÒ Ø Ø ÖØ Ò ÓÑ ØÖ ÔÖÓ Ð Ñ× ́ o o̧ ÌËÈμ Ö Ö ØÓ ÔÔÖÓÜ Ñ Ø Ú Ò Ò ¢́Ð Ó Òμ Ñ Ò× ÓÒ×o Ì × Û × Ú Ý Ñ Ò ́1⁄2 3⁄4μ1 Ñ ØÖ × ́ ÒÓÛÒ ØÓ Ø Ö × ×μ Ò Ð ḈÐÓ Òμ Ô o ̄ ÁÒ Å1⁄41⁄2 ̧ Ø Û × × ÓÛÒ Ø Ø ÖØ Ò ÓÒÐ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× ́Ñ ØÖ Ð Ø × × Ýר Ñ×μ Ó ÒÓØ Ú a ́ Ð Ó Ò ÐÓ Ḉ1⁄2μ ÐÓ Òμ1 ÓÑÔ Ø Ø Ú Ð ÓÖ Ø Ñ×o Ì × Û × Ú Ý × ÓÛ Ò Ø Ø Ð Ö ÀËÌ Ñ ØÖ × Ò Ñ Ò Ö ØÖ ÖÝ ¬Ò Ø Ñ ØÖ ×̧ Ò ÔÖÓÚ Ò ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÓÖ ÀËÌ Ñ ØÖ ×o Ò ÐÐÝ ̧ Ñ Ò × Ò Ù× ÓÖ ÔÖÓ Ð Ñ× Ø Ø̧ Ø ¬Ö× Ø × Ø̧ Ó ÒÓØ × Ñ ØÓ Ñ ØÖ Ò Ò ØÙÖ o ÆÓØ Ð Ü ÑÔÐ × Ó ×Ù Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ Ö ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ Ö Ô ÔÖÓ Ð Ñ×̧ ×Ù × Ø Ð ÓÖ Ø Ñ Ó ÄÄÊ ÓÖ Ø ×Ô Ö× ×Ø ÙØ ÔÖÓ Ð Ñ Ò ÓÖ Ö Ô Ò Û Ø 1⁄41⁄4 o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø ÓÖÑ Ö ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ô Ö × × ¬Ò Ò ÙØ Ñ ØÖ Ñ Ò Ñ Þ Ò ÖØ Ò Ó Ø Ú ÙÒ Ø ÓÒo ÐØ ÓÙ Ø ÔÖÓ Ð Ñ × ÆÈ1 Ö ̧ Ø× Ö Ð Ü Ø ÓÒ Ø Ø Ö ÕÙ Ö × ¬Ò Ò Ùר Ñ ØÖ ́Ñ Ò Ñ Þ Ò Ø × Ñ Ó Ø Ú ÙÒ Ø ÓÒμ Ò × ÓÐÚ Ò ÔÓÐÝÒÓÑ Ð Ø Ñ Ú Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o Ì Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÖÓ × Ý Ñ Ò Ø ×ÓÐ ÙØ ÓÒ Ñ ØÖ Ò Ð 1⁄2 ́Û Ø ÐÓÛ ×ØÓÖ Ø ÓÒμ Ò ÓÑÔ Ó× Ò Ø ÒØÓ ÓÒÚ Ü ÓÑ Ò Ø ÓÒ Ó ÙØ Ñ ØÖ ×o ÁØ Ò × ÓÛÒ Ø Ø Ø Ø ÓÒ Ó Ø Ó× ÙØ Ñ ØÖ × ÔÖ ÓÚ × Ò ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø × ÓÐÙØ ÓÒ ØÓ Ø ×Ô Ö× ×Ø ÙØ ÔÖÓ Ð Ño ÒÓØ Ö Ö Û Ó× Ö Ð Ø ÓÒ ØÓ Ñ Ò × × ÒÓØ ÔÖ ÓÖ ÔÔ Ö ÒØ × ÐÓÛ1 ×Ô ÓÑ ÔÙØ Ò o ÔÖ ÓØÓØÝÔ Ð Ü ÑÔÐ Ó ×Ù ÔÖÓ Ð Ñ × Ø × ØÖÙ ØÙÖ Ø Ø Ñ ÒØ Ò× 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ú ØÓÖ Ü ́ÙÒ Ö Ò Ö Ñ ÒØ×» Ö Ñ ÒØ× Ó Ü3× Ó ÓÖ1 Ò Ø ×μo Ï Ò ÕÙ Ö ̧ Ø Ø ×ØÖ Ù ØÙÖ Ö ÔÓÖØ× Ò ÔÔÖÓÜ Ñ Ø Ú ÐÙ Ó Ü Ô o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø × Ô 1⁄4 ÓÖÖ ×Ô ÓÒ × ØÓ Ñ ÒØ Ò Ò Ò ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÒÓÒÞ ÖÓ ÓÓÖ Ò Ø ×o ÐØ ÖÒ Ø Ú ÐÝ̧ ÓÒ ÓÙÐ Ö ÕÙ ×Ø ×Ù Ò Ø ́ o o̧ Ô Û × © 2004 by Chapman & Hall/CRC 191
1⁄2 3⁄4 È ÓØÖ ÁÒ Ý Ò Â Ö Å ØÓÙ× ÓÒר ÒØ Û Ø Û Ô ×μ ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ó Ü̧Ú Û × ÙÒ Ø ÓÒ ÖÓÑ 1⁄2 ÒØÓ Ø Ö Ð×o ËÙ ÔÖÓ Ð Ñ× Ö ÑÓØ Ú Ø Ý Ø × ÔÔÐ Ø ÓÒ× o ÁÒ ÓÖ Ö ØÓ Ó Ø Ò ÐÓÛ1× ØÓÖ Ð ÓÖ Ø Ñ× ×ÓÐÚ Ò ×Ù ÔÖÓ Ð Ñ×̧ Û Ò Ô1 ÔÐÝ Ñ Ò× ÓÒ Ð ØÝ Ö Ù Ø ÓÒ Ø Ò ÕÙ × ØÓ Ö Ù Ø Ñ Ò× ÓÒ̧ Û Ð ÔÔÖÓÜ 1 Ñ Ø ÐÝ ÔÖ × ÖÚ Ò ÑÔÓÖØ ÒØ ÔÖÓÔ ÖØ × Ó Ü ́ o o̧ Ø× ÒÓÖ Ņ̃ ÓÖ Ø× ר ×Ù Ò Ø ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÓÒμo ÁÒ Ø × Û Ý ̧Û ÓÒÐ Ý Ò ØÓ רÓÖ Ø Ñ Ü Ó Üo Ë Ò Ø ÙÔ Ø ÓÔ Ö Ø ÓÒ× ÓÒ Ü Ö Ð Ò Ö̧ Ø Ý Ò × ÐÝ ØÖ Ò× ÓÖÑ ÒØÓ ÓÔ Ö Ø ÓÒ× ÓÒ Üo ÇÒ Ð×Ó × ØÓ Ò×ÙÖ Ø Ø Ø Ö × ÒÓ Ò ØÓ רÓÖ Ø × Ö ÔØ ÓÒ Ó ÜÔÐ ØÐÝ Ø × × ÓÒ Ý × ÓÛ Ò Ø Ø Ô× Ù ÓÖ Ò ÓÑ Ñ ØÖ Ü × ÓÓ ÒÓÙ ÅË ̧ ÁÒ 1⁄41⁄4 o Ì Ä o o1⁄2 × Ù Ñ Ñ ÖÝ Ó Ô ÔÖÓÜ Ñ Ø Ñ Ò ×o ÊÇÅ ÌÇ ÁËÌÇÊÌÁÇÆ Ê Ê Æ ÒÝ Ô ̧1⁄2 Ô 1⁄2 ḈÐÓ Òμ ÓÙ Ó Òר ÒØ1 Ö ÜÔ Ò Ö Ô ̧ Ô 1⁄2 ¬Ü a ́ÐÓ Òμ ÄÄÊ 1Ö o Ö Ô ̧ ¿̧ ÖØ 3⁄4 á Ô μ ÄÅÆ1⁄43⁄4 ÒÝ Ḉ Ò 1⁄2 ÐÓ Òμ 1⁄2 3⁄4 1⁄2 1⁄2 3⁄4 Å Ø ×ÓÑ áÒ 1⁄2 μ1 Ñ3Ðo 3⁄4 1⁄2 1⁄2 3⁄4 Å Ø Ò ÓÖÑ ×Ô ́ Ö Ó ×3× ÓÒ o μ ÒÝ 1⁄2 1⁄2 ¢́Òμ Å Ø 1⁄4 ÒÝ Ô ̧ ¬Ü ḈÒ 3⁄4 ÐÓ ¿ 3⁄4 Òμ̧ Å Ø 1⁄4 a Ò 1⁄2 ́ ·1⁄2μ 3⁄4 ¡ 3⁄4 Ñ ØÖ ḈÐÓ Ò 3⁄4 μ 3⁄4 1⁄2· ÂÄ 1⁄2 Ñ ØÖ Ò « 1⁄2 ̧1⁄4 « 1⁄2 á« 1⁄2 3⁄4 μ 1⁄4¿ ÔÐ Ò Ö ÓÖ ÓÖ Ò Ñ ÒÓÖ 3⁄4 Ḉ Ô ÐÓ Ò μ Ê Ó × Ö ×1Ô Ö ÐÐ Ð 3⁄4 á Ô ÐÓ Ò μ ÆÊ1⁄43⁄4 ÔÐ Ò Ö ḈÐÓ 3⁄4 Òμ 1⁄2 Ḉ1⁄2μ ÑÔÐ Ø Ò Ê Ó ÓÙØ ÖÔÐ Ò Ö ÓÖ × Ö ×1Ô Ö ÐÐ Ð 1⁄2 Ḉ1⁄2μ ÆÊË ØÖ 1⁄2 1⁄2 ́ ÓÐ ÐÓÖ μ ØÖ ḈÐÓ Òμ 1⁄2 1⁄2 ÄÄÊ ØÖ 3⁄4 ¢́́ÐÓ ÐÓ Òμ 1⁄2 3⁄4 μ ÓÙ ̧ Å Ø ØÖ 3⁄4 ḈÒ 1⁄2 ́ 1⁄2μ μ ÙÔ 1⁄41⁄4 ØÖ ̧ ÙÒ Ø × 3⁄4 3⁄4 ¢́ Ô Ò μ ÅÅÎ1⁄43⁄4 À Ù× ÓÖ« Ñ ØÖ ÓÚ Ö ́ μ 1⁄2 1⁄2 Á À Ù× o ÓÚ Ö × 1×Ù × Ø× Ó ́ μ × Ç ́1⁄2μ « ÐÓ ¡ 1⁄2 ́«μ Á À Ù× o ÓÚ Ö × 1×Ù × Ø× Ó Ô × 3⁄4 ́1⁄2 μ Ḉ μ ÐÓ ¡ 1⁄2 1⁄2· Á Å ÓÚ Ö ́ μ 1⁄2 ḈÐÓ μ 1⁄43⁄4̧ ÊÌ1⁄4 ¿ Ä Ú Ò× Ø Ò Ñ ØÖ 1⁄2 ¿ 3⁄4 · 1⁄4¿ ÐÓ 1 Ø Ñ ØÖ ÓÚ Ö ¦ 1⁄2 ḈÐÓ ¡ ÐÓ £ μ ÅË1⁄41⁄4̧ Å1⁄43⁄4 ́1⁄2̧3⁄4μ1 Ñ ØÖ Ḉ ÐÓ Òμ 1⁄2 1⁄2 Á1⁄4¿ ÓÖ Ô o ÌÖ 1⁄41⁄2 ÒÝ ÓÒÚ Ü ÓÑ o Ó ḈÐÓ Òμ Ê Ì1⁄4¿ ÓÑo ØÖ × ́ÀËÌ×μ ÒÝ ÓÒÚ Ü ÓÑ o Ó 3⁄4 Ḉ Ô ÐÓ ÒÐÓ ÐÓ Òμ ÃÈÏ ×Ô ÒÒ Ò ØÖ × © 2004 by Chapman & Hall/CRC 192
ÔØ Ö Ä ÓÛ1 רÓÖØ ÓÒ Ñ Ò × Ó ¬Ò Ø Ñ ØÖ ×Ô × 1⁄2 ¿ o ÇÈ Æ ÈÊÇ Ä ÅË Æ ÏÇÊà ÁÆ ÈÊÇ Ê ËË Ì Ø Ñ Ó ÛÖ Ø Ò Ó Ø × ÔØ Ö ́3⁄41⁄41⁄43⁄4μ × Ñ× ØÓ Ô Ö Ó Ó Ô ÖØ ÙÐ ÖÐÝ Ö Ô Ú Ð ÓÔÑ ÒØ Ò Ø Ö Ó ÐÓÛ1 רÓÖ Ø ÓÒ Ñ Ò × Ó Ñ ØÖ ×Ô ×o Å ÒÝ × 1 Ò ¬ ÒØ Ö ×ÙÐ Ø× Ú Ö ÒØ ÐÝ Ò Ú ̧ Ò ×ÓÑ Ó Ø Ñ Ö ×Ø ÐÐ ÙÒÔÙ Ð × ́ÓÖ ÒÓØ Ý Ø Ú Ò ÛÖ ØØ Òμo Ï Ú ØÖ ØÓ Ñ ÒØ ÓÒ Ø Ð ×Ø ×ÓÑ Ó Ø Ņ̃ ÙØ Ø × Ð Ö Ø Ø ×ÓÑ Ô ÖØ× Ó Ø ÔØ Ö Û ÐÐ ÓÑ Ó ×ÓÐ Ø Ú ÖÝ ×ÓÓÒo ÁÒר Ó ×Ø Ø Ò ÓÔ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× Ö ̧ Û Ö Ö ØÓ Ð ×Ø Ö ÒØÐÝ ÓÑÔ Ð Ý Ø × ÓÒ ÙØ ÓÖ Å Ø1⁄43⁄4 o ÁØ × Ú Ð Ð ÓÒ Ø Ï ̧ Ò Ø Ñ Ø Ó × ÓÒ ÐÐÝ ÙÔ Ø ØÓ Ö ­ Ø Ò Û Ú ÐÓÔÑ ÒØ×o o ËÇÍÊ Ë Æ Ê Ä Ì Å Ì ÊÁ Ä × Ö Ø Ñ ØÖ ×Ô × Ú Ò ×ØÙ ÖÓÑ Ñ ÒÝ « Ö ÒØÔ Ó Ò Ø× Ó Ú Û̧ Ò Ø Ö × ÕÙ Ø Û Ò Ú Ö× o Ì ÐÓÛ1 רÓÖ Ø ÓÒ Ñ Ò × ØÖ Ø Ò Ø × ÔØ Ö ÓÒר ØÙØ ÓÒÐ Ý ÓÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö ́ ÐØ ÓÙ Ú ÖÝ × Ò ¬ ÒØμ Ö Ø ÓÒo ÓÖ Ö ÒØ Ö × ÙÐØ× Ò ×ÓÑ ÓØ Ö Ö Ø ÓÒ× Ø Ö Ö Ñ Ý ÓÒ× ÙÐØ Ñ 1⁄41⁄4̧ Ä ̧ ̧ ÓÖ Òר Ò o ÓÖ ÑÓÖ Ø Ð ÓÚ ÖÚ Û× Ó Ø ØÓÔ × ×ÙÖ Ú Ý Ö ̧ Û Ø Ñ ÒÝ ÑÓÖ Ö Ö Ò ×̧ Ø Ö Ö × Ö ÖÖ ØÓ ÔØ Ö 1⁄2 Ò Å Ø1⁄43⁄4 ́ Ò ÐÙ Ò ÔÖÓÓ × Ó × Ö ×ÙÐØ×μ Ò ÁÒ 1⁄41⁄2 ́Û Ø ÑÔ × × ÓÒ Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÔÐ Ø ÓÒ×μ̧ × Û ÐÐ × ØÓ Ä Ò1⁄43⁄4 o ÔÔÖÓÜ Ñ Ø Ñ Ò × Ó ÒÓÖÑ ×Ô × Ö ØÖ Ø ̧ o o̧ Ò ÅË o Ö ÒØ Ò Ö Ð Ö Ö Ò ÓÖ ×ÓÑ ØÖ Ñ Ò ×̧ ×Ô ÐÐÝ Ñ Ò × Ò 1⁄2 ̧ × Ä o Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö ¿ Æ Ö ×Ø Ò ÓÖ× Ò 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô × Ê Ê Æ Ë 1⁄41⁄2 o Ð ÓÔØ ×o Ø × 1 Ö Ò ÐÝ Ö Ò ÓÑ ÔÖÓ Ø ÓÒ ×o ÁÒ ÈÖÓ o 3⁄41⁄4Ø ÒÒ Ùo Å ËÁ Ì1ËÁ ÅÇ 1ËÁ Ê Ì ËÝÑÔÓ×o ÈÖ Ò Ôo Ø × ËÝרo̧ Ô × 3⁄4 ß3⁄4 1⁄2̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o · ¿ Áo ÐØ Ó Ö̧ o ×̧ oÈ o Ó Ò̧ o ÂÓ× Ô ̧ Ò Âo ËÓ Ö ×o ÇÒ ×Ô Ö× ×Ô ÒÒ Ö× Ó Û Ø Ö Ô ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2ß1⁄21⁄41⁄4̧ 1⁄2 ¿o · 1⁄4¿ o Ò ÓÒ ̧ Åo Þ ̧ o ÙÔØ ̧ È o ÁÒ Ý ̧ Ò Ëo Ê × Ó Ò ÓÚ o ÄÓÛ Ö ÓÙÒ × ÓÖ Ñ Ò Ó Ø ×Ø Ò ÒØÓ ÒÓÖÑ ×Ô ×o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄2 Ø ÒÒÙo Å1ËÁ Å ËÝÑÔÓ×o × Ö Ø Ð Ó Öo̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o ÃÈÏ Æo ÐÓÒ ̧ Ê oÅo à ÖÔ̧ o È Ð ̧ Ò o Ï ×Øo Ö Ô 1Ø ÓÖ Ø Ñ Ò Ø× ÔÔÐ 1 Ø ÓÒ ØÓ Ø 1× ÖÚ Ö ÔÖÓ Ð Ño ËÁ Å Âo ÓÑÔÙØo̧ 3⁄4 ß1⁄21⁄41⁄4̧ 1⁄2 o ÅË Æo ÐÓÒ ̧ o Å Ø ×̧ Ò Åo ËÞ Ýo Ì ×Ô ÓÑÔ Ð Ü ØÝÓ ÔÔÖÓÜ Ñ Ø Ò Ø Ö ÕÙ Ò Ý ÑÓÑ ÒØ×o Âo ÓÑÔÙØo ËÝרo Ë o̧ 1⁄2¿ ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ö o ÖØ Ðo ÈÖÓ Ð ×Ø ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ó Ñ ØÖ ×Ô × Ò Ø× Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÔÐ 1 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 193
1⁄2 È ÓØÖ ÁÒ Ý Ò Â Ö Å ØÓÙ× Ø ÓÒ×o ÁÒ ÈÖÓ o ¿ Ø ÒÒÙo Á ËÝÑÔÓ×o ÓÙÒ o ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ô × 1⁄2 ß1⁄2 ¿̧ 1⁄2 o Ö o ÖØ Ðo ÇÒ Ô ÔÖÓÜ Ñ Ø Ò Ö ØÖ ÖÝ Ñ ØÖ × Ý ØÖ Ñ ØÖ ×o ÁÒ ÈÖÓ o ¿1⁄4Ø ÒÒÙo Å ËÝÑÔÓ×o Ì ÓÖÝ ÓÑ ÔÙ Øo̧ Ô × 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ì o ÖØ Ð̧ o ÐÙŅ̃ o ÙÖ ̧ Ò o Ì ÓÑ Ò×o ÔÓÐÝÐÓ ́Òμ1 ÓÑÔ Ø Ø Ú Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ñ ØÖ Ð Ø × ×Ý ×Ø Ñ×o ÁÒ ÈÖÓ o 3⁄4 Ø ÒÒÙo Å ËÝÑÔÓ×o Ì ÓÖÝ ÓÑÔÙØo̧ Ô × 1⁄21⁄2ß 1⁄2 ̧ 1⁄2 o Å1⁄41⁄2 o ÖØ Ð̧ o ÓÐ ÐÓ ×̧ Ò Åo Å Ò Ðo Ê Ñ× Ý1ØÝ Ô Ø ÓÖ Ñ× ÓÖ Ñ ØÖ ×Ô × Û Ø ÔÔÐ Ø ÓÒ× ØÓ ÓÒÐ Ò ÔÖÓ Ð Ñ×o ÁÒ ÈÖÓ o 3⁄4Ò ÒÒ Ùo Á ËÝ ÑÔÓ ×o ÓÙÒ o ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ô × ¿ ß 1⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ào 1Âo Ò ÐØ Ò Îo ÔÓ o Ñ Ò Ñ ØÖ ×Ô × Ò Ø Ö Ø Ð Ò Ö ÔÐ Ò × Ü1Ô Ó ÒØ Ö Ø Ö ÓÒo × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 1⁄2 1⁄21⁄4 ß1⁄21⁄2 ̧ 1⁄2 o 1⁄4¿ o Ö Ò Ñ Ò Ò Åo Ö Öo ÇÒ Ø ÑÔ Ó×× Ð ØÝ Ó Ñ Ò× ÓÒ Ö Ù Ø ÓÒ Ò 1⁄2 oÁ Ò ÈÖÓ o ¿ Ø ÒÒÙo Å ËÝÑÔÓ×o Ì ÓÖÝ ÓÑ ÔÙ Øo̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o 3⁄4 Ào 1Âo Ò ÐØ Ò o Ö ××o ÒÓÒ Ð ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ Ø ÓÖÝ ÓÖ Ñ ØÖ × ÓÒ ¬Ò Ø × Øo Úo Å Ø o̧ 3⁄4 ß1⁄21⁄4 ̧ 1⁄2 3⁄4o Å Âo ÓÙÖ Ò̧ Ìo Ð̧ Ò Îo Å ÐÑ Òo ÇÒ À Ð ÖØ Ò ×Ù × Ø× Ó ¬Ò Ø Ñ ØÖ ×Ô ×o Á×Ö Ð Âo Å Ø o̧ 1⁄2 ß1⁄2 3⁄4̧ 1⁄2 o ÄÅÆ1⁄4¿ o ÖØ Ð̧ Æo Ä Ò Ð̧ Åo Å Ò Ð̧ Ò o Æ ÓÖo ÇÒ Ñ ØÖ Ê Ñ× Ý1ØÝÔ Ô ÒÓÑ Ò o ÁÒ ÈÖÓ o ¿ Ø ÒÒ Ùo Å ËÝÑÔÓ×o Ì ÓÖÝ ÓÑ ÔÙ Øo̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o ÅÅÎ1⁄43⁄4 Êo ÐÓÒ ̧ Âo Å ØÓÙ × ̧ Âo Å ÜÓÚ ̧ Ò È o Î Ð ØÖo ÄÓÛ 1 רÓÖØ ÓÒ Ñ Ò × Ó ØÖ ×o ÁÒ ÈÖÓ o Ö Ô Ö Û Ò 3⁄41⁄41⁄41⁄2o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o ÓÙ Âo ÓÙÖ Òo ÇÒ Ä Ô× ØÞ Ñ Ò Ó ¬Ò Ø Ñ ØÖ ×Ô × Ò À Ð ÖØ ×Ô o Á×Ö Ð Âo Å Ø o̧ 3⁄4 ß 3⁄4̧ 1⁄2 o ÓÙ Âo ÓÙÖ Òo Ì Ñ ØÖ Ð ÒØ ÖÔÖ Ø Ø ÓÒ Ó ×ÙÔ ÖÖ ­ Ü Ú ØÝ Ò Ò ×Ô ×o Á×Ö Ð Âo Å Ø o̧ 3⁄43⁄43⁄4ß3⁄4¿1⁄4̧ 1⁄2 o Ñ1⁄41⁄4 È o Ñ ÖÓÒ ̧ ØÓÖo × Ö Ø Å ØÖ ËÔ ×o Ë Ð Ø Ô Ô Ö× ÖÓÑ Ø ¿Ö ÁÒØ ÖÒ 1 Ø ÓÒ Ð ÓÒ Ö Ò Ð Ò Å Ö× ÐÐ ̧ Ë ÔØ Ñ Ö 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o ÙÖÓ Ô Ò Âo ÓÑ Ò o̧3⁄4 1⁄2 ́ μ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o · Åo Ö Ö̧ o ÙÖ ̧ o Ó Ð̧ Ëo Ù ̧ Ò Ëo o ÈÐÓØ Òo ÔÔ ÖÓÜ Ñ Ø Ò ¬Ò Ø Ñ ØÖ Ý × Ñ Ð ÐÒ ÙÑ Ö Ó ØÖ Ñ ØÖ ×o ÁÒ ÈÖÓ o ¿ Ø ÒÒ Ùo Á ËÝ ÑÔÓ ×o ÓÙÒ o ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ô × ¿ ß¿ ̧ 1⁄2 o 1⁄43⁄4 Åo Ö Öo Ë Ñ Ð Ö ØÝ ר Ñ Ø ÓÒ Ø Ò ÕÙ × ÖÓÑ ÖÓÙ Ò Ò o ÁÒ ÈÖÓ o ¿ Ø ÒÒ Ùo Å ËÝ ÑÔÓ× o Ì ÓÖÝ ÓÑÔÙØo̧ Ô × ¿ 1⁄4ß¿ ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o Å1⁄43⁄4 o ÓÖÑÓ Ò Ëo ÅÙØ Ù Ö × Ò Òo Ì ×ØÖ Ò Ø ×Ø Ò Ñ Ø Ò ÔÖÓ Ð Ñ Û Ø ÑÓÚ ×o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄2¿Ø ÒÒ Ùo Å1 ËÁ Å ËÝÑÔÓ×o × Ö Ø Ð ÓÖo̧ Ô × ß ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o ÅË 1⁄41⁄2 o ÓÖÑ Ó ̧ Åo ÅÙØ Ù Ö × Ò Ò̧ Ò o Ë Ò ÐÔo È Ö ÑÙØ Ø ÓÒ Ø Ò Ò Ñ Ø Ò Ú Ñ Ò ×o ÁÒ ÈÖÓ o 3⁄4 Ø ÁÒØ ÖÒ Øo ÓÐÐÓÕo ÙØÓÑ Ø Ä Ò o ÈÖÓ Ö Ño ́Á ÄÈμ̧ Ô × 1⁄2ß 3⁄4̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ïo Ù Ö Ò Åo Þ ̧ ØÓÖ×o × Ö Ø Å ØÖ ËÔ ×oÈ Ô Ö× ÖÓÑ Ø ÓÒ Ö Ò Ð Ò Ð Ð ̧ ÆÓÚ Ñ Ö 1⁄2 ß3⁄43⁄4̧ 1⁄2 o ÙÖÓÔ Ò Âo ÓÑ Òo̧ 1⁄2 ́3⁄4ß¿μ̧ 1⁄2 o Ä Ïo Ù Ö̧ Åo Þ ̧ Ò o Ä Ð Ö ̧ ØÓÖ×o × Ö Ø Å ØÖ ËÔ ×o È Ô Ö× ÖÓÑ Ø ÁÒØ ÖÒ Ø ÓÒ Ð ÓÒ Ö Ò Ð Ø Ø ÍÒ Ú Ö× Ø Ð Ù ÖÒ Ö ̧ Î ÐÐ ÙÖ ÒÒ ̧ Ë ÔØ Ñ Ö 1⁄2 ß3⁄41⁄4̧ 1⁄2 o × Ö Ø Å Ø o̧ 1⁄2 3⁄4 ́1⁄2ß¿μ̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 194
ÔØ Ö Ä ÓÛ1 רÓÖØ ÓÒ Ñ Ò × Ó ¬Ò Ø Ñ ØÖ ×Ô × 1⁄2 Ó ¿ o o Ó ÓÚ o ר Ò ÔÖ × ÖÚ Ò ×Ù Ö Ô × Ó ÝÔ Ö Ù ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 1⁄2 3⁄4 ¿ß3⁄4 ̧ 1⁄2 ¿o Ä Åo Åo Þ Ò Åo Ä ÙÖ ÒØo ÓÑ ØÖÝ Ó ÙØ× Ò Å ØÖ ×o Î ÓÐÙÑ 1⁄2 Ó Ð ÓÖo ÓÑ Òo ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o Î1⁄41⁄2 Âo ÙÒ Ò Ò Ëo Î ÑÔ Ð o ÇÒ Ù Ð Ò Ñ Ò × Ò Ò Û Ø Ñ Ò Ñ Þ Ø ÓÒo ÈÖÓ o Ø ÏÓÖ × ÓÔ ÓÒ Ê Ò ÓÑ Þ Ø ÓÒ Ò ÔÔ ÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ̧ Ô × 3⁄43⁄4 ß3⁄4 1⁄4̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o ÁÇ1⁄43⁄4 Äo Ò Ö Ø× Ò̧ È o ÁÒ Ý ̧ Ò Êo Ç3 ÓÒÒ ÐÐo Ö Ò ÓÑ Þ Ñ Ò× ÓÒ Ð ØÝ Ö Ù Ø ÓÒ Û Ø ÔÔÐ Ø ÓÒ×o ÁÒ ÈÖ Ó o 1⁄2¿Ø ÒÒÙo Å1 ËÁ Å ËÝÑÔÓ×o × Ö Ø Ð ÓÖo̧ Ô × 1⁄4 ß 1⁄23⁄4̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o Ö È o Ö Ó×o ÜØÖ Ñ Ð ÔÖÓ Ð Ñ× Ò Ö Ô Ø ÓÖÝo Ì ÓÖÝ Ó Ö Ô × Ò ÁØ× ÔÔÐ Ø ÓÒ× ́ ÈÖÓ o ËÝ ÑÔÓ× o ËÑ ÓÐ Ò ̧ 1⁄2 ¿μ̧ Ô × 3⁄4 ß¿ ̧ 1⁄2 o Á Åo Ö 1 ÓÐ ØÓÒ Ò È o ÁÒ Ý o ÔÔ ÖÓÜ Ñ Ø Ò Ö ×Ø Ò ÓÖ Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ À Ù×1 ÓÖ« Ñ ØÖ × Ú Ñ Ò ×o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄4Ø ÒÒÙo Á ËÝÑÔÓ×o ÓÙÒ o ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ô × 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o 1⁄41⁄4 Ío o ÔÔ ÖÓÜ Ñ Ø Ò Ø Ò Û Ø Ú ÚÓÐÙ Ñ Ö ×Ô Ø Ò Ñ Ò ×o Âo ÓÑ1 ÔÙØo ËÝ ×Ø Ñ Ë o̧ 1⁄4 1⁄21⁄4ß ¿ ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o ÊÌ1⁄4¿ Âo ÖÓ ÒÔ ÓÐ̧ Ëo Ê Ó̧ Ò Ão Ì ÐÛ Öo Ø Ø ÓÙÒ ÓÒ Ô ÔÖÓÜ Ñ Ø Ò Ö ØÖ ÖÝ Ñ ØÖ × Ý ØÖ Ñ ØÖ ×o ÁÒ ÈÖÓ o ¿ Ø ÒÒÙo Å ËÝÑÔÓ×o Ì ÓÖÝ ÓÑÔÙØo̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o Á1⁄4¿ Îo ÙÖÙ ×Û Ñ Ò È o ÁÒ Ý o Ñ Ò × Ò Ò ÓÒ1 Ô ÔÖÓÜ Ñ Ð ØÝ Ó ÓÑ ØÖ ÔÖÓ Ð Ñ×o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄2 Ø ÒÒÙo Å1 ËÁ Å ËÝ ÑÔÓ× o × Ö Ø Ð Ó Öo̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o ÆÊË o ÙÔØ ̧ Áo Æ ÛÑ Ò̧ Ùo Ê ÒÓÚ ̧ Ò o Ë Ò Ð Öo Ù Ø×̧ ØÖ × Ò 1⁄2 1 Ñ Ò × Ó Ö Ô ×o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄4Ø ÒÒ Ùo Á ËÝ ÑÔÓ ×o ÓÙÒ o ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ô × ¿ ß 1⁄4 ̧ 1⁄2 o ÈÈÊ 1⁄41⁄2 o ÚÓ ÐÐ ̧ o È Ð ̧ Ëo È Ö ÒÒ ×̧ Ò Êo Ê Þo ר Ò Ð Ð Ò Ò Ö Ô ×o ÈÖÓ o 1⁄23⁄4Ø ÒÒ Ùo Å1ËÁ Å ËÝÑÔÓ×o × Ö Ø Ð ÓÖo̧ Ô × 3⁄41⁄21⁄4ß3⁄41⁄2 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ù Ô1⁄41⁄4 o ÙÔØ o Ñ Ò ØÖ Ñ ØÖ × ÒØÓ ÐÓÛ Ñ Ò× ÓÒ Ð Ù Ð Ò ×Ô ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 3⁄4 1⁄21⁄4 ß1⁄21⁄2 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o Ù Ô1⁄41⁄2 o ÙÔØ o ËØ Ò Ö ÒÓ × Ò ØÖ × ÓÒ3 Ø ́Ö ÐÐ Ýμ ÐÔo ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄23⁄4Ø ÒÒ Ùo Å1ËÁ Å ËÝÑÔÓ×o × Ö Ø Ð Ó Öo̧ Ô × 3⁄43⁄41⁄4ß3⁄43⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o ÁÅ È o ÁÒ Ý Ò Êo ÅÓØÛ Ò o ÔÔ ÖÓÜ Ñ Ø Ò Ö ×Ø Ò ÓÖ× Ì ÓÛ Ö × Ö ÑÓÚ Ò Ø ÙÖ× Ó Ñ Ò× ÓÒ Ð ØÝ o ÁÒ ÈÖÓ o ¿1⁄4Ø ÒÒÙo Å ËÝÑÔÓ×o Ì ÓÖÝ ÓÑ ÔÙ Øo̧ Ô × 1⁄4 ß 1⁄2¿̧ 1⁄2 o ÁÒ 1⁄41⁄4 È o ÁÒ Ý o ËØ Ð ×ØÖ ÙØ ÓÒ ×̧ Ô× Ù ÓÖ Ò ÓÑ Ò Ö ØÓÖ×̧ Ñ Ò × Ò Ø ×ØÖ Ñ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒo ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄2ר ÒÒ Ùo Á ËÝ ÑÔÓ× o ÓÙÒ o ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ô × 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o ÁÒ 1⁄41⁄2 È o ÁÒ Ý o Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó Ð ÓÛ1 רÓÖØ ÓÒ Ñ Ò ×o ÁÒ ÈÖÓ o 3⁄4Ò ÒÒÙo Á ËÝ ÑÔÓ× o ÓÙÒ o ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ô × 1⁄21⁄4ß¿¿̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o ÂÄ Ïo o ÂÓ Ò×ÓÒ Ò Âo Ä Ò Ò ×ØÖ Ù××o ÜØ Ò× ÓÒ× Ó Ä Ô× ØÞ Ñ ÔÔ Ò × ÒØÓ À Ð ÖØ ×Ô o ÓÒØ ÑÔo Å Ø o̧ 3⁄4 1⁄2 ß3⁄41⁄4 ̧ 1⁄2 o Ä Ò1⁄43⁄4 Æo Ä Ò Ðo Ò Ø Ñ ØÖ ×Ô × ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ ÓÑ ØÖÝ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ×o ÁÒ ÚÓÐÙÑ ÁÁÁ Ó ÈÖÓ o ÁÒØ ÖÒ Øo ÓÒ Ö ×× Å Ø o̧ Ò ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4̧ Ô × ¿ß o ÄÄÊ Æo Ä Ò Ð̧ o ÄÓÒ ÓÒ̧ Ò Ùo Ê ÒÓÚ o Ì ÓÑ ØÖÝ Ó Ö Ô × Ò ×ÓÑ Ó Ø× Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÔÐ Ø ÓÒ ×o ÓÑ Ò ØÓÖ ̧ 1⁄2 3⁄41⁄2 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o ÄÅÆ1⁄43⁄4 Æo Ä Ò Ð̧ o Å Ò̧ Ò o Æ ÓÖo Ù Ð Ò Ñ Ò × Ó Ö ÙÐ Ö Ö Ô × Ø ÖØ ÐÓÛ Ö ÓÙÒ o ÓÑo ÙÒ Øo Ò Ðo̧ 1⁄23⁄4 ¿ 1⁄4ß¿ ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 195
1⁄2 È ÓØÖ ÁÒ Ý Ò Â Ö Å ØÓÙ× Å 1⁄43⁄4 o Å Òo Ñ Ò× ÓÒ Ð ØÝ Ö Ù Ø ÓÒ× Ø Ø ÔÖ × ÖÚ Ú ÓÐ ÙÑ × Ò ×Ø Ò ØÓ ÆÒ ×Ô ×̧ Ò Ø Ö Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÔÐ Ø ÓÒ ×o ÁÒ ÈÖÓ o Ø Ê Æ ÇÅ̧ Ô × 3⁄4¿ ß3⁄4 ¿̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o Å Ø 1⁄4 Âo Å ØÓÙ× o 1Ä Ô× ØÞ Ñ Ò × ÒØÓ Ð ÓÛ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ù Ð Ò ×Ô ×o ÓÑ1 Ñ ÒØo Å Ø o ÍÒ Úo ÖÓÐ Òo̧ ¿1⁄2 ß 1⁄41⁄4̧ 1⁄2 1⁄4o Å Ø Âo Å ØÓÙ × o ÇÒ Ø ×ØÓÖØ ÓÒ Ö ÕÙ Ö ÓÖ Ñ Ò ¬Ò Ø Ñ ØÖ ×Ô × ÒØÓ Ò ÓÖÑ ×Ô ×o Á×Ö Ð Âo Å Ø o̧ ¿ ¿¿¿ß¿ ̧ 1⁄2 o Å Ø Âo Å ØÓÙ× o ÇÒ Ñ Ò ØÖ × ÒØÓ ÙÒ ÓÖÑÐ Ý ÓÒÚ Ü Ò ×Ô ×o Á×Ö Ð Âo Å Ø ̧ 1⁄21⁄2 3⁄43⁄41⁄2ß3⁄4¿ ̧ 1⁄2 o Å Ø1⁄43⁄4 Âo Å ØÓÙ × o Ä ØÙÖ × ÓÒ × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o Å Ø1⁄43⁄4 Âo Å ØÓÙ× ̧ ØÓÖo ÇÔ Ò ÔÖÓ Ð Ñ×̧ ÏÓÖ × ÓÔ ÓÒ × Ö Ø Å ØÖ ËÔ × Ò Ì Ö Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÔÐ Ø ÓÒ×̧ À ̧ Å Ö ¿ß ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o Ã Å Ë Ö × ́Ì o Ê Ô ÓÖØμ̧ 1 Ô ÖØÑ ÒØ Ó ÔÔÐ Å Ø Ñ Ø ×̧ ÖÐ × ÍÒ Ú Ö× ØÝ̧ ÈÖ Ù ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o Ú Ð Ð Ø ØØÔ »» ÑoÑ o ÙÒ o Þ» Ñ ØÓÙ× » ÓÔoÔ×o ÅË Îo o Å ÐÑ Ò Ò o Ë ØÑ Òo ×ÝÑÔØÓØ Ì ÓÖÝ Ó Ò Ø Ñ Ò× ÓÒ Ð ÆÓ ÖÑ ËÔ ×o Î ÓÐÙ Ñ 1⁄23⁄41⁄41⁄4 Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò Å Ø o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o ÅË 1⁄41⁄4 Ëo ÅÙØ Ù Ö × Ò Ò Ò o Ë Ò ÐÔo ÔÔ ÖÓÜ Ñ Ø Ò Ö ×Ø Ò ÓÖ× Ò × ÕÙ Ò ÓÑÔ Ö ×ÓÒ Û Ø ÐÓ ÓÔ Ö Ø ÓÒ ×o ÁÒ ÈÖ Ó o ¿3⁄4Ò ÒÒÙo Å ËÝÑÔÓ×o Ì ÓÖÝ ÓÑ1 ÔÙØo̧ Ô × 1⁄2 ß 3⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o ÆÊ 1⁄43⁄4 Áo Æ ÛÑ Ò Ò Ùo Ê ÒÓÚ o ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÓÒ Ø ×ØÓÖØ ÓÒ Ó Ñ Ò ÔÐ Ò Ö Ñ ØÖ × ÒØÓ Ù Ð Ò ×Ô o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄4 ß 1⁄2̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o È Ð o È Ð o ÈÖÓÜ Ñ ØÝ 1ÔÖ × ÖÚ Ò Ð Ð Ò × Ñ × Ò Ø Ö ÔÔÐ Ø ÓÒ×o ÈÖÓ o 3⁄4 Ø ÏÓÖ × ÓÔ ÓÒ Ö Ô 1Ì ÓÖ Ø ×Ô Ø× Ó ÓÑÔÙØo Ë o̧Ú ÓÐÙ Ñ 1⁄2 Ó Ä ØÙÖ Æ Ó Ø× Ò ÓÑÔÙØo Ë o̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ Ô × ¿1⁄4ß 1⁄2̧ 1⁄2 o Ê Ó Ëo Ê Óo ËÑ ÐÐ ×ØÓÖØ ÓÒ Ò ÚÓÐÙ Ñ Ö ×Ô Ø Ò Ñ Ò × ÓÖ ÔÐ Ò Ö Ò Ù Ð Ò Ñ ØÖ ×o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄2 Ø ÒÒ Ùo Å ËÝ ÑÔÓ× o ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ Ô × ¿1⁄41⁄4ß¿1⁄4 ̧ 1⁄2 o ÊÊ Ùo Ê ÒÓÚ Ò Êo Ê Þo ÄÓÛ Ö ÓÙÒ × ÓÒ Ø ×ØÓÖØ ÓÒ Ó Ñ Ò ¬Ò Ø Ñ ØÖ ×Ô × Ò Ö Ô ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 1⁄2 ß ̧ 1⁄2 o Ë ¿ Áo Âo Ë Ó Ò Ö o Å ØÖ ×Ô × Ò ÔÓ× Ø Ú ¬Ò Ø ÙÒ Ø ÓÒ×o ÌÖ Ò×o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 3⁄43⁄4ß ¿̧ 1⁄2 ¿ o Ë Ô ¿ Ë oÎo Ë Ô ØÓÖÓÚ o ÇÒ × Ð Ñ Ò × Ó Ö Ô × ÒØÓ ÝÔ Ö Ù ×o ÙÖ ÓÔ Ò Âo ÓÑ1 Òo̧ 1⁄2 1⁄21⁄2 ß1⁄2¿1⁄4̧ 1⁄2 ¿o Ë Ú1⁄43⁄4 o Ë Ú ÙÑ Öo Ð ÓÖ Ø Ñ Ö Ò ÓÑ Þ Ø ÓÒ ÖÓÑ ÓÑÔ Ð Ü ØÝ Ø ÓÖÝ o ÁÒ ÈÖÓ o ¿ Ø ÒÒ Ùo Å ËÝ ÑÔÓ× o Ì ÓÖÝ ÓÑÔÙØo̧ Ô × 1⁄2 ß 3⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o ÌÖ 1⁄41⁄2 Äo ÌÖ Ú × Òo Ï Ò À ÑÑ Ò Ñ Ø× Ù Ð Ì ÔÔ ÖÓÜ Ñ Ð ØÝ Ó ÓÑ ØÖ ÌËÈ Ò ÅËÌ o ËÁ Å Âo ÓÑÔÙØo̧ ¿1⁄4 ß ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ì 1⁄41⁄2 Åo Ì ÓÖÙ Ô Ò Ío Û o Ô ÔÖÓÜ Ñ Ø ×Ø Ò ÓÖ Ð ×o ÁÒ ÈÖÓ o ¿¿Ö ÒÒ Ùo Å ËÝÑÔÓ×o Ì ÓÖÝ ÓÑÔÙØo̧ Ô × 1⁄2 ¿ß1⁄2 3⁄4̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 196
ÇÅ ÌÊ Æ ÌÇÈÇÄÇ Ç ÈÇÄ ÇÆ Ä ÄÁÆÃ Ë ÊÓ ÖØ ÓÒÒ ÐÐÝ Ò Ö o Ñ Ò ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ Ì Ö × ÐÓÒ Ò ÒÚÓÐÚ × ØÓÖÝ Ó Ð Ò × ×Ø ÖØ Ò Ø Ð ×Ø Ò Ø Ò Ò Ø ÒØ ÒØÙÖ Ý Û Ø Ø Ú ÒØ Ó Ú ÖÝ ÓÑÔÐ Ø Ò ÒØÖ Ø Ñ Ò ÖÝ o ËÓÑ Ó Ø ÔÖ Ø Ð ÔÖÓ Ð Ñ× ÒÚÓ ÐÚ Ð ØÓ ÒØ Ö ×Ø Ò ̧ ÒÓÒØÖ Ú Ð ÓÑ ØÖ ÔÖÓ Ð Ñ×̧ Ò Ú Ò Ö ÒØÐÝ Ø Ö × Ò ÔÖÓ Ö ×× ÓÒ ×ÓÑ Ú ÖÝ × ÕÙ ×Ø ÓÒ×o Ï Û Ð Ð ØØ ÑÔØ ØÓ ÔÓ ÒØ Ø Ö Ö ØÓ ×ÓÑ Ó Ø Ö × ÙÐØ× Ø Ø Û Ò Ó Û Ò Ø × Ö Ø ÓÒo Ì Ö Ö × Ú Ö Ð ÔÓ ÒØ× Ó Ú Û Ò Ö ÓÙÔ× Ó Ô ÓÔÐ ÛÓÖ Ò ÓÒ Ú Ö ÓÙ× ×Ô Ø× Ó Ø Ø ÓÖÝ Ó Ð Ò ×̧ ÙØ Ø Ý × Ñ ØÓ × Ó ÒØ ̧ Û Ø ÖÓÙÔ ÙÒ Û Ö Ó ÓØ Ö ÖÓÙÔ× Ø Ø Ö Ò Ö Ð Ø ÓÖ Ú Ò ÓÚ ÖÐ ÔÔ Ò ¬ Ð ×o ×Ô Ø Ø Ø̧ Û ÛÐ Ð Ð×Ó ØÖÝ ØÓ ÔÓ ÒØ ÓÙØ ÓÒÒ Ø ÓÒ× Û Ò Û Òo o1⁄2 Å ÌÀ Å ÌÁ Ä ÌÀ ÇÊ Ç ÄÁÆÃ Ë Ì ÙÒ ÖÐÝ Ò ÔÖ Ò ÔÐ × Ò ¬Ò Ø ÓÒ× Ö Ñ Ø Ñ Ø Ð Ò Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö Ó1 Ñ ØÖ o ×Ô Ø Ø ÐÓÒ × ØÓÖÝ Ó Ò Ñ Ø ×̧ Ú Ò Ó Ø ÓÖ Ø Ð Ò Ñ Ø × ́× ̧ o o̧ ÓØØ Ñ Ò ÊÓØ Ê μ̧ ÓÒÐÝ × Ò Ø 1⁄2 1⁄4× Ó × Ø Ö × Ñ ØÓ ÒÝ × Ýר Ñ Ø ØØ ÑÔØ ØÓ ÜÔÐ ÓÖ Ø Ñ Ø Ñ Ø Ð Ò ÓÑ ØÖ ÓÙÒ Ø ÓÒ× Ó Ø ÓÖÝ Ó Ð Ò ×o Ï Ò Û Ø ×ÓÑ ¬Ò Ø ÓÒ×̧ ×ÓÑ Ó Û Ó Ð Ð Ó Û Ø Ó× Ò Ö ØÝ Ø ÓÖÝ × Ö Ò ÔØ Ö 1⁄4o Ì ÖÓÙ ̧ ÒØÙ Ø Ú ÒÓØ ÓÒ× Ö × ÓÐÐ ÓÛ×o Ð Ò × ÓÑ Ò ØÓÖ Ð × ØÖÙ ØÙÖ ÔÐ Ù× Ð Ò Ø ×̧ Ò Û Ó Ø Ò ×Ø Ò Ù × Ø Ö ×Ô Ð ØÝÔ × Ó Ð Ò × Ö ×̧ Ý Ð ×̧ Ò ØÖ ×o ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ö Ð Þ × Ð Ò Ò Ù Ð Ò ×Ô ̧ Ö ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ́ÓÖ ­ Ü μ × ÓÒØ ÒÙÙÑ Ó ×Ù ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× ̧ Ò Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô Ñ Ó × ÐÐ Ö ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ×o Ì ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô Ò ÓÒ× Ö × Ø Ö ÐÐ ÓÛ Ò ÓÖ × Ð ÐÓÛ Ò Ö× ØÓ ÒØ Ö× Ø ÓØ Öo Ä ÇËË Ê Ö Ð Ò ÓÖ Ð Ò Ö Ô ́ Î μ Ò Ò ×× ÒÑ ÒØ Ê · Ó ÔÓ× Ø Ú Ö Ð Ð Ò Ø × ØÓ ×o Î ÖØ Ü ÓÖ Ó ÒØ ÚÖØ Ü Ó Ð Ò o Ö ÓÖ Ð Ò Ò Ó Ð Ò ̧ Û × ×Ô ¬ ¬Ü Ð Ò Ø ́ μo 1⁄2 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 197
1⁄2 Êo ÓÒÒ ÐÐÝ Ò o o Ñ Ò Á ÍÊ o 1⁄2o1⁄2 « Ö ÒØ ØÝÔ × Ó Ð Ò ×̧ ÓÖ Ò ØÓ Û Ø Ö Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò Ö Ô × Ô Ø ̧ Ý Ð ̧ ÓÖ ØÖ ̧ ÓÖ Û Ø Ö Ø Ö Ô × Ö ØÖ ÖÝo tree general arc / open chain cycle / closed chain Á ÍÊ o 1⁄2o3⁄4 ËÒ Ô× ÓØ× Ó Ö ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó ÔÓ ÐÝ ÓÒ Ð Ö o ÈÓÐÝ ÓÒ Ð Ö ÐÒ Û Ó× ÙÒ ÖÐÝ Ò Ö Ô × × Ò Ð Ô Ø o ́ Ð×Ó ÐÐ Ò ÓÔ Ò Ò ÓÖ ÖÙÐ Öoμ ÈÓÐÝ ÓÒ Ð Ý Ð ÐÒ Û Ó× ÙÒ ÖÐÝ Ò Ö Ô × × Ò Ð Ý Ð o ́ Ð×Ó ÐÐ ÐÓ× Ò ÓÖ ÔÓ ÐÝ ÓÒoμ ÈÓÐÝ ÓÒ Ð ØÖ Ð Ò Û Ó× ÙÒ ÖÐÝ Ò Ö Ô × × Ò Ð ØÖ o ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó Ð Ò Ò 1×Ô Ñ ÔÔ Ò Ô Î Ê ×Ô Ý Ò ÔÓ ÒØ ỐÚμ 3⁄4 Ê ÓÖ ÚÖØ Ü Ú Ó Ø Ð Ò ̧ ×Ù Ø Ø Ö Ú Û 3⁄4 × Ø × Ö Ð Ò Ø ́ μ̧ o o̧ ỐÚμ ỐÛμ ́ μo ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ò Ú Û × ÔÓ ÒØ Ô Ò Ê Î Ý Ö ØÖ Ö ÐÝ ÓÖ Ö Ò Ø Ú ÖØ × Ò Î Ò ×× Ò Ò Ø ÓÓÖ Ò Ø × Ó Ø Ø Ú ÖØ Ü ́1⁄4 Î μ ØÓ ÓÓÖ Ò Ø × ·1⁄2 ·3⁄4 · Ó Ôo Ö Ñ ÛÓÖ ÓÖ Ö Ö Ñ ÛÓÖ ÐÒ ØÓ Ø Ö Û Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒo Ê ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ÓÖ ÑÓØ ÓÒ ÓÖ ­ Ü Ó Ð Ò ÓÒØ ÒÙÓÙ× ÙÒ Ø ÓÒ 1⁄4 1⁄2 Ê Î ×Ô Ý Ò ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó Ø Ð Ò ÓÖ Ú ÖÝ ÑÓÑ ÒØ Ò Ø Ñ ØÛ Ò 1⁄4 Ò 1⁄2o ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô ÓÖ ÑÓ ÙÐ ×Ô Ó Ð Ò Ì × Ø Å Ó ÐÐ ÓÒ¬ 1 ÙÖ Ø ÓÒ× ́ØÖ Ø × ÔÓ ÒØ× Ò Ê Î μ Ó Ø Ð Ò o Ë Ð 1 ÒØ Ö× Ø Ò ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ò Û ØÛÓ Ö× ÒØ Ö× Ø ÙØ Ö ÒÓØ Ò ÒØ Ò Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò Ö Ô Ó Ø Ð Ò o Ê ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ÚÓ Ò × Ð 1 ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ö ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ò Û Ò Ó ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ́Øμ × Ð 1 ÒØ Ö× Ø×o ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô Ó Ð Ò ̧ × Ð ÐÓÛ Ò × Ð 1 ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ì ×Ù 1 × Ø Ó Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô Å Ò Û ÒÓ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ × Ð 1 ÒØ Ö× Ø×o ́ Ð×Ó ÐÐ Ø Ö ×Ô Ó Ø Ð Ò oμ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 198
ÔØ Ö ÓÑ ØÖÝ Ò ØÓÔÓÐÓ Ý Ó ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Ð Ò × 1⁄2 È Ø × Ò Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô Ó Ð Ò ÔØÙÖ Ø Ý ÒÓØ ÓÒ Ó Ö ÓÒ1 ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ́ Ø Ö Ð ÐÓÛ Ò ÓÖ × Ð ÐÓÛ Ò × Ð 1 ÒØ Ö× Ø ÓÒ × ÔÔÖ ÓÔÖ Ø μo Å ÒÝ ÑÔÓÖØ ÒØ ÕÙ ×Ø ÓÒ× ÓÙØ Ð Ò × Ò ÑÓ× Ø × ÐÝ Ô Ö × Ò Ø ÖÑ× Ó Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Û Ö Ó Ø Ò ÒØ Ö ×Ø Ò Û Ø Ö Ø ÓÒ¬ Ù1 Ö Ø ÓÒ ×Ô × ÓÒÒ Ø ́ Ú ÖÝ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ò Ö ÓÒ¬ ÙÖ ÒØÓ Ú ÖÝ ÓØ Ö ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒμ̧ ÓÖ Ò Ø ØÓÔÓÐÓ Ý Ó Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô o o3⁄4 ÇÆ Á ÍÊ Ì ÁÇÆ ËÈ Ë Ç Ê Ë Æ Ä Ë ÏÁ ÌÀ ÈÇËËÁ Ä ÁÆÌ ÊË ÌÁ ÇÆË ÇÒ ÙÒ Ñ ÒØ Ð ÔÖÓ Ð Ñ × ØÓ ÓÑ ÔÙØ Ø ØÓÔ ÓÐÓ Ý Ó Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô Ó ÔÐ Ò Ö ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Ý Ð × ́ÔÓÐÝ ÓÒ×μ̧ ÐÐ ÓÛ Ò ÔÓ×× Ð × Ð 1 ÒØ Ö× Ø ÓÒ×o Ì Ö × ÐÓÒ Ð ×Ø Ó Ö ×ÙÐ Ø× Ò Ò Ö × Ò Ò Ö Ð ØÝ ÓÖ ÓÑ ÔÙØ Ò Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÙØ Ø Ð Ö ØÓÔÓÐÓ Ð ÒÚ Ö ÒØ× Ó Ø × ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô o ÇÒ ÔÔÖ Ó × Ø ÖÓÙ ÅÓÖ× Ì ÓÖÝ ̧Û Ö Ú Ð× ×ÓÑ Ó Ø × Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ̧ Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø ÓÒÒ Ø Ú ØÝ Ò ×ÓÑ Ó Ø × Ö ÒÚ Ö ÒØ× ×Ù × Ø ÙÐ Ö Ö Ø Ö ×Ø o ÇÆÆ ÌÁÎ ÁÌ Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò × Ò ÖÐÝ Ö × ÙÐØ Ô Ó×× ÐÝ ¬Ö× Ø Ù ØÓ À Ù 1⁄2 ̧ ÙØ Ö × ÓÚ Ö Ý Â 3⁄4 ̧ Ò Ø Ò Ö × ÓÚ Ö Ò ÓÖ Ò Ö Ð Þ ÓÒ× Ö ÐÝ Ý Ñ ÒÝÓ Ø Ö × ̧ Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ã Ñ ̧Ã Ì ̧ ÅË1⁄41⁄4̧ ÃÅ ̧Ä Ï o ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o1⁄2 ÓÒÒ Ø Ú ØÝ ÓÖ ÔÐ Ò Ö Ô ÓÐÝ ÓÒ× À Ù 1⁄2 Ä Ø × 1⁄2 × 3⁄4 ¡¡¡ × Ò Ø Ý Ð × ÕÙ Ò Ó Ö Ð Ò Ø × Ò ÔÓÐ Ý ÓÒ̧ Ò Ð Ø × × 1⁄2 · × 3⁄4 · ¡¡¡· × Ò o Ì Ò μ Ì ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô × ÒÓÒ ÑÔØÝ Ò ÓÒÐ Ý × Ò × 3⁄4o μ Ì ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô ̧ ÑÓ ÙÐÓ ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ1ÔÖ × ÖÚ Ò ÓÒ ÖÙ Ò ×̧ × ÓÒ1 Ò Ø Ò ÓÒÐÝ × Ò 3⁄4 · × Ò 1⁄2 × 3⁄4o Á Ø ×Ô × ÒÓØ ÓÒÒ Ø ̧ Ø Ö Ö Ü ØÐÝ ØÛÓ ÓÒÒ Ø ÓÑÔÓÒ Ò Ø×̧ Û Ö ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ò ÓÒ ÓÑÔÓÒ ÒØ × Ø Ö ­ Ø ÓÒ Ó ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ò Ø ÓØ Ö ÓÑÔÓÒ ÒØo Ì ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô × ×ÑÓÓØ Ñ Ò ÓÐ Ò ÓÒÐÝ Ø Ö × ×ÓÑ ÓÒ1 ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ô Û Ø ÐÐ Ø× Ú ÖØ × ÓÒ Ð Ò ̧ Û Ò ØÙÖÒ × Ø ÖÑ Ò Ý Ø Ð Ò Ø × × × Ö ÓÚ o Ð ×Ó̧ Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô Ö Ñ Ò× ÓÒ ÖÙ ÒØ ÒÓ Ñ ØØ Ö ÓÛÛ Ô ÖÑÙØ Ø Ý Ð × ÕÙ Ò Ó Ö Ð Ò Ø ×o Ï Ò Ø Ð Ò × ÒÓØ Ð ÐÓÛ ØÓ × Ð 1 ÒØ Ö× Ø̧ Ø × ÓÑ ÑÓÒ ØÓ ÓÒ× Ö Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô ÑÓ ÙÐÓ ÐÐ ÓÒ ÖÙ Ò × Ó Ø ÔÐ Ò ́ Ò ÐÙ Ò Ö ­ Ø ÓÒ× μ ÙØ Û Ò × Ð 1 ÒØ Ö× Ø ÓÒ× Ö Ð ÐÓÛ ̧ Ò ÓÒ Ø ÓÒ μ ÓÚ × × Ø ×¬ ̧ Ø × Ô Ó×× Ð ØÓ ÑÓÚ Ø Ð Ò ÖÓÑ ÒÝ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ØÓ Ø× Ñ ÖÖ ÓÖ Ñ o ÓÖ ÔÓÐÝ ÓÒ× Ò Ñ Ò× ÓÒ× Ö Ø Ò ØÛÓ̧ Ø × ØÙ Ø ÓÒ × × ÑÔÐ Ö ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o3⁄4 ÓÒÒ Ø Ú ØÝ ÓÖ ÒÓÒ ÔÐ Ò Ö ÔÓÐÝ ÓÒ× Ä Ï Ì ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô Ó ÔÓÐ Ý ÓÒ Ò 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô ̧ ÓÖ 3⁄4̧ × ÐÛ Ý× ÓÒÒ Ø o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 199
3⁄41⁄41⁄4 Êo ÓÒÒ ÐÐÝ Ò o o Ñ Ò ÀÇÅÇÄ Ç ̧ ÇÀÇÅ ÇÄÇ ̧ Æ ÀÇÅÇÌ ÇÈ Ø Ö ÓÒÒ Ø Ú ØÝ ̧ Ø Ö Ö Ñ Ò× Ø Ð ÙÐ Ø ÓÒ Ó Ø Ö ÓÑ ÓÐÓ Ý ÖÓÙÔ×̧ Ó ÓÑÓÐ Ó Ý ÖÓÙÔ× ̧ Ò Ø ÓÑ ÓØÓÔÝØ ÝÔ Ó Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô o À Ö × ÓÒ ×Ô Ð × × Ò Ü ÑÔÐ ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o¿ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô Ó ÕÙ Ð Ø Ö Ð ÔÓÐÝ ÓÒ× ÃÌ Ä Ø Å Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô Ó ÔÓÐÝ ÓÒ Û Ø Ò ÕÙ Ð Ö Ð Ò Ø ×̧ ÑÓ ÙÐÓ ÓÒ ÖÙ Ò × Ó Ø ÔÐ Ò o Ì ÓÑÓÐÓ Ý Ó Å × ØÓÖ × ÓÒ1 Ö ÑÓ ÙÐ Ú Ò Ü1 ÔÐ ØÐÝ Ò ÃÌ o Ï Ò Ò × Ó ̧ Å × ×ÑÓÓØ Ñ Ò ÓÐ Ò Û Ò Ò ̧ Å × Ø ÓÑÔ Ø̧ ÓÖ ÒØ Ð ØÛÓ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ñ Ò ÓÐ Ó ÒÙ× ́ÓÖ Ò ÐÐÝ × ÓÛÒ Ò À Ú 1⁄2 ̧ ×ÛÐ Ð × Ò Â 3⁄4 μo Ë Ð×Ó ×Ô ÐÐÝ ÃÅ ÓÖ ×ÓÑ Ó Ø × Ø Ò ÕÙ ×o ÓÖ Ð ÙÐ Ø Ò Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô Ó Ö Ô × ÓØ Ö Ø Ò ÔÓÐÝ ÓÒ̧ × Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö Ø ÖØ Ð ÌÏ ̧ Û Ö Ô ÖØ ÙÐ Ö Ð Ò ̧ Û Ø ×ÓÑ Ô ÒÒ Ú ÖØ ×̧ × ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô Ø Ø × Ò ÓÖ ÒØ Ð ØÛÓ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ñ Ò ÓÐ Ó ÒÙ× o ÒÓØ Ö × Ø Ø × Ò ÓÒ× Ö × Ò ÕÙ Ð Ø Ö Ð Ô ÓÐÝ ÓÒ Ò ¿1×Ô Û Ø Ò Ð × ØÛ Ò Ò ÒØ × ¬Ü o Ì × ¬Ü 1 Ò Ð ÑÓ Ð Ö × × Ò Ñ ×ØÖ Ý À Ò Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö Ò ÔÖÓØ Ò ÓÐ Ò ́× Ë Ø ÓÒ o μo ÐØ ÖÒ Ø Ú ÐÝ ̧ ¬ Ü Ò Ð Ò × ÑÙÐ Ø Ý Ò Ö× ØÛ Ò Ú ÖØ × Ó ×Ø Ò ØÛÓ ÐÓÒ Ø ÔÓÐÝ ÓÒo Ì ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô Ú × × Ñ Ð ÖÐÝ ØÓ Ø ÔÐ Ò Ö × ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o Ü 1 Ò Ð ÕÙ Ð Ø Ö Ð ¿ ÔÓÐÝ ÓÒ× Â Ä Ø Å Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô Ó Ò ÕÙ Ð Ø Ö Ð ÔÓÐ Ý ÓÒ Û Ø Ò ÕÙ Ð Ö Ð Ò Ø × Ò ¬Ü ÕÙ Ð Ò Ð ×̧ ÑÓ ÙÐÓ ÓÒ ÖÙ Ò × Ó Ê ¿ o ËÙÔÔÓ× ÙÖØ Ö Ø Ø Ú ÖÝ ØÙ ÖÒ Ò Ð × Û Ø Ò Ò Ø Ú ̄ Ó 3⁄4 Ò ÓÖ ̄ ×ÙÆ Ò ØÐÝ ×Ñ ÐÐ ́ o o̧ ÓÒ¬ 1 ÙÖ Ø ÓÒ× Ö ÓÖ Ò ÖÐÝ ÔÐ Ò Öμo Ì Ò Å × Ø ÑÓר ØÛÓ ÓÑÔÓÒ Ò Ø×o Ï Ò Ò × Ó ̧ Å × ×ÑÓÓØ Ñ Ò ÓÐ Ó Ñ Ò× ÓÒ Ò o Ï Ò Ò × Ú Ò̧ Å × × Ò ÙÐ Öo Ï Ò Ò ̧Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò Ö Ô × Ø Ö Ô Ó Ò Ó Ø Ö ÓÒ̧ Ò Ø Ö Ö × × Û Ò Ø × Ö Ò × × Û Ò Ø × ÒÓØo Ì × Ð Ò ÓÖÖ ×Ô ÓÒ × ØÓ Ý ÐÓ Ü Ò Ò Ñ ×ØÖÝ̧ Ò Ø× ­ Ü Ð ØÝÛ × ×ØÙ Ý Ö Ò ÓÒ o Ì Ö ×ØÖ Ø ÓÒ Ó Ø ÔÓÐÝ ÓÒ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ò ÐÑÓר ÔÐ Ò Ö Ð × ØÓ Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ÔÖÓ Ð Ñ ÈÊÇ Ä Å o3⁄4o Ò Ö Ð ÕÙ Ð Ø Ö Ð ÕÙ 1 Ò ÙÐ Ö ¿ Ô ÓÐÝ ÓÒ× Ö 3⁄4 ÀÓÛ Ñ ÒÝ ÓÑÔÓÒ ÒØ× Ó × Å Ú Ò Ø Ø ÓÖ Ñ ÓÚ ̄ × ÐÐÓÛ Ø Ó Ð Ö o¿ ÇÆ Á ÍÊ Ì ÁÇÆ ËÈ Ë Ï ÁÌ ÀÇÍÌ Ë Ä 1Á ÆÌ Ê1 Ë ÌÁÇÆË Ï Ò Ø Ð Ò × ÒÓØ Ô ÖÑ ØØ ØÓ × Ð 1 ÒØ Ö× Ø̧ Ø Ñ Ò ÕÙ ×Ø ÓÒ Ø Ø × Ò ×ØÙ × Û Ò Ø Ò ÐÓ o Ì Ö Ñ Ò Ð ×× × Ó Ð Ò × Ú Ò ×ØÙ Ò Ø × ÓÒØ ÜØ Ö ×̧ Ý Ð ×̧ Ò ØÖ ×o Ï Ò Ø Ð Ò × ÔÐ Ò Ö Ò × Ý Ð ×̧ Û × ×ÙÑ Ø Ø Ø ÐÓ Û × » ÓÙÒØ Ö ÐÓ Û × ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ × Ú Ò Ò ¬Ü ̧ ÓÖ ÓØ ÖÛ × Ø Ð Ò × ØÖ Ú ÐÐÝ ÐÓ ÒÓ Ý Ð Ò ­ ÔÔ ÓÚ Ö Ò Ø ÔÐ Ò Û Ø ÓÙØ × Ð 1 ÒØ Ö× Ø ÓÒo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 200
ÔØ Ö ÓÑ ØÖÝ Ò ØÓÔÓÐÓ Ý Ó ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Ð Ò × 3⁄41⁄41⁄2 Ä ÇËË Ê ÄÓ Ð Ò Ð Ò Û Ó× ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô × ÑÙÐØ ÔÐ ÓÒÒ Ø ÓÑÔÓÒ ÒØ× Û Ò × Ð 1 ÒØ Ö× Ø ÓÒ× Ö × Ð ÐÓÛ o ÄÓ Ð Ð ×× Ó Ð Ò × Ì Ö × ÐÓ Ð Ò Ò Ø Ð ××o Í ÒÐÓ Ð Ð ×× Ó Ð Ò × ÆÓ Ð Ò ÒØ Ð × × ×Ð Ó o Á ÍÊ o ¿o1⁄2 Ì ÔÖÓ Ð Ñ× Ó Ö ×ØÖ Ø Ò Ò ̧ Ý Ð ÓÒÚ Ü Ý Ò ̧ Ò ØÖ ­ ØØ Ò Ò o ? ? ? ËØÖ Ø Ò Ò Ò Ö ÑÓØ ÓÒ Ö Ò Ò Ô ÓÐÝ ÓÒ Ð Ö ÖÓÑ Ú Ò ÓÒ¬ 1 ÙÖ Ø ÓÒ ØÓ Ø× ×ØÖ Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ò Û ÚÖÝ Ó ÒØ Ò Ð × o ÓÒÚ Ü Ý Ò Ý Ð ÑÓØ ÓÒ Ö Ò Ò ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Ö ÖÓÑ Ú Ò ÓÒ¬ 1 ÙÖ Ø ÓÒ ØÓ ÓÒÚ Ü ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ò Û ÚÖÝ Ó ÒØ Ò Ð × Ø Ñ Óר o Ð ØØ Ò Ò ØÖ ÑÓØ ÓÒ Ö Ò Ò ÔÓÐÝ ÓÒ Ð ØÖ ÖÓÑ Ú Ò ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ØÓ ­ Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ò Û Ú ÖÝ Ó ÒØ Ò Ð × Ø Ö 1⁄4̧ ̧Ó Ö3⁄4 ̧ Ò Ú ÖÝ Ö ÔÓ ÒØ× Û Ý ÖÓÑ × Ò Ø ÖÓÓØ ÒÓ o ÏÀÁ À ÄÁÆÃ Ë Ê ÄÇ Ã Ï Ó Ø Ñ Ò Ð ×× × Ó Ð Ò × Ò ÐÓ × × ÙÑÑ Ö Þ Ò Ì Ð o¿o1⁄2o ÁÒ × ÓÖØ̧ Ø Ü ×Ø Ò Ó ÐÓ Ö × Ò ÐÓ ÙÒ ÒÓØØ Ý Ð × × ÕÙ Ú Ð ÒØØ Ó Ø Ü ×Ø Ò Ó ÒÓØ× Ò Ø Ø Ñ Ò× ÓÒ Ø × ÔÔ Ò× Ùר Ò ¿ o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø × ÕÙ Ú Ð Ò × Ý ÒÓ Ñ Ò× Ó Ú ÓÙ× ̧ ×Ô ÐÐÝ Ò 3⁄4 ̧ × Ú Ò Ý Ø Ü ×Ø Ò Ó ÒÓØØ ØÖ × Ò 3⁄4 o ÇÒ Ñ Ò ÔÔÖ Ó ÓÖ Ø ÖÑ Ò Ò Û Ø Ö Ð Ò × ÐÓ × ØÓ ÓÒ× Ö Ø ÕÙ Ú Ð ÒØ ÔÖÓ Ð Ñ Ó ¬Ò Ò ÑÓØ ÓÒ ÖÓÑ ÒÝ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ØÓ ÒÓÒ Ð ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒo Ù× Ð Ò ÑÓØ ÓÒ× Ö Ö Ú Ö× Ð Ò ÓÒ Ø Ò Ð ̧ Ú ÖÝ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ò ÒÓÒ Ð Þ ̧ Ø Ò Ú ÖÝ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ò ÖÓÙ ØØ Ó Ò Ý ÓØ Ö ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ̧ Ö ÓÙØ Ò Ø ÖÓÙ Ø ÒÓÒ Ð ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒo ÓÒÚ Ö× ÐÝ ̧ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 201
3⁄41⁄43⁄4 Êo ÓÒÒ ÐÐÝ Ò o o Ñ Ò Ì Ä o¿o1⁄2 ËÙÑÑ ÖÝ Ó Û Ø ØÝÔ × Ó Ð Ò × Ò ÐÓ o Ê Ë Æ Ä Ë ÌÊ Ë 3⁄4 ÆÓØ ÐÓ Ð Ê1⁄4 ¿̧ ËØÖ1⁄41⁄4̧ ÁÇ1⁄43⁄4 ÄÓ Ð · 1⁄43⁄4̧ Ê1⁄43⁄4 ¿ ÄÓ Ð Â ̧ · 1⁄41⁄2̧ ÌÓÙ 1⁄41⁄2 ÄÓ Ð Ö × Ö ×Ô Ð × · ÆÓØ ÐÓ Ð Ç1⁄41⁄2 ÆÓØ ÐÓ Ð Ç1⁄41⁄2 ×ÓÑ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ÒÒÓØ ÒÓÒ Ð Þ ̧ Ø Ò Û Ò Ó Û Ô Ö Ó ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ø Ø ÒÒÓØ Ö ÓØ Ö̧ Ò Ø Ö ÓÖ Ø Ð Ò × ÐÓ o Ì × Ð × ØÓ Ø ÒÓØ ÓÒ× Ó ×ØÖ Ø Ò Ò Ö ×̧ ÓÒÚ Ü Ý Ò Ý Ð ×̧ Ò ­ ØØ Ò Ò ØÖ ×̧ × ¬Ò ÓÚ o Ì Ö × ÓÒÐÝ ÓÒ ×ØÖ Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó Ò Ö ̧ ÙØ Ø Ö Ö ÑÙÐØ ÔÐ ÓÒÚ Ü ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ó Ý Ð × Ò ­ Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ó ØÖ × ÓÖ ØÙÒ Ø ÐÝ ̧ Ø × ÖÐÝ ×Ý ØÓ Ö ÓÒ¬ ÙÖ ØÛ Ò ÒÝ Ô Ö Ó ÓÒÚ Ü ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ó Ý Ð · 1⁄41⁄2 Ó Ö Ø Û Ò ÒÝ Ô Ö Ó ­ Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ó ØÖ · 1⁄43⁄4 o ÄÇ Ã ÄÁÆÃ Ë Ì ¬Ö× Ø Ö ×ÙÐ Ø× ÐÓÒ Ø × Ð Ò × Û Ö Ò Ø Ú ́× ÙÖ o¿o 3⁄4μ Ô ÓÐÝ ÓÒ Ð Ö × Ò ¿ Ò ÙÒ ÒÓØØ ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Ý Ð × Ò ¿ Ò ÐÓ Â ̧ Ò ÔÐ Ò Ö Ô ÓÐÝ Ó1 Ò Ð ØÖ × Ò ÐÓ · 1⁄43⁄4 o Ë Ò Ø × Ö ×ÙÐ Ø×̧ ÓØ Ö Ü ÑÔÐ × Ó ÙÒ ÒÓØØ ÙØ ÐÓ ¿ ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Ý Ð × · 1⁄41⁄2̧ Ì Ó Ù1⁄41⁄2 Ò ÐÓ 3⁄4 Ô ÓÐÝ ÓÒ Ð ØÖ × Ê1⁄43⁄4 Ú Ò × ÓÚ Ö o ÅÓÖ Ò Ö ÐÐÝ Ò Ö ÒØÐ Ý ̧ ÐØ̧ ÃÒ Ù Ö̧ ÊÓØ ̧ Ò Ï Ø × × ÃÊ Ï1⁄4¿ ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ð Ö Ñ ÐÝ Ó ÐÓ 3⁄4 ØÖ × Ò ¿ Ö × Ò Û Ø ×È Ë È 1 Ö ØÓ Ø ÖÑ Ò Û Ø Ö ÓÒ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ò Ö ÒÓØ Ö ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ú ÓÒØ ÒÙÓÙ× ÑÓØ ÓÒ Ø Ø ÚÓ × × Ð 1 ÒØ Ö× Ø ÓÒo Ì Ö ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ ÓÑ Ò × × Ú Ö Ð Ø×̧ Ñ ÒÝ Ó Û Ö × Ñ Ð Ø Ü ÑÔÐ × Ò ÙÖ o ¿o3⁄4̧ × Û ÐÐ × Ø ÒØ ÖÐÓ Ð Ò × Ó ÄÇË1⁄4¿̧ ÄÇË1⁄43⁄4 o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø × ÛÓÖ Ð Ú × ÓÔ Ò ÐÓ× ÐÝ Ö Ð Ø ÔÖÓ Ð Ņ̃ Ò Û Ø Ö Ú ÖÝ Ô Ö Ó ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ò Ö Ó Ø Ö ÈÊÇ Ä Å o¿o1⁄2 ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ó Ø ×Ø Ò Ð Ò × ÐÓ · 1⁄41⁄2 Ï Ø × Ø ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ó Ò Û Ø Ö Ð Ò × ÐÓ È ÖØ ÙÐ Ö × × Ó ÒØ Ö ×Ø Ö ¿ Ö×̧ ÙÒ Ò ÓØØ ¿ Ý Ð ×̧ Ò 3⁄4 ØÖ ×o ÍÆÄ Ç Ã ÄÁÆÃ Ë ÍÒÐ Ó Ð ØÝÛ × ¬Ö× Ø ×Ø Ð × Ò Ò Ö Ç1⁄41⁄2 ̧ Û Ö ÓÒ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ö ×̧ Ý Ð ×̧ Ò ØÖ × Ú × ÓÑ Ù Ö ÓÑ Ø Ø Ø Ý Ò Ò Ú Ö ÐÓ o ÁÒØÙ Ø Ú ÐÝ ̧ Ø ÖÖ Ö× ́× Ð 1 ÒØ Ö× Ø Ò ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× μ Ø Ø Ñ Ø ÔÖ Ú ÒØ̧ o o̧ ×ØÖ Ø Ò Ò Ø Ú ÖØ Ü ØÛ Ò Ø ¬Ö ר ØÛÓ Ö ×Ó Ò Ö Ú Ñ Ò× ÓÒ Ø Ð ×Ø 3⁄4 ÐÓÛ Ö Ø Ò Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô Ó Ø Ø Ú ÖØ Ü̧ Ò Ò ÐÐ ÖÖ Ö× Ò ÚÓ o Ì Ù×̧ Ø ÓÒÐ Ý ÔÖÓ Ð Ñ Û Ø ×ØÖ Ø Ò Ò Ò Ö Ú ÖØ Ü1 Ý1Ú ÖØ Ü × Ø Ø Ø ÓÒ¬ ÙÖ 1 Ø ÓÒ Ø Ø Ö × ÙÐØ× ÖÓÑ ×ØÖ Ø Ò Ò ÓÒ ÜØÖ Ñ Ú ÖØ Ü Ñ Ø Ú × Ð 1 ÒØ Ö× Ø ÓÒ× Ò Ø × × ̧ Ø Ð Ò Ò Ô Ö ØÙÖ ØÓ Ö ÑÓÚ Ø ÔÖÓ Ð Ño ÓÒÚ Ü Ý Ò Ý1 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 202
ÔØ Ö ÓÑ ØÖÝ Ò ØÓÔÓÐÓ Ý Ó ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Ð Ò × 3⁄41⁄4¿ Á ÍÊ o ¿o3⁄4 ÃÒÓÛÒ Ü ÑÔÐ × Ó ÐÓ Ð Ò ×o 3D unknotted cycle [BDD 01] + 2D tree [BDD 02] + 3D arc [CJ98] 3D unknotted cycle [CJ98] 3D unknotted cycle [Tou01] 2D tree [CDR02] Ð × Ò Ò Ö × ÑÓÖ Æ ÙÐ Ø̧ ÙØ ÓÐ ÐÓÛ× × Ñ Ð Ö o Ì Ð ×Ø ÐÐ Ó Ì Ð o ¿o1⁄2 ØÓ ¬ÐÐ Û × Ø Ø 3⁄4 Ö × Ò Ý Ð × Ò Ú Ö ÐÓ Ê1⁄4¿ o ÁÒ ̧ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÑÓÖ Ò Ö Ð Ø ÓÖ Ñ ÓÐ × ÌÀ ÇÊ Å o¿o3⁄4 ËØÖ Ø Ò Ò 3⁄4 Ö × Ò ÓÒÚ Ü Ý Ò 3⁄4 Ý Ð × Ê1⁄4¿ Ú Ò × Ó ÒØ ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÔÓ ÐÝ ÓÒ Ð Ö × Ò ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Ý Ð × Ò Ø ÔÐ Ò ̧ Ø Ö × ÑÓØ ÓÒ Ø Ø ÚÓ × × Ð 1 ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ò ̧ Ø Ö ¬Ò Ø Ø Ñ ̧ ×ØÖ Ø Ò× Ú ÖÝ ÓÙØ Ö ÑÓר Ö Ò ÓÒÚ Ü ¬ × Ú ÖÝ ÓÙØ ÖÑÓר Ý Ð o ́ Ò Ö ÓÖ Ý Ð × ÓÙØ ÖÑÓר Ø × ÒÓØ ÓÒØ Ò Û Ø Ò ÒÓØ Ö Ý Ð oμ ÁÒ Ø × Ø ÓÖ Ņ̃ Ö × Ò Ý Ð × ÓÒØ Ò Û Ø Ò ÓØ Ö Ý Ð × Ñ Ý ÒÓØ ×ØÖ Ø Ò ÓÖ ÓÒÚ Ü Ý Ø Ý × Ñ ÔÐÝ ÓÑ ÐÓÒ ÓÖ Ø Ö ÙØ Ø × × Ø ×Ø Û ÓÙÐ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 203
3⁄41⁄4 Êo ÓÒÒ ÐÐÝ Ò o o Ñ Ò ÓÔ ÓÖ Ò Ò Ö Ðo Ì Ö Ö ÒÓÛ Ø Ö Ñ Ø Ó × ÓÖ ×ÓÐ Ú Ò Ø × ÔÖÓ Ð Ño Ë ÙÖ o ¿o¿ ÓÖ Ú ×Ù Ð ÓÑÔ Ö ×ÓÒ ÓÒ × ÑÔÐ Ü ÑÔÐ o Ì ¬Öר Ñ Ø Ó × × ÓÒ ­ÓÛ Ø ÖÓÙ Ò ÓÖ Ò ÖÝ « Ö ÒØ Ð ÕÙ Ø ÓÒ ¬Ò ÑÔÐ ØÐÝ Ý ÓÒÚ Ü ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÔÖÓ 1 Ð Ñ Ê1⁄4¿ o Ì × ÓÒ Ñ Ø Ó × ÑÓÖ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ò × × ÓÒ Ð Ö ÑÓØ ÓÒ× ¬Ò Ý × Ò Ð 1 Ö 1Ó 1 Ö ÓÑ Ñ Ò ×Ñ× Ú Ò Ý Ô× Ù ÓØÖ Ò Ù1 Ð Ø ÓÒ× ËØÖ1⁄41⁄4 o Ì Ø Ö Ñ Ø Ó × × ÓÒ Ò Ö Ý Ñ Ò Ñ Þ Ø ÓÒ Ú Ö ÒØ × ÒØ ÁÇ1⁄43⁄4 o Á ÍÊ o ¿o¿ ÓÒÚ Ü Ý Ò ÓÑÑÓÒ ÔÓÐÝ ÓÒ Ú ÐÐ Ø Ö ÓÒÚ Ü ¬ Ø ÓÒ Ñ Ø Ó ×o ́ μ Î ÓÒÚ Ü ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ê1⁄4¿ o ́ μ Î Ô× Ù ÓØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× ËØ Ö1⁄41⁄4 o È ÒÒ Ú ÖØ × Ö Ö Ð o ́ μ Î Ò Ö Ý Ñ Ò Ñ Þ Ø ÓÒ ÁÇ1⁄43⁄4 o Ì ¬Ö ר ØÛÓ ÑÓØ ÓÒ× Ú Ø Ø ÓÒ Ð ÔÖ ÓÔ ÖØÝ Ó Ò ÜÔ Ò× Ú Ø ×Ø Ò ØÛ Ò Ú ÖÝ Ô Ö Ó Ú ÖØ × Ò Ú Ö Ö × × ÓÚ Ö Ø Ñ Û Ð Ø Ø Ö ÑÓØ ÓÒ ÓÒÐÝ Ö Ð × ÓÒ Ø Ü ×Ø Ò Ó ×Ù ÑÓØ ÓÒo Ì ¬Ö× Ø Ò Ð ×Ø ÑÓØ ÓÒ×̧ Ò ­ÓÛ1 × ̧ ÔÖ × ÖÚ ÒÝ Ò Ø Ð ×ÝÑÑ ØÖ × Ó Ø Ð Ò o Ö Ø Ö Þ Ò Ý ÓÒØ ÒÙ ØÝ ̧ Ø Ø Ö ÑÓØ ÓÒ× Ö Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ Ô Û × 1 1⁄2 ̧ Ô Û × 1 1⁄2 ̧ Ò 1⁄2 o Ç ÒÐÝ Ø Ð ×Ø ÑÓØ ÓÒ × ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ¬Ò Ø 1Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ ØÓ ÓÑ ÔÙØ ÑÓØ ÓÒ Ø Ø × Ô Û × 1Ð Ò Ö Ø ÖÓÙ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô ̧ o o̧ Ø ÑÓØ ÓÒ Ò ÓÑÔ Ó× ÒØÓ ×Ø Ô× Û Ö Ò Ð Ò × ØÔ Ò × Ø ÓÒ× Ø ÒØ Ö Ø o Ì × Ð ÓÖ Ø Ñ × Ð×Ó ×Ý ØÓ ÑÔÐ Ñ ÒØo ËÈ Á Ä Ä ËË Ë Ç Ä ÁÆÃ Ë ÁÒ Ø ÓÒ ØÓ Ø × Ö × ÙÐØ× ÓÖ Ò Ö Ð Ð ×× × Ó Ð Ò ×̧ Ú Ö ÓÙ× ×Ô Ð Ð ×× × Ú Ò × ÓÛÒ ØÓ Ú « Ö ÒØ ÔÖ ÓÔ ÖØ ×o ÈÓÐÝ ÓÒ Ð Ö × Ò ¿ Ø Ø Ð ÓÒ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 204
ÔØ Ö ÓÑ ØÖÝ Ò ØÓÔÓÐÓ Ý Ó ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Ð Ò × 3⁄41⁄4 Ø ×ÙÖ Ó ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝ Ö ÓÒ̧ ÓÖ Ú Ò ÒÓÒ1× Ð 1 ÒØ Ö× Ø Ò ÓÖØ Ó ÓÒ Ð ÔÖÓ Ø ÓÒ̧ Ö Ò Ú Ö ÐÓ · 1⁄41⁄2 o ÈÓÐ Ý ÓÒ Ð Ý Ð × Ò ¿ Ú Ò ÒÓÒ1× Ð 1 ÒØ Ö× Ø Ò ÓÖØ Ó ÓÒ Ð ÔÖÓ Ø ÓÒ Ö Ð×Ó Ò Ú Ö ÐÓ ÃÅ · 1⁄41⁄2 o ÄÁÈË Æ Ä ÁÈÌÍ ÊÆË ÇÒ Ó Ø ¬Ö ר Ô Ô Ö× ×× ÒØ ÐÐÝ ÓÙØ ÙÒÐÓ Ò Ð Ò × × Ý Ö Ó× Ö ¿ ̧ Û Ó × Û Ø Ö Ô ÖØ ÙÐ Ö ­ ÔÔ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ ÐÛ Ý× ÓÒÚ Ü ¬ × ÔÐ Ò Ö ÔÓÐÝ ÓÒ Ý ÑÓØ ÓÒ× Ø ÖÓÙ ¿ Ò ¬Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó ×Ø Ô×o ­ Ô ÖÓØ Ø × Ý 1⁄2 1⁄4 Æ ×Ù Ò Ó Ø ÔÓÐÝ ÓÒ̧ ÐÐ ÔÓ Ø̧ Û Ó× Ò ÔÓ ÒØ× Ö ÓÒ× ÙØ Ú Ú ÖØ × ÐÓÒ Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ø ÔÓÐÝ ÓÒo ×Ù ­ Ô Ò Ú Ö Ù× × Ø ÔÓÐÝ ÓÒ ØÓ × Ð 1 ÒØ Ö× Øo 1⁄2 Æ Ý Æ ¿ Û × Ø ¬Ö× Ø ØÓ Ô ÖÓÚ Ø Ø Ô ÓÐÝ ÓÒ Ñ Ø× ÓÒÐÝ ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ ­ Ô× ÓÖ ÓÒÚ Ü Ý Ò o Ì Ù×̧ ÔÓ Ø ­ ÔÔ Ò × ÓÒ ×Ù Ø Ð ×ØÖ Ø Ý ÓÖ ÓÒÚ Ü Ý Ò 3⁄4 Ô ÓÐÝ ÓÒ Ý ÑÓØ ÓÒ× Ò ¿ o Ì × Ö ×ÙÐ Ø Û × ×Ù × ÕÙ ÒØÐ Ý Ö × ÓÚ Ö × Ú Ö Ð Ø Ñ × × Ì ÓÙ ̧ Ö Ù o Á ÍÊ o¿o Ð ÔÔ Ò ÔÓ ÐÝ ÓÒ ÙÒØ Ð Ø × ÓÒÚ Üo ÂÓ×× Ò Ë ÒÒÓÒ ́1⁄2 ¿μ ¬Ö ר ÔÖÓÚ Ø Ø Ø ÒÙÑ Ö Ó ­ Ô× Ö ÕÙ Ö ØÓ ÓÒÚ Ü Ý Ô ÓÐÝ ÓÒ ÒÒÓØ ÓÙÒ Ò Ø ÖÑ× Ó Ø ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ ×̧ ÙØ Ø × ÛÓÖ Ö Ñ Ò× ÙÒÔÙ Ð × × ÖÙ ̧ Ì ÓÙ o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø Ñ Ý ×Ø ÐÐ Ô Ó×× Ð ØÓ ÓÙÒ Ø ÒÙÑ Ö Ó ­ Ô× Ù× Ò ÓØ Ö Ñ ØÖ × ÈÊÇ Ä Å o¿o¿ ÓÙÒ Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó ­ Ô× Åo ÇÚ ÖÑ Ö×̧ o 1⁄2 ÓÙÒ Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ­ Ô× ÔÓÐ Ý ÓÒ Ñ Ø× Ò Ø ÖÑ× Ó Ò ØÙÖ Ð Ñ ×ÙÖ × Ó ÓÑ ØÖ ÐÓ× Ò ×× ×Ù × Ø × ÖÔ ×Ø Ò Ð ̧ Ø Ñ Ø Ö̧ Ò Ø Ñ Ò ÑÙÑ ×Ø Ò ØÛ Ò ØÛÓ ÒÓÒ Ò ÒØ ×o 1⁄2 Ö Ó× Ö ¿ ÓÖ Ò ÐÐÝ ÔÖÓÔÓ× ­ ÔÔ Ò ÑÙÐØ ÔÐ ÔÓ Ø × ØÓ Ò ̧ Ù Ø× Ù Ò ÓÔ Ö Ø ÓÒ Ò Ð ØÓ × Ð 1 ÒØ Ö× Ø ÓÒ Æ Ý Æ ¿ ¬Ü Ø × ÔÖÓ Ð Ñ Ý ÔÖÓÔÓ× Ò ­ ÔÔ Ò ÓÒ ÐÝ ÓÒ ÔÓ Ø Ø ÓÒ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 205
3⁄41⁄4 Êo ÓÒÒ ÐÐÝ Ò o o Ñ Ò Ö Ð Ø ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÔÖÓ Ð Ñ × ØÓ ÓÑ ÔÙØ Ø ÜØÖ Ñ ÒÙÑ Ö× Ó ­ Ô× ÈÊÇ Ä Å o¿o Å Ü Ñ Þ Ò ÓÖ Ñ Ò Ñ Þ Ò ­ Ô× Ñ1⁄43⁄4 Ï Ø × Ø ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ó Ñ Ò Ñ Þ Ò ÓÖ Ñ Ü Ñ Þ Ò Ø Ð Ò Ø Ó ÓÒÚ Ü Ý Ò × ÕÙ Ò Ó ­ Ô× ÓÖ Ú Ò ÔÓÐ Ý ÓÒ Ë Ú Ö Ð Ú Ö Ø ÓÒ× ÓÒ ­ Ô× Ú Ð×Ó Ò ÓÒ× Ö o ÖÙÒ ÙÑ Ò × 1⁄41⁄2 Ò Ö Ð Þ Æ Ý3× Ö × ÙÐØ× ØÓ ÔÓÐÝ ÓÒ× Û Ø × Ð 1 ÒØ Ö× Ø ÓÒ× ×Ø ÐÐ Ø Ý Ò ÓÒÚ Ü ¬ Ý ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ ­ Ô×o Ï Ò Ö Ï ¿ ÒØÖÓ Ù Ø ÒÓØ ÓÒ Ó ­ Ø Ó Ò×̧Û Ö Ø Ü Ø Ö Ú Ö× Ó ­ Ô×̧ Ò Ú Ò× Ø Ðo ÀÅ · 1⁄41⁄2 × Ó Û Ø Ø ×ÓÑ ÔÓÐÝ ÓÒ× Ñ Ø Ò¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ ­ Ø ÓÒ× o Ð Ô ØÙÖÒ× Ö × Ñ Ð Ö ØÓ ­ Ô×̧ Ü ÔØ Ø Ø Ø ÔÓ Ø × Ø ÑÔ ÓÖ Ö ÐÝ × Ú Ö ÖÓÑ Ø Ö ×Ø Ó Ø Ð Ò Ò ÖÓØ Ø 1⁄2 1⁄4 Æ Ò Ø ÔÐ Ò ÖÓÙÒ Ø Ñ ÔÓ ÒØÓ Ø ÙÐÐ o ËÙ Ò ÓÔ Ö Ø ÓÒ × ÒÓØ Ú Ð Ð Ò ÑÓØ ÓÒ̧ ÙØ Ø × Ø Ú ÒØ Ø Ø Ø ÒÙÑ Ö Ó ­ ÔØÙÖÒ× Ø Ø ÔÓÐÝ ÓÒ Ñ Ø× ÓÖ ÓÒÚ Ü ¬ Ø ÓÒ × ḈÒ 3⁄4 μ · 1⁄43⁄4̧ · 1⁄41⁄4 o Ì × ÓÙÒ × Ø Ø ÙÔ ØÓ ÓÒר ÒØ ØÓÖ 1⁄41⁄4 ̧ Ò Ø Ö × ÜØ Ò× Ú ÛÓÖ ÓÒ ¬Ò Ò Ø ÔÖ × ÓÒר ÒØ× · 1⁄43⁄4 ̧ Ø ÓÙ ×ÓÑ Ô× Ö Ñ Ò ØÓ ÐÓ× o Ð ×Ó̧ Ö Ð Ø ØÓ ÈÖÓ Ð Ñ o¿o ̧ Ø × ÒÓÛÒ Ø Ø Ñ Ü Ñ Þ Ò Ø Ð Ò Ø Ó ÓÒÚ Ü Ý Ò ­ ÔØÙÖ Ò × ÕÙ Ò × Û ÐÝ ÆÈ1 Ö · 1⁄43⁄4 o Å Ò Ñ Þ Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó ­ ÔØÙÖÒ× Ð × ØÓ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÒØ Ö ×Ø Ò ÔÖÓ Ð Ñ ÈÊÇ Ä Å o¿o ÆÙÑ Ö Ó Ö ÕÙ Ö ­ ÔØÙ ÖÒ× 1⁄41⁄4 Á× Ø Ö Ô ÓÐÝ ÓÒ Ø Ø Ö ÕÙ Ö × áÒ 3⁄4 μ ­ ÔØÙÖÒ× ØÓ ÓÒÚ Ü Ý̧ ÓÖ Ò ÐÐ ÔÓÐ Ý ÓÒ× ÓÒÚ Ü ¬ ÝÓ́Ò 3⁄4 μ Ö ÙÐÐÝ Ó× Ò ­ ÔØÙÖ Ò× Ì ×Ø ÒÓÛÒ ÐÓÛ Ö ÓÙÒ × áÒμo ÁÆÌ ÊÄÇ Ã Ä ÁÆÃ Ë ÓÑ Ò Ø ÓÒ× Ó Ô ÓÐÝ ÓÒ Ð Ö × Ò Ý Ð × Ò ¿ Ø Ø Ò ÓÖ ÒÒÓØ ÐÓ ́ÓÖ ̧ ÑÓÖ ÙÖ Ø ÐÝ ̧ Ò Ø ÖÐÓ μ Ö ×ØÙ Ò ÄÇË1⁄4¿̧ ÄÇË1⁄43⁄4 o ÅÓÖ ÔÖ × ÐÝ ̧ Ø × ÛÓÖ ×ØÙ × Ø × ÓÖØ ר ́ Û ×Ø1 Öμ ¿ Ö × Ò Ý Ð × Ø Ø Ò ÒØ ÖÐÓ Û Ø Ó Ø Ö o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø Ö ¿1 Ö × ́ Ö × Û Ø Ø Ö Ö× μ Ò ÒØ ÖÐÓ ̧ × Ò ¿1 Ö Ò 1 Ö ̧ ÓÖ ¿1 Ý Ð Ò 1 Ö ̧ ÓÖ ¿1 Ö Ò 1 Ý Ð o ÀÓÛ Ú Ö̧ ØÛÓ ¿1 Ö × Ò Ö ØÖ Ö ÐÝ Ñ ÒÝ 3⁄41 Ö × Ò Ú Ö ÒØ ÖÐÓ ̧ ÒÓÖ Ò ¿1 Ý Ð Ò ¿1 Ö o Ð×Ó ÓÒ× Ö Ò ÄÇË1⁄43⁄4 × Ø × Ø Ø ×ÓÑ Ó Ø Ô × Ú Ö ×ØÖ Ø ÑÓØ ÓÒ̧ o o̧ ÐÐ Ò Ð × Ö ¬Ü ̧ ÓÖ ÓÒÐ Ý Ö ÑÓØ ÓÒ× Ö ÐÐ ÓÛ o o ÍÆÁ Î ÊË ÄÁÌ Ê ËÍÄ ÌË ÌÊ ÁÆ ÍÊÎ Ë Ì Ð ×× ÑÓØ Ú Ø ÓÒ Ó Ù Ð Ò Ð Ò × × ØÓ × Ò ÔÐ Ò Ö Ð Ò Ò Û Ó Ò Ó Ø Ú ÖØ × ØÖ × Ô ÓÖØ ÓÒ Ó × Ö ÙÖÚ Ú Ò Ý ×ÓÑ Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ÙÒ Ø ÓÒo ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ï ØØ ÔÓ× Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó ¬Ò Ò Ð Ò Û Ø ×ÓÑ Ú ÖØ × Ô ÒÒ ×Ó Ø Ø ÓÒ Ú ÖØ Ü ÛÓÙÐ ØÖ ÓÙØ Ð Ò ́× Ñ ÒØμo Ï ØØ3× ÔÖÓ Ð Ņ̃ Ø ¬Ö ר Ø ÓÙ Ø © 2004 by Chapman & Hall/CRC 206
ÔØ Ö ÓÑ ØÖÝ Ò ØÓÔÓÐÓ Ý Ó ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Ð Ò × 3⁄41⁄4 ØÓ ÑÔÓ×× Ð ̧ Û × ¬Ò ÐÐÝ × ÓÐÚ ÝÈ Ù ÐÐ Ö Ò È ¿ ̧ × Û ÐÐ × Ý Ä Ô Ò Ò Ä Ô 1⁄2 o Ë Ð×Ó Ã Ñ Ò À Ö o Ä Ø Ö̧ à ÑÔ Ã Ñ × Ö Ð Ò Ø Ø ÛÓÙÐ ØÖ ÓÙØ Ô Ó Ö Ø Ó ÒÓ ÒÝ Ð Ö ÙÖÚ ÒØ Ô Ð Ò o ÀÓÛ Ú Ö̧ × × Ö ÔØ ÓÒ × Ú ÖÝ Ö Ò Ø Ð Ú × ÙÒ× Ô ¬ Û Ø ÔÓÖØ ÓÒ Ó Ø Ð Ö ÙÖÚ × ØÙ ÐÐÝ ØÖ ÓÙØ̧ Ò Û Ø Ö Ø Ö Ö ÓØ Ö̧ Ô Ó×× ÐÝ ÙÒÛ ÒØ ÓÑÔÓÒ ÒØ× ÓÖ Ô × Ó ÓØ Ö Ð Ö ÙÖÚ × Ø Ø Ò Ð×Ó ØÖ ÓÙØo Ì × ÕÙ ×Ø ÓÒ Ð×Ó Ö × × ÓÖ Ø Ð Ò × Ø Ø ØÖ Ð Ò × Ñ ÒØo Ä ÇËË Ê Ê Ð Ð Ö × Ø ×Ù × Ø Ó Ê Æ Ú Ò Ý ¬Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ÕÙ Ø ÓÒ× Û Ø Ö Ð Ó Æ ÒØ×o Ê Ð × Ñ Ð Ö × Ø ×Ù × Ø Ó Ê Æ Ú Ò Ý ¬ ÒØ Ò ÙÑ Ö Ó Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ÕÙ Ø ÓÒ× Ò Ò ÕÙ Ð Ø × Û Ø Ö Ð Ó Æ ÒØ ×o ÁØ × ÑÔÓÖØ ÒØ ØÓ Ö Ð Þ Ø ×Ø Ò Ø ÓÒ ØÛ Ò Ò Ð Ö × Ø Ò × Ñ Ð1 Ö × Øo ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ö Ð ́ Ü ÐÙ Ò Ø× ÒØ Ö ÓÖμ × Ò Ð Ö × Ø̧ Û Ð ́ ÐÓ× μ Ð Ò × Ñ ÒØ × × Ñ Ð Ö × Ø ÙØ ÒÓØ Ò Ð Ö × Øo Ì Ð Ò Ö ÔÖÓ Ø ÓÒ Ó Ò Ð Ö × Ø × ÐÛ Ý× × Ñ Ð Ö × Ø̧ ÙØ Ø Ñ Ý ÒÓØ Ò Ð Ö × Øo Ì ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô Ó Ð Ò × Ò Ð Ö × Ø̧ ÙØ Ø ÐÓ Ù× Ó Ô Ó×× Ð ÔÓ× Ø ÓÒ× Ó ÓÒ Ó Ø× Ú ÖØ × × ÓÒÐ Ý Ù Ö ÒØ ØÓ × Ñ Ð Ö × Ø̧ Ù× Ø Ö ÔÖ × ÒØ× Ø ÔÖÓ Ø ÓÒ ÓÒØÓ Ø ÓÓÖ Ò Ø × ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ØÓ ÓÒ Ó Ø Ú ÖØ × Ó Ø Ð Ò o Ê ÁÌÊ Ê ÇÆ Á ÍÊ ÌÁÇÆ ËÈ Ë ÇÒ Ó Ø ÑÓÖ ÔÖ × Ö ×ÙÐ Ø× Ö Ð Ø ØÓ à ÑÔ 3× Ö ×ÙÐ Ø × Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÌÀ ÇÊ Å o o1⁄2 Ö Ø Ò Ð Ò ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô × ÃÅ Ä Ø Å ÒÝ ÓÑÔ Ø ×ÑÓÓ Ø Ñ Ò ÓÐ o Ì Ò Ø Ö × ÔÐ Ò Ö Ð Ò Û Ó× ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô × « ÓÑÓÖÔ ØÓ × Ó ÒØ ÙÒ ÓÒ Ó ×ÓÑ ÒÙÑ Ö Ó ÓÔ × Ó Åo Ì × Ö × ÙÐØ Û × Ð×Ó Ð Ñ Ý Ì ÙÖ ×ØÓÒ̧ ÙØ Ø Ö Ó × ÒÓØ × Ñ ØÓ ÛÖ ØØ Ò ÔÖÓÓ Ý Ño × ÓÒ× ÕÙ Ò Ó Ø × Ö × ÙÐØ̧ Û Ó Ø Ò Ø ÓÐÐÓÛ Ò ÔÖ × Ú Ö× ÓÒ Ó Û Ø Ã ÑÔ Û × ØÖÝ Ò ØÓ Ð Ño Ì × ÓÒ× ÕÙ Ò × ÔÖ ÓÚ Ý Ã Ò Ã Ò Ù× Ò Ø Ø Ò ÕÙ × Ó Ã ÔÓÚ 1Å ÐÐ×ÓÒ Ã Å1⁄43⁄4 Ò Ì ÙÖ ×ØÓÒo ÌÀ ÇÊ Å o o3⁄4 Ì Ö Ò ÓÙØ Ò Ð Ö ÙÖÚ Ã Ò Ä Ø ÒÝ × Ø Ò Ø ÔÐ Ò Ø Ø × Ø ÔÓÐÝÒ ÓÑ Ð Ñ Ó ÐÓ× ÒØ ÖÚ Ðo Ì Ò Ø Ö × Ð Ò Ò Ø ÔÐ Ò Û Ø ×ÓÑ Ô ÒÒ Ú ÖØ × ×Ù Ø Ø ÓÒ Ó Ø Ú ÖØ × ØÖ × ÓÙØ Ü ØÐÝo Ë ÂË ̧ Å Ó ÖÓØ Ö × Ù×× ÓÒ× Ó ÓÛ ØÓ Ö Ø Ð Ò × ØÓ ØÖ ÓÙØ Ø Ð ×Ø Ô ÓÖØ ÓÒ Ó Ú Ò Ð Ö ÙÖÚ o Ã Ò Ã Ò Ð×Ó Ò Ö Ð Þ × Ø × Ö 1 × ÙÐØ ØÓ Ö Ñ Ò× ÓÒ× Ò ØÓ Ø × Ñ Ð Ö × Ø× Ö × Ò ÖÓÑ ÔÖÓ Ø Ò Ø © 2004 by Chapman & Hall/CRC 207
3⁄41⁄4 Êo ÓÒÒ ÐÐÝ Ò o o Ñ Ò ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô ÓÛÒ ØÓ ÓÒ× Ö ×ÓÑ ×Ù × Ø Ó Ø Ú ÖØ ×o Ë Ð×Ó Ã Å1⁄43⁄4 ÓÖ ÓÒÒ Ø ÓÒ× ØÓ ÙÒ Ú Ö× Ð ØÝ Ø ÓÖ Ñ× ÓÒ ÖÒ Ò ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô × Ó Ð Ò × Ò Ø ÔÐ Ò ̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ × Ò Ø ÛÓÖ Ó ÅÒ o Ò ÐÐÝ ̧ Ø ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ö ×ÙÐØ× Ó ÀÂÏ × Ö Ò Ë Ø ÓÒ o Ù Ð Ó« ÙÒ Ú Ö× Ð ØÝ ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ × Ñ Ð Ö ØÓ Ø Ó× Ñ ÒØ ÓÒ ÓÚ o o ÇÅÈÍÌ ÌÁ ÇÆ Ä ÇÅÈÄ ÁÌ Ì Ö Ö Ú Ö ØÝ Ó Ð ÓÖ Ø Ñ ÕÙ ×Ø ÓÒ× Ø Ø Ò × ÓÙØ Ú Ò Ð Ò o ÅÓ× Ø Ó Ø × ÕÙ ×Ø ÓÒ× Ö ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ ÐÐÝ Æ ÙÐØ ØÓ Ò×Û Ö̧ Ø Ö ÆÈ1 Ö ÓÖ ÈËÈ 1 Ö o ÆÓÒ Ø Ð ××̧ Ú Ò Ø ÑÔÓÖØ Ò Ó Ø × ÔÖÓ Ð Ñ×̧ Ø Ö × ÛÓÖ ÓÒ Ú ÐÓÔ Ò ́ ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð1Ø Ñ μ Ð ÓÖ Ø Ñ×o Ä ÇËË Ê ÊÙÐ Ö ÓÐ Ò ÔÖ Ó Ð Ñ Ú Ò Ô ÓÐÝ ÓÒ Ð Ö ́ o o̧ × ÕÙ Ò Ó Ö Ð Ò Ø ×μ Ò × Ö Ð Ò Ø Ä̧ × Ø Ö ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó Ø Ö ́Ö ÙÐ Öμ Ò Û Ø Ö× Ð ÐÓÒ ÓÑ ÑÓÒ Ð Ò × Ñ ÒØ Ó Ð Ò Ø Ä Á ×Ó̧ ¬Ò ×Ù ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒo ́Ì ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ð×Ó Ô Ö × × Ö ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ̧ ÔÖ ÓÚ Ø Ð Ò × Ô ÖÑ ØØ ØÓ × Ð 1 ÒØ Ö× Øoμ Ê Ð ØÝ ÔÖ Ó Ð Ñ Ú Ò ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó Ð Ò ̧ ר Ò Ù × Ú Ö1 Ø Ü̧ Ò ÔÓ ÒØ Ò Ø ÔÐ Ò ̧ × Ø ÔÓ×× Ð ØÓ Ö ÓÒ¬ ÙÖ Ø Ð Ò ×Ó Ø Ø Ø ×Ø Ò Ù × Ú ÖØ Ü ØÓÙ × Ø Ú Ò ÔÓ ÒØ Á ×Ó̧ ¬Ò ×Ù Ö ÓÒ¬ ÙÖ 1 Ø ÓÒo ÁÒ Ø × ÔÖÓ Ð Ņ̃ Ø Ð Ò × ÓÒ ÓÖ ÑÓÖ Ú ÖØ × Ô ÒÒ ØÓ Ô ÖØ ÙÐ Ö ÐÓ Ø ÓÒ× Ò Ø ÔÐ Ò o Ê ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ÔÖ Ó Ð Ñ Ú Ò ØÛÓ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ó Ð Ò ̧ × Ø ÔÓ×× Ð ØÓ Ö ÓÒ¬ ÙÖ ÓÒ ÒØÓ Ø ÓØ Ö Á ×Ó̧ ¬Ò ×Ù Ö ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒo ÄÓ × ÓÒ ÔÖ Ó Ð Ñ Ú Ò Ð Ò ̧ × Ø ÐÓ À Ê Æ ËË Ê ËÍÄ ÌË ÇÒ Ó Ø × ÑÔÐ ×Ø ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ö ×ÙÐ Ø× × ÓÙØ Ø ÖÙÐ Ö ÓÐ Ò ÔÖÓ Ð Ņ̃ Ó Ø Ò Ú Ö Ù Ø ÓÒ ÖÓÑ × Ø Ô ÖØ Ø ÓÒ ÌÀ ÇÊ Å o o1⁄2 ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ó ÖÙÐ Ö ÓÐ Ò ÀÂÏ Ì ÖÙÐ Ö ÓÐ Ò ÔÖÓ Ð Ñ × ÆÈ1 ÓÑÔÐ Ø o Ù Ð Ò ÓÒ Ø × Ö × ÙÐØ̧ Ø × Ñ ÙØ ÓÖ× ×Ø Ð × ÌÀ ÇÊ Å o o3⁄4 ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ó Ö Ö Ð ØÝ ÀÂÏ Ì Ö Ð ØÝ ÔÖÓ Ð Ñ × ÆÈ1 Ö ÓÖ ÔÐ Ò Ö ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Ö Ò Ø ÔÖ × Ò Ó ÓÙÖ Ð Ò 1× Ñ ÒØ Ó ×Ø Ð × Ò Ô ÖÑ ØØ Ò Ø Ö ØÓ × Ð 1 ÒØ Ö× Øo ÓÖ Ò Ö Ð Ð Ò × Òר Ó Ö ×̧ × ØÖÓÒ Ö ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ö ×ÙÐ Ø× Ü ×Ø © 2004 by Chapman & Hall/CRC 208
ÔØ Ö ÓÑ ØÖÝ Ò ØÓÔÓÐÓ Ý Ó ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Ð Ò × 3⁄41⁄4 ÌÀ ÇÊ Å o o¿ ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ó Ö Ð ØÝ ÀÂÏ Ì Ö Ð ØÝ ÔÖÓ Ð Ñ × ÈËÈ 1 Ö ÓÖ ÔÐ Ò Ö Ð Ò Û Ø ÓÙØ Ó ×Ø Ð × Ò Ô ÖÑ ØØ Ò Ø Ð Ò ØÓ × Ð 1 ÒØ Ö× Øo ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ × Ñ Ð Ö Ö ×ÙÐ Ø ÓÐ × ÓÖ Ô ÓÐÝ ÓÒ Ð Ö ÑÓÒ Ó ×Ø Ð × ÌÀ ÇÊ Å o o ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ó Ö Ö Ð ØÝ ÑÓÒ Ó ×Ø Ð × ÂÈ Ì Ö Ð ØÝ ÔÖÓ Ð Ñ × ÈËÈ 1 Ö ÓÖ ÔÐ Ò Ö Ô ÓÐÝ ÓÒ Ð Ö Ò Ø ÔÖ × Ò Ó ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Ó ×Ø Ð × Ò Ô ÖÑ ØØ Ò Ø Ö ØÓ × Ð 1 ÒØ Ö× Øo Ò ÐÐÝ ̧ Û Ò Ø Ð Ò × ÒÓØ Ô ÖÑ ØØ ØÓ × Ð 1 ÒØ Ö× Ø̧ Ò Ø Ö Ö ÒÓ Ó ×Ø Ð ×̧ Ö Ò ×× × ÒÓÛ Ò Ò × × Û Ò Ø Ð Ò Ò ÐÓ × Ë Ø ÓÒ o¿o ÌÀ ÇÊ Å o o ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ó ÒÓÒ 1× Ð 1 ÒØ Ö× Ø Ò Ö Ö ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ÃÊ Ï1⁄4¿ Ì Ö ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ × ÈËÈ 1 Ö Ó Ö ¿ Ô ÓÐÝ ÓÒ Ð Ö ÓÖ 3⁄4 ÔÓÐÝ 1 ÓÒ Ð ØÖ Û Ò Ø Ð Ò × ÒÓØ Ô ÖÑ ØØ ØÓ × Ð 1 ÒØ Ö× Øo Ä ÇÊÁÌ ÀÅË Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ Ð Ò Ö ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ× Ò Ó Ø Ò ÖÓÑ Ø Ò Ö Ð ÑÓØ ÓÒ1ÔÐ ÒÒ Ò Ö ×ÙÐ Ø× Ò ÔØ Ö ́Ë Ø ÓÒ o1⁄2o 1⁄2μo Ì × ÓÒÒ Ø ÓÒ × Ñ× ØÓ Ú ÓÒÐ Ý Ö ÒØÐÝ Ò Ñ ÜÔÐ Ø ÃÊ Ï1⁄4¿ o Ì Ó ÔÔÐ Ý Ø ÖÓ Ñ Ô Ð ÓÖ Ø Ñ Ó ÒÒÝ Ò ́Ì ÓÖ Ñ o1⁄2o 3⁄4μ̧ Û ¬Ö ר Ô Ö × Ø Ð ÓÖ Ø Ñ Ð Ò ÔÖÓ Ð Ñ× ÒØÓ Ø ÑÓØ ÓÒ1ÔÐ ÒÒ Ò Ö Ñ ÛÓÖ o Ì ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô Ó Ú Ò Ð Ò × Ø ×Ù × Ø Ó Ê Ú Ò Û ÚÖÝ ÔÓ ÒØ × Ø ×¬ × ÖØ Ò Ö1Ð Ò Ø ÓÒ× ØÖ ÒØ× Ò ̧ × Ö ̧ ÒÓÒ1 ÒØ Ö× Ø ÓÒ ÓÒ1 ×ØÖ ÒØ× ØÛ Ò ÐÐ Ô Ö× Ó Ö×o ÓØ ØÝÔ × Ó ÓÒ×ØÖ ÒØ× Ò Ô Ö × Ù× Ò ÓÒר ÒØ1 Ö Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð ÕÙ Ø ÓÒ× Ò Ò ÕÙ Ð Ø ×̧ o o̧ Ø ÓÖÑ Ö Ý × ØØ Ò Ø ×ÕÙ Ö Ð Ò Ø Ó Ö ØÓ Ø × Ö Ú ÐÙ o ́Ì Ö Ö Ð×Ó Ñ Ò × Ó Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô ÒØÓ Ù Ð Ò ×Ô × Û Ø Û Ö Ø Ò Ú Ñ Ò× ÓÒ×̧ 1 Ô Ò ÒØ ÓÒ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ö × Ó Ö ÓÑ Ò Ø Ð Ò ̧ ÙØ Ø Ú 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô Ö Ñ Ø Ö Þ Ø ÓÒ × ÑÓ× Ø Ò ØÙÖ ÐÐÝ × Ñ Ð Ö oμ Ê ØÙÖÒ Ò ØÓ Ø ÑÓØ ÓÒ1ÔÐ ÒÒ Ò Ö Ñ ÛÓÖ ̧ Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ÕÙ Ø ÓÒ× Ò Ò ÕÙ Ð Ø × Ö ÔÖ × ÐÝ Ø Ó ×Ø Ð ×ÙÖ ×o Ì ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô × Ñ Ò1 × ÓÒ Ú ̧ Ò Ø Ö Ö Ò 3⁄4 Ó ×Ø Ð ×ÙÖ × Û Ö × Ø ÒÙÑ Ö Ó Ö×̧ Û Ø Ö Ḉ1⁄2μo Ï Ò ØÓÖ ÓÙØ Ø ØÖ Ú Ð Ö ÑÓØ ÓÒ× Ý ×ÙÔÔ Ó× 1 Ò Ø Ø ÓÒ Ö Ó Ø Ð Ò × Ô ÒÒ ̧ Ö Ù Ò ØÓ ́Ú 3⁄4μ o ÆÓÛ Ö ÙÒÒ Ò Ø ÖÓ Ñ Ô Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÖÓ Ù × Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó Ø ÒØ Ö ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô o Ý Ô Ø ÔÐ ÒÒ Ò Û Ø Ò Ø × ×Ô ̧ Û Ò ×ÓÐ Ú Ø Ö ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ño Ý × ÑÔÐ Ô ×× Ø ÖÓÙ Ø Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ̧ Û Ò Ø ÐÐ Û Ø Ö Ø ×Ô × ÓÒÒ Ø ̧ × ÓÐÚ Ò Ø ÐÓ × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ño Ý ×Ð Ò Ø ×Ô Û Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð ×Ô 1 Ý Ò Ø Ø Ô ÖØ ÙÐ Ö Ú ÖØ Ü × ÐÓ Ø Ø Ô ÖØ ÙÐ Ö ÔÓ ÒØ Ò Ø ÔÐ Ò ̧ Û Ò × ÓÐÚ Ø Ö Ð ØÝ ÔÖÓ Ð Ño ÈÐÙ Ò Ú ̧ Ò 3⁄4 ̧ Ò Ç ́1⁄2μ ÒØÓ Ø ÖÓ Ñ Ô Ð ÓÖ Ø Ñ Û Ø Ø ÖÑ Ò ×Ø Ö ÙÒÒ Ò Ø Ñ ḈÒ ́ÐÓ Òμ Ḉ μ μ Ò Ö Ò ÓÑ Þ ÜÔ Ø ÖÙÒÒ Ò Ø Ñ ḈÒ ́ÐÓ Òμ Ḉ 3⁄4 μ μ̧ Û Ó Ø Ò © 2004 by Chapman & Hall/CRC 209
3⁄41⁄21⁄4 Êo ÓÒÒ ÐÐÝ Ò o o Ñ Ò ÇÊÇÄ Ä Ê o o Ê Ó Ñ Ô Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÔÐ ØÓ Ð Ò × ÃÊ Ï1⁄4¿ Ì Ö Ð ØÝ̧ Ö ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ̧ Ò ÐÓ × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ×ÓÐ Ú ÓÖ Ò Ö ØÖ ÖÝ Ð Ò Û Ø Ú Ú ÖØ × Ò Ö× Ò Ê Ù× Ò Ḉ 3⁄4Ú ́ÐÓ μ3⁄4 ḈÚ μ μ Ø ÖÑ Ò ×Ø Ø Ñ ÓÖ Ḉ 3⁄4Ú ́ÐÓ μ3⁄4 ḈÚ μ 3⁄4 μ ÜÔ Ø Ö Ò ÓÑ Þ Ø Ñ o o ÃÁÆ Å ÌÁ Ë ÓÖ Ò ØÓ ÓØØ Ñ Ò ÊÓØ Ê ̧ Ò Ñ Ø × × Ø Ø Ö Ò Ó Ñ Ò × Û ØÖ Ø× Ø Ô ÒÓÑ ÒÓÒ Ó ÑÓØ ÓÒ Û Ø ÓÙØ Ö Ö ØÓ Ø Ù× Ó Ø ÑÓØ ÓÒo ÁÒ Ò Ñ Ø × Ø Ö × ÒÓ Ö Ö Ò ØÓ Ñ ×× ÓÖ ÓÖ Ø ÓÒ ÖÒ × ÓÒÐ Ý Û Ø Ö Ð Ø Ú ÔÓ× Ø ÓÒ× Ò Ø Ö Ò ×o Ã Ò Ñ Ø × × ×Ù Ø Û Ø ÐÓÒ ×ØÓÖ Ý Ò Û × ̧ Ø Ú Ö ÓÙ× Ø Ñ ×̧ ÒÓØ Ð Ò­Ù Ò ÓÒ Ò × ØÓ ×ÓÑ ÜØ ÒØ × Ò Ô ÖØ ÐÐÝ ÒØ ¬ Û Ø ×Ù Ö × × Ð Ö ÓÑ ØÖÝ ̧ « Ö ÒØ Ð ÓÑ Ø ÖÝ̧ Ñ Ò ×̧ × Ò ÙÐ Ö ØÝØ Ó Ö Ý ̧ Ò Ä Ø ÓÖÝ o ÁØ × Ó Ø Ò Ò ×Ù Ø ×ØÙ ÖÓÑ Ò Ò Ò Ö Ò ÔÓ ÒØ Ó Ú Û̧ Ò Ø Ö Ö Ñ ÒÝ Ø Ð Ð ÙÐ Ø ÓÒ× Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ô ÖØ ÙÐ Ö Ñ Ò ×Ñ× Ó ÒØ Ö ×Øo × Ö ÔÖ × ÒØ Ø Ú Ü ÑÔÐ ̧ Û ÓÒ× Ö ÓÙÖ 1 Ö Ñ Ò ×Ñ× ́ ÙÖ o o1⁄2μ Ä ÇËË Ê Å Ò ×Ñ Ð Ò Û Ø ÓÒ Ö Ó Ö ÓŅ̃ ÑÓ ÙÐÓ ÐÓ Ð ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ Ò ÖÓØ Ø ÓÒo ÓÙÖ1 Ö Ñ Ò ×Ñ ÓÙÖ1 Ö ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Ý Ð × ÙÖ o o1⁄2 ÓÖ Ò Ü1 ÑÔÐ o ËÓÑ Ø Ñ × ÐÐ Ø Ö 1 Ö Ñ Ò ×Ño Ö Ñ Ï Ò Ö ÐÐÝ ¬Ü Ö Ñ Ó Ö Ö Ò ÓÖ Ñ Ò ×Ñ Ý Ô ÒÒ Ò ÓÒ Ö̧ ¬Ü Ò Ø× ÔÓ× Ø ÓÒ Ò Ø ÔÐ Ò o Ì × Ö × ÐÐ Ø Ö Ñ o ÁÒ ÙÖ o o1⁄2̧ Ö × Ô ÒÒ o ÓÙÔ Ð Ö ×Ø Ò Ù × Ö ÓØ Ö Ø Ò Ø Ö Ñ o ÁÒ ÙÖ o o1⁄2̧ Û ÓÒ× Ö Ø ÓÙÔÐ Ö o ÓÙÔ Ð Ö ÑÓØ ÓÒ Ì ÑÓØ ÓÒ Ó Ø ÒØ Ö ÔÐ Ò Ò Ù Ý Ø Ö Ð Ø Ú ÑÓØ ÓÒ Ó Ø ÓÙÔÐ Ö Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ø Ö Ñ o ÓÙÔ Ð Ö ÙÖÚ Ì Ô Ø ØÖ ÙÖ Ò Ø ÓÙÔÐ Ö ÑÓØ ÓÒ Ý Ò Ý ÔÓ ÒØ Ö ÐÝ ØØ ØÓ Ø ÓÙÔÐ Ö ́ o o̧ Ú ØÛÓ Ø ÓÒ Ð Ö× μo ÙÖ o o1⁄2 × ÓÛ× Ø ÓÙÔÐ Ö ÙÖÚ Ó Ø Ñ Ô ÓÒ Ø Ó Ø ÓÙÔÐ Ö Ö o ÇÍ Ê1 Ê Å À ÆÁËÅ ÓÙÔÐ Ö ÙÖÚ × Ò × ÙÖÔÖ × Ò ÐÝ ÓÑ ÔÐ Üo ÁÒ Ø Ò Ö × ̧ ÓÙÔÐ Ö ÙÖÚ Ó ÓÙÖ1 Ö Ñ Ò ×Ñ × Ò Ð Ö ÙÖÚ Ó Ö o ËÙ ×Ø ÒØ Ð «ÓÖØ × Ò ÔÙØ ÒØÓ Ø ÐÓ Ò Ø « Ö ÒØ × Ô × Ó ÓÙÔÐ Ö ÙÖÚ × Ø Ø Ò Ö × ÖÓÑ ÓÙÖ1 Ö Ò ÓØ Ö Ñ Ò ×Ñ×o × ÑÔÐ Ø ÓÖ Ñ Ò Ø × ÓÒØ ÜØ × Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÌÀ ÇÊ Å o o1⁄2 ÅÙ ÐØ ÔÐ ØÝ Ó ÓÙ ÔÐ Ö ÙÖÚ × ÊÓ ÒÝ ÓÙ ÔÐ Ö ÙÖÚ Ó ÓÙ Ö1 Ö Ñ Ò ×Ñ Ò Ò Ö Ø ÝØ Û ÓÓ Ø Ö Ó Ù Ö 1 Ö Ñ Ò ×Ñ×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 210
ÔØ Ö ÓÑ ØÖÝ Ò ØÓÔÓÐÓ Ý Ó ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Ð Ò × 3⁄41⁄21⁄2 Á ÍÊ o o1⁄2 Ì ÓÙÔÐ Ö ÙÖÚ Ó Ø Ñ ÔÓ ÒØ Ó Ø ÓÙ ÔÐ Ö × Ø ÑÓÚ × Ö Ð Ø Ú ØÓ Ø Ö Ñ Ò Ó ÙÖ1 Ö Ñ Ò ×Ño A B D C C’ D’ E’ E ÄÇËË Ê ÁÒ¬Ò Ø × Ñ Ð ÑÓØ ÓÒ ÓÖ ¬Öר1ÓÖ Ö ­ Ü Ì ¬Öר Ö Ú Ø Ú Ó ÑÓØ ÓÒ Ø ÑÓÑ ÒØ Ò Ø Ñ ̧ ×× Ò Ò Ú ÐÓ ØÝÚ ØÓÖ ØÓ Ô ÓÒ Ø Ò ÚÓÐÚ Ò Ø ÑÓØ ÓÒo ́Ë ÔØ Ö 1⁄4 ÓÖ ÑÓÖ Ø ÓÖÓÙ ÜÔÐ Ò Ø ÓÒ Ò Ø ÓÒØ ÜØ Ó Ö ØÝoμ ÈÓÐ ÓÖ Òר ÒØ Ò ÓÙ× ÔÓÐ Ì Òר ÒØ Ò ÓÙ× ¬Ü ÔÓ ÒØ Ó ¬Öר1ÓÖ Ö ÑÓ1 Ø ÓÒ Ó Ø ÔÐ Ò o ÓÖ ÖÓØ Ø ÓÒ̧ Ø ÔÓÐ × Ø ÒØ Ö Ó ÖÓØ Ø ÓÒo ÓÖ ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ̧ Ø ÔÓÐ × ÔÓ ÒØ Ø Ò ¬ ÒØ Ý Ò Ø ÔÖÓ Ø Ú ÔÐ Ò o ÓÑ Ò Ø ÓÒ Ó ÖÓØ Ø ÓÒ Ò ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ Ò Ö ÛÖ ØØ Ò × ÔÙÖ ÖÓØ Ø ÓÒo ÈÓÐÓ Ì ÐÓ Ù× Ó ÔÓÐ × ÓÚ Ö Ø Ñ ÙÖ Ò ÑÓØ ÓÒ Ó Ø ÔÐ Ò o ÈÇÄ Ë ËÓÑ Ó Ø ÒØÖ Ð Ø ÓÖ Ñ× Ò Ò Ñ Ø × ØÖ Ø Ø Òר ÒØ Ò ÓÙ× × o ÈÓÐ × Ö Ø Ö Þ Ø ¬Öר1ÓÖ Ö Ø ÓÒ Ó ÑÓØ ÓÒ Ø Ñ Ó ÑÒ Ø ÒØÑ o Ì Ó Ø Ö̧ Ø ÔÓÐÓ Ò Ú Û Ö Ð Ø Ú ØÓ Ø Ö Ø ¬Ü ÔÐ Ò Ó Ø Ö Ñ ́Ø ¬Ü ÔÓ ÐÓ μÓ ÖØ Ñ Ó Ú Ò ÔÐ Ò Ó Ø ÓÙÔÐ Ö ́Ñ ÓÚ Ò ÔÓÐ Ó μo Ô ÖØ ÖÓÑ Ò1 Ö Ø × ×̧ ÔÐ Ò Ö ÑÓØ ÓÒ Ò × Ö ÝØ Ñ Ó Ú Ò ÔÓÐÓ ÖÓÐÐ Ò ÐÓÒ Ø ¬Ü ÔÓÐÓ o × Ø ÓÖ Ñ Ò Ø ÓÒØ ÜØ Ó ÔÓÐ × × Ø ÓÐÐÓÛ Ò ÌÀ ÇÊ Å o o3⁄4 Ì Ö 1ÈÓÐ Ì ÓÖ Ñ ÓÖ ÒÝ Ø Ö ÑÓØ ÓÒ× Ó Ø ÔÐ Ò ̧ Ø Òר ÒØ Ò ÓÙ× ÔÓÐ × Ó Ø Ø Ö ÑÙØÙ Ð Ö Ð Ø Ú ÑÓØ ÓÒ× Ö ÓÐÐ Ò Ö Ø ÒÝ ÑÓÑ ÒØ Ò Ø Ñ o ÍÊÌÀ Ê Ê ÁÆ ÓÖ Ò Ö Ð ÒØÖÓ Ù Ø ÓÒ ØÓ Ò × ÑÔÐ Ò Ó Ø ¬ Ð Ó Ò Ñ Ø ×̧ × ÀÙÒ ̧ Ê ̧ ËØ ̧ Å 1⁄4̧È ÓØ ̧ Å 1⁄41⁄4 o ÓÖ Ö Ð Ø ÓÒ× ØÓ × Ò ÙÐ Ö ØÝØ Ó Ö Ý ̧ × ̧ o o̧ ÀÅ o ÓÖ Ü ÑÔÐ ×̧ Ò ÐÝ× ×̧ Ò ×Ý ÒØ × × Ó ×Ô ¬ Ñ Ò ×Ñ× ×Ù ×Ø ÓÙÖ1 Ö Ñ Ò ×Ņ̃ × Æ ̧ Å 1⁄41⁄2̧ ËØ ̧ Ð ̧ Ë 1⁄4̧ Ä ̧ ÓÒ ̧ ÓÒ o ÓÖ ×ÓÑ ØÝÔ Ð Ü ÑÔÐ × ÖÓÑ Ò Ò Ò Ö Ò Ú ÛÔÓ ÒØ̧ × ̧ o o̧ È 1⁄2̧ 1⁄43⁄4̧ Ä Ö1⁄41⁄4 o Ë Ð×Ó Ë Ø ÓÒ o Ó Ø × À Ò ÓÓ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 211
3⁄41⁄23⁄4 Êo ÓÒÒ ÐÐÝ Ò o o Ñ Ò o ÈÈÄÁ ÌÁÇÆË ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó Ð Ò × Ö × Ø ÖÓÙ ÓÙØ × Ò Ò Ò Ò Ö Ò o Ï Ð Ø Ø Ö ÑÓ ÖÒ ÔÔÐ Ø ÓÒ× ÖÓ ÓØ ×̧ Ñ ÒÙ ØÙÖ Ò ̧ Ò ÔÖ ÓØ Ò ÓÐ Ò o ÈÈÄ Á Ì ÁÇÆË ÁÆ Æ ÁÆ ÊÁÆ Ì ×ØÙ Ý Ó Ð Ò × Ò Ø ÓÖ Ò Ø Ò Ø ÓÒØ ÜØ Ó Ñ Ò Ð Ò Ò Ö Ò ̧ o o̧ ÓÖ Ø ÔÙÖÔ Ó× Ó ÓÒÚ ÖØ Ò Ö ÙÐ Ö ÑÓØ ÓÒ ÒØÓ Ð Ò Ö ÑÓØ ÓÒo Ì Ó Ý ̧Ó Ò Ó Ø Ö Ú Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ× ÓÖ Ð Ò × × ÖÓ ÓØ ×̧ Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö ÖÓ ÓØ ÖÑ×o ÖÓ ÓØ ÖÑ Ò ÑÓ Ð × Ð Ò ̧ ØÝÔ ÐÐÝ ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Òo ËÓÑ ÖÓ ÓØ ÖÑ× Ú Ò × Ø Ø ÓÖ Ø Ö× ØÓ Ö Ñ Ò ÓÔÐ Ò Ö̧ ÑÓ Ð Ý 3⁄4 Ò× ÓØ Ö ÖÑ× Ú ÙÒ Ú Ö× Ð Ó ÒØ×̧ ÑÓ Ð Ý ¿ Ò× ÓØ Ö ÖÑ× ÔÓ× Ø ÓÒ Ð ÓÒ× ØÖ ÒØ× ́×Ù × Ò ÒØ Ö× Ò ÓÔÐ Ò Ö̧ Û Ø ÓÙØ Ø Û ÓÐ Ð Ò Ò ×× Ö ÐÝ Ò ÓÔÐ Ò Öμ̧ Ð Ò ØÓ ÓØ Ö ÑÓ Ð× Ó Ð Ò ÓÐ Ò o ËÓÑ ÔÐ Ò Ö ÖÓ ÓØ ÖÑ× Ö × ÖÚ × Ð ØÐÝ Ó«× Ø ÔÐ Ò Ö ÔÐ Ò × ÓÖ Ø Ö×̧ ÑÓ Ð Ý ÔÐ Ò Ö ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Ò Ø Ø Ô ÖÑ Ø× × Ð 1 ÒØ Ö× Ø ÓÒo ÅÓר ÓØ Ö ÖÓ ÓØ ÖÑ× Ö ÑÓ Ð Ý × ÐÐ ÓÛ Ò × Ð 1 ÒØ Ö× Ø ÓÒo Ì Ö Ð ØÝ ÔÖÓ Ð Ñ × Ð Ö ÐÝ ÑÓØ Ú Ø Ý ÖÓ ÓØ ÖÑ ×̧ Û Ö Ø Ò Ø ÓÒ Ò Ó Ø ÖÑ ÑÙ ×Ø ÔÐ Ø Ô ÖØ ÙÐ Ö ÐÓ Ø ÓÒ̧ o o̧ ØÓ Ô ÙÔ Ò Ó Ø̧ ÙØ Ø Ö ×Ø Ó Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ × × ÓÒ ÖÝ o ÁÒ ÓØ Ö ÓÒØ ÜØ×̧ Ø ÒØ Ö ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó Ø ÖÑ × ÑÔÓÖØ ÒØ̧ Ò Û Ò ØÓ ÔÐ Ò ÑÓØ ÓÒ ØÓ Ø Ö Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ̧ Ð Ò ØÓ Ø Ö ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ño Ì ÐÓ × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ × Ø ¬Ö× Ø ÕÙ ×Ø ÓÒ ÓÒ Ñ Ø × ÓÙØ Ø × ÑÔÐ ØÝ» ÓÑÔÐ Ü ØÝÓ Ñ Ó 1 Ø ÓÒ ÔÐ ÒÒ Ò ÓÖ Ô ÖØ ÙÐ Ö ØÝÔ Ó Ð Ò o ÀÓÛ Ú Ö̧ ÐÐ Ó Ø × ÔÖÓ Ð Ñ× Ö ØÝÔ ÐÐÝ ×ØÙ Ò Ø ÓÒØ ÜØ Ó Ð Ò × Û Ø ÓÙØ Ó ×Ø Ð ×̧ Ý Ø Ò ÖÓ ÓØ × Ø Ö Ö ÐÑ Óר ÐÛ Ý× Ó ×Ø Ð ×o ËÓÑ Ó ×Ø Ð ×̧ ×Ù × Ð ÔÐ Ò Ö ÔÖ × ÒØ Ò Ø ­ÓÓÖ̧ Ò Ó Ø Ò ÚÓ ÙØ ÑÓÖ Ò Ö ÐÐÝ Ø ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÑ ÑÙ ÑÓÖ ÓÑÔÐ Ø o Ë ÔØ Ö o ÒÓØ Ö Ö Û Ø Ð Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ× × Ñ ÒÙ ØÙÖ Ò o Ú Ò ×ØÖ Ø Ý Ö ÙÐ ØÙ ÓÖ Ô Ó Û Ö ̧ ØÝÔ Ð Ó Ð × ØÓ ÔÖÓ Ù × Ö ÓÐ ÓÒ1 ¬ ÙÖ Ø ÓÒo ÁÒ Ø × ÓÒØ ÜØ×̧ Û Û ÒØ ØÓ Ò Ø Û Ö × Ð ØØÐ × ÔÓ×× Ð o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ ØÝÔ Ð ÓÒ× ØÖ ÒØ ×ØÓ Ò Ø Û Ö ÓÒÐÝ ÑÓÒÓØÓÒ ÐÐÝ ÓÒ Ø × ÒØ ÓÒ Û Ý ̧ Ø ÒÒÓØ ÒØ Ø ÓØ Ö Û Ý o Ì × ÓÒ×ØÖ ÒØ ÓÖ × ×ØÖ Ø × Ñ ÒØ× Ó Ø Ø Ö Ø × Ô ØÓ Ö Ñ Ò ×ØÖ Ø Ø ÖÓÙ ÓÙØ Ø ÑÓØ ÓÒo Ì Ù×̧ Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ò ÑÓ Ð × ×ØÖ Ø Ò Ò Ô ÓÐÝ ÓÒ Ð Ò̧ Ø Ö Ò 3⁄4 ÓÖ ¿ Ô Ò Ò ÓÒ Ø ÔÔÐ Ø ÓÒ̧ Û Ø Ø ÓÒ Ð ÓÒ× ØÖ ÒØ×o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø ÜÔ Ò× Ú ÑÓØ ÓÒ× × Ö Ò Ë Ø ÓÒ o¿ ÓÐ ÐÐ Ó ÒØ× Ñ ÓÒÓØÓÒ ÐÐÝ ÓÛ Ú Ö̧ Ø Ö Ö Ð Ò ÓÒ Ò Ò ÑÓ× Ø Ó ÒØ× × ÑÙÐØ Ò ÓÙ×Ð Ý Ñ Ý ÙÒ × Ö Ð o Ö Ò Ø Ðo ÅË1⁄41⁄2 ÓÒ× Ö Ø Ö ×ØÖ Ø ÓÒ Ò Û ÓÒÐ Ý × Ò Ð Ó ÒØ Ò ÖÓØ Ø Ø ÓÒ ̧ ØÓ Ø Ö Û Ø Ø ÓÒ Ð Ö Ð ×Ø ÓÒ× ØÖ ÒØ× Ö × Ò Ò Û Ö Ò Ò o ÈÈÄ Á Ì ÁÇÆË ÁÆ ÁÇÄÇ ÖÙ ÑÓ Ð Ó ÔÖ ÓØ Ò ÓÒ × ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Ò Ò ¿ ̧ Ò × Ñ Ð ÖÐÝ ÖÙ ÑÓ Ð Ó Ò ÒØ Ö ÔÖ ÓØ Ò × ÔÓÐÝ ÓÒ Ð ØÖ Ò ¿ o ÁÒ ÓØ × ×̧ Ø © 2004 by Chapman & Hall/CRC 212
ÔØ Ö ÓÑ ØÖÝ Ò ØÓÔÓÐÓ Ý Ó ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Ð Ò × 3⁄41⁄2¿ Ú ÖØ × Ö ÔÖ × ÒØ ØÓÑ× ̧ Ò Ø Ö× Ö ÔÖ × ÒØ ÓÒ × Ø Û Ò ØÓÑ × ́Û Ò Ö Ð ØÝ ר Ý ÖÓÙ ÐÝ Ø × Ñ Ð Ò Ø μo ÁÒ ÔÖÓØ Ò×̧ Ø × Ö» ÓÒ Ð Ò Ø × Ö ØÝÔ ÐÐÝ ÐÐ Û Ø Ò ØÓÖ Ó 3⁄4 Ó ÓØ Öo ÌÛÓ ØÓÑ× ÒÒÓØ Ó ÙÔÝ Ø × Ñ ×Ô ̧ Û Ò ÖÓÙ ÐÝ ÑÓ Ð Ý × Ð ÐÓÛ Ò × Ð 1 ÒØ Ö× Ø ÓÒo ÇÒ ÒØ Ö ×Ø Ò ÓÔ Ò ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ø × ÓÒØ ÜØ × Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÈÊÇ Ä Å o o1⁄2 ÕÙ Ð Ø Ö Ð ÓÖ Ò Ö1 ÕÙ Ð Ø Ö Ð ÐÓ Ð Ò × · 1⁄41⁄2 Á× Ø Ö ÐÓ ÕÙ Ð Ø Ö Ð Ö ̧ Ý Ð ̧ ÓÖ ØÖ Ò¿ ÅÓÖ Ò Ö Ð ÐÝ̧ Û Ø × Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø Ú ÐÙ Ó « 1⁄2 ÓÖ Û Ø Ö × ÐÓ Ö » Ý Ð »ØÖ Ò ¿ Û Ø ÐÐ Ð Ò Ø × ØÛ Ò 1⁄2 Ò « Ì × ÖÙ ÑÓ Ð× Ñ Ý Ð ØÓ ×ÓÑ ÓÐÓ Ð Ò× Ø̧ ÙØ Ø Ý Ó ÒÓØ ÔØÙÖ × Ú Ö Ð ×Ô Ø× Ó Ö Ð ÔÖ ÓØ Ò ÓÐ Ò o ÇÒ ×Ô Ø Ø Ø Ò × ÐÝ Ò ÓÖÔÓÖ Ø ÒØÓ Ð Ò ÓÐ Ò × Ø Ø Ø Ò Ð × ØÛ Ò Ò ÒØ Ö× × ØÝÔ ÐÐÝ ¬Ü o Ì × ¬Ü 1 Ò Ð ÓÒ ×ØÖ ÒØ Ò ÐØ ÖÒ Ø Ú ÐÝ Ú Û × Ò Ö× ØÛ Ò Ú ÖØ × ÓÖ Ò ÐÐÝ Ø ×Ø Ò ØÛÓ ÖÓÑ ÒÓØ Öo ËÓ×× Ø Ðo ËÓ×1⁄41⁄2̧ Ë Ç1⁄4 ¿̧ ËÌ1⁄41⁄4 Ò Ø Ø Ø ×ØÙ Ý Ó ×Ù ¬Ü 1 Ò Ð Ð Ò × Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ ̧ Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö ×Ø Ð × Ò Ø ÆÈ1 Ö Ò ×× Ó Ò Ö ÓÒ¬ ÙÖ Ð ØÝ ÓÖ ­ ØØ Ò Ð ØÝ o Ð ÓÙÔ × Ø Ðo · 1⁄43⁄4̧ Å · 1⁄43⁄4 ÓÒ× Ö Û Ò ¬Ü 1 Ò Ð Ð Ò × Ö ÒÓØ ÐÓ Ò Ø × Ò× Ø Ø ÐÐ ­ Ø ×Ø Ø × Ö Ö Ð ÖÓÑ ÓØ Ö Ý ÑÓØ ÓÒ× ÚÓ Ò × Ð 1 ÒØ Ö× Ø ÓÒo ÑÓÖ ÐÐ Ò Ò ×Ô Ø Ó ÔÖ ÓØ Ò ÓÐ Ò × Ø Ø ÖÑÓ ÝÒ Ñ ÝÔÓØ 1 × × Ò ¿ Ø Ø ÓÐ Ò × Ò ÓÙÖ ØÓ ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö Ý1Ñ Ò Ñ Þ Ò Ô Ø Û Ý×o ÁÒ1 ̧ Ø Ö× Ö ÒÓØ ×ØÖ ØÐÝ Ò Ò ̧ ÒÓÖ Ö Ø Ý ÓÑ ÔÐ Ø ÐÝ ¬Ü Ò Ð Ò Ø Ø Ý Ö Ñ Ö ÐÝ Ò ÓÙÖ ØÓ Ó ×Ó̧ Ò ×ÓÑ Ø Ñ × Ú ÓÐ Ø Ø × ÓÒ×ØÖ ÒØ× o ÍÒ ÓÖ1 ØÙÒ Ø ÐÝ ̧ Ø × ÔÖÓÔ ÖØ × Ö « Ö ÒØ ØÓ ÑÓ Ð̧ Ò Ø Ò Ö Ý ÙÒ Ø ÓÒ× ¬Ò ×Ó Ö Ö Ø Ö Ò ÓÑÔÐ Ø ÓÖ Æ ÙÐØ ØÓ Ñ Ò ÔÙÐ Ø o Ð× Ó̧ Ø ÑÔÐ Ø ÓÒ× ÓÖ Ð Ò 1 ÓÐ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× Ö Ñ Ò ÙÒ Ð Öo ÇÒ Ô ÖØ ÙÐ ÖÐÝ × ÑÔÐ Ò Ö Ý1 × ÑÓ Ð Ó ÔÖ ÓØ Ò ÓÐ Ò Ø Ø × Ö 1 Ú ×Ù ×Ø ÒØ Ð ØØ ÒØ ÓÒ Ò ÓÑ ÔÙØ Ö × Ò Ò ÓÐÓ Ý × Ø ÀÈ ́ÀÝ ÖÓÔ Ð 1 ÀÝ ÖÓÔ Ó μ ÑÓ Ð × ̧ o o̧ · ̧ ¿̧ Ð 1⁄4̧ À Ý o Ì × ÑÓ Ð × Ô Ö1 Ø ÙÐ ÖÐÝ × Ö Ø ̧ ÑÓ Ð Ò ÔÖÓØ Ò × Ò ÕÙ Ð Ø Ö Ð Ò ÓÒ Ð ØØ ̧ ØÝÔ ÐÐÝ ×ÕÙ Ö ÓÖ Ù Ö ̧ ÙØ ÔÓ×× ÐÝ Ð×Ó ØÖ Ò ÙÐ Ö ÓÖ Ø ØÖ Ö Ð Ð ØØ o Ì ÑÓ Ð ÔØÙÖ × ÓÒÐÝ Ý ÖÓÔ Ó ÓÒ × Ò ÓÖ ×̧ Ð Ùר Ö Ò ØÓ ÚÓ ÜØ ÖÒ Ð Û Ø Öo Ò Ò Ø ÓÔØ Ñ Ð ÓÐ Ò Ú Ò Ò Ø × × ÑÔÐ ÑÓ Ð × ÆÈ1 ÓÑÔÐ Ø Ä ̧ È · ̧ Ø ÓÙ Ø Ö Ö × Ú Ö Ð ÓÒר ÒØ1 ØÓÖ ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ð Ó1 Ö Ø Ñ× ÀÁ ̧ Æ Û1⁄43⁄4̧ · o ÇÒ ÒØ Ö ×Ø Ò ÓÔ Ò ÔÖÓ Ð Ñ × Û Ø Ö × Ò Ò ÔÖÓØ Ò ØÓ ÓÐ ÒØÓ Ô ÖØ ÙÐ Ö × Ô × × Ö Ø Ò ¬Ò Ò Ø × Ô ØÓ Û Ô ÖØ ÙÐ Ö ÔÖÓØ Ò ÓÐ × · ÈÊÇ Ä Å o o3⁄4 ÀÈ ÔÖÓ Ø Ò × Ò · Ï Ø × Ø ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ó Ò Û Ø Ö Ú Ò ×Ù × Ø Ó Ø Ð ØØ × Ò ÓÔØ Ñ Ð ÓÐ Ò Ó ×ÓÑ ÀÈ ÔÖÓØ Ò̧ Ò ̧ ×Ó̧ ¬Ò Ò ×Ù ÔÖÓØ Ò Ï Ø ØÑ Ù × Ø Ø ÙÒ ÕÙ ÓÔØ Ñ Ð ÓÐ Ò Ó Ø ÀÈ ÔÖÓØ Ò Ö ×ÙÐ Ø Ö Ð Ø ØÓ Ø × ÓÒ Ð Ó Ø × ÔÖÓ Ð Ñ × Ø Ø Ö ØÖ Ö ÐÝ ÐÓÒ ÀÈ ÔÖ ÓØ Ò× Û Ø ÙÒ ÕÙ ÓÔØ Ñ Ð ÓÐ Ò × Ü ×Ø̧ Ø Ð ×Ø ÓÖ ÓÔ Ò Ò ÐÓ× Ò× Ò 3⁄4 ×ÕÙ Ö Ö · o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 213
3⁄41⁄2 Êo ÓÒÒ ÐÐÝ Ò o o Ñ Ò o ËÇÍÊ Ë Æ Ê Ä Ì Å Ì ÊÁ Ä ÍÊÌ À Ê Ê ÁÆ Ç3 Ê1⁄41⁄4̧ Ñ1⁄41⁄4̧ Ñ1⁄43⁄4 ËÙÖ Ú Ý× ÓÒ ÓÐ Ò Ò ÙÒ ÓÐ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× Ò Ò Ö Ð̧ Û Ò ÐÙ × Ð Ò ÓÐ Ò Ò Ô ÖØ ÙÐ Öo Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö ¿3⁄4 ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔÓÐÓ Ý ÔØ Ö ¿¿ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ö Ð Ð Ö ÓÑ ØÖÝ ÔØ Ö Ð ÓÖ Ø Ñ ÑÓØ ÓÒ ÔÐ ÒÒ Ò ÔØ Ö ÊÓ ÓØ × ÔØ Ö ÓÑ ÔÙØ Ö Ö Ô × ÔØ Ö Å ÒÙ ØÙÖ Ò ÔÖÓ ×× × ÔØ Ö ÓÑ ØÖ ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó Ø Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý Ð Ö ÔØ Ö 1⁄4 Ê ØÝ Ò × Ò Ò ÐÝ× × ÔØ Ö ¿ ÓÐÓ Ð ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔ ÓÐÓ Ý Ê Ê Æ Ë · 1⁄41⁄4 Ào1Ão Ò̧ È o Ó× ̧ Âo ÞÝÞÓÛ Þ̧ Æo À ÒÙ×× ̧ o ÃÖ Ò ×̧ Ò È o ÅÓÖ Òo Ð ÔÔ Ò ÝÓÙ Ö Ð o ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ 1⁄21⁄4 ß ¿̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o · Ço ÓÐÞ Ö̧ o Ö ÑÒ Ö̧ o o Ñ Ò ̧ Ào Å Ö̧ Îo Ë Ö ×Ø Ò̧ Ò Åo Ë Ó××o ÄÓÒ ÔÖÓØ Ò× Û Ø ÙÒ ÕÙ ÓÔØ Ñ Ð ÓÐ Ò × Ò Ø À1È ÑÓ Ðo ÓÑÔÙØo ÓÑo Ì ÓÖÝ ÔÔ Ðo̧ ØÓ ÔÔ Öo · Êo ÖÛ Ð ̧ Ëo ØÞÓ ÐÓÙ ̧ Îo Ò ̧ Ëo o ØÙÖ̧ Åo Ö ̧ Ëo À ÒÒ Ò ÐÐ ̧ Ëo ÅÙØ Ù Ö × Ò Ò̧ Ò Ëo Ë Ò o ÄÓ Ð ÖÙÐ × ÓÖ ÔÖÓØ Ò ÓÐ Ò ÓÒ ØÖ Ò ÙÐ Ö Ð ØØ Ò Ò Ö Ð Þ Ý ÖÓÔ Ó ØÝ Ò Ø ÀÈ ÑÓ Ðo Âo ÓÑÔÙØo ÓÐo̧ 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o · 1⁄43⁄4 Ço ÓÐÞ Ö̧ o ÓÖØ ×̧ o o Ñ Ò ̧ Îo Ù ÑÓÚ ̧ Âo Ö ×ÓÒ ̧ Ào Å Ö̧ Åo ÇÚ ÖÑ Ö×̧ o È ÐÓÔ ̧ Ëo Ê Ñ ×Û Ñ ̧ Ò oÌo ÌÓÙ×× ÒØo Ð Ô ØÙÖÒ Ò Ô ÓÐÝ ÓÒ×o ×1 Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄4 3⁄4¿1⁄2ß3⁄4 ¿̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o · 1⁄43⁄4 o Ð ÓÙÔ ×̧ o o Ñ Ò ̧ Îo Ù ÑÓÚ ̧ Âo Ö ×ÓÒ ̧ Ëo Ä Ò ÖÑ Ò̧ Ào Å Ö̧ Áo ËØÖ ÒÙ̧ Âo Ç3Ê ÓÙÖ ̧ Åo ÇÚ ÖÑ Ö×̧ Åo ËÓ××̧ Ò oÌo Ì ÓÙ ×× ÒØo Ð Ø1ר Ø ÓÒ1 Ò Ø Ú ØÝÓ Ð Ò × ÙÒ Ö Ö Ð ÑÓØ ÓÒ×o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄2¿Ø ÒÒÙo ÁÒØ ÖÒ Øo ËÝÑÔÓ×o Ð ÓÖo ÓÑÔÙØo̧ Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò ÓÑÔÙØo Ë o 3⁄4 1⁄2 ̧ Ô × ¿ ß¿ 1⁄4o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o · 1⁄41⁄2 Ço ÓÐÞ Ö̧ o o Ñ Ò ̧ Âo Ö ×ÓÒ̧ o ÀÙ ÖØ Ó̧ Åo ÇÚ ÖÑ Ö×̧ Åo o ËÓ××̧ Ò oÌo ÌÓÙ×× ÒØo Ê ÓÒ¬ ÙÖ Ò ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝ ÓÒ ×o ÓÑÔÙØo ÓÑo Ì ÓÖÝ Ô ÔÐo̧ 3⁄41⁄4 ß ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 214
ÔØ Ö ÓÑ ØÖÝ Ò ØÓÔÓÐÓ Ý Ó ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Ð Ò × 3⁄41⁄2 Å · 1⁄43⁄4 o ÐÓÙ Ô ×̧ o o Ñ Ò ̧ Ào Å Ö̧ Âo Ç3ÊÓÙÖ ̧ Áo ËØÖ ÒÙ̧ Ò oÌo Ì ÓÙ×× ÒØo Ð Ø1ר Ø ÓÒÒ Ø Ò ×× Ó ¬Ü 1 Ò Ð Ò× ËÔ Ð ÙØ Ò×o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄2 Ø ÒÒÙo Ò o ÓÒ o ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4̧ Ô × 3⁄4 ß¿1⁄4o ÅË 1⁄41⁄2 oÅo Ö Ò̧ ËoÈ o Ø ̧ ÂoËo o Å Ø ÐÐ̧ Ò ËoËo Ë Ò o ÇÒ Ø Ñ ÒÙ ØÙÖ Ð ØÝ Ó Ô Ô Ö Ð Ô× Ò × Ø Ñ Ø Ð ×ØÖÙ ØÙÖ ×o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄2 Ø ÙÖÓÔ o ÏÓÖ × ÓÔ ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2̧ Ô × 1⁄2 ß1⁄2 1⁄4o ÃÊ Ï1⁄4¿ Ào ÐØ̧ o ÃÒ Ù Ö̧ o ÊÓØ ̧ Ò Ëo Ï Ø × ×o Ì ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó ́ÙÒ μ ÓÐ Ò o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄2 Ø ÒÒ Ùo Å ËÝ ÑÔÓ× o ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄41⁄41⁄4¿̧ Ô × 1⁄2 ß1⁄2 1⁄4o Ð Îo o Ð × Ò ÖÓÚo Ò Û Ü ÑÔÐ Ó Ò Ð Ô ÓÐÝ ÖÓÒo Ë Ö× o Å Øo o̧ ¿ 1⁄23⁄41⁄2 ß1⁄23⁄43⁄4 ̧ ̧ 1⁄2 o ØÖ Ò ×Ðo Ò Ë Ö Ò Âo Å Ø o̧ ¿ 1⁄21⁄4 ß1⁄21⁄4 ̧ 1⁄2 o Ò ¿ o o Ò¬Ò× Òo ËØÙ × ÓÒ Ø ÔÖ Ò ÔÐ × Ø Ø ÓÚ ÖÒ Ø ÓÐ Ò Ó ÔÖÓØ Ò Ò×o ÁÒ Ä × ÈÖ Ü ÆÓ Ð Ò 1⁄2 3⁄4̧ Ô × 1⁄21⁄4¿ß1⁄21⁄2 o ÆÓ Ð ÓÙÒ Ø ÓÒ̧ ËØÓ ÓÐ Ņ̃ 1⁄2 ¿o · 1⁄41⁄2 Ìo Ð̧ o Ñ Ò ̧ Åo Ñ Ò ̧ Ëo Ä Þ Ö ̧ o ÄÙ Û̧ Âo Ç3ÊÓÙÖ ̧ Åo ÇÚ ÖÑ Ö×̧ Ëo ÊÓ Ò×̧ Áo ËØÖ ÒÙ̧ o Ì ÓÙ ×× ÒØ̧ Ò Ëo Ï Ø × ×o ÄÓ Ò ÙÒ ÐÓ ÔÓÐÝ 1 ÓÒ Ð Ò× Ò Ø Ö Ñ Ò× ÓÒ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄4 3⁄4 ß3⁄4 1⁄2̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2 ÙÐÐ Ú Ö× ÓÒ Ø Ö Ú ×o » 1⁄21⁄41⁄41⁄4 o · 1⁄43⁄4 Ìo Ð̧ o Ñ Ò ̧ Åo Ñ Ò ̧ Ëo Ä Þ Ö ̧ o ÄÙ Û̧ Âo Ç3ÊÓÙÖ ̧ Ëo ÊÓ 1 Ò×̧ Áo ËØÖ ÒÙ̧ o ÌÓÙ×× ÒØ̧ Ò Ëo Ï Ø × ×o ÒÓØ ÓÒ Ö ÓÒ¬ ÙÖ Ò ØÖ Ð Ò × ÌÖ × Ò ÐÓ o × Ö Ø Ô ÔÐo Å Ø o̧ 1⁄21⁄2 3⁄4 ¿ß3⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o ÙÐÐ Ú Ö× ÓÒ Ø Ö Ú ×o » 1⁄21⁄41⁄43⁄4 o 1⁄41⁄4 Ìo Ðo ÈÓÐÝ ÓÒ× Ò Ò Ñ ÒÝ ­ ÔØÙ ÖÒ×o Ì o Ê Ôo Ë13⁄41⁄41⁄41⁄411⁄4 ̧ ÔØo Ó ÓÑ1 ÔÙ Øo Ë o̧ ÍÒ Úo Ï Ø ÖÐÓÓ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o ØÔ »» ×1 Ö Ú oÙÛ Ø ÖÐÓÓo » ×1 Ö Ú » Ë13⁄41⁄41⁄41⁄41 1⁄4 »o Ä o Ö Ö Ò Ìo Ä ØÓÒ o ÈÖÓØ Ò ÓÐ Ò Ò Ø Ý ÖÓÔ Ó 1 Ý ÖÓÔ Ð ́ÀÈ μ ÑÓ Ð × ÆÈ1 ÓÑÔ Ð Ø o Âo ÓÑÔÙØo ÓÐo̧ 3⁄4 ß 1⁄4̧ 1⁄2 o Å Ïo Ð × Ò Ào Êo ÅÙÐ Ð Öo Ò Ã Ò Ñ Ø o ÇÐ Ò ÓÙÖ ̧ ÅÙÒ ̧ 1⁄2 o Ê Ço ÓØØ Ñ Ò o ÊÓØ o Ì ÓÖ Ø Ð Ã Ò Ñ Ø ×o ÆÓÖØ 1ÀÓÐÐ Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o Ê ÔÖ ÒØ Ý Ó Ú Ö̧ 1⁄2 1⁄4o Ê Ço ÓØØ Ñ Ò o ÊÓØ o Ì ÓÖ Ø Ð Ã Ò Ñ Ø ×̧Ú ÓÐÙ Ñ 3⁄4 Ó ÆÓ ÖØ 1ÀÓÐÐ Ò Ë Öo Ô ÔÐo Å Ø o Å o ÆÓÖØ 1ÀÓÐ Ð Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o Ö Êo Ö Ö o ËÙÖ ÙÒ ÕÙ ×Ø ÓÒ ÓÑ ØÖ Ö Ð Ø Ú ÙÜ ÔÓÐÝ Ö ×o ÆÓÙÚo ÒÒo Å Ø o̧ 1⁄2 ¿¿1⁄2ß¿¿ ̧ 1⁄2 o Ë 1⁄4 oÎo Ù× Ñ Ð Ú Ò Áoà o Ë ØÓÚo ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô × Ó Ö Ö Ó Ø Ö ́Ê Ù×1 × Òμo Í Ö Òo ÓÑo Ë o̧ ¿¿ ¿ ß 1⁄2̧ ̧ 1⁄2 1⁄4 ØÖ Ò ×Ðo Ò Âo ËÓÚ Ø Å Ø o̧ ¿ ß 1⁄2̧ 1⁄2 1⁄2o Ò Âo o Ò ÒÝo Ì ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó ÊÓ ÓØ ÅÓØ ÓÒ ÈÐ ÒÒ Ò o ÅÁÌ ÈÖ ××̧ Ñ Ö ̧ 1⁄2 o ¿ ÀoË o Ò Ò Ão o ÐÐo Ì Ô ÖÓØ Ò ÓÐ Ò ÔÖÓ Ð Ño È Ý×o ÌÓ Ý̧ 3⁄4 ß¿3⁄4̧ 1⁄2 ¿o ÁÇ1⁄43⁄4 Âo Ào ÒØ Ö ÐÐ ̧ o o Ñ Ò ̧ Ào Æo Á Ò̧ Ò Âo o Ç3 Ö Òo Ò Ò Ö Ý1 Ö Ú Ò Ô1 ÔÖÓ Ø ÓÐ Ò ÙÒ ÓÐ Ò o ÈÖÓ o 1⁄23⁄4Ø ÒÒÙo ÐÐ ÏÓÖ × ÓÔ ÓÑÔ ÙØo ÓÑ o̧ Á1 Å Ȩ̈ È × Ø Û Ý̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o Ê1⁄43⁄4 Êo ÓÒÒ ÐÐÝ̧ o o Ñ Ò ̧ Ò o ÊÓØ o ÁÒ ¬Ò Ø × Ñ ÐÐÝ ÐÓ × Ð 1ØÓÙ Ò Ð Ò × Û Ø ÔÔÐ Ø ÓÒ× ØÓ ÐÓ ØÖ ×o ÁÒ Âo Ð ÚÓ̧ Ão Å ÐÐ ØØ̧ Ò o Ê Û ÓÒ̧ ØÓÖ×̧ È Ý× Ð ÃÒÓØ× ÃÒÓØØ Ò ̧ Ä Ò Ò ̧ Ò ÓÐ Ò Ó ÓÑ ØÖ Ç Ø× Ò ¿1ËÔ ̧ Ô × 3⁄4 ß¿1⁄21⁄2o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o Ê1⁄4¿ Êo ÓÒÒ ÐÐÝ ̧ o o Ñ Ò ̧ Ò o ÊÓØ o ËØÖ Ø Ò Ò ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Ö × Ò ÓÒÚ Ü 1 Ý Ò ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Ý Ð ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ ¿1⁄4 3⁄41⁄4 ß3⁄4¿ ̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 215
3⁄41⁄2 Êo ÓÒÒ ÐÐÝ Ò o o Ñ Ò È · È o Ö × ÒÞ ̧ o ÓÐ Ñ Ò̧ o È Ô Ñ ØÖ ÓÙ̧ o È ÓÐ ÓÒ ̧ Ò Åo ÒÒ ×o ÇÒ Ø ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó ÔÖÓØ Ò ÓÐ Ò o Âo ÓÑÔÙØo ÓÐo̧ ̧ 1⁄2 o À oÅo Ö ÔÔ Ò Ò Ìo o À Ú Ðo ר Ò ÓÑ ØÖÝ Ò ÅÓÐ ÙÐ Ö ÓÒ ÓÖÑ Ø ÓÒ̧ ÚÓÐ ÙÑ 1⁄2 Ó ÑÓÑ ØÖ × Ë Ö ×o Ê × Ö ËØÙ × ÈÖ ××̧ ר Ö̧ 1⁄2 o 1⁄43⁄4 o 1Ào Òo Ã Ò Ñ ØÓ1 ÓÑ ØÖ Ð Ñ Ø Ó ÓÐÓ Ý ÓÖ Ò ÐÝÞ Ò ÙÖÚ ØÙÖ Ò ØÓÖ× ÓÒ Ó ØÖ ØÓÖÝ ÙÖÚ Ò Ø× ÔÔÐ Ø ÓÒ ×o Å o Å o Ì ÓÖÝ̧ ¿ ¿ ß ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o  Êo ÓÒÒ ÐÐÝ Ò o  o ÍÒÔ Ù Ð × o  Âo ÒØ Ö ÐÐ Ò Ào ÂÓ Ò ×ØÓÒo ÆÓÒØÖ Ú Ð Ñ Ò × Ó ÔÓÐÝ ÓÒ Ð ÒØ ÖÚ Ð× Ò ÙÒ Ò ÓØ× Ò ¿1×Ô o Âo ÃÒÓØ Ì ÓÖÝ Ê Ñ ¬ Ø ÓÒ×̧ 1⁄21⁄43⁄4 ß1⁄21⁄4¿ ̧ 1⁄2 o ÃÅ · 1⁄41⁄2 Âo o ÐÚÓ̧ o ÃÖ Þ Ò ̧ È o ÅÓÖ Ò̧ Åo Ë Ó××̧ Ò o ÌÓÙ×× ÒØo ÓÒÚ Ü Ý Ò ÔÓÐÝ ÓÒ× Û Ø × ÑÔÐ ÔÖÓ Ø ÓÒ×o ÁÒ Ó ÖÑo ÈÖÓ ××o Ä ØØo̧ 1⁄4 1⁄2ß ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ç1⁄41⁄2 Êo Ó Ò Ò Âo Ç3Ê ÓÙÖ o ÈÓÐ Ý ÓÒ Ð Ò× ÒÒÓØ ÐÓ Ò o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄41⁄4 1⁄21⁄4 ß1⁄23⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o ÓÒ Êo ÓÒÒ Ð ÐÝo Ì Ö ØÝ Ó ×Ù×Ô Ò× ÓÒ×o Âo « Ö ÒØ Ð Ó Ño̧ 1⁄2¿ ¿ ß 1⁄4 ̧ 1⁄2 o ÓÒ Êo ÓÒÒ Ð ÐÝo Ì Ö ØÝ Ó ÔÓÐÝ Ö Ð ×ÙÖ ×o Å Ø o Å o̧ 3⁄4 3⁄4 ß3⁄4 ¿̧ 1⁄2 o È 1⁄2 oÊo ÐÐ Ò Ò Ëo È ÐÐ Ö ÒÓo Öר1ÓÖ Ö Ò¬Ò Ø × Ñ Ð Ñ Ò ×Ñ×o ÁÒØ ÖÒ Øo Âo ËÓÐ × ËØ ÖÙ ØÙÖ ×̧ 3⁄4 1⁄4 ß 1⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄2o Ö 3⁄4 oÅo Ö ÔÔ Òo ÜÔ ÐÓÖ Ò Ø ÓÒ ÓÖÑ Ø ÓÒ ×Ô Ó Ý ÐÓ Ð Ò × Ý Ð Ò Ö Þ Ñ1 Ò o Âo ÓÑÔÙØo Ño̧ 1⁄2¿ ¿ 1⁄2ß¿ 1⁄2̧ 1⁄2 3⁄4o Ñ1⁄41⁄4 o o Ñ Ò o ÓÐ Ò Ò ÙÒ ÓÐ Ò Ð Ò ×̧ Ô Ô Ö̧ Ò ÔÓÐÝ Ö o ÁÒ ÈÖÓ o ¿Ö Â Ô Ò ÓÒ o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧Ú ÓÐ ÙÑ 3⁄41⁄4 Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ô × 1⁄21⁄2¿ß1⁄23⁄4 o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ñ1⁄43⁄4 o o Ñ Ò o ÓÐ Ò Ò ÍÒ ÓÐ Ò o È o o Ø × ×̧ ÔØo Ó ÓÑÔÙØo Ë o̧ ÍÒ Úo Ï Ø ÖÐÓÓ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o Ð 1⁄4 Ão o ÐÐo ÓÑ Ò ÒØ ÓÖ × Ò Ô ÖÓØ Ò ÓÐ Ò o Ó Ñ ×Ø ÖÝ̧ 3⁄4 1⁄2¿¿ß 1⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄4o ÄÇË1⁄43⁄4 o o Ñ Ò ̧ Ëo Ä Ò ÖÑ Ò̧ Âo Ç3Ê ÓÙÖ ̧ Ò Âo ËÒÓ Ý Ò o ÁÒØ ÖÐÓ ÓÔ Ò Ð Ò × Û Ø Û Ó ÒØ×o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄2 Ø Å ËÝÑÔÓ×o ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4̧ Ô × 1⁄2 ß1⁄2 o ÄÇË1⁄4¿ o o Ñ Ò ̧ Ëo Ä Ò ÖÑ Ò̧ Âo Ç3ÊÓÙÖ ̧ Ò Âo ËÒÓ Ý Ò o ÁÒØ ÖÐÓ ÓÔ Ò Ò ÐÓ× Ð Ò × Û Ø Û Ó ÒØ×o ÓÑÔÙØo ÓÑo Ì ÓÖÝ ÔÔ Ðo̧ 3⁄4 ¿ ß ̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o Ö ¿ È o Ö Ó×o ÈÖÓ Ð Ñ ¿ ¿o Ñ Öo Å Ø o ÅÓÒØ ÐÝ̧ 3⁄4 3⁄4 ̧ 1⁄2 ¿ o ÀÅ · 1⁄41⁄2 Ìo Ú Ò×̧ o À ÖÒ Ò Þ̧ o Å × ̧ È o ÅÓÖ Ò̧ Åo ËÓ××̧ Ò o Ì ÓÙ ×× ÒØo Ë ÑÔÐ ÔÓÐÝ1 ÓÒ× Û Ø Ò Ò¬Ò Ø × ÕÙ Ò Ó ­ Ø ÓÒ×o ØÖo Ð Ö ÓÑo̧ 3⁄4 ¿1⁄4 ß¿1⁄21⁄2̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o ÀÅ o o ×ÓÒ ̧ o o ÀÓ ×̧ Ò Ï oÄo Å Ö Öo ÇÒ Ú Ö× Ð ÙÒ ÓÐ Ò × Ó × Ò ÙÐ Ö Ø × ÓÖ Ò Ö Ð ØÛÓ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô Ø Ð ÑÓØ ÓÒ ×o Ø Ô ÔÐo Å Ø o̧ 3⁄43⁄41⁄2ß3⁄4 3⁄4̧ 1⁄2 o Æ o o ×ÓÒ Ò È o o Æ Ûר o ÇÒ Ø ÓÑ ØÖÝ Ó Ø ÔÐ Ò Ö 1 Ö Ñ Ò ×Ño Ø ÔÔ Ðo Å Ø o̧ 1⁄21⁄2¿ß1⁄2¿ ̧ 1⁄2 o ÖÙ o ÖÙÒ ÙÑo ÀÓÛØ Ó Ó Ò Ú Ü Ý ÔÓÐÝ ÓÒo ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ 3⁄4 ß¿1⁄4̧ 1⁄2 o 1⁄41⁄2 o ÖÙÒ ÙÑ Ò Âo ×o ÓÒÚ Ü ¬ Ø ÓÒ Ó ÔÓÐÝ ÓÒ× Ý ­ Ô× Ò Ý ­ ÔØÙ ÖÒ×o × Ö Ø Å Ø o̧ 3⁄4 1⁄2 ¿¿¿ß¿ 3⁄4̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o À Ö Ào À ÖØo ÇÒ ÖØ Ò ÓÒÚ Ö× ÓÒ× Ó ÑÓØ ÓÒo Å ×× Ò Ö Å Ø o̧ ÁÎ 3⁄4ß ̧ 1⁄2 o À Ù 1⁄2 Âo1 o À Ù×Ñ ÒÒo ËÙÖ Ð ØÓÔ ÓÐÓ × Ö × ÖØ ÙÐ ×o ÁÒ Ð Ö Ì ÓÔÓÐÓ Ý ÈÓÞÒ Ò 1⁄2 ̧Ú ÓÐ ÙÑ 1⁄2 Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò Å Ø o̧ Ô × 1⁄2 ß1⁄2 o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 1⁄2o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 216
ÔØ Ö ÓÑ ØÖÝ Ò ØÓÔÓÐÓ Ý Ó ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Ð Ò × 3⁄41⁄2 À Ú 1⁄2 Ìo o À Ú Ðo ËÓÑ Ü ÑÔÐ × Ó Ø Ù× Ó ×Ø Ò × × ÓÓÖ Ò Ø × ÓÖ Ù Ð Ò ÓÑ ØÖÝo ÁÒ o Ë ØÙÖÑ Ð× Ò Æo Ï Ø ̧ ØÓÖ×̧ ÁÒÚ Ö ÒØ 1Ì ÓÖ Ø Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò ÓÑ Ø ÖÝ̧ Âo ËÝÑ ÓÐ ÓÑ ÔÙ Øo̧ 1⁄21⁄2 ß ¿̧ 1⁄2 1⁄2o À Ý o À Ý ×o ÈÖÓØÓØ Ò×o Ñ Öo Ë o̧ 3⁄41⁄2 ß3⁄43⁄41⁄2̧ 1⁄2 o ÀÁ Ïo o À ÖØ Ò Ëo Á×ØÖ Ðo ר Ô ÖÓØ Ò ÓÐ Ò Ò Ø Ý ÖÓÔ Ó 1 Ý ÖÓÔ Ð ÑÓ Ð Û Ø Ò Ø Ö 1 Ø × Ó ÓÔØ Ñ Ðo Âo ÓÑÔÙØo ÓÐo̧ ¿ ¿ß ̧ 1⁄2 o ÀÂÏ Âo ÀÓÔ ÖÓ Ø̧ o ÂÓ× Ô ̧ Ò Ëo Ï Ø × ×o ÅÓÚ Ñ ÒØ ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÖ 3⁄41 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ð Ò ×o ËÁ Å Âo ÓÑÔÙØo̧ 1⁄2¿ 1⁄21⁄4ß 3⁄4 ̧ 1⁄2 o ÀÂÏ Âo ÀÓÔ ÖÓ Ø̧ o ÂÓ× Ô ̧ Ò Ëo Ï Ø × ×o ÇÒ Ø ÑÓÚ Ñ ÒØÓ ÖÓ ÓØ ÖÑ× Ò 3⁄41 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÓÙÒ Ö ÓÒ×o ËÁ Å Âo ÓÑ ÔÙ Øo̧ 1⁄2 ¿1⁄2 ß¿¿¿̧ 1⁄2 o ÀÙÒ ÃoÀo ÀÙÒØo Ã Ò Ñ Ø ÓÑ ØÖÝ Ó Å Ò ×Ñ×o ÇÜ ÓÖ ÒÖo Ë o Ë Öo̧ Ð Ö Ò ÓÒ̧ ÇÜ ÓÖ ÍÒ Úo ÈÖ ××̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o  3⁄4 o  o ÈÙÒ ØÑ Ò Ò Ñ Ø ÚÓÖ × Ö Ò Ò ×Ø ÒÞ Ò ÙÒ Ö ÃÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ×1 Ö ÙÑ o ÁÒ Ù ÙÖ Ð ×× ÖØ Ø ÓÒ̧ ÍÒ Úo ÖÒ̧ 1⁄2 3⁄4o ÂÈ o o ÂÓ× Ô Ò Ï oÀo ÈÐ ÒØ Ò ×o ÇÒ Ø ÓÑÔ Ð Ü ØÝ Ó Ö Ð ØÝ Ò ÑÓØ ÓÒ ÔÐ ÒÒ Ò ÕÙ ×Ø ÓÒ ×o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄2ר Å ËÝ ÑÔÓ ×o ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 1⁄2 ̧ Ô × 3⁄4ß o ÂË o ÂÓÖ Ò Ò Åo ËØ Ò Öo ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô × Ó Ñ Ò Ð Ð Ò ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄43⁄4 3⁄4 ß¿1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ã Ñ o Ã Ñ Ý Ñ o Ì ÓÔ ÓÐÓ Ý Ó ÕÙ Ð Ø Ö Ð Ô ÓÐÝ ÓÒ Ð Ò × Ò Ø Ù Ð Ò ÔÐ Ò ÑÓ ÙÐÓ ×ÓÑ ØÖÝ ÖÓÙÔ o Ç× Âo Å Ø o̧ ¿ ¿1⁄2ß ̧ 1⁄2 o Ã Ñ o o à ÑÔ o ÇÒ Ò Ö Ð Ñ Ø Ó Ó × Ö Ò ÔÐ Ò ÙÖÚ × Ó Ø ÒØ Ö Ý Ð Ò ÛÓÖ o ÈÖÓ o ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o̧ 3⁄41⁄2¿ß3⁄41⁄2 ̧ 1⁄2 o Ã Ñ o o à ÑÔ o ÀÓÛ ØÓ Ö Û ËØÖ Ø Ä Ò Ä ØÙÖ ÓÒ Ä Ò ×o Å Ñ ÐÐ Ò̧ ÄÓÒ ÓÒ̧ 1⁄2 o Ã Ò Ào o Ã Ò o ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô × Ó Ð Ò × Ò Ê Ò o Ö Ú Ñ Ø o Ì» 1⁄21⁄21⁄2¿ o Ã Ò Ào o Ã Ò o ÈÐ Ò Ö Ð Ò × Ò Ð Ö × Ø×o Ì ÙÖ × Âo Å Ø o̧ 3⁄4¿ ¿¿ß ̧ 1⁄2 o ÃÅ Åo à ÔÓÚ Ò Âo Å ÐÐ×ÓÒo ÇÒ Ø ÑÓ ÙÐ ×Ô Ó ÔÓÐÝ ÓÒ× Ò Ø Ù Ð Ò ÔÐ Ò o Âo « Ö ÒØ Ð ÓÑo̧ 3⁄4 1⁄2¿¿ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o ÃÅ1⁄43⁄4 Åo à ÔÓÚ Ò Âo Âo Å ÐÐ×ÓÒo ÍÒ Ú Ö× Ð ØÝ Ø ÓÖ Ñ× ÓÖ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô × Ó ÔÐ Ò Ö Ð Ò ×o Ì ÓÔÓÐÓ Ý̧ 1⁄2 1⁄21⁄4 1⁄2ß1⁄21⁄21⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o ÃÌ o Ã Ñ Ý Ñ Ò Åo Ì ÞÙ o ÌÓÔÓÐÓ Ý Ò ÓÑ ØÖÝ Ó ÕÙ Ð Ø Ö Ð ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Ò × Ò Ø Ù Ð Ò ÔÐ Ò o ÉÙ ÖØo Âo Å Ø o ÇÜ ÓÖ ËÖ ó 3⁄4 μ ̧ 1⁄4 ¿ß 1⁄4̧ 1⁄2 o Ä Ào Ä × Ù o Ç Ø Ö × ÖØ ÙÐ × Ö Ö o Ò× Òo Å Ø o ́3⁄4μ̧ 1⁄2¿ 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ä Ö1⁄41⁄4 Âo Ä Ö Øo ËÓÑ ÜÔÐ Ø Ö Ð Ø ÓÒ× Ò Ò Ñ Ø × Ó Ñ Ò ×Ñ ×o Å o Ê ×o ÓÑ Ño̧ 3⁄4 3⁄41⁄2ß ¿1⁄4̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o Ä Ô 1⁄2 Äo Ä Ô Òo ×Ô Ó× Ø ÖØ ÙÐ ÔÓÙÖ Ð ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ Ö ÓÙÖ Ù× Ù Ñ ÓÙÚ Ñ ÒØ Ö Ù1 Ð Ö Ò ÑÓÙ Ú Ñ ÒØ Ö Ø Ð Ò o Ê Úo ÍÒ Ú Ö×o Å Ò × Å Ø ÐÐo Ä ̧ ¿1⁄4 1⁄2 ß1⁄2 1⁄4̧ 1⁄2 1⁄2o Ä Ï Ïo Âo Ä Ò ÖØ Ò Ëo Ào Ï Ø × ×o Ê ÓÒ¬ ÙÖ Ò ÐÓ× Ô ÓÐÝ ÓÒ Ð Ò× Ò Ù Ð Ò 1×Ô o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2¿ 1⁄23⁄4¿ß1⁄2 1⁄4̧ 1⁄2 o Å 1⁄4 Âo Åo Å ÖØ Ýo Ò ÁÒØ ÖÓ Ù Ø ÓÒ ØÓ Ì ÓÖ Ø Ð Ã Ò Ñ Ø ×o ÅÁÌ ÈÖ ××̧ Ñ Ö ̧ 1⁄2 1⁄4o Å 1⁄41⁄4 Âo Åo Å ÖØ Ý o ÓÑ ØÖ × Ò Ó Ä Ò ×̧Ú ÓÐÙÑ 1⁄21⁄2 Ó ÁÒØ Ö × ÔÐ Ò ÖÝ ÔÔ Ðo Å Ø o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 217
3⁄41⁄2 Êo ÓÒÒ ÐÐÝ Ò o o Ñ Ò Å 1⁄41⁄2 Ëo Æo Å Ð Úo ËÓÑ Ò ×× ÖÝ Ñ ØÖ ÓÒ Ø ÓÒ× ÓÖ Ø ­ Ü Ð ØÝ Ó ×Ù×Ô Ò× ÓÒ× ́ÊÙ ×× Òμo Î ×ØÒ ÅÓ× ÓÚo ÍÒ Úo Ë Öo Á Å Øo Å o̧ ¿ 1⁄2 ß3⁄41⁄2̧ ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o ØÖ Ò×Ð o Ò ÅÓ× ÓÛ ÍÒ Úo Å Øo ÙÐÐo̧ 1⁄2 ß3⁄41⁄4̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o ÅÒ Æo o ÅÒ Úo Ì ÙÒ Ú Ö× Ð ØÝ Ø ÓÖ Ñ× ÓÒ Ø Ð ×× ¬ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ Ó ÓÒ¬ ÙÖ 1 Ø ÓÒ Ú Ö Ø × Ò ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝØÓÔ × Ú Ö Ø ×o ÁÒ Ço o Î ÖÓ̧ ØÓÖ̧ Ì ÓÔÓÐÓ Ý Ò ÓÑ ØÖÝ ÊÓ Ð Ò Ë Ñ Ò Ö̧Ú ÓÐÙ Ñ 1⁄2¿ Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò Å Ø o̧ Ô × 3⁄4 ß o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o ÅË 1⁄41⁄4 Ço Å ÖÑ ÓÙ Ò Åo ËØ Ò Öo Î ×Ù Ð × Ø ÓÒ Ó ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô × Ó ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Ð Ò 1 ×o Âo ÓÑo Ö Ô o̧ 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o Æ ¿ o ËÞo 1Æ Ý o ËÓÐÙØ ÓÒ ØÓ ÔÖÓ Ð Ñ ¿ ¿o Ñ Öo Å Ø o ÅÓ ÒØ ÐÝ̧ 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 ¿ o Æ Û1⁄43⁄4 o Æ ÛÑ Òo Ò Û Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ÔÖÓØ Ò ÓÐ Ò Ò Ø ÀÈ ÑÓ Ðo ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄2¿Ø ÒÒÙo Å1 ËÁ Å ËÝ ÑÔÓ× o × Ö Ø Ð ÓÖo̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4̧ Ô × ß o Ç3 Ê1⁄41⁄4 Âo Ç3Ê ÓÙÖ o ÓÐ Ò Ò ÙÒ ÓÐ Ò Ò ÓÑÔ ÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ o ÁÒ Ê Ú × È Ô Ö× ÖÓÑ Ø Â Ô Ò ÓÒ o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ ÚÓÐÙ Ñ 1⁄2 ¿ Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ô × 3⁄4 ß3⁄4 o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o È ¿ o È Ù ÐÐ Öo ÆÓØ ×ÙÖ ÙÒ ÕÙ ×Ø ÓÒ ÓÑ ØÖ ÓÑÔ ×o ÆÓÙÚo ÒÒo Å Ø o̧ 3⁄4 × Ö ̧ ÁÁ 1⁄2ß ¿̧ 1⁄2 ¿o ÈÓØ Ào ÈÓØØÑ ÒÒo Ã Ò Ñ Ø × ÓÑ ØÖ o ÁÒ Ço Ö Ò Ò Âo ÀÓ× ̧ ØÓÖ×̧ 1 ÓÑ ØÖ ÙÒ Ö ÒÛ Ò ÙÒ Ò̧ Ô × 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 o À Ò× Ö̧ ÅÙÒ ̧ 1⁄2 o ÊÓ Ëo ÊÓ ÖØ×o ÇÒ Ø Ö 1 Ö ÑÓØ ÓÒ Ò ÔÐ Ò ×Ô o ÈÖÓ o ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄2 ß3⁄4¿̧ 1⁄2 o Ë Ç1⁄4¿ Åo ËÓ××̧ Âo Ö ×ÓÒ ̧ Ò Åo ÇÚ ÖÑ Ö×o ÈÖ ÔÖÓ ×× Ò Ò× ÓÖ ×Ø Ö Ð ÖÓØ 1 Ø ÓÒ× × Ö ÓÖ Ú Ò ÑÔÓ×× Ð o ÓÑÔÙØo ÓÑo Ì ÓÖÝ ÔÔ Ðo̧ 3⁄4 3⁄4¿ ß3⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o Ë Ó×1⁄41⁄2 Åo ËÓ××o ÓÑ ØÖ Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ×Ô Ø× Ó ÅÓÐ ÙÐ Ö Ê ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒo È o o Ø × ×̧ Ë ÓÓÐ Ó ÓÑÔÙØ Ö Ë Ò ̧ Å ÐÐ ÍÒ Úo̧ ÅÓÒØÖ Ð̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ë Ì1⁄41⁄4 Åo Ë Ó×× Ò oÌo ÌÓÙ×× ÒØo ÓÑ ØÖ Ò ÓÑÔ ÙØ Ø ÓÒ Ð ×Ô Ø× Ó ÔÓÐÝÑ Ö Ö ÓÒ1 ¬ ÙÖ Ø ÓÒo Âo Å Ø o Ño̧ 3⁄4 ¿1⁄4¿ß¿1⁄2 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o ËØ Ào ËØ Ðo Ù Ð Ò Ð Ò ÓÑ ØÖÝ Ò Ò Ñ Ø × Ò Ø ¿1×Ô o ÁÒ ÈÖÓ o Ø ÁÒØ ÖÒ Øo ÓÒ Öo ÓÑo ́Ì ×× ÐÓÒ ̧ 1⁄2 μ̧ Ô × ¿ 1⁄4ß¿ 1⁄2o ÓÙ ×1 ÔÓÙÐ ×̧ Ì ×× ÐÓÒ ̧ 1⁄2 o ËØ Ào ËØ Ðo À Ö ÓÖ Ö ­ Ü Ð ØÝ Ó Ó Ø Ö o ÁÒ Ão Þ Ò Êo ÓÒÒ Ð ÐÝ̧ ØÓÖ×̧ × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ Ò Ê ØÝ ́ Ù Ô ×Ø̧ 1⁄2 μ̧ È Ö Ó o Å Ø o ÀÙÒ Öo̧ ¿ 3⁄43⁄4 ß3⁄4 1⁄4̧ 1⁄2 o Ë ØÖ1⁄41⁄4 Áo ËØÖ ÒÙo Ó Ñ Ò ØÓÖ Ð Ô ÔÖÓ ØÓ ÔÐ Ò Ö Ò ÓÒ1 ÓÐÐ Ò ÖÓ ÓØ ÖÑ ÑÓØ ÓÒ ÔÐ Ò1 Ò Ò o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄2ר ÒÒÙo Á ËÝÑÔÓ×o ÓÙÒ o ÓÑÔÙØo Ë o̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4̧ Ô × ¿ß ¿o ÌÓÙ o Ì ÓÙ ×× ÒØo Ì Ö Ó×1Æ Ý Ø ÓÖ Ñ Ò Ø× Ö Ñ ¬ Ø ÓÒ×o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄21⁄2Ø Ò o ÓÒ o ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 1⁄2 ̧ Ô × ß1⁄23⁄4o ÄÓÒ Ú Ö× ÓÒ Ø ØØÔ »»ÛÛÛo ×oÙ o » ÓÒ Ö Ò ×» » Ð ÔÖÓ » Ô1⁄2 oÔ×o Þo ÌÓÙ1⁄41⁄2 o ÌÓÙ×× ÒØo Ò Û Ð ×× Ó ×ØÙ ÙÒ Ò ÓØ× Ò ÔÓÐ o ØÖo Ð Ö ÓÑ o̧ 3⁄4 1⁄21⁄43⁄4 ß 1⁄21⁄4¿ ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o ÌÏ Ïo Ì Ù ÖרÓÒ Ò Âo Ï ×o Ì Ñ Ø Ñ Ø × Ó Ø Ö 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ñ Ò ÓÐ ×o Ë o Ñ Öo̧ ÂÙ ÐÝ 1⁄2 ̧ Ô × 1⁄21⁄4 ß1⁄23⁄41⁄4o Ï ¿ o Ï Ò Öo È ÖØ Ð Ò­ Ø ÓÒ Ó ÐÓ× ÔÓÐÝ ÓÒ× Ò Ø ÔÐ Ò o ØÖo Ð Ö ÓÑ o̧ ¿ ß ̧ 1⁄2 ¿o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 218
1⁄21⁄4 ÇÅ ÌÊÁ Ê ÈÀ ÌÀ ÇÊ Â ÒÓ× È ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ ÁÒ Ø ØÖ Ø ÓÒ Ð Ö × Ó Ö Ô Ø ÓÖÝ ́Ê Ñ× Ý Ø ÓÖÝ ̧ ÜØÖ Ñ Ð Ö Ô Ø ÓÖÝ ̧ Ö Ò ÓÑ Ö Ô ×̧ Ø oμ̧ Ö Ô × Ö Ö Ö × ×ØÖ Ø Ò ÖÝ Ö Ð Ø ÓÒ×o Ì Ö Ð Ú ÒØ Ñ Ø Ó × Ö Ó Ø Ò Ò Ô Ð Ó ÔÖÓÚ Ò × Ø × ØÓÖ Ý Ò×Û Ö× ØÓ ÕÙ ×Ø ÓÒ× Ö × Ò Ò ÓÑ ØÖ ÔÔÐ Ø ÓÒ×o ÓÑ ØÖ Ö Ô Ø ÓÖÝ Ó Ù× × ÓÒ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ò ÓÑ ØÖ ÔÖÓÔ ÖØ × Ó Ö Ô × Ö ÛÒ Ò Ø ÔÐ Ò Ý× Ø Ö Ø1Ð Ò × ́ÓÖ̧ ÑÓÖ Ò Ö ÐÐÝ ̧ Ý × Ö ÔÖ × ÒØ Ý × ÑÔÐ ÂÓÖ Ò Ö ×μo ÁØ × ÖÐÝ Ò Û × ÔÐ Ò ÓÙÒ Ò Ò ÓÔ Ò ÔÖÓ Ð Ñ×̧ ÙØ Ø × ÐÖ Ý Ý Ð ×ÓÑ ×ØÖ Ò Ö ×ÙÐØ× Ø Ø Ú ÔÖ ÓÚ Ò×ØÖ ÙÑ ÒØ Ð Ò Ø ×ÓÐ ÙØ ÓÒ Ó × Ú Ö Ð × ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ ́ Ò ÐÙ Ò Ø 1× Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ñ ØÖ ÕÙ ×Ø ÓÒ× × Ù×× Ò Ë Ø ÓÒ× 1⁄2o1⁄2 Ò 1⁄2o 3⁄4̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ ̧Ó Ø ×À Ò Ó Ó μ o Ì × ÔØ Ö × Ô ÖØ Ø ÓÒ ÒØÓ ÜØÖ Ñ Ð ÔÖÓ Ð Ñ× ́Ë Ø ÓÒ 1⁄21⁄4o 1⁄2μ̧ ÖÓ× × Ò ÒÙÑ Ö× ́Ë Ø ÓÒ 1⁄21⁄4o 3⁄4μ̧ Ò Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ× ́Ë Ø ÓÒ 1⁄21⁄4o¿μo 1⁄21⁄4o1⁄2 ÌÊ Å Ä ÈÊÇ Ä ÅË Ì ÙÖ Ò3× Ð ×× Ð Ø ÓÖ Ñ Ì ÙÖ Ø ÖÑ Ò × Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó × Ø Ø Ò ×ØÖ Ø Ö Ô Û Ø Ò Ú ÖØ × Ò Ú Û Ø ÓÙØ ÓÒØ Ò Ò ̧ × ×Ù Ö Ô ̧ ÓÑÔÐ Ø Ö Ô Û Ø Ú ÖØ ×o ÁÒ Ø ×Ô Ö Ø Ó Ø × Ö ×ÙÐ Ø̧ ÓÒ Ò Ö × Ø ÓÐ ÐÓÛ1 Ò Ò Ö Ð ÕÙ ×Ø ÓÒo Ú Ò Ð ×× À Ó ×Ó1 ÐÐ ÓÖ Ò ÓÑ ØÖ ×Ù Ö Ô ×̧ Û Ø × Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó × Ø Ø ÓÑ ØÖ Ö Ô Ó Ò Ú ÖØ × Ò Ú Û Ø ÓÙØ ÓÒØ Ò Ò ÓÑ ØÖ ×Ù Ö Ô ÐÓÒ Ò ØÓ À Ë Ñ Ð ÖÐÝ ̧ Ê Ñ× Ý3× Ø 1 ÓÖ Ñ Ê Ñ¿1⁄4 ÓÖ ×ØÖ Ø Ö Ô × × ×ÓÑ Ò ØÙÖ Ð Ò ÐÓ Ù × ÓÖ ÓÑ ØÖ Ö Ô ×o ÁÒ Ø × × Ø ÓÒ Û Û ÐÐ ÓÒ ÖÒ Ñ ÒÐÝ Û Ø ÔÖÓ Ð Ñ× Ó Ø × ØÛÓØ ÝÔ ×o Ä ÇËË Ê ÓÑ ØÖ Ö Ô Ö Ô Ö ÛÒ Ò Ø ÔÐ Ò Ý ́ÔÓ×× ÐÝ ÖÓ× × Ò μ ×ØÖ Ø1 Ð Ò × Ñ ÒØ × o o ̧ Ô Ö́ Î ́ μ ́ μμ̧ Û Ö Î ́ μ × × ØÓ Ô ÓÒ Ø× ́ Ú ÖØ × 3μ̧ ÒÓ Ø Ö Ó Û Ö ÓÐÐ Ò Ö̧ Ò ́ μ × × Ø Ó × Ñ ÒØ× ́ ×3μ Û Ó× Ò ÔÓ ÒØ× ÐÓÒ ØÓ Î ́ μo ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖ Ö Ô ÓÑ ØÖ Ö Ô Û Ó× Ú ÖØ × Ö Ò ÓÒÚ Ü ÔÓ1 × Ø ÓÒ o o̧ Ø Ý ÓÖÑ Ø Ú ÖØ Ü × Ø Ó ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝ ÓÒo Ý Ð ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖ Ö Ô Ì Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö ́ μ Ó ÓÐ ÓÖ× Ò ØÓ ÓÐ ÓÖ ÐÐ Ú ÖØ × Ó ×Ó Ø Ø ÓÐÓÖ Ð ×× ÓÒ× ×Ø× Ó ÓÒ× ÙØ Ú ÚÖØ × ÐÓÒ Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ø Ú ÖØ Ü × Øo ÓÒÚ Ü Ñ Ø Ò Ó Ò Ú Ü ÓÑ ØÖ Ö Ô ÓÒ× ×Ø Ò Ó × Ó ÒØ × ̧ Ó Û ÐÓÒ × ØÓ Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó Ø ÓÒÚ Ü Ù Ð ÐÓ Ø ×Ú ÖØ Ü × Øo 3⁄41⁄2 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 219
3⁄43⁄41⁄4 Âo È È Ö ÐÐ Ð Ñ Ø Ò ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖ Ö Ô ÓÒ× ×Ø Ò Ó × Ó ÒØ ×̧ Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Û Ó× Ú ÖØ Ü × Ø ÓÒØ Ò× ÓÒÐ Ý ØÛÓÓ Ø Ú ÖØ × ÓÒ Ø× ÓÙÒ ÖÝ o ÓÑÔ Ð Ø ÓÑ ØÖ Ö Ô ÓÑ ØÖ Ö Ô Û Ó× × Ø ÓÒ× ×Ø× Ó ÐÐ Î ́ μ 3⁄4 ¡ × Ñ ÒØ× ØÛ Ò Ø× Ú ÖØ ×o ÓÑÔ Ð Ø Ô ÖØ Ø ÓÑ ØÖ Ö Ô ÓÑ ØÖ Ö Ô Û Ø Î ́ μ Î 1⁄2 Î 3⁄4 ̧ Û Ó× × Ø ÓÒ× ×Ø× Ó ÐÐ × Ñ ÒØ× ØÛ Ò Î 1⁄2 Ò Î 3⁄4 o ÓÑ ØÖ ×Ù Ö Ô Ó ÓÑ ØÖ Ö Ô À̧ Ó ÖÛ Î ́Àμ Î ́ μ Ò ́Àμ ́ μo Ö Ó×× Ò ÓÑÑ ÓÒ ÒØ Ö ÓÖ ÔÓ ÒØÓ Ø ÛÓ × Ó ÓÑ ØÖ Ö Ô o ́ Ðμ1 Ö · Ð Ú ÖØ Ü1 × Ó ÒØ × Ò ÓÑ ØÖ Ö Ô ×Ù Ø Ø Ó Ø ¬Ö× Ø × ÖÓ×× × ÐÐ Ó Ø Ð ×Ø Ð ×o × Ó ÒØ × × Ó ÓÑ ØÖ Ö Ô Ø Ø Ó ÒÓØ ÖÓ× × Ò Ó ÒÓØ Ú Ò × Ö Ò Ò ÔÓ ÒØo È Ö ÐÐ Ð × × Ó ÓÑ ØÖ Ö Ô Û Ó× ×ÙÔÔ ÓÖ Ø Ò Ð Ò × Ö Ô Ö ÐÐ Ð ÓÖ ÒØ Ö× Ø Ø ÔÓ ÒØ× ÒÓØ ÐÓÒ Ò ØÓ ÒÝ Ó Ø × ́ Ò ÐÙ Ò Ø Ö Ò ÔÓ ÒØ ×μo Ü 1ÑÓÒÓ ØÓÒ ÙÖÚ Ó Ò Ø ÒÙÓÙ× ÙÖÚ Ø Ø Ò Ø Ö× Ø× Ú ÖÝ Ú ÖØ Ð Ð Ò Ò Ø ÑÓ× Ø ÓÒ ÔÓ ÒØo ÇÙØ ÖÔÐ Ò Ö Ö Ô ́ÔÐ Ò Öμ Ö Ô Ø Ø Ò Ö ÛÒ Ò Ø ÔÐ Ò Û Ø 1 ÓÙØ ÖÓ× × Ò ×Ó Ø Ø ÐÐ ÔÓ ÒØ× Ö ÔÖ × ÒØ Ò Ø× Ú ÖØ × Ð ÓÒ Ø ÓÙØ Ö Ó Ø Ö ×ÙÐ Ø Ò ×Ù Ú × ÓÒ Ó Ø ÔÐ Ò o Ñ Ü Ñ Ð ÓÙØ ÖÔÐ Ò Ö Ö Ô × ØÖ Ò ÙÐ Ø Ý Ð o À Ñ ÐØÓ Ò Ò Ô Ø Ô Ø Ó Ò Ø ÖÓÙ ÐÐ Ð Ñ ÒØ× Ó ¬Ò Ø × Ø Ëo Á Ø Ð Ñ ÒØ× Ó Ë Ö ÓÐÓÖ Ý ØÛÓ ÓÐÓÖ×̧ Ò ÒÓ ØÛÓ ÒØ Ð Ñ ÒØ× Ó Ø Ô Ø Ú Ø × Ñ ÓÐÓÖ ̧ Ø Ò Ø × ÐÐ Ò ÐØ ÖÒ Ø Ò Ô Ø o À Ñ ÐØÓ Ò Ò Ý Ð Ý Ð Ó Ò Ø ÖÓÙ ÐÐ Ð Ñ ÒØ× Ó ¬Ò Ø × Ø Ëo Ø ÖÔ ÐÐ Ö ØÖ ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ô Ø È Ò Ó ×ÓÑ ÜØÖ ×̧ Ó Û × ÒØØ Ó ÚÖØ Ü Ó È o ÊÇËËÁÆ 1 Ê ÇÅ ÌÊÁ Ê ÈÀË 1⁄2o À Ò Ò 3× Ø ÓÖ Ñ ÒÝ Ö Ô Ø Ø Ò Ö ÛÒ Ò Ø ÔÐ Ò ×Ó Ø Ø Ø× × Ö Ö ÔÖ × ÒØ Ý × ÑÔÐ ÂÓÖ Ò Ö × ÒÝØ ÛÓÓ Û Ø Ö × Ö Ò Ò ÔÓ ÒØ ÓÖ ÔÖÓÔ ÖÐÝ Ö Ó×× Ò Ú Ò ÒÙÑ Ö Ó Ø Ñ × × ÔÐ Ò Ö Ó¿ o 3⁄4o ÖÝ3 × Ø ÓÖ Ñ Ú ÖÝ ÔÐ Ò Ö Ö Ô Ñ Ø× ÖÓ× × Ò 1 Ö ×ØÖ Ø1Ð Ò Ö Û1 Ò Ö ̧Ì ÙØ 1⁄4̧ ËØ 3⁄43⁄4 o ÅÓÖ ÓÚ Ö̧ Ú ÖÝ ¿1 ÓÒÒ Ø ÔÐ Ò Ö Ö Ô Ò Ø× Ù Ð Ú × ÑÙÐØ Ò ÓÙ× ×ØÖ Ø1Ð Ò Ö Û Ò × Ò Ø ÔÐ Ò ×Ù Ø Ø ÓÒÐ Ý Ù Ð Ô Ö× Ó × Ö Ó×× Ò Ú ÖÝ ×Ù Ô Ö × Ô ÖÔ Ò ÙÐ Ö Ë ¿ o ¿o ÃÓ 3× Ø ÓÖ Ñ Ì Ú ÖØ × Ó Ú ÖÝ ÔÐ Ò Ö Ö Ô Ò Ö ÔÖ × ÒØ Ý ÒÓÒÓÚ ÖÐ ÔÔ Ò × × Ò Ø ÔÐ Ò ×Ù Ø Ø ØÛÓ Ó Ø Ñ Ö Ø Ò ÒØ ØÓ ÓØ Ö Ò ÓÒÐÝ Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ØÛÓ Ú ÖØ × Ö ÒØ ÃÓ ¿ ̧Ì Ù o Ì × ÑÑ Ø ÐÝ ÑÔÐ × Ö Ý3× Ø ÓÖ Ño o È 1ÌÓØ Ø ÓÖ Ñ ÒÝ Ö Ô Ø Ø Ò Ö ÛÒ Ò Ø ÔÐ Ò ×Ó Ø Ø Ø× × Ö Ö ÔÖ × ÒØ Ý Ü 1ÑÓÒÓØÓÒ ÙÖÚ × Û Ø Ø ÔÖÓÔ ÖØÝ Ø Ø Ò ÝØ ÛÓ Ó Ø Ñ Ø Ö × Ö Ò Ò ÔÓ ÒØ ÓÖ ÔÖ ÓÔ ÖÐÝ Ö Ó×× Ò Ú Ò ÒÙÑ Ö Ó Ø Ñ × Ñ Ø× Ö Ó×× Ò 1 Ö ×ØÖ Ø1Ð Ò Ö Û Ò ̧ Ò Û Ø Ü1 ÓÓÖ Ò Ø × Ó Ø Ú ÖØ × Ö Ñ Ò Ø × Ñ ÈÌ1⁄4¿ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 220
ÔØ Ö 1⁄21⁄4 ÓÑ ØÖ Ö Ô Ø ÓÖÝ 3⁄43⁄41⁄2 o Ö Ö Û Ò × Ó ÔÐ Ò Ö Ö Ô × Ú ÖÝ ÔÐ Ò Ö Ö Ô Ó Ò Ú ÖØ × Ñ Ø× ×ØÖ Ø1Ð Ò Ö Û Ò ×Ù Ø ØØ ÚÖØ × Ö Ö ÔÖ × ÒØ ÝÔ ÓÒ Ø× ÐÓÒ 1 Ò ØÓ Ò ́Ò 1⁄2μ ¢ ́Ò 1⁄2μ Ö ÈÈ 1⁄4̧Ë 1⁄4 o ÙÖØ Ö ÑÓÖ ̧ ×Ù Ö Û Ò Ò ÓÙÒ Ò Ç ́Òμ Ø Ñ o o ËØÖ Ø1Ð Ò Ö Û Ò × Ó ÓÙØ ÖÔÐ Ò Ö Ö Ô × ÓÖ ÒÝ ÓÙØ ÖÔÐ Ò Ö Ö Ô À Û Ø Ò Ú ÖØ × Ò ÓÖ ÒÝ× ØÈ Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ̧ Ø Ö × ÖÓ× × Ò 1 Ö ÓÑ ØÖ Ö Ô Û Ø Î ́ μ È ̧ Û Ó× ÙÒ ÖÐÝ Ò Ö Ô × ×ÓÑÓÖÔ ØÓ À ÅÈÈ 1⁄2 o ÓÖ ÒÝ ÖÓ ÓØ ØÖ Ì Ò ÓÖ ÒÝ× Ø È Ó Î ́Ì μ ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ Û Ø ×Ô ¬ Ð Ñ ÒØ Ô 3⁄4 È ̧ Ø Ö × Ö Ó×× Ò 1 Ö ×ØÖ Ø1Ð Ò Ö Û Ò Ó Ì ×Ù Ø Ø Ú ÖÝ Ú ÖØ Ü Ó Ì × Ö ÔÖ × ÒØ Ý Ò Ð Ñ ÒØÓ È Ò Ø ÖÓÓØ × Ö ÔÖ × ÒØ Ý Ô ÁÈ ÌÌ o Ì × Ø ÓÖ Ñ Ò Ö Ð Þ × ØÓ ÒÝ Ô Ö Ó ÖÓÓØ ØÖ ×̧ Ì 1⁄2 Ò Ì 3⁄4 ÓÖ ÒÝ× ØÈ Ó Ò Î ́Ì 1⁄2 μ · Î ́Ì 3⁄4 μ ÔÓ ÒØ× Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ Ò Ø ÔÐ Ò ̧ Ø Ö × ÖÓ× × Ò 1 Ö Ñ ÔÔ Ò Ó Ì 1⁄2 Ì 3⁄4 Ø Ø Ø × Ø ÖÓÓØ× ØÓ Ö ØÖ Ö ÐÝ ÔÖ ×Ô ¬ Ð Ñ ÒØ× Ó È o ËÙ Ñ ÔÔ Ò Ò ÓÙÒ Ò ḈÒ 3⁄4 ÐÓ ÒμØÑ Ãà 1⁄41⁄4 o Ì Ò ÐÓ ÓÙ× ×Ø Ø Ñ ÒØ Ó ÖØÖ ÔÐ × Ó ØÖ × × Ð× o o ÐØ ÖÒ Ø Ò Ô Ø × Ú Ò Ò Ö ÔÓ ÒØ× Ò Ò ÐÙ ÔÓ ÒØ× Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ Ò Ø ÔÐ Ò ̧ × Ô Ö Ø Ý ×ØÖ ØÐ Ò̧Ø Ý ÐÛ Ý× Ñ Ø ÒÓÒ Ö Ó×× Ò ÐØ ÖÒ Ø Ò À Ñ ÐØÓÒ Ò Ô Ø Ãà 1⁄4¿ o ÌÍÊ Æ1Ì È ÈÊÇ Ä ÅË Ý ÙÐ Ö3× ÈÓÐ Ý Ö Ð ÓÖÑÙÐ ̧ ÓÑ ØÖ Ö Ô Û Ø Ò ¿Ú ÖØ × × ÒÓ 3⁄4 Ö Ó×× Ò ×̧ Ø ÒÒÓØ Ú ÑÓÖ Ø Ò ¿Ò ×o ÁØ Û × × ÓÛÒ Ò È · Ø Ø ÙÒ Ö Ø Û Ö ÓÒ Ø ÓÒ Ø Ø ÒÓ ¿ × Ö Ô ÖÛ × ÖÓ×× Ò ̧ Ø ÒÙÑ Ö Ó × Ó × ×Ø ÐÐ Ç ́Òμo ÁØ × ÒÓØ Ò ÓÛÒ Û Ø Ö Ø × ×Ø Ø Ñ ÒØ Ö Ñ Ò× ØÖÙ Ú Ò Û ×× ÙÑ ÓÒÐÝ Ø Ø ÒÓ × Ö Ô ÖÛ × ÖÓ× × Ò o × ÓÖ Ø Ò ÐÓ ÓÙ× ÔÖÓ Ð Ñ Û Ò Ø ÓÖ Ò ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ÓÒ× ×Ø× Ó Ô ÖÛ × × Ó ÒØ ×̧Ø Ò×Û Ö × Ð Ò Ö ÓÖ Ú ÖÝ ÈÌ o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ ÓÖ 3⁄4 ̧Ø Ò ÙÑ Ö Ó × Ó ÒÒÓØ Ü Ø ÒÙÑ ÖÓ ÚÖØ × ÀÈ¿ o Ì ×Ø ÐÓÛ Ö Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × ÒÓÛÒ ÓÖ Ø ÒÙÑ Ö Ó × Ó ÓÑ ØÖ Ö Ô Û Ø Ò Ú ÖØ ×̧ ÓÒØ Ò Ò ÒÓ ÓÖ Ò ÓÑ ØÖ ×Ù Ö Ô Ó ÖØ Ò ØÝÔ ̧ Ö × ÙÑÑ Ö Þ Ò Ì Ð 1⁄21⁄4o1⁄2o1⁄2o Ì Ð ØØ Ö ÐÛ Ý× ×Ø Ò × ÓÖ ¬Ü ÔÓ× Ø Ú ÒØ Ö Ô Ö Ñ Ø Ö Ò Ò Ø Ò × ØÓ Ò¬Ò ØÝ o Ï Ö Ú Ö Ó × ÒÓØ ÔÔ Ö Ò Ø × ÝÑÔØÓØ ÓÙÒ ×̧ Ø × Ò Ò Ø ÓÒר ÒØ× ÒÚÓÐÚ Ò Ø Ç1 Ò a1ÒÓØ Ø ÓÒ× o ØØ Ö Ö × ÙÐØ× Ö ÒÓÛ Ò ÓÖ ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖ Ö Ô ×̧ o o̧ Û Ò Ø Ú ÖØ × Ö Ò ÓÒÚ Ü ÔÓ× Ø ÓÒo Ì Ö Ð Ú ÒØ ÓÙÒ × Ö Ð ×Ø Ò Ì Ð 1⁄21⁄4o 1⁄2o3⁄4o ÓÖ ÒÝ Ó Ò Ú Ü ÓÑ ØÖ Ö Ô ̧Ð Ø ́ μ ÒÓØ Ø× Ý Ð ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Öo ÙÖØ ÖÑÓÖ ̧ Ð Ø ǗÒ Ã μ ר Ò ÓÖ Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó × Ó Ö Ô Û Ø Ò Ú ÖØ × Ø Ø Ó × ÒÓØ Ú ÓÑ ÔÐ Ø ×Ù Ö Ô Û Ø Ú ÖØ ×o Ý ÌÙÖ Ò3× Ø ÓÖ Ñ Ì ÙÖ Ñ ÒØ ÓÒ ÓÚ ̧ ǗÒ Ã μ 3⁄4 1⁄2 Ò 3⁄4 ¡ · Ç ́Òμ × ÕÙ Ð ØÓ Ø ÒÙÑ Ö Ó × Ó ÓÑ ÔÐ Ø ́ 1⁄2μ1Ô ÖØ Ø Ö Ô Û Ø Ò Ú ÖØ × Û Ó× Ú ÖØ Ü Ð ×× × Ö Ó × Þ Ò ́ 1⁄2μ ÓÖ Ò ́ 1⁄2μ o ÌÛÓ × Ó ÒØ × Ð 1 ÒØ Ö× Ø Ò Ô Ø × Ó Ð Ò Ø ¿̧ ÜÝÚ Þ Ò Ü 1⁄4 Ý 1⁄4 Ú 1⁄4 Þ 1⁄4 ̧ Ò ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖ Ö Ô Ö × ØÓ Ó Ø × Ñ ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ Ø Ý Ð ÓÖ Ö Ó Ø Ö Ú ÖØ × × Ü Ú Ü 1⁄4 Ú 1⁄4 Ý 1⁄4 Þ 1⁄4 Ý Þ ́ μo Ì Ý Ö × ØÓ Ú ÓÔÔÓ× Ø ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ× Ø Ý Ð ÓÖ Ö Ó Ø Ö Ú ÖØ × × Ü Ú Ú 1⁄4 Ü 1⁄4 Þ 1⁄4 Ý 1⁄4 Ý Þ ́ØÝÔ 1⁄2 μÓ ÖÚ Ü Ü 1⁄4 Ú 1⁄4 Ý 1⁄4 Þ 1⁄4 Þ Ý ́ØÝÔ 3⁄4 μo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 221
3⁄43⁄43⁄4 Âo È Ì Ä 1⁄21⁄4o1⁄2o1⁄2 Å Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó × Ó ÓÑ ØÖ Ö Ô Ó Ò Ú ÖØ × ÓÒØ Ò Ò ÒÓ ÓÖ Ò ×Ù ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ó ÖØ Ò ØÝÔ o ÇÊ Á Æ ÇÆ Á ÍÊ ÌÁÇÆ ÄÇÏ Ê ÇÍÆ ÍÈÈ Ê ÇÍÆ ËÇÍÊ 3⁄4 ÖÓ ×× Ò × ¿Ò ¿Ò ÙÐ Ö ¿ Ô ÖÛ × ÖÓ×× Ò × áÒμ ḈÒμ È · ¿ Ô ÖÛ × ÖÓ ×× Ò × áÒμ ḈÒ ÐÓ Òμ Î Ð Ò ÖÓ ×× Ò 3⁄4 ÓØ Ö× Ò Ò ÈÌ Ò ÖÓ ×× Ò ¿ ÓØ Ö× Ò 1⁄23⁄4 Ò 1⁄21⁄4 ÈÌ Ò ÖÓ ×× Ò ÓØ Ö× Ò ·a ́ 1⁄2 μ Ò · Ḉ1⁄2μ ÈÊ ÌÌ1⁄4 Ò ÖÓ ×× Ò ÓØ Ö× á Ô Òμ Ḉ Ô Òμ ÈÌ 3⁄4 ÖÓ ×× Ò × ÖÓ ×× Ò ÓØ Ö× áÒμ ḈÒμ È 1Ê Ó 1ÌÓ Ø ́ Ðμ1 Ö áÒμ ḈÒμ ÈÈË Ì × Ð 1 ÒØ Ö× Ø Ò Ô Ø Ó Ð Ò Ø ¿ áÒ ÐÓ Òμ ḈÒ ÐÓ Òμ ÈÈÌÌ1⁄43⁄4 × Ð 1 ÒØ Ö× Ø Ò Ô Ø Ó Ð Ò Ø áÒ ÐÓ ÐÓ Òμ ḈÒ ÐÓ Ò ÐÓ ÐÓ Òμ Ì Ö Ó×̧ ÈÈÌÌ1⁄43⁄4 × Ð 1 ÒØ Ö× Ø Ò Ý Ð Ó Ð Ò Ø áÒ ¿ 3⁄4 μ ḈÒ μ ÈÊ1⁄4 ¿ 3⁄4 × Ó ÒØ × Ò Ò ÀÈ¿ ÒÓÒ ÖÓ ×× Ò Ô Ø Ó Ð Ò Ø á Òμ Ḉ 3⁄4 Òμ ÌÓØ1⁄41⁄4 Ô ÖÛ × Ô Ö ÐÐ Ð × áÒμ ḈÒμ Î Ð Á ÍÊ 1⁄21⁄4o 1⁄2o1⁄2 ÓÑ ØÖ Ö Ô Û Ø Ò 3⁄4 1⁄4Ú ÖØ × Ò Ò 1⁄23⁄4 ×̧ ÒÓÒ Ó Û ÖÓ× × × ¿ ÓØ Ö×o Á ÍÊ 1⁄21⁄4o 1⁄2o3⁄4 ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖ Ö Ô Û Ø Ò 1⁄2 ¿Ú ÖØ × Ò Ò 3⁄4 ¡ ×̧ ÒÓ Ó Û Ö Ô ÖÛ × ÖÓ ×× Ò È 3⁄4 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 222
ÔØ Ö 1⁄21⁄4 ÓÑ ØÖ Ö Ô Ø ÓÖÝ 3⁄43⁄4¿ Ì Ä 1⁄21⁄4o1⁄2o3⁄4 Å Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó × Ó ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖ Ö Ô Ó Ò Ú ÖØ × ÓÒØ Ò Ò ÒÓ ÓÖ Ò ×Ù ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ó ÖØ Ò ØÝÔ o ÇÊ Á Æ ÇÆ Á ÍÊ ÌÁÇÆ ÄÇÏ Ê ÇÍÆ ÍÈÈ Ê ÇÍÆ ËÇÍÊ 3⁄4 ÖÓ×× Ò × 3⁄4Ò ¿ 3⁄4Ò ¿ ÙÐ Ö × Ð 1 ÒØ Ö× Ø Ò Ô Ø Ó Ð Ò Ø ¿ 3⁄4Ò ¿ 3⁄4Ò ¿ È ÖÐ × × Ð 1 ÒØ Ö× Ø Ò Ô Ø × Ó Ð Ò Ø ¿ á Òμ ḈÒμ ÃÎ 1⁄4¿ Û Ø Ø × Ñ ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ 3⁄4 × Ð 1 ÒØ Ö× Ø Ò Ô Ø × Ó Ð Ò Ø ¿ áÒ ÐÓ Òμ ḈÒ ÐÓ Òμ ÃÎ 1⁄4¿ Û Ø ÓÔÔÓ× Ø ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ× Ó ØÝÔ 1⁄2 3⁄4 × Ð 1 ÒØ Ö× Ø Ò Ô Ø × Ó Ð Ò Ø ¿ áÒ ÐÓ Òμ ḈÒ ÐÓ Òμ ÃÎ 1⁄4¿ Û Ø ÓÔÔÓ× Ø ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ× Ó ØÝÔ 3⁄4 3⁄4 ÒØ × ÖÓ×× Ò ¿Ö Ò 3⁄4 Ò 3⁄4 È ÖÐ ×1È Ò × ̧ ÃÎ1⁄4¿ Ô ÖÛ × ÖÓ×× Ò × 3⁄4́ 1⁄2μÒ 3⁄4 1⁄2 3⁄4 ¡ 3⁄4́ 1⁄2μÒ 3⁄4 1⁄2 3⁄4 ¡ È 3⁄4 ÒÓÒ ÖÓ×× Ò ÓÙØ ÖÔÐ Ò Ö Ö Ô Ó ǗÒ Ã μ ǗÒ Ã μ È È ̧ È ÖÐ × Ú ÖØ ×̧ Ú Ò À Ñ ÐØÓ Ò Ò Ý Ð ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖ ×Ù Ö Ô ǗÒ Ã ́ μ μ ǗÒ Ã ́ μ μ·Ó́Ò 3⁄4 μ ÃÎ 1⁄4¿ ÓÒÚ Ü Ñ Ø Ò Ó × Ó ÒØ × ǗÒ Ã μ·Ò ·1⁄2 ǗÒ Ã μ·Ò ·1⁄2 ÃÈ Ô Ö ÐÐ Ð Ñ Ø Ò Ó × Ó ÒØ × ́ 1⁄2μÒ ́ 1⁄2μÒ ÃÙÔ ÒÓÒ ÖÓ×× Ò Ø ÖÔ ÐÐ Ö Ó Ú ÖØ × ́ 3⁄4μÒ 3⁄4 ́ 3⁄4μÒ 3⁄4 È ÖÐ × ÃÎ 1⁄4¿ Ê ÅË 1Ì È ÈÊÇ Ä ÅË ÁÒ Ð ×× Ð Ê Ñ× Ý Ø ÓÖÝ ̧Ó Ò Û ÒØ× ØÓ ¬Ò Ð Ö ÑÓÒÓ ÖÓÑ Ø ×Ù Ö Ô × Ò ÓÑÔÐ Ø Ö Ô Û Ó× × Ö ÓÐÓÖ Û Ø × Ú Ö Ð ÓÐ ÓÖ× ÊË 1⁄4 o ÅÓ× Ø ÕÙ ×Ø ÓÒ× Ó Ø × ØÝÔ Ò Ò Ö Ð Þ ØÓ ÓÑ ÔÐ Ø ÓÑ ØÖ Ö Ô ×̧ Û Ö Ø ÑÓÒÓ ÖÓ1 Ñ Ø ×Ù Ö Ô × Ö Ö ÕÙ Ö ØÓ × Ø × Ý ÖØ Ò ÓÑ ØÖ ÓÒ Ø ÓÒ×o 1⁄2o Ã Ö ÓÐÝ 1È 1ÌÓØ Ø ÓÖ Ñ ÃÈÌ Á Ø × Ó ¬ Ò Ø ÓÑ ÔÐ Ø Ó1 Ñ ØÖ Ö Ô Ö ÓÐ ÓÖ ÝØ ÛÓ ÓÐÓÖ ×̧ Ø Ö Ü ×Ø× ÒÓÒ ÖÓ× × Ò ×Ô ÒÒ Ò ØÖ ̧ ÐÐ Ó Û Ó× × Ö Ó Ø × Ñ ÓÐÓÖ o ́Ì × ×Ø Ø Ñ ÒØ Û × ÓÒ 1 ØÙÖ Ý Ð Ó×ØÓ Ò Ö Ö Î o Ì Ò ÐÓ ÓÙ× ×× ÖØ ÓÒ ÓÖ ×ØÖ Ø Ö Ô × ÓÐÐ ÓÛ× ÖÓÑ Ø Ø Ø Ø ÒÝ Ö Ô ÓÖ Ø× ÓÑ ÔÐ Ñ ÒØ × ÓÒÒ Ø oμ 3⁄4o ÓÑ ØÖ Ê Ñ× Ý ÒÙÑ Ö× Ä Ø 1⁄2 ÒÓØ Ò ×× Ö ÐÝ « Ö ÒØ Ð ×× × Ó ÓÑ ØÖ Ö Ô ×o Ä Ø Ê ́ 1⁄2 μ ÒÓØ Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø ÔÓ× Ø Ú Ò ÙÑ Ö Ê Û Ø Ø ÔÖ ÓÔ Ö ØÝØ Ø Ò Ý ÓÑÔÐ Ø ÓÑ ØÖ Ö Ô Ó Ê Ú ÖØ × Û Ó× × Ö ÓÐ ÓÖ Û Ø ÓÐÓÖ × ́1⁄2 ̧ × Ýμ ÓÒØ Ò×̧ ÓÖ ×ÓÑ ̧ Ò 1 ÓÐ ÓÖ ×Ù Ö Ô ÐÓÒ Ò ØÓ o Á 1⁄2 ̧ Û ÛÖ Ø Ê ́ μ Òר Ó Ê ́ 1⁄2 μo Á 3⁄4 ÓÖ Ø × Ó × ÑÔÐ ØÝ ̧ Ð Ø Ê ́ μ× Ø Ò ÓÖ Ê ́ 3⁄4 μ o ËÓÑ ÒÓÛÒ Ö ×ÙÐ Ø× ÓÒ Ø ÒÙÑ Ö× Ê ́ 1⁄2 3⁄4 μ Ö Ð ×Ø Ò Ì Ð 1⁄21⁄4o1⁄2o ¿o ÁÒ Ð Ò ¿ Ó Ø Ø Ð ̧ Û Ú ØØ Ö Ö ×ÙÐ Ø Û Ö ×ØÖ Ø ÓÙÖ ØØ ÒØ ÓÒ ØÓ ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖ Ö Ô × ÓÖ ÒÝ 3⁄41 ÓÐÓÖ Ò Ó Ø × Ó ÓÑÔÐ Ø ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖ Ö Ô Û Ø 3⁄4 1⁄2 Ú ÖØ ×̧ Ø Ö Ü ×Ø× ÒÓÒ ÖÓ× × Ò ÑÓÒÓ ÖÓÑ Ø Ô Ø Ó Ð Ò Ø 3⁄4̧ Ò Ø × Ö ×ÙÐ Ø ÒÒÓØ Ñ ÔÖÓÚ o Ì ÓÙÒ × Ò Ð Ò Ð×Ó ÓÐ Û Ò 1⁄2 3⁄4 ÓÒ× ×Ø× Ó ÐÐ ÒÓÒ Ö Ó×× Ò Ý Ð × Ó Ð Ò Ø ̧ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÖÓÑ ÓÒ Ó Ø Ö Ú ÖØ ×o Ì ÓÑ ØÖ Ê Ñ× Ý ÒÙÑ Ö× Ó ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖ Ö Ô ×̧ Û Ò 1⁄2 3⁄4 ÓÒ× ×Ø× Ó ÐÐ ×ÓÑ ÓÖÔ ÓÔ × Ó Ú Ò ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖ Ö Ô Û Ø Ø Ñ Óר Ú ÖØ ×̧ Ò ÓÙÒ Ò À o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 223
3⁄43⁄4 Âo È Ì Ä 1⁄21⁄4o1⁄2o¿ ÓÑ ØÖ Ê Ñ× Ý ÒÙÑ Ö× Ê ́ 1⁄2 3⁄4 μ ÖÓÑ ÃÈÌ Ò ÃÈÌ Î o 1⁄2 3⁄4 ÄÇÏ Ê ÇÍÆ ÍÈÈ Ê ÇÍÆ ÐÐ ÒÓÒ ÖÓ×× Ò ØÖ × ÐÐ ÒÓÒ ÖÓ×× Ò ØÖ × Ó Ú ÖØ × Ó Ú ÖØ × × Ó ÒØ × Ð × Ó ÒØ × · Ð ·Ñ Ü Ð 1⁄2 · Ð ·Ñ Ü Ð 1⁄2 ÒÓÒ ÖÓ×× Ò Ô Ø × ÒÓÒ ÖÓ×× Ò Ô Ø × á μ Ḉ ¿ 3⁄4 μ Ó Ð Ò Ø Ó Ð Ò Ø ÒÓÒ ÖÓ×× Ò Ý Ð × ÒÓÒ ÖÓ×× Ò Ý Ð × ́ 1⁄2μ 3⁄4 3⁄4́ 1⁄2μ́ 3⁄4μ · 3⁄4 Ó Ð Ò Ø Ó Ð Ò Ø ¿o È ÖÛ × × Ó ÒØ ÓÔ × ÓÖ ÒÝ ÔÓ× Ø Ú Ò Ø Ö ̧ Ð Ø ÒÓØ Ø Ð ×× Ó ÐÐ ÓÑ ØÖ Ö Ô × Ø Ø Ò Ó Ø Ò Ý Ø Ò Ø ÙÒ ÓÒ Ó Ô ÖÛ × × Ó ÒØÑ Ñ Ö× Ó o Á × ÔÓÛ Ö Ó 3⁄4 Ø Ò Ế μ ́Ế μ·1⁄2 μ 1⁄2 ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ì × Ø Ð ×× Ó ØÖ Ò Ð ×̧ Û Ú ẾÌ μ o Ì Ù×̧ Ø ÓÚ ÓÙÒ Ý Ð × Ø Ø Ế Ì μ 1⁄2 ÔÖÓÚ Ø Ø × ÔÓÛ Ö Ó 3⁄4o Ì × Ö ×ÙÐ Ø ÒÒÓØ Ñ ÔÖÓÚ ÃÈ ÌÎ o ÙÖØ Ö ÑÓÖ ̧ ÓÖ ÒÝ 1⁄4 Û Ú Ế μ ¿́Ế μ·1⁄2 μ 3⁄4 Ế μ·1⁄2 3⁄4 ÓÖ Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ÕÙ ÒØ Ø × ÓÖ ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖ Ö Ô ×̧ Û Ú Ê ́ μ ́Ê ́ μ·1⁄2 μ 1⁄2 o ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ú ÚÖØ Ü1 Ò 1Ê Ñ× Ý ÒÙÑ Ö× Ú Ò Ð ×× Ó ÓÑ ØÖ Ö Ô × ̧ Ð Ø Ê Ú ́ μ ÒÓØ Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø ÒÙÑ Ö Ê ×Ù Ø Ø Ø Ö Ü ×Ø× ́ ÓÑÔ Ð Ø μ ÓÑ ØÖ Ö Ô Ó Ê Ú ÖØ × Ø Ø̧ ÓÖ ÒÝ 3⁄41 ÓÐÓÖ Ò Ó Ø× ×̧ × ÑÓÒÓ ÖÓÑ Ø ×Ù Ö Ô ÐÓÒ Ò ØÓ o Ë Ñ Ð ÖÐÝ ̧ Ð Ø Ê ́ μ ÒÓØ Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó × Ó ÓÑ ØÖ Ö Ô Û Ø Ø × ÔÖÓÔ ÖØÝ o Ê Ú ́ μ Ò Ê ́ μ Ö ÐÐ Ø Ú ÖØ Ü1 Ò 1Ê Ñ× Ý ÒÙÑ Ö Ó ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o Ð ÖÐÝ ̧Û Ú Ê Ú ́ μ Ê ́ μ Ê ́ μ Ê ́ μ 3⁄4 ́ ÓÖ ×ØÖ Ø Ö Ô ×̧ × Ñ Ð Ö ÒÓØ ÓÒ× Ö × Ù×× Ò ÊË ̧ ¿ oμ ÓÖ È ̧ Ø Ð ×× Ó ÒÓÒ ÖÓ× × Ò Ô Ø × Ó Ð Ò Ø ̧Û Ú Ê Ú ́È μ Ḉ ¿ 3⁄4 μ Ò Ê ́È μ Ḉ 3⁄4 μ ÇÈ Æ ÈÊÇ Ä ÅË 1⁄2o Ï Ø × Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø ÒÙÑ Ö Ù Ù́Òμ× Ù Ø ØØ Ö Ü ×Ø× ÙÒ Ú Ö× Ð × Ø Í Ó Ù ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò Û Ø Ø ÔÖÓÔ ÖØÝ Ø Ø Ú ÖÝ ÔÐ Ò Ö Ö Ô Ó Ò Ú ÖØ × Ñ Ø× ÒÓÒ ÖÓ× × Ò ×ØÖ Ø1Ð Ò Ö Û Ò ÓÒ ×Ù Ø Ð ×Ù × Ø Ó Í ÈÈ 1⁄4 ÁØ ÓÐ ÐÓÛ× ÖÓÑ Ø Ü ×Ø Ò Ó ×Ñ ÐÐ Ö Ö Û Ò ́× ÓÚ μ Ø Ø Ù́Òμ Ò 3⁄4 o ÖÓÑ Ð ÓÛÛ Ú Ó Ò Ð ÝÙ́Òμ 1⁄2 1⁄41⁄2Òo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 224
ÔØ Ö 1⁄21⁄4 ÓÑ ØÖ Ö Ô Ø ÓÖÝ 3⁄43⁄4 3⁄4o Ò Ø Ú ÖØ × Ó Ú ÖÝ ÔÐ Ò Ö Ö Ô Ö ÔÖ × ÒØ Ý ×ØÖ Ø1Ð Ò × 1 Ñ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò ×Ó Ø Ø ØÛÓ × Ñ ÒØ× ÒØ Ö× Ø Ò ÓÒÐÝ Ø ÓÖÖ 1 ×Ô ÓÒ Ò Ú ÖØ × Ö ÒØ Ì Ò×Û Ö × ÒÓÛÒ ØÓ Ò Ø ÆÖÑ Ø Ú Ø ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Ö Ó × 3⁄4 ÅÈ Ó Ö¿́ Ö Ý×× Ü1 Å Ò Þμo ¿o ́ Ö Ó×̧ Ã Ò Ó1à ÒÓμ Ï Ø × Ø Ð Ö ×Ø ÒÙÑ Ö ́Òμ× Ù Ø Ø Ò Ý × Ø Ó Ò Ö Ò Ò ÐÙ ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò Ñ Ø× ÒÓÒ ÖÓ× × Ò ÐØ ÖÒ Ø Ò Ô Ø Ó Ð Ò Ø ÁØ × ÒÓÛÒ Ø Ø ́Òμ ́ ¿·Ó́1⁄2μμÒo o Á× Ø ØÖÙ Ø Ø̧ ÓÖ ÒÝ ¬Ü ̧ Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó × Ó ÓÑ ØÖ Ö Ô Û Ø Ò Ú ÖØ × Ø Ø Ó × ÒÓØ Ú Ô ÖÛ × Ö Ó×× Ò × × Ç ́Òμ o ́ ÖÓÒÓÚ Ø Ð o μ Á× Ø ØÖÙ Ø Ø ÒÝ ÓÑÔÐ Ø ÓÑ ØÖ Ö Ô Û Ø Ò Ú ÖØ × × Ø Ð ×Ø áÒμ Ô ÖÛ × Ö Ó×× Ò × ÁØ Û × × ÓÛÒ Ò · Ø Ø ÓÒ Ò ÐÛ Ý× ¬Ò Ô Ò 1⁄23⁄4 Ô ÖÛ × ÖÓ× × Ò ×o ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ ÒÝ ÓÑ ÔÐ Ø ÓÑ ØÖ Ö Ô Û Ø Ò Ú ÖØ × × ÒÓÒ ÖÓ× × Ò À Ñ Ð ØÓÒ Ò Ô Ø ̧ Ò Ò 3⁄4 Ô ÖÛ × × Ó ÒØ ×o o ́Ä ÖÑ Ò1Å ØÓÙ× 1È 1ÌÓÖÓ × μ Ï Ø × Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø ÔÓ× Ø Ú Ò ÙÑ Ö Ö Ö ́Òμ ×Ù Ø Ø ÒÝ Ñ ÐÝ Ó Ö ÐÓ× × Ñ ÒØ× Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ Ò Ø ÔÐ Ò × Ò Ñ Ñ Ö× Ø Ø Ö Ø Ö Ô ÖÛ × × Ó ÒØ ÓÖ Ô ÖÛ × ÖÓ× × Ò ÁØ × ÒÓÛÒ ÄÅÈÌ ̧ ÃÈÌ Ø Ø Ò ÐÓ ÐÓ 3⁄4 Ò 3⁄4 ¿3⁄43⁄4 Ö ́Òμ Ò 1⁄21⁄4o3⁄4 ÊÇËËÁ Æ ÆÍÅ ÊË Ì ÒÚ ×Ø Ø ÓÒ Ó Ö Ó×× Ò ÒÙÑ Ö× ×Ø ÖØ ÙÖ Ò ÏÏÁÁ Û Ø Ì ÙÖ Ò3× Ö ØÓÖ Ý ÈÖÓ Ð Ñ Ì ÙÖ ÓÛ × ÓÙÐ ÓÒ Ö × Ò Ø ÖÓÙØ × Ó Ö ÐÖÓ ØÖ × ØÛ Ò × Ú Ö Ð ÐÒ× Ò × ØÓÖ ÔÐ × Ò Ö ØÓÖ Ý ×Ó × ØÓ Ñ Ò Ñ Þ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ö Ó×× Ò × ÁÒ Ø ÖÐÝ 1⁄2 1⁄4×̧ Ø ØÙÖ Ò ÓÙØ Ø Ø Ø Ô Ö Ö ÕÙ Ö ÓÖ Ø Ö Ð Þ Ø ÓÒ ́ÎÄËÁ Ð ÝÓÙØμ Ó Ò Ð ØÖ Ð Ö Ù Ø × ÐÓ× ÐÝ Ö Ð Ø ØÓ Ø ÖÓ× × Ò ÒÙÑ Ö Ó Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò Ö Ô Ä ¿ o Ì × × ÓÚ ÖÝ Ú Ò ÑÔ ØÙ× ØÓ Ö × Ö Ò Ø ×Ù Øo ÅÓÖ Ö ÒØ ÐÝ̧ Ø × Ò Ö Ð Þ Ø Ø Ò Ö Ð ÓÙÒ × ÓÒ ÖÓ× × Ò ÒÙÑ Ö× Ò Ù× ØÓ ×ÓÐ Ú Ð Ö Ú Ö ØÝ Ó ÔÖÓ Ð Ñ× Ò × Ö Ø Ò ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ o Ä ÇËË Ê Ö Û Ò Ó Ö Ô Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó Ø Ö Ô Ò Ø ÔÐ Ò ×Ù Ø Ø Ø× Ú ÖØ × Ö Ö ÔÖ × ÒØ Ý ×Ø Ò Ø ÔÓ ÒØ× Ò Ø× × Ý × ÑÔÐ ÓÒØ ÒÙÓÙ× Ö × ÓÒÒ Ø Ò Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ÔÓ ÒØ Ô Ö×o ÁÒ Ö Û Ò ́ μ ÒÓ Ô ×× × Ø ÖÓÙ ÒÝÚ ÖØ Ü ÓØ Ö Ø Ò Ø× Ò ÔÓ ÒØ ×̧ ́ μ ÒÓ ØÛÓ × ØÓÙ ÓØ Ö ́ o o̧ ØÛÓ × Ú ÓÑ ÑÓÒ ÒØ Ö ÓÖ ÔÓ ÒØ̧ Ø Ò Ø Ø × ÔÓ ÒØ Ø Ý ÔÖ ÓÔ ÖÐÝ Ö Ó×× ÓØ Öμ̧ Ò ́ μ ÒÓ Ø Ö × Ö Ó×× Ø Ø × Ñ ÔÓ ÒØo Ö Ó×× Ò ÓÑ ÑÓÒ ÒØ Ö ÓÖ ÔÓ ÒØÓ Ø ÛÓ × Ò Ö Ô Ö Û Ò o ÌÛÓ × Ñ Ý Ú × Ú Ö Ð Ö Ó×× Ò ×o Ö Ó×× Ò ÒÙÑ ÖÓ Ö Ô Ì ×Ñ ÐÐ ×Ø ÒÙÑ Ö Ó Ö Ó×× Ò × Ò ÒÝ Ö Û Ò Ó ̧ ÒÓØ Ý Ö́ μo Ð ÖÐÝ ̧ Ö́ μ 1⁄4 Ò ÓÒÐÝ × ÔÐ Ò Öo Ê Ø Ð Ò Ö Ö Ó×× Ò ÒÙÑ Ö Ì Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ÖÓ×× Ò × Ò Ö Û Ò Ó Ò Û Ú ÖÝ × Ö ÔÖ × ÒØ Ý ×ØÖ Ø1Ð Ò × Ñ ÒØo ÁØ × ÒÓØ Ý Ð Ò1 Ö́ μo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 225
3⁄43⁄4 Âo È È ÖÛ × Ö Ó×× Ò ÒÙÑ Ö Ì Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó Ö Ó×× Ò Ô Ö× Ó × ÓÚ Ö ÐÐ Ö Û Ò × Ó ̧ ÒÓØ Ý Ô Ö1 Ö́ μo ́À Ö Ø × Ò Ö ÔÖ 1 × ÒØ Ý Ö ØÖ ÖÝ ÓÒØ ÒÙÓÙ× ÙÖÚ ×̧ ×Ó Ø Ø ØÛÓ × Ñ Ý ÖÓ× × ÑÓÖ Ø Ò ÓÒ ̧ ÙØ Ú ÖÝ Ô Ö Ó × Ò ÓÒØÖ ÙØ Ø ÑÓ× Ø ÓÒ ØÓ Ô Ö1 Ö́ μoμ Ç Ö Ó×× Ò ÒÙÑ Ö Ì Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó Ø Ó× Ô Ö× Ó × Ø Ø ÖÓ× × Ò Ó ÒÙÑ Ö Ó Ø Ñ ×̧ ÓÚ Ö ÐÐ Ö Û Ò × Ó o ÁØ × ÒÓØ Ý Ó 1 Ö́ μo ÔÐ Ò Ö Ö Ó×× Ò ÒÙÑ Ö Ì Ñ Ò ÑÙÑ Ó Ö́ 1⁄2 μ· Ö́ 3⁄4 μÓ Ú Ö ÐÐ Ô ÖØ 1 Ø ÓÒ× Ó Ø Ö Ô ÒØÓ ØÛÓ 1 × Ó ÒØ ×Ù Ö Ô × 1⁄2 Ò 3⁄4 o × Ø ÓÒ Û Ø Ì Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö ́ μ Ó × Û Ó× Ö ÑÓÚ Ð ×ÔÐ Ø× Ø Ö Ô ÒØÓ ØÛÓ ÖÓÙ ÐÝ ÕÙ Ð ×Ù Ö Ô ×o ÅÓÖ ÔÖ × ÐÝ ̧ ́ μ × Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó × Ö ÙÒÒ Ò ØÛ Ò Î 1⁄2 Ò Î 3⁄4 ÓÚ Ö ÐÐ Ô ÖØ Ø ÓÒ× Ó Ø Ú ÖØ Ü × Ø Ó ÒØÓ ØÛÓ × Ó ÒØÔ Ö Ø ×Î 1⁄2 Î 3⁄4 ×Ù Ø Ø Î 1⁄2 Î 3⁄4 Î ́ μ ¿o ÙØ Û Ø Ì Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö ́ μ ×Ù Ø Ø Ø Ö × Ö Û Ò Ó Ò Û Ò ÓØ ÛÓÚ ÖØ × Ú Ø × Ñ Ü1 ÓÓÖ Ò Ø Ò Ú ÖÝ Ú ÖØ Ð Ð Ò ÖÓ×× × Ø ÑÓ× Ø ́ μ ×o È Ø Û Ø Ì Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ố μ ×Ù Ø Ø Ø Ö × × ÕÙ Ò Ó Ø ÑÓ× Ø ́Ố μ · 1⁄2μ1 Ð Ñ ÒØ × Ø× Î 1⁄2 Î 3⁄4 Î Ö Î ́ μ Û Ø Ø ÔÖÓÔ ÖØÝ Ø Ø ÓØ Ò ÔÓ ÒØ× Ó Ú ÖÝ ÐÓÒ ØÓ ×ÓÑ Î Ò ̧ Ú ÖØ Ü Ó ÙÖ× Ò Î Ò Î ́ μ̧ Ø Ò Ø Ð×Ó ÐÓÒ × ØÓ Ú ÖÝ Î o Æ Ê Ä ËÌÁÅ Ì Ë Ö Ý Ò ÂÓ Ò×ÓÒ Â ¿ × Ó Û Ø Ø Ø Ø ÖÑ Ò Ø ÓÒ Ó Ø Ö Ó×× Ò ÒÙÑ Ö × Ò ÆÈ1 ÓÑÔÐ Ø ÔÖÓ Ð Ño Ò ÐÓ ÓÙ× Ö × ÙÐØ× ÓÐ ÓÖ Ø Ö Ø Ð Ò Ö Ö Ó×× Ò ÒÙÑ Ö 1⁄2 ̧ ÓÖ Ø Ô Ö ÖÓ× × Ò ÒÙÑ Ö ËËË1⁄43⁄4 ̧ Ò ÓÖ Ø Ó Ö Ó×× Ò ÒÙÑ Ö ÈÌ1⁄41⁄4 o Ì Ü Ø Ø ÖÑ Ò Ø ÓÒ Ó ÖÓ× × Ò ÒÙÑ Ö× Ó Ö Ð Ø Ú ÐÝ ×Ñ ÐÐ Ö Ô × Ó × ÑÔÐ × ØÖÙ ØÙÖ ́×Ù × ÓÑ ÔÐ Ø ÓÖ ÓÑ ÔÐ Ø Ô ÖØ Ø Ö Ô ×μ × ÓÔ Ð ×× ÐÝ Æ ÙÐØ Ø × ̧ ÙØ Ø Ö Ö × Ú Ö Ð Ù× ÙÐ ÓÙÒ ×o Ì Ö × Ò Ð ÓÖ Ø Ñ Ë1⁄4¿ ÓÖ ÓÑÔÙØ Ò Ö Û Ò Ó ÓÙÒ 1 Ö Ö Ô Û Ø Ò Ú ÖØ ×̧ ÓÖ Û Ò ÔÐÙ× Ø ÒÙÑ Ö Ó Ö Ó×× Ò × × ḈÐÓ ¿ Òμ Ø Ñ × Ø ÓÔØ ÑÙÑ o 1⁄2o ÓÖ × ÑÔÐ Ö Ô Û Ø Ò ¿Ú ÖØ × Ò ×̧ Ö́ μ ¿Ò · o ÖÓÑ Ø × Ò ÕÙ Ð ØÝ ̧ × ÑÔÐ ÔÖÓ Ð ×Ø Ö ÙÑ ÒØ × ÓÛ× Ø Ø Ö́ μ ¿ Ò 3⁄4 ÓÖ ×Ù Ø Ð ÔÓ× Ø Ú ÓÒר ÒØ o Ì × ÑÔÓÖØ ÒØ ÓÙÒ ̧ Ù ØÓ Ø 1 Ú Ø Ð1Æ Û ÓÖÒ1ËÞ Ñ Ö ÆË 3⁄4 Ò ̧ Ò Ô Ò ÒØ ÐÝ ̧ ØÓ Ä ØÓÒ Ä ¿ ̧ × Ó Ø Ò Ö ÖÖ ØÓ × Ø ÖÓ×× Ò Ð ÑÑ o Ï ÒÓÛ Ø Ø 1⁄4 1⁄4¿ 1⁄4 1⁄4 ÈÌ ̧ ÈÊ ÌÌ1⁄4 o Ì ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÓÐÐÓÛ× ÖÓÑ Ð Ò Ò Ì Ð 1⁄21⁄4o1⁄2o 1⁄2o Ë Ñ Ð Ö ×Ø Ø Ñ ÒØ× ÓÐ ÓÖ Ô Ö1 Ö́ μ Ò Ó 1 Ö́ μ ÈÌ1⁄41⁄4 o 3⁄4o ÖÓ× × Ò Ð ÑÑ ÓÖ ÑÙÐØ Ö Ô × ËÞ Ä Ø ÑÙÐØ Ö Ô Û Ø Ò Ú ÖØ × Ò ×̧ o o̧ Ø × Ñ Ô Ö Ó Ú ÖØ × Ò ÓÒÒ Ø Ý ÑÓÖ Ø Ò ÓÒ o Ä Ø Ñ ÒÓØ Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÑÙÐØ ÔÐ ØÝ Ó Ò o Ì Ò Ö́ μ ¿ ÑÒ 3⁄4 Ñ 3⁄4 Ò Û Ö ÒÓØ × Ø × Ñ ÓÒר ÒØ × Ò Ø ÔÖ Ú ÓÙ× Ô Ö Ö Ô o ¿o Å Ö Ò ÖÓ× × Ò ÓÒר ÒØ Ä Ø ́Ò μ ÒÓØ Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÖÓ× × Ò ÒÙÑ Ö Ó Ö Ô Û Ø Ò Ú ÖØ × Ò Ø Ð ×Ø ×o Ì Ø ×̧ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 226
ÔØ Ö 1⁄21⁄4 ÓÑ ØÖ Ö Ô Ø ÓÖÝ 3⁄43⁄4 ́Ò μ Ñ Ò Ò́ μ Ò ́ μ Ö́ μ ÁØ ÓÐÐ ÓÛ× ÖÓÑ Ø ÖÓ× × Ò Ð ÑÑ Ø Ø̧ ÓÖ Ò̧ ́Ò μÒ 3⁄4 ¿ × ÓÙÒ ÖÓÑ ÐÓÛ Ò ÖÓÑ ÓÚ ÝØ ÛÓ ÔÓ× Ø Ú ÓÒ× Ø ÒØ×o Ö Ó× Ò ÙÝ ¿ ÓÒ ØÙÖ Ø Ø Ò Ø Ò Ð Ñ ́Ò μÒ 3⁄4 ¿ Ü × Ø×o ́Ï Ù× Ø ÒÓØ Ø ÓÒ ́Òμ ́Òμ ØÓ Ñ Ò Ø Ø Ð Ñ Ò 1⁄2 ́Òμ ́Òμ 1⁄2oμ Ì × Û × Ô ÖØ ÐÐÝ × ØØÐ Ò ÈËÌ1⁄41⁄4 Ò Ò 3⁄4 ̧Ø Ò Ð Ñ Ò 1⁄2 ́Ò μ Ò 3⁄4 ¿ 1⁄4 Ü × Ø×o ÅÓÖ ÓÚ Ö̧ Ø × Ñ Ö ×ÙÐ Ø × ØÖÙ Û Ø Ø × Ñ ÓÒר ÒØ ̧ ÓÖ Ö Û Ò × ÓÒ Ú ÖÝ ÓØ Ö ÓÖ ÒØ Ð ×ÙÖ o o Ö Ô × Û Ø Ñ ÓÒÓØÓÒ ÔÖÓÔ ÖØ × Ö Ô ÔÖ ÓÔ ÖØÝ È × × ØÓ ÑÓÒÓ1 ØÓÒ ́ μ ÓÖ ÒÝ Ö Ô × Ø × Ý Ò Ȩ̀ Ú ÖÝ ×Ù Ö Ô Ó Ð×Ó × Ø ×¬ × È Ò ́ μ 1⁄2 Ò 3⁄4 × Ø × Ý Ȩ̀ Ø Ò Ø Ö × Ó ÒØ ÙÒ ÓÒ Ð×Ó × Ø ×¬ × Èo ÓÖ ÒÝ ÑÓÒÓØÓÒ ÔÖÓÔ ÖØÝ Ȩ̀ Ð Ø ǗÒ Èμ ÒÓØ Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ ÖÓ × Ø Ø Ö Ô Ó Ò Ú ÖØ × Ò Ú Ø × Ø ×¬ × Èo ÁÒ Ø ×Ô Ð × Û Ò È × Ø ÔÖ ÓÔ ÖØÝ Ø Ø Ø Ö Ô Ó × ÒÓØ ÓÒØ Ò ×Ù Ö Ô ×ÓÑ ÓÖÔ ØÓ ¬Ü ÓÖ Ò ×Ù Ö Ô À̧Û ÛÖ Ø ǗÒ Àμ ÓÖ ǗÒ Èμo Ä Ø È ÑÓÒÓØÓÒ Ö Ô ÔÖÓÔ ÖØÝ Û Ø ǗÒ Èμ ḈÒ 1⁄2·« μ ÓÖ ×ÓÑ « 1⁄4o ÁÒ È ËÌ1⁄41⁄4 ̧ Ø Û × Ô ÖÓÚ Ø Ø Ø Ö Ü ×Ø ØÛÓ ÓÒר ÒØ× 1⁄4 1⁄4× Ù Ø Ø Ø Ö Ó×× Ò ÒÙÑ Ö Ó ÒÝ Ö Ô Û Ø ÔÖ ÓÔ ÖØÝ È Ø Ø × Ò Ú ÖØ × Ò Ò ÐÓ 3⁄4 Ò × × Ø ×¬ × Ö́ μ 1⁄4 3⁄4·1⁄2 « Ò 1⁄2·1⁄2 « Ì × ÓÙÒ × ×ÝÑ ÔØÓØ ÐÐÝ Ø Ø̧ ÙÔ ØÓ ÓÒ× Ø ÒØ ØÓÖo ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ò Ò × ÒÓ Ý Ð Ó Ð Ò Ø Ø Ñ Óר 3⁄4Ö̧ Ø Ò Ø Ö Ó×× Ò ÒÙÑ Ö Ó × Ø ×¬ × Ö́ μ Ö Ö·3⁄4 Ò Ö·1⁄2 Û Ö Ö 1⁄4 × ×Ù Ø Ð ÓÒר ÒØo ÓÖ Ö 3⁄4¿ Ò ̧ Ø × ÓÙÒ × Ö × ÝÑÔØÓØ ÐÐÝ Ø Ø̧ ÙÔ ØÓ ÓÒ× Ø ÒØ ØÓÖ o Á Ó × ÒÓØ ÓÒØ Ò ÓÑ ÔÐ Ø Ô ÖØ Ø ×Ù Ö Ô Ã Ö × Û Ø Ö Ò × Ú ÖØ × Ò Ø× Ð ×× ×̧ × Ö̧ Ø Ò Û Ú Ö́ μ Ö × ¿·1⁄2 ́Ö 1⁄2μ Ò 3⁄4·1⁄2 ́Ö 1⁄2μ Û Ö Ö × 1⁄4 × ×Ù Ø Ð ÓÒר ÒØo Ì × ÓÙÒ × Ö Ø Ø ÙÔ ØÓ ÓÒ× Ø ÒØ ØÓÖ Ö 3⁄4 ¿ ÓÖ Ö × Ö ØÖ ÖÝ Ò × ́Ö 1⁄2μ o o ÖÓ× × Ò ÒÙÑ Ö Ú×o × Ø ÓÒ Û Ø ́ μ ÓÖ ÒÝÚ ÖØ Ü Ú 3⁄4 Î ́ μ̧ Ð Ø ́Úμ ÒÓØ Ø Ö Ó Ú Ò o ÁØ Û × × ÓÛÒ Ò ÈËË Ò ËÎ Ø Ø Ö́ μ· 1⁄2 1⁄2 Ú3⁄4Î ́ μ 3⁄4 ́Úμ 1⁄2 1⁄4 3⁄4 ́ μ × Ñ Ð Ö ×Ø Ø Ñ ÒØ ÓÐ × Û Ø Û ÓÖ× ÓÒ× Ø ÒØ ÓÖ Ø ÙØ Û Ø ́ μÓ Î1⁄43⁄4 o Ì ×̧ Ò ØÙÖÒ̧ ÑÔÐ × Ø Ø Ø × Ñ × ØÖÙ ÓÖ Ố μ̧ Ø Ô Ø Û Ø Ó ̧ ×Û Ú Ố μ ́ μ Ó Ö ÚÖÝ Ã Ò 3⁄4 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 227
3⁄43⁄4 Âo È o Ê Ð Ø ÓÒ× ØÛ Ò « Ö ÒØ ÖÓ× × Ò ÒÙÑ Ö× Ð ÖÐÝ ̧Û Ú Ó 1 Ö́ μ Ô Ö1 Ö́ μ Ö́ μ Ð Ò1 Ö́ μ ÁØ Û × × ÓÛÒ ¿ Ø Ø Ø Ö Ö Ö Ô × Û Ø Ö Ó×× Ò ÒÙÑ Ö Û Ó× Ö Ø Ð Ò Ö Ö Ó×× Ò ÒÙÑ Ö× Ö Ö ØÖ Ö ÐÝ Ð Ö o ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ Û ÒÒÓØ ÖÙÐ ÓÙØ Ø ÔÓ×× Ð ØÝØ Ø Ó 1 Ö́ μ Ô Ö1 Ö́ μ Ö́ μ ÓÖ Ú ÖÝ Ö Ô o ÁØ Û × ×Ø Ð × Ò ÈÌ1⁄41⁄4 Ø Ø Ö́ μ 3⁄4́ Ó 1 Ö́ μμ 3⁄4 Ê ÒØÐÝ ̧ à ÓÐÑ Ò Ò Å ØÓÙ× ÓÙÒ ×Ð ØÐÝ ØØ Ö ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÒ Ö́ μ̧ Ò Ø ÖÑ× Ó Ô Ö1 Ö́ μo o ÖÓ× × Ò ÒÙÑ Ö× Ó Ö Ò ÓÑ Ö Ô × Ä Ø ́Ò Ôμ Ö Ò ÓÑ Ö Ô Û Ø Ò Ú ÖØ ×̧ Û Ó× × Ö Ó× Ò Ò Ô Ò ÒØÐÝ Û Ø ÔÖÓ Ð ØÝ Ô ỐÒμo Ä Ø ÒÓØ Ø ÜÔ Ø ÒÙÑ Ö Ó × Ó ̧ o o̧ Ô ¡ Ò 3⁄4 ¡ o ÁØ × ÒÓØ Ö ØÓ × Ø Ø 1⁄21⁄4Ò̧ Ø Ò ÐÑÓר ×ÙÖ ÐÝ ́ μ 1⁄21⁄4o ÁØ Ø Ö ÓÖ ÓÐÐÓÛ× ÖÓÑ Ø ÓÚ Ö Ð Ø ÓÒ ØÛ Ò Ø ÖÓ× × Ò ÒÙÑ Ö Ò Ø × Ø ÓÒ Û Ø Ø Ø ÐÑ Óר ×ÙÖ ÐÝ Û Ú Ð Ò1 Ö́ μ Ö́ μ 3⁄4 1⁄41⁄41⁄4 Ú ÒØ ÐÝ̧ Ø ÓÖ Ö Ó Ñ Ò ØÙ Ó Ø × ÓÙÒ ÒÒÓØ Ñ ÔÖÓÚ o × Ñ Ð Ö Ò ÕÙ Ð ØÝ Û × ÔÖÓÚ Ò ËÌ1⁄43⁄4 ÓÖ Ø Ô ÖÛ × Ö Ó×× Ò ÒÙÑ Ö̧ ÙÒ Ö Ø ×ØÖÓÒ Ö ÓÒ Ø ÓÒ Ø Ø Ò 1⁄2·̄ ÓÖ ×ÓÑ ̄ 1⁄4o o ÔÐ Ò Ö ÖÓ× × Ò ÒÙÑ Ö Ú×o ÖÓ× × Ò ÒÙÑ Ö ÁØ × ÒÓÛÒ ËËÎ Ø Ø Ø ÔÐ Ò Ö ÖÓ× × Ò ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖÝ Ö Ô × Ø ÑÓ× Ø ¿» Ø Ñ × Ø× ÖÓ× × Ò ÒÙÑ Öo Ì ×Ø Ú ÐÙ Ó Ø ÓÒר ÒØÑ Ý × ×Ñ ÐÐ × »3⁄4 o o À Ö ÖÝ1Ã Ò Ò1Ë Û Ò ÓÒ ØÙÖ ÀÃË ¿ ÓÖ Ú ÖÝ Ò Ñ ¿ Ò Ý Ð × Ò Ò Ñ ̧ Ö́ Ò ¢ Ñ μ × ÕÙ Ð ØÓ Ò́Ñ 3⁄4μo Ì × Û × ÔÖÓÚ Ò Ë ÓÖ Ú ÖÝ Ñ Ò ÓÖ ÐÐ ×ÙÆ ÒØÐ Ý Ð Ö Òo ÓÖ Ø ÖÓ× × Ò ÒÙÑ Ö Ó Ø × Ð ØÓÒ Ó Ø Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÝÔ Ö Ù É Ò ̧ Û Ú 1⁄2 3⁄41⁄4 · Ó́1⁄2μ Ö́É Ò μ Ò 1⁄2 ¿ 1⁄21⁄43⁄4 1⁄41⁄4̧ ËÎ ¿ o ÇÈ Æ ÈÊÇ Ä ÅË 1⁄2o Á× Ø ØÖÙ Ø Ø Ó 1 Ö́ μ Ô Ö1 Ö́ μ Ö́ μ Ó Ö ÚÖÝ Ö Ô 3⁄4o Ö Ò Û Þ3× ÓÒ ØÙÖ ÙÝ Ì ÖÓ× × Ò ÒÙÑ Ö Ó Ø ÓÑ ÔÐ Ø 1 Ô ÖØ Ø Ö Ô Ã Ò Ñ Û Ø Ò Ò Ñ Ú ÖØ × Ò Ø× Ð ×× × × Ø ×¬ × Ö́Ã Ò Ñ μ Ñ 3⁄4 ¡ Ñ 1⁄2 3⁄4 ¡ Ò 3⁄4 ¡ Ò 1⁄2 3⁄4 ÃÐ ØÑ Ò ÃÐ 1⁄4 Ú Ö ¬ Ø × ÓÒ ØÙÖ Ò Ø ×Ô Ð × Û Ò Ñ Ò Ñ Ò Ò Ï ÓÓ ÐÐ Ï ÓÓ ¿ ÓÖ Ñ ̧Ò 1⁄21⁄4o ÁØ × Ð×Ó ÓÒ ØÙÖ Ø Ø Ø ÖÓ× × Ò ÒÙÑ Ö Ó Ø ÓÑ ÔÐ Ø Ö Ô Ã Ò × Ø ×¬ × Ö́Ã Ò μ 1⁄2 Ò 3⁄4 ¡ Ò 1⁄2 3⁄4 ¡ Ò 3⁄4 3⁄4 ¡ Ò ¿ 3⁄4 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 228
ÔØ Ö 1⁄21⁄4 ÓÑ ØÖ Ö Ô Ø ÓÖÝ 3⁄43⁄4 Á ÍÊ 1⁄21⁄4o 3⁄4o1⁄2 ÓÑÔÐ Ø Ô ÖØ Ø Ö Ô Ã Û Ø 3⁄4 ÖÓ ×× Ò ×o ¿o Ê Ø Ð Ò Ö ÖÓ× × Ò ÒÙÑ Ö× Ó ÓÑ ÔÐ Ø Ö Ô × Ø ÖÑ Ò Ø Ú ÐÙ Ð Ñ Ò 1⁄2 Ð Ò1 Ö́Ã Ò μ Ò ¡ Ì ×Ø Ò ÓÛÒ ÓÙÒ × ¿ 1⁄4 ¿ 1⁄4 ¿ 1⁄2 Ö Ù ØÓ ÄÓÚ ×Þ1 Î ×ÞØ Ö ÓÑ 1Ï Ò Ö1Ï ÐÞÐ Ò Ö Ó1 ÖÒ Ò Þ Ò ØÓ ÓÐÞ Ö Ø Ðo Ã1⁄41⁄2 ̧ Ö ×Ôo Ì Ò ÓÛÒ Ü Ø Ú ÐÙ × Ó Ð Ò1 Ö́ μ Ö Ð ×Ø Ò Ì Ð 1⁄21⁄4o 3⁄4o1⁄2 1⁄41⁄2 o Ì Ä 1⁄21⁄4o3⁄4o1⁄2 Ò Ð Ò1 Ö́Ã Ò μ 1⁄4 1⁄2 ¿ 1⁄2 ¿ 1⁄21⁄4 3⁄4 1⁄21⁄2 1⁄21⁄43⁄4 1⁄23⁄4 1⁄2 ¿ o Ä Ø ́Ò Ôμ Ö Ò ÓÑ Ö Ô Û Ø Ò Ú ÖØ ×̧ Û Ó× × Ö Ó× Ò Ò Ô Ò ÒØÐÝ Û Ø ÔÖÓ Ð ØÝ Ô ỐÒμo Ä Ø Ô ¡ Ò 3⁄4 ¡ o Á× Ø ØÖÙ Ø Ø Ø Ô ÖÛ × ÖÓ× × Ò ÒÙÑ Ö̧ Ø Ó Ö Ó×× Ò ÒÙÑ Ö̧ Ò Ø ÔÐ Ò Ö ÖÓ× × Ò ÒÙÑ Ö Ö ÓÙÒ ÖÓÑ ÐÓÛ Ý ÓÒר ÒØ Ø Ñ × 3⁄4 ̧Ô Ö Ó Ú Ø Ø Ò 1⁄21⁄4o¿ Æ Ê ÄÁ ÌÁÇÆË Ì ÓÒ ÔØ Ó ÓÑ ØÖ Ö Ô Ò Ò Ö Ð Þ Ò ØÛÓ Ò ØÙÖ Ð Ö Ø ÓÒ× o ÁÒ1 ר Ó ×ØÖ Ø1Ð Ò Ö Û Ò ×̧ Û Ò ÓÒ× Ö ÙÖÚ Ð Ò Ö Ö Û Ò ×o Á Û ÔÙØ Ø Ñ Ø Ø Ó Ù× Ó ÓÙÖ ÒÚ ×Ø Ø ÓÒ× Ò Û Û × ØÓ ÑÔ × Þ Ø Ø Ø Ý Ö Ó 1 Ø× Ó Ò Ô Ò ÒØ Ò Ø Ö ×Ø Ö Ø Ö Ø Ò ÔÐ Ò Ö Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ× Ó ×ØÖ Ø Ö Ô ×̧ Û ÐÐ Ø × Ö Û Ò × ØÓÔÓÐÓ Ð Ö Ô ×o ÁÒ Ø × × Ò× ̧ Ø Ö × ÙÐØ× Ò Ø ÔÖ Ú ÓÙ× × Ø ÓÒ ÓÙØ Ö Ó×× Ò ÒÙÑ Ö× ÐÓÒ ØÓ Ø Ø ÓÖÝ Ó ØÓÔÓÐÓ Ð Ö Ô ×o ÁÒר Ó × Ýר Ñ× Ó × Ñ ÒØ× Ò Ù Ý ÔÐ Ò Ö ÔÓ ÒØ × Ø̧ Û Ò Ð×Ó ÓÒ× Ö × Ýר Ñ× Ó × ÑÔÐ × Ò Ø ÔÐ Ò ÓÖ Ò Ö1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô ×o ËÙ × Ýר Ñ × ÐÐ ÓÑ ØÖ ÝÔ Ö Ö Ô o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 229
3⁄4¿1⁄4 Âo È Ä ÇËË Ê Ì ÓÔ ÓÐÓ Ð Ö Ô Ö Ô Ö ÛÒ Ò Ø ÔÐ Ò ×Ó Ø Ø Ø× Ú ÖØ × Ö ×Ø Ò Ø ÔÓ ÒØ× Ò Ø× × Ö × ÑÔÐ ÓÒØ ÒÙÓÙ× Ö × ÓÒÒ Ø Ò Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò Ú ÖØ ×o ÁÒ ØÓÔÓÐÓ Ð Ö Ô ́ μ ÒÓ Ô ×× × Ø ÖÓÙ ÒÝ Ú ÖØ Ü ÓØ Ö Ø Ò Ø× Ò ÔÓ ÒØ ×̧ ́ μ ÒÝØ ÛÓ × Ú ÓÒÐ Ý ¬Ò Ø ÒÙÑ ÖÓ Ò Ø Ö ÓÖ ÔÓ ÒØ× Ò ÓÑ ÑÓÒ̧ Ø Û Ø Ý ÔÖÓÔ ÖÐÝ ÖÓ× × ÓØ Ö̧ Ò ́ μ ÒÓ Ø Ö × ÖÓ× × Ø Ø × Ñ ÔÓ ÒØo ́Ë Ñ × Ö Û Ò Ó Ö Ô oμ Ï ÐÝ ×Ó ÑÓÖÔ ØÓÔÓÐÓ Ð Ö Ô × ÌÛÓ ØÓÔ ÓÐÓ Ð Ö Ô ×̧ Ò À̧ ×Ù Ø Ø Ø Ö × Ò Ò Ò 1ÔÖ × ÖÚ Ò ÓÒ 1ØÓ1ÓÒ ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ØÛ Ò ́Î ́ μ ́ μμ Ò ́Î ́Àμ ́À μμ Ò Û Ø ÛÓ × Ó ÒØ Ö× Ø Ò ÓÒÐ Ý Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò × Ó À Óo Ì Ö Ð ØÓÔÓÐÓ Ð Ö Ô Ò Û Ò ÝØ ÛÓ ÒÓÒ ÒØ × Ö Ó×× ÔÖ × ÐÝ ÓÒ Ò ÒÓ ØÛÓ ÒØ × ÖÓ× ×o Ò Ö Ð Þ Ø Ö Ð ØÓÔ ÓÐÓ Ð Ö Ô Ò Û Ò ÝØ ÛÓ ÒÓÒ ÒØ × Ö Ó×× Ò Ó ÒÙÑ Ö Ó Ø Ñ × Ò ÒÝØ ÛÓ ÒØ × Ö Ó×× Ò Ú Ò ÒÙÑ Ö Ó Ø Ñ × ́ÒÓØ ÓÙÒØ Ò Ø Ö ÓÑ ÑÓÒ Ò ÔÓ ÒØμo 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÓÑ ØÖ Ö1 ÝÔ Ö Ö Ô À Ö Ô Ö ́Î μ̧ Û Ö Î × ×Ø Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ Ò 1×Ô ̧ Ò × × Ø Ó ÐÓ× ́Ö 1⁄2μ1 Ñ Ò1 × ÓÒ Ð × ÑÔÐ × Ò Ù Ý ×ÓÑ Ö 1ØÙÔÐ × Ó Î o Ì × Ø× Î Ò Ö ÐÐ Ø Ú ÖØ Ü × Ø Ò ́ ÝÔ Öμ × Ø Ó À Ö ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o Ð ÖÐÝ ̧ ÓÑ ØÖ Ö Ô × 3⁄41 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÓÑ ØÖ 3⁄41 ÝÔ Ö Ö Ô o ÓÖ Ò ÓÑ ØÖ ÝÔ Ö Ö Ô × Ð ×× Ó ÓÑ ØÖ ÝÔ Ö Ö Ô × ÒÓØ Ô ÖÑ ØØ ØÓ ÓÒØ Ò Ò Ø ÓÑ ØÖ ÝÔ Ö Ö Ô × ÙÒ Ö ÓÒ× Ö Ø ÓÒo Ú Ò Ð ×× Ó ÓÖ Ò ÓÑ ØÖ ÝÔ Ö Ö Ô ×̧ Ü Ö ́ Ò μ ÒÓØ × Ø Ñ Ü1 ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó × Ø Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÓÑ ØÖ Ö1 ÝÔ Ö Ö Ô À Ö Ó Ò Ú ÖØ × Ò Ú Û Ø ÓÙØ ÓÒØ Ò Ò ÓÑ ØÖ ×Ù ÝÔ Ö Ö Ô ÐÓÒ Ò ØÓ o ÆÓ ÒØÖ Ú Ð ÒØ Ö× Ø ÓÒ × ÑÔÐ × Ö × ØÓ Ú ÒÓÒØÖ Ú Ð ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ø Ö Ö Ð Ø Ú Ò Ø Ö ÓÖ× Ú Ô ÓÒ Ø Ò ÓÑÑ ÓÒo Ö Ó×× Ò Ó × ÑÔÐ × ÓÑÑ ÓÒ ÔÓ ÒØ Ó Ø Ö Ð Ø Ú Ò Ø Ö ÓÖ× Ó × ÑÔÐ ×̧ ÐÐ Ó Û Ó× Ú ÖØ × Ö ×Ø Ò Øo Ì × ÑÔÐ × Ö ÐÐ ÖÓ×× Ò × ÑÔÐ × ×Ù ÔÓ ÒØ Ü ×Ø× o × Ø Ó × ÑÔÐ × Ñ Ý Ô ÖÛ × ÖÓ×× Ò ÙØ ÒÓØ Ò ×× Ö ÐÝ Ö Ó×× Ò o Á Û Û ÒØ ØÓ ÑÔ × Þ Ø Ø Ø Ý ÐÐ ÖÓ× ×̧ Û × Ý Ø Ø Ø Ý ÖÓ× × Ò Ø ×ØÖÓÒ × Ò× ÓÖ̧ Ò Ö ̧ Ø Ø Ø Ý ×ØÖÓÒ ÐÝ Ö Ó ××o ÌÇÈÇÄ Ç Á Ä Ê ÈÀË Ì ÖÐÝ ÜØ Ò× Ú Ð Ø Ö ØÙÖ ÓÒ ØÓÔ ÓÐÓ Ð Ö Ô × Ó Ù× × ÓÒ Ú ÖÝ Û ×Ô Ð ÕÙ ×Ø ÓÒ×̧ Ò Ø Ö × ÒÓ ×Ø Ò Ö Ø ÖÑ ÒÓÐÓ Ý o ÅÓר Ó Ø Ñ Ø Ó × Ú ÐÓÔ ÓÖ Ø ×ØÙ Ý Ó ÓÑ ØÖ Ö Ô × Ö ÓÛÒ ÓÖ ØÓÔ ÓÐÓ Ð Ö Ô ×̧ ÙÒÐ ×× Û Ñ ×ÓÑ ÙÖØ Ö ×ØÖ Ù ØÙÖ Ð ×× ÙÑÔØ ÓÒ×o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ñ ÒÝ Ö ÙÑ ÒØ× Ó Ø ÖÓÙ ÓÖ Ü 1ÑÓÒÓØÓÒ Ö Û Ò × ×Ù Ø Ø ÒÝØ ÛÓ × ÖÓ× × Ø ÑÓ× Ø ÓÒ o ËÓÑ Ø Ñ × Ø × ×ÙÆ ÒØ ØÓ × ×ÙÑ Ø Ð ØØ Ö ÓÒ Ø ÓÒo 1⁄2o Ò Ö Ó× 1ËÞ Ö × ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ Ð ×× Ð Ø ÓÖ Ñ Ó Ö Ó× Ò ËÞ Ö × ×Ø Ø × Ø Ø Ú ÖÝ ÓÑ ÔÐ Ø ÓÑ ØÖ Ö Ô Û Ø Ò Ú ÖØ × × ÓÑÔÐ Ø ÓÑ ØÖ ×Ù Ö Ô ̧ Û ÐÝ ×ÓÑÓÖÔ ØÓ ÓÒÚ Ü ÓÑÔÐ Ø Ö Ô Ñ Û Ø Ñ ÐÓ Ò Ú ÖØ ×o ÓÖ ÓÑÔÐ Ø ØÓÔÓÐ Ó Ð Ö Ô × Û Ø Ò Ú ÖØ ×̧ ÒÝØ ÛÓ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 230
ÔØ Ö 1⁄21⁄4 ÓÑ ØÖ Ö Ô Ø ÓÖÝ 3⁄4¿1⁄2 Ó Û Ó× × ÖÓ× × Ø Ñ Óר ÓÒ ̧ ÓÒ Ò ÔÖ ÓÚ Ø Ü ×Ø Ò Ó ÓÑÔÐ Ø ØÓÔ ÓÐÓ Ð ×Ù Ö Ô Û Ø Ñ ÐÓ 1⁄2 Ò Ú ÖØ × Ø Ø × Û ÐÝ ×ÓÑ ÓÖÔ Ø Ö ØÓ ÓÒÚ Ü ÓÑ ÔÐ Ø Ö Ô Ñ ÓÖ ØÓ ×Ó1 ÐÐ ØÛ ר ÓÑÔÐ Ø Ö Ô Ì Ñ ̧ × Ô Ø Ò ÙÖ 1⁄21⁄4o ¿o1⁄2 ÈÌ1⁄41⁄2 o Á ÍÊ 1⁄21⁄4o ¿o1⁄2 Ì ØÛ ר Ö Û Ò Ì Ñ × ÓÚ Ö Ý À Ö ÓÖØ Ò Å Ò Ö× Ò ÀÅ 3⁄4 o 3⁄4o Ú ÖÝ ØÓÔÓÐÓ Ð ÓÑÔÐ Ø Ö Ô Û Ø Ò Ú ÖØ ×̧ ÒÝ ØÛÓ Ó Û Ó× × ÖÓ×× Ø ÑÓר ÓÒ ̧ × ÒÓÒ ÖÓ×× Ò ×Ù Ö Ô ×ÓÑÓÖÔ ØÓ ÒÝ Ú Ò ØÖ Ì Û Ø Ø ÑÓר ÐÓ 1⁄2 Ò Ú ÖØ ×o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø ÓÒØ Ò× ÒÓÒ ÖÓ×× Ò Ô Ø Û Ø Ø Ð ×Ø ÐÓ 1⁄2 Ò Ú ÖØ × ÈÌ1⁄41⁄2 o ¿o ÆÙÑ Ö Ó ØÓÔÓÐÓ Ð ÓÑÔÐ Ø Ö Ô × Ä Ø ̈́Ò μ ̈́Òμ Ò ̈ ́Òμ ÒÓØ Ø ÒÙÑ Ö Ó « Ö ÒØ ́ o o̧ Ô ÖÛ × Û ÐÝ ÒÓÒ ×ÓÑÓÖÔ μ ÓÑ ØÖ ÓÑ1 ÔÐ Ø Ö Ô ×̧ ØÓÔÓÐÓ Ð ÓÑÔÐ Ø Ö Ô ×̧ Ò ØÓÔÓÐÓ Ð ÓÑÔÐ Ø Ö Ô × Ò Û ÚÖÝ Ô Ö Ó × ÖÓ×× Ø ÑÓר Ø Ñ ×̧ Ö ×Ôo Ï Ú Ð Ó ̈́Òμ ¢́Ò ÐÓ Òμ ÐÓ ̈́Òμ ¢ ́ Ò μ áÒ 3⁄4 μ ÐÓ ̈ 1⁄2 ́Òμ ḈÒ 3⁄4 ÐÓ Òμ Ò áÒ 3⁄4 ÐÓ Òμ ÐÓ ̈ ́Òμ Ó́Ò μ ÓÖ Ú ÖÝ 3⁄4́ È 1ÌÓ Ø μo o Ê Ù Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó ÖÓ×× Ò × ÈÌ1⁄43⁄4̧ ËË1⁄41⁄2 Ú Ò Ò ×ØÖ Ø Ö Ô ́ Î μ Ò × Ø Ó Ô Ö× Ó × È 3⁄4 ¡ Û × ÝØ Ø ØÓÔÓÐÓ Ð Ö Ô Ã × Û Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó ÒÓ Ô Ö Ó × ÒÓØ ÐÓÒ Ò ØÓ È ÖÓ×× ÓØ Öo Á × Û Ö Ð Þ Ø ÓÒ̧ Ø Ò Ø Ð×Ó × Û Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ò Û ÚÖÝ ÖÓ×× × Ø ÑÓר 3⁄4 ÓØ Ö ×o Ì Ö × Ò ÐÑÓר Ñ Ø Ò ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÓÖ Ø × ÕÙ ÒØ ØÝ ÃÅ 1⁄2 o o Ú ÖÝ Ý Ð Ó Ð Ò Ø « Ö ÒØ ÖÓÑ Ò Ö ÛÒ × Ø Ö Ð Ï ÓÓ 1⁄2 o Ô ÖØ Ø Ö Ô Ò Ö ÛÒ Ò Ø ÔÐ Ò × Ò Ö Ð Þ Ø Ö Ð Ò ÓÒÐÝ Ø × ÔÐ Ò Ö ÄÈË o Ú ÖÝ Ò Ö Ð Þ Ø Ö Ð Û Ø Ò 3⁄4 Ú ÖØ × × Ø ÑÓר 3⁄4Ò 3⁄4 ×̧ Ò Ø × ÓÙÒ × × ÖÔ Æ1⁄41⁄4 o Á ÍÊ 1⁄21⁄4o¿o3⁄4 Ý Ð × Ò 1⁄21⁄4 Ö ÛÒ × Ø Ö Ð ×o ÇÅ ÌÊÁ À È Ê Ê ÈÀË Á Û Û ÒØ ØÓ Ò Ö Ð Þ Ø Ö × ÙÐØ× Ò Ø ¬Ö× Ø ØÛÓ × Ø ÓÒ× ØÓ Ö Ñ Ò× ÓÒ Ð ÓÑ ØÖ ÝÔ Ö Ö Ô ×̧ Û ×ÓÑ ÙÒ ÜÔ Ø Æ ÙÐØ ×o Ú Ò Û Ö ×ØÖ Ø ÓÙÖ ØØ ÒØ ÓÒ ØÓ ×Ý× Ø Ñ× Ó ØÖ Ò Ð × Ò Ù Ý ¿1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÓ ÒØ × Ø× Ò Ò Ö Ð © 2004 by Chapman & Hall/CRC 231
3⁄4¿3⁄4 Âo È ÔÓ× Ø ÓÒ̧ Ø × ÒÓØ ÓÑ ÔÐ Ø ÐÝ Ð Ö ÓÛ ÖÓ× × Ò × ÓÙÐ ¬Ò o Á ØÛÓ× 1 Ñ ÒØ× ÖÓ× ×̧ Ø Ý Ó ÒÓØ × Ö Ò Ò ÔÓ ÒØo Ë ÓÙÐ Ø × Ö Ñ Ò ØÖÙ ÓÖ ØÖ Ò Ð × ÁÒ Ø × ×Ù × Ø ÓÒ̧ Û × Ö ×ÓÑ × ØØ Ö Ö × ÙÐØ× Ò Ø × Ö Ø ÓÒ̧ ÙØ Ø Û ÐÐ Ö ÕÙ Ö ÙÖØ Ö Ö × Ö Ø Ó Ò Ø Ý Ø Ý ÒÓØ ÓÒ× Ò ÔÖÓ Ð Ñ×o 1⁄2o Ä Ø Ö ÒÓØ Ø Ð ×× Ó ÐÐ ÓÑ ØÖ Ö1 ÝÔ Ö Ö Ô × ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ô Ö1 Û × × Ó ÒØ × ́ ÐÓ× ́Ö 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ ×μo Ä Ø Á Ö ́Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ ̧ ËÁ Ö μ ÒÓØ Ø Ð ×× Ó ÐÐ ÓÑ ØÖ Ö1 ÝÔ Ö Ö Ô × ÓÒ× ×Ø Ò Ó × ÑÔÐ ×̧ ÒÝØ ÛÓ Ó Û Ú ÒÓÒØÖ Ú Ð ÒØ Ö× Ø ÓÒ ́Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ̧ ÐÐ Ó Û Ö ×ØÖ ÓÒ ÐÝ ÒØ Ö× Ø Ò μo Ë Ñ Ð ÖÐÝ ̧ Ð Ø Ö ́Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ ̧ Ë Ö μ ÒÓØ Ø Ð ×× Ó ÐÐ ÓÑ ØÖ Ö1 ÝÔ Ö Ö Ô × ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ô ÖÛ × ÖÓ× × Ò ́Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ ̧ ×ØÖ ÓÒ ÐÝ Ö Ó×× Ò μ ×o ÁÒ Ì Ð 1⁄21⁄4o¿o 1⁄2̧ Û ×ÙÑÑ Ö Þ Ø ÒÓÛÒ ×Ø Ñ Ø × ÓÒ Ü Ö ́ Ò μ̧ Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ÝÔ Ö × ́ÓÖ ̧ × Ñ ÔÐÝ ̧ ×μ Ø Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÓÑ ØÖ Ö1 ÝÔ Ö Ö Ô Ó Ò Ú ÖØ × Ò Ú Û Ø ÓÙØ ÓÒ1 Ø Ò Ò ÒÝ ÓÖ Ò ×Ù ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ÐÓÒ Ò ØÓ o Ï ××ÙÑ ¿o ÁÒ Ø ¬Ö ר Ð Ò Ó Ø Ø Ð ̧ Ø ÐÓÛ Ö ÓÙÒ × ÓÒ ØÙÖ ØÓ Ø Øo Ì ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × Ò Ø × ÓÒ Ð Ò Ö Ø Ø Ó Ö 3⁄4 ¿o Ì Ä 1⁄21⁄4o¿o1⁄2 ר Ñ Ø × ÓÒ Ü Ö ́ Ò μ̧ Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó × Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÓÑ ØÖ Ö1 ÝÔ Ö Ö Ô Ó Ò Ú ÖØ × ÓÒØ Ò Ò ÒÓ ÓÖ Ò ×Ù ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× ÐÓÒ Ò ØÓ o Ö ÄÇÏ Ê ÇÍÆ ÍÈÈ Ê ÇÍÆ Ë ÇÍÊ áÒ 1⁄2 μ Ò ́1⁄2 μ 1⁄2 Á ́ 3⁄4 ¿μ ḈÒ 1⁄2 μ È Á ́ ¿μ ḈÒ 1⁄2 ÐÓ Òμ Î Ð 3⁄4 áÒ 1⁄2 μ ḈÒ 1⁄2 μ È ́ 3⁄4μ ḈÒ ́1⁄2 μ 3⁄4 μ È ·1⁄2 Á ·1⁄2 áÒ 3⁄4 μ ḈÒ 3⁄4 μ ̧ È ·1⁄2 ËÁ ·1⁄2 áÒ 3⁄4 μ ḈÒ 3⁄4 μ ̧ È ·1⁄2 ·1⁄2 3⁄4 áÒ μ ḈÒ μ È 3⁄4o Ý Ñ 1 ÐÓÒ Ø ÓÖ Ñ Ä Ø Î Î 1⁄2 Î ́ Î 1⁄2 Î Òμ Ò1 Ð Ñ ÒØ × Ø Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ Ò 1×Ô ̧ Ò Ð Ø ÓÒ× ×Ø Ó ÐÐ ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ × Ú Ò Ü ØÐÝ ÓÒ Ú ÖØ Ü Ò Î o Ì Ò ÓÒØ Ò× Ò × Ó ÒØ × ÑÔÐ ×o Ì × Ö ×ÙÐØ Ò ÔÔÐ ØÓ Ù Ø ÙÔÔ Ö ÓÙÒ Ò Ø ¬Ö× Ø Ð Ò Ó Ì Ð 1⁄21⁄4o ¿o1⁄2o ¿o ×× ÙÑ Ø Ø̧ ÓÖ ×Ù Ø Ð ÓÒ× Ø ÒØ× 1⁄2 Ò 1⁄4 Æ 1⁄2̧ Û Ú Ü Ö ́Ë Ö Ò μ 1⁄2 Ò Ö ¡ Ò Æ Ò ́ 1⁄2 ·1⁄2 μ Ò Ö ¡ Ò Æ o Ì Ò Ø Ö Ü ×Ø× 3⁄4 1⁄4 ×Ù Ø Ø Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó × ØÖÓÒ ÐÝ Ö Ó×× Ò 1ØÙÔÐ × Ó × Ò 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ö1 ÝÔ Ö Ö Ô Û Ø Ò Ú ÖØ × Ò × × Ø Ð ×Ø 3⁄4 Ò Ö ­ Ò Ö ­ Û Ö ­ 1⁄2·́ 1⁄2μÖ Æo Ì × Ö × ÙÐØ Ò Ù× ØÓ Ù Ø ÙÔÔ Ö ÓÙÒ Ò Ð Ò Ó Ì Ð 1⁄21⁄4o¿o 1⁄2o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 232
ÔØ Ö 1⁄21⁄4 ÓÑ ØÖ Ö Ô Ø ÓÖÝ 3⁄4¿¿ o Ê Ñ× Ý1ØÝÔ Ö × ÙÐØ È Ä Ø Ù× 3⁄41 ÓÐ ÓÖ ÐÐ ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ × Ò Ù Ý́ ·1⁄2 μ Ò 1⁄2 ÔÓ ÒØ× Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ Ò Ê o Ì Ò ÓÒ Ò ÐÛ Ý× ¬Ò Ò × Ó ÒØ × ÑÔÐ × Ó Ø × Ñ ÓÐÓÖ o Ì × Ö ×ÙÐ Ø ÒÒÓØ Ñ ÔÖÓÚ o o ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖ ÝÔ Ö Ö Ô × Ò Ø ÔÐ Ò Ö 1⁄4 Á Û ÓÓ× ØÖ Ò Ð × ÖÓÑ ÔÓ ÒØ× Ò ÓÒÚ Ü ÔÓ× Ø ÓÒ Ò Ø ÔÐ Ò ̧ Ø Ò Ø ÓÒ ÔØ Ó ×ÓÑÓÖÔ ×Ñ × ÑÙ Ð Ö Ö Ø Ò Ò Ø Ö1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ×o Ì Ù× ØÛÓ ØÖ Ò Ð × Û Ø ÓÙØ ÓÑ ÑÓÒ Ú ÖØ Ü Ò Ó ÙÖ Ò Ø Ö ÑÙØÙ Ð ÔÓ× Ø ÓÒ× ̧ Ò Û Ú ǗÒ μ ¢́Ò ¿ μ̧ ǗÒ μ ¢́Ò 3⁄4 μ̧ ǗÒ μ ¢́Ò 3⁄4 μo Ë Ñ Ð ÖÐÝ ̧ ØÛÓ ØÖ Ò Ð × Û Ø ÓÒ ÓÑÑ ÓÒ Ú ÖØ Ü Ò Ó ÙÖ Ò Ò Ø Ö ÔÓ× Ø ÓÒ× Ò Û Ú ǗÒ μ ¢́Ò ¿ μ̧ ǗÒ μ ¢́Ò 3⁄4 μ̧ ǗÒ μ ¢́Ò 3⁄4 μ̧ Û × ×ÙÖ ÔÖ × Ò ̧ × Ò Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò ÝÔ Ö Ö Ô × Ð Ò Ö Ì ÙÖ Ò ÙÒ Ø ÓÒo Ò ÐÐÝ ̧Ø ÛÓ ØÖ Ò Ð × Û Ø ØÛÓ ÓÑÑ ÓÒ Ú ÖØ × Ú Ø ÛÓ ÔÓ×× Ð ÔÓ× Ø ÓÒ× ̧ Ò Û Ú ǗÒ μ ¢ ́ Ò ¿ μ̧ ǗÒ μ ¢ ́ Ò 3⁄4 μo Ä Ö Ö × Ø× Ó ÓÖ Ò ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖ ×Ù ÝÔ Ö Ö Ô × Ó ÙÖ × Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÖ Ó × Ú Ö Ð ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÑ ØÖÝ ÔÖÓ Ð Ñ×o ÇÈ Æ ÈÊÇ Ä ÅË 1⁄2o ́Ê Ò Ð̧ À Ö ÓÖØ μ ÓÖ ÒÝ ̧ Ø ÖÑ Ò ÓÖ ×Ø Ñ Ø Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø ÒØ Ö Ò Ò́ μ ÓÖ Û Ø Ö × ÓÑ ÔÐ Ø ØÓÔ ÓÐÓ Ð Ö Ô Û Ø Ò Ú ÖØ ×̧ Ú ÖÝ Ô Ö Ó Û Ó× × ÒØ Ö× Ø Ø Ñ Óר ÓÒ ́ Ò ÐÙ Ò Ô Ó×× ÐÝ Ø Ø Ö ÓÑÑ ÓÒ Ò ÔÓ ÒØ×μ̧ Ò Ú ÖÝ Ó Û Ö Ó×× × Ø Ð ×Ø ÓØ Ö×o ÁØ × ÒÓÛÒ Ø Ø Ò́1⁄2μ Ò́3⁄4μ 1⁄21⁄2 Ò́¿μ 1⁄2 Ò́ μ 1⁄2 Ò Ò́ μ ¿·Ḉ Ô μ ÀÌ o Ó × Ò́ μ Ó́ μ ÓÐ 3⁄4o ́À Ö ÓÖØ μ Á× Ø ØÖÙ Ø Ø ÚÖØ Ü Ó ÓÑ ÔÐ Ø ØÓÔÓÐÓ Ð Ö Ô Û Ø Ò Ú ÖØ ×̧ Ú ÖÝ Ô Ö Ó Û Ó× × Ö Ó×× Ø Ñ Óר ÓÒ ́ Ò ÐÙ Ò ÔÓ×× ÐÝ Ø Ø Ö ÓÑ ÑÓÒ Ò ÔÓ ÒØ×μ̧ × Ú ÖØ Ü Ó Ø Ð ×Ø ØÛÓ Ñ ÔØÝ ØÖ Ò Ð × ́ ØÖ Ò Ð ÓÙÒ Ý ÐÐ × ÓÒÒ Ø Ò Ø Ö Ú ÖØ × × × ØÓ ÑÔ ØÝ̧ Ø Ö × ÒÓ ÔÓ ÒØ Ò Ø× ÒØ Ö ÓÖ ÓÖ ÜØ Ö ÓÖ oμ ÁØ × ÒÓÛÒ À Ö Ø Ø Ú ÖÝ ÓÑÔÐ Ø ØÓÔÓÐÓ Ð Ö Ô Û Ø Ø ÓÚ ÔÖÓÔ ÖØÝ × Ø Ð ×Ø ØÛÓ ÑÔØÝ ØÖ Ò Ð ×o ¿o ́ ÓÒÛ Ýμ Á× Ø ØÖÙ Ø Ø Ø ÒÙÑ Ö Ó × Ó Ø Ö Ð Ò Ò Ú Ö Ü Ø× ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ × ÁØ × Ò ÓÛÒ Ø Ø Ú ÖÝ Ø Ö Ð Û Ø Ò Ú ÖØ × × Ø Ñ Óר 1⁄2 ́Ò 1⁄2μ × Æ1⁄41⁄4 o o ́à Рμ Ï Ø × Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö ́ÒμÓ ÝÔ Ö × Ø Ø ¿1 Ñ Ò× ÓÒ1 Ð ÓÑ ØÖ ¿1 ÝÔ Ö Ö Ô Ó Ò Ú ÖØ × Ò Ú ̧ ÒÝ Ô Ö Ó Ø× ÝÔ Ö × Ø Ö Ö × Ó ÒØ ÓÖ × Ö Ø ÑÓ× Ø ÓÒ Ú ÖØ Ü Á× Ø ØÖÙ Ø Ø ́Òμ Ó́Ò 3⁄4 μ Ã Ö ÓÐÝ Ò ËÓÐ ÝÑÓ× Ã Ë1⁄43⁄4 × Ó Û Ø Ø ́Òμ a ́ Ò ¿ 3⁄4 μo 1⁄21⁄4o ËÇÍÊ Ë Æ Ê Ä Ì Å Ì ÊÁ Ä ËÍÊÎ Ë ÐÐ Ö × ÙÐØ× ÒÓØ Ú Ò Ò ÜÔÐ Ø Ö Ö Ò ÓÚ Ñ Ý ØÖ Ò Ø × ×ÙÖ Ú Ý×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 233
3⁄4¿ Âo È È ÅÓÒÓ Ö Ô ÚÓØ ØÓ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÑ ØÖÝ o ÔØ Ö 1⁄2 × Ø ØÓ ÓÑ ØÖ Ö Ô ×o È Ì Ñ Óר ÜØ Ò× Ú × Ù Ö ÚÝ ÓÒ ÓÑ ØÖ Ö Ô Ø ÓÖÝ o È 1⁄2̧ È Ì ¬Ö ר ×ÙÖ Ú Ý× Ó Ö ×ÙÐ Ø× Ò ÓÑ ØÖ Ö Ô Ø ÓÖÝ Ò ÓÑ ØÖ ÝÔ Ö Ö Ô Ø ÓÖÝ ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o ÈÌ1⁄41⁄4 ̧È 1⁄41⁄4̧ Ë Þ ̧ ËËËÎ ËÙÖ Ú Ý× ÓÒ ÓÔ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ÓÒ ÖÓ× × Ò ÒÙÑ Ö×o ÌÌ ÅÓÒÓ Ö Ô ÓÒ Ö Ô Ö Û Ò Ð ÓÖ Ø Ñ×o ÅÈ1⁄4 ËÙÖÚ Ý Ó Ö ÔÖ × ÒØ Ø Ú Ö × ÙÐØ× Ò ÓÔ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× Ò × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ ̧ ÓÖ Ò ÐÐÝ ×Ø ÖØ Ý Ø ÅÓ× Ö ÖÓØ Ö×o ÖÙ 3⁄4 ÅÓÒÓ Ö Ô ÓÒØ Ò Ò Ñ ÒÝ Ö × ÙÐØ× Ò ÓÒ ØÙÖ × ÓÒ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ö ×o Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö 1⁄2 Ò Ø ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× ÔØ Ö È× Ù ÓÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ÔØ Ö 1⁄21⁄2 Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø ÓÖÝ ÔØ Ö 3⁄4 ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ÔØ Ö 3⁄4 Ö Ô Ö Û Ò Ê Ê Æ Ë Âo Ý Ñ Ò Æo ÐÓÒ o × Ó ÒØ × ÑÔÐ × Ò ÓÑ ØÖ ÝÔ Ö Ö Ô ×o ÁÒ oËo ÐÓÓŅ̃ Êo Ö Ņ̃ Ò Âo Å Ð Ú Ø ̧ ØÓÖ×̧ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Å Ø Ñ Ø ×̧Ú ÓÐÙÑ Ó ÒÒo Æ Û ÓÖ o Ë o̧ Ô × 1⁄2ß¿o Æ Û ÓÖ o Ë o̧ 1⁄2 o Ã1⁄41⁄2 Ço ÓÐÞ Ö̧ o ÙÖ Ò ÑÑ Ö̧ Ò Ào ÃÖ ×× Öo ÒÙÑ Ö Ø Ò ÓÖ Ö ØÝÔ × ÓÖ ×Ñ ÐÐ ÔÓ ÒØ × Ø× Û Ø ÔÔÐ Ø ÓÒ×o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄2 Ø ÒÒ Ùo Å ËÝÑÔÓ×o ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2̧ Ô × 1⁄21⁄2ß1⁄2 o È · È oÃo ÖÛ Ð̧ o ÖÓÒÓÚ̧ Âo È ̧ Êo ÈÓÐÐ ̧ Ò Åo Ë Ö Öo ÉÙ × 1ÔÐ Ò Ö Ö Ô × Ú Ð Ò Ö ÒÙÑ Ö Ó ×o ÓÑ Ò ØÓÖ ̧ 1⁄2 1⁄2ß ̧ 1⁄2 o ÆË 3⁄4 Åo Ø ̧ Îo Ú Ø Ð̧ Åo Æ Û ÓÖÒ̧ Ò o ËÞ Ñ Ö o ÖÓ×× Ò 1 Ö ×Ù Ö Ô ×o ÒÒo × Ö Ø Å Ø o̧ 1⁄23⁄4 ß1⁄23⁄4̧ 1⁄2 3⁄4o · o ÖÓÒÓÚ ̧ È o Ö Ó×̧ Ïo Ó Ö ̧ oÂo ÃÐ ØÑ Ò̧ Åo ÃÐÙ ÖÑ Ò̧ Âo È ̧ Ò Äo Âo Ë ÙÐÑ Òo ÖÓ×× Ò Ñ Ð ×o ÓÑ Ò ØÓÖ ̧ 1⁄2 1⁄23⁄4 ß1⁄2¿ ̧ 1⁄2 o ¿ o Ò×ØÓ Ò Æo Òo ÓÙÒ × ÓÖ Ö Ø Ð Ò Ö ÖÓ×× Ò ÒÙÑ Ö×o Âo Ö Ô Ì Ó ÖÝ̧ 1⁄2 ¿¿¿ß¿ ̧ 1⁄2 ¿o 1⁄41⁄2 o ÖÓ × Ý̧ Ëo ÙÖÓ Ö̧ Ò o Ø Ò Öo Ì Ö Ø Ð Ò Ö ÖÓ×× Ò ÒÙÑ Ö Ó Ã 1⁄21⁄4 × 3⁄4o Ð ØÖÓÒo Âo ÓÑ Òo̧ Ê3⁄4¿̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Î o ÐÓ×ØÓ Ò Ïo ÎÓÜÑ Òo Ø Ö Ö Ô ÓÖ Ø× ÓÑÔ Ð Ñ ÒØ × ÓÒÒ Ø ÓÒØ ÒÙ Ò × o Å ÒÙ× Ö ÔØo ¿ Âo o ÇÒ × Þ Ê Ñ× Ý ÒÙÑ Ö Ó Ô Ø ×̧ ØÖ ×̧ Ò Ö Ù Ø× Áo Âo Ö Ô Ì Ó ÖÝ̧ 1⁄21⁄2 ß1⁄23⁄4 ̧ 1⁄2 ¿o ÌÌ o ØØ ר ̧ È o ×̧ Êo Ì Ñ ×× ̧ Ò Áo o ÌÓÐÐ ×o Ö Ô Ö Û Ò Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ Ø Î ×Ù Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ö Ô ×o ÈÖ ÒØ 1À ÐÐ̧ ÍÔÔ Ö Ë Ð Ê Ú Ö̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 234
ÔØ Ö 1⁄21⁄4 ÓÑ ØÖ Ö Ô Ø ÓÖÝ 3⁄4¿ Áo Ö ÒÝ Ò o ÙÖ o ÑÔ ØÝ × ÑÔÐ × Ò Ù Ð Ò ×Ô o Ò o Å Ø o ÙÐÐo̧ ¿1⁄4 ¿ ß ̧ 1⁄2 o À o ÐÓ×ØÓ Ò Ào À Ö ÓÖØ o Ê Ñ× Ý ÓÐÓÖ Ò × ÓÖ ÓÒ Ð× Ó ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝ ÓÒ×o o Ö ÙÒ× Û o Ï ××o ×o̧ 1⁄2 ß1⁄2 ¿̧ 1⁄2 o 1⁄2 o Ò×ØÓ o ËÓÑ ÔÖÓÚ ÐÝ Ö ÖÓ×× Ò ÒÙÑ Ö ÔÖÓ Ð Ñ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ ¿ß ̧ 1⁄2 1⁄2o ÃÎ1⁄4¿ È o Ö ××̧ o à ÖÓÐÝ ̧ Ò È oÎ ÐØÖo Ì ÙÖ Ò1ØÝ Ô ÜØÖ Ñ Ð Ø ÓÖÝ Ó ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖ Ö Ô ×o ÁÒ o ÖÓÒ ÓÚ̧ Ëo ×Ù̧ Âo È ̧ Ò Åo Ë Ö Ö̧ ØÓÖ×̧ × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ 1 Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ Ì ÓÓ Ñ Ò1ÈÓÐÐ ×Ø× Ö Ø̧ Ô × 3⁄4 ß¿1⁄41⁄4o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o ÅÈ1⁄4 È o Ö ××̧ ÏoÇoÂo ÅÓ× Ö̧ Ò Âo È o Ê × Ö ÈÖÓ Ð Ñ× Ò × Ö Ø ÓÑ Ø ÖÝo Ì Ó ÔÔ Ö̧ 3⁄41⁄41⁄4 o Ö 1⁄4 È o Ö ××o ÌÙÖ Ò1ØÝ Ô ÜØÖ Ñ Ð ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÖ ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖ ÝÔ Ö Ö Ô×o ÁÒ Âo È ̧ ØÓÖ̧ Ì ÓÛ Ö × Ì ÓÖÝ Ó ÓÑ ØÖ Ö Ô ×̧Ú ÓÐÙ Ñ ¿ 3⁄4 Ó ÓÒØ ÑÔo Å Ø o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 3⁄41⁄41⁄4 o Ë ¿ oÊo Ö ØÛ ÐÐ Ò oÊo Ë Ò ÖÑ Òo Ê ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ× Ó ÔÐ Ò Ö Ö Ô ×o ËÁ Å Âo × Ö Ø Å Ø o̧ 3⁄41⁄2 ß3⁄43⁄4 ̧ 1⁄2 ¿o Ó¿ o Ó Ò o Í Ö Û × ÒØÐ Ù Ò Ô ÐØØ Ö ÃÙÖÚ Ò Ñ Ö 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ò Ê ÙÑ o ÙÒ o Å Ø o̧ 3⁄4¿ 1⁄2¿ ß1⁄2 3⁄4̧ 1⁄2 ¿ o Æ1⁄41⁄4 o ÖÒ× Ò o Æ ÓÐ Ý Ú× Ý o ÓÙÒ × ÓÖ Ò Ö Ð Þ Ø Ö Ð ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄4¿ 1⁄2 1⁄2ß3⁄41⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o È 3⁄4 Îo ÔÓÝÐ × Ò Âo È o Ì ÙÖ Ò 1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ ÓÒ ÓÖ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ ÓÒo Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ ß1⁄2 ̧ 1⁄2 3⁄4o ÅÈ Ào Ö Ý×× Ü̧ È o Å Ò Þ̧ Ò Âo È o Ê ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó ÔÐ Ò Ö Ö Ô × Ý × Ñ ÒØ× o ÁÒ Ão ÓÖÓ Þ Ý Ò o × ÌÓØ ̧ ØÓÖ×̧ ÁÒ ØÙ Ø Ú ÓÑ ØÖÝ ̧Ú ÓÐ ÙÑ ¿ Ó ÓÐÐÓÕo Å Ø o ËÓ o  ÒÓ× ÓÐÝ ̧ Ô × 1⁄21⁄4 ß1⁄21⁄2 o ÆÓÖØ 1ÀÓÐ Ð Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o ÈÈ 1⁄4 Ào Ö Ý×× Ü̧ Âo È ̧ Ò Êo ÈÓÐ Ð o ÀÓÛ ØÓ Ö Û ÔÐ Ò Ö Ö Ô ÓÒ Ö o ÓÑ Ò ØÓÖ ̧ 1⁄21⁄4 1⁄2ß 1⁄2̧ 1⁄2 1⁄4o È Ì oÃo Ý Ò Âo È o ÜØÖ Ñ Ð ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÖ ÓÑ ØÖ ÝÔ Ö Ö Ô ×o × Ö Ø ÓÑ1 ÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2 ¿ß ̧ 1⁄2 o Î1⁄43⁄4 Ào Ú Ò Áo Î ÖØ3Óo Ò ÑÔ ÖÓÚ ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÓÒ ÖÓ×× Ò ÒÙÑ Ö×o ÁÒ Ö Ô Ö Û Ò ̧ ÚÓÐÙ Ñ 3⁄43⁄4 Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ô × ß1⁄21⁄41⁄2o ËÔÖ Ò Ö1 Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o ÊË È o Ö Ó × ̧Ê o  o Ù Ö ̧ o o Ê ÓÙ×× Ù̧ Ò Êo Ào Ë ÐÔo Ì × Þ Ê Ñ× Ý ÒÙÑ Öo È Ö Ó o Å Ø o ÀÙÒ Öo̧ 1⁄2 ß1⁄2 1⁄2̧ 1⁄2 o ¿ È o Ö Ó× Ò Ê oÃo ÙÝo ÖÓ×× Ò ÒÙÑ Ö ÔÖÓ Ð Ñ×o Ñ Öo Å Ø o ÅÓ ÒØ ÐÝ̧ 1⁄4 3⁄4ß ̧ 1⁄2 ¿o Ë1⁄4¿ o Ú Ò̧ Ëo Ù ̧ Ò o Ë Öo ÁÑÔ ÖÓÚ ÔÔ ÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ× Ó ÖÓ×× Ò × Ò Ö Ô Ö Û Ò × Ò ÎÄË Á Ð ÝÓÙ Ø Ö ×o ËÁ Å Âo ÓÑ ÔÙ Øo̧ ¿3⁄4 3⁄4¿1⁄2ß3⁄4 3⁄4̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o Ö Áo ÖÝ o ÇÒ ×ØÖ Ø Ð Ò Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó ÔÐ Ò Ö Ö Ô ×o Ø ÍÒ Úo ËÞ o Ë Øo Ë o Å Ø o̧ 1⁄21⁄2 3⁄43⁄4 ß3⁄4¿¿̧ 1⁄2 o 1⁄41⁄4 Äo Ö Ò oÅo Ào Ù Ö Óo ÇÒ Ð ØÓÒ Ò ÙÝ ÓÒ ØÙÖ ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × ÓÖ Ø ÖÓ×× Ò ÒÙÑ Ö Ó Ø Ò1 Ù o Å Ø o ËÐÓ Ú ̧ 1⁄4 3⁄4 1⁄2ß3⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o  ¿ Åo Êo Ö Ý Ò oËo ÂÓ Ò×ÓÒ o ÖÓ×× Ò ÒÙÑ Ö × ÆÈ1 ÓÑÔ Ð Ø o ËÁ Å Âo Ð o × Ö Ø Å Ø o̧ ¿1⁄23⁄4ß¿1⁄2 ̧ 1⁄2 ¿o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 235
3⁄4¿ Âo È ÅÈÈ 1⁄2 È o Ö ØÞÑ ÒÒ̧ o ÅÓ Ö̧ Âo È ̧ Ò Êo ÈÓÐ Ð o Ñ Ò ÔÐ Ò Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Û Ø Ú ÖØ × Ø ×Ô ¬ ÔÓ ÒØ× ́×ÓÐÙ Ø ÓÒ ØÓ ÔÖÓ Ð Ñ ¿¿ 1⁄2μo Ñ Öo Å Ø o ÅÓ ÒØ ÐÝ̧ 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄2o ÊË 1⁄4 Ê oÄo Ö Ņ̃ oÄo ÊÓØ × Ð ̧ Ò Âo Ào ËÔ Ò Öo Ê Ñ× Ý Ì ÓÖÝ̧ 3⁄4Ò o Ï Ð Ý̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 1⁄4o ÖÙ 3⁄4 o ÖÙÒ ÙÑo ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò ËÔÖ ×o Î ÓÐÙ Ñ 1⁄21⁄4 Ó ÅË Ê ÓÒ Ð ÓÒ o Ë Öo Ò Å Ø o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 3⁄4o Ë Äo o Ð × Ý Ò o Ë Ð Þ Öo Ì ÖÓ×× Ò ÒÙÑ Ö Ó Ñ ¢ Ò × × ÓÒ ØÙÖ ÓÖ Ò Ñ́Ñ · 1⁄2μo Âo Ö Ô Ì ÓÖÝ̧ ØÓ ÔÔ Öo ÙÝ Ê oÃo ÙÝ o Ì Ð Ò Ò ÐÐ Ó Ö Ò Û Þ3× Ø ÓÖ Ño ÁÒ o À Ö ÖÝ ̧ ØÓÖ̧ ÈÖÓÓ Ì Ò ÕÙ × Ò Ö Ô Ì Ó ÖÝ̧ Ô × ¿ß o Ñ ÈÖ ××̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o À Ö Ào À Ö ÓÖØ o ÑÔ ØÝ ØÖ Ò Ð × Ò Ö Û Ò × Ó Ø ÓÑ ÔÐ Ø Ö Ô o × Ö Ø Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄2 1⁄21⁄4 ß1⁄21⁄21⁄2̧ 1⁄2 o ÀÃË ¿ o À Ö ÖÝ ̧ È o o Ã Ò Ò̧ Ò oÂo Ë Û Ò o Ì ÓÖÓ Ð Ö Ô × Û Ø Ö ØÖ Ö ÐÝ ÖÓ×× Ò ÒÙÑ Ö×o Æ ÒØ Å Ø o̧ ß ̧ 1⁄2 ¿o ÀÅ 3⁄4 Ào À Ö ÓÖØ Ò Áo Å Ò Ö× Òo Ö Û Ò × Ó Ø ÓÑÔ Ð Ø Ö Ô Û Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ÖÓ×× Ò ×o ÁÒ ÈÖÓ o 3⁄4¿Ö ËÓ ÙØ רo ÁÒØ ÖÒ Øo ÓÒ o ÓÑ Òo Ö Ô Ì ÓÖÝ ÓÑÔÙØo̧ ÓÒ Öo ÆÙÑ Öo̧ 3⁄43⁄4 ß3⁄43⁄4 ̧ 1⁄2 3⁄4o ÀÈ¿ Ào ÀÓÔ Ò o È ÒÒÛ ØÞo Ù o ÆÖo 1⁄2 o Â Ö × o ÙØ× o Å Ø o1Î Öo̧ ¿ 1⁄21⁄2 ̧ 1⁄2 ¿ o ÀÌ Ào À Ö ÓÖØ Ò o Ì ÙÖÑ ÒÒo Å Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó × Û Ø Ø ÑÓר × ÖÓ×× Ò × Ò Ö Û Ò × Ó Ø ÓÑ ÔÐ Ø Ö Ô o ÁÒ ÈÖÓ o 3⁄4 Ø ËÓ ÙØ רo ÁÒØ ÖÒ Øo ÓÒ o ÓÑ Òo Ö Ô Ì ÓÖÝ ÓÑÔÙØo̧ ÓÒ Öo ÆÙÑ Öo̧ 1⁄21⁄43⁄4 ¿ß 1⁄4̧ 1⁄2 o ÁÈÌ Ì o Á ̧ Åo È ÖÐ ×̧ o Ì ÑÙÖ ̧ Ò Ëo Ì Ó ÙÒ o Ì ÖÓ ÓØ ØÖ Ñ Ò ÔÖÓ Ð Ñ ÒØÓ ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 1⁄21⁄2 1⁄2ß ¿̧ 1⁄2 o Ã Ò 3⁄4 Æo à ÒÒ Ö×Ð Ýo Ì Ú ÖØ Ü × Ô Ö Ø ÓÒ ÒÙÑ Ö Ó Ö Ô ÕÙ Ð× Ø× Ô Ø 1Û Ø o ÁÒ Ó ÖÑo ÈÖÓ ××o Ä ØØo̧ 1⁄2 3⁄4 ¿ ß¿ 1⁄4̧ 1⁄2 3⁄4o ÃÃ1⁄41⁄4 o Ã Ò Ó Ò Åo à ÒÓo ËØÖ ØÐÒ Ñ Ò × Ó ÖÓ ÓØ ר Ö ÓÖ ×Ø× Ò Ø ÔÐ Ò o × Ö Ø ÔÔ Ðo Å Ø o̧ 1⁄21⁄41⁄2 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o ÃÃ1⁄4¿ o Ã Ò Ó Ò Åo à ÒÓo × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ ÓÒ Ö Ò ÐÙ ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò ×Ù ÖÚ Ýo ÁÒ o ÖÓÒÓÚ̧ Ëo ×Ù̧ Âo È ̧ Ò Åo Ë Ö Ö̧ ØÓÖ×̧ × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ 1 Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ Ì ÓÓ Ñ Ò1ÈÓÐÐ ×Ø× Ö Ø̧ Ô × 1⁄2ß 1⁄4o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o ÃÐ 1⁄4 oÂo ÃÐ ØÑ Òo Ì ÖÓ×× Ò ÒÙÑ Ö Ó Ò o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ̧ ¿1⁄2 ß¿3⁄4¿̧ 1⁄2 1⁄4o ÃÅ 1⁄2 Âo ÃÖ ØÓ Ú Ð Ò Âo Å ØÓÙ× o ËØÖ Ò Ö Ô × Ö ÕÙ Ö Ò ÜÔÓÒ ÒØ Ð Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ ¿ 1⁄2ß ̧ 1⁄2 1⁄2o ÃÓ ¿ È o ÃÓ o ÃÓÒØ ØÔ ÖÓ Ð Ñ Ö ÓÒ ÓÖÑ Ò Ð ÙÒ o Öo Î Ö o Ë ×o o Ï ××o Ä ÔÞ Å Ø o1È Ý×o ÃÐ ×× ̧ 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 ¿ o ÃÈ o ÃÙÔ ØÞ Ò Åo o È ÖÐ ×o ÜØÖ Ñ Ð Ø ÓÖÝ ÓÖ ÓÒÚ Ü Ñ Ø Ò × Ò ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖ Ö Ô ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 1⁄2 1⁄2 ß3⁄43⁄41⁄4̧ 1⁄2 o ÃÈÌ o à ÖÓÐ Ý ̧ Âo È ̧ Ò o ÌÓØ o Ê Ñ× Ý 1ØÝÔ Ö ×ÙÐ Ø× ÓÖ ÓÑ ØÖ Ö Ô × Áo × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 1⁄2 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o ÃÈÌ Î o à ÖÓÐÝ ̧ Âo È ̧ o ÌÓØ ̧ Ò È oÎ ÐØÖo Ê Ñ× Ý 1ØÝÔ Ö ×ÙÐ Ø× ÓÖ ÓÑ ØÖ Ö Ô × ÁÁo × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄41⁄4 ¿ ß¿ ̧ 1⁄2 o ÃË 1⁄43⁄4 o à ÖÓÐÝ Ò Âo ËÓÐ ÝÑ Ó× o ÐÑ Óר × Ó ÒØ ØÖ Ò Ð × Ò ¿1×Ô o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄4 ß ¿̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 236
ÔØ Ö 1⁄21⁄4 ÓÑ ØÖ Ö Ô Ø ÓÖÝ 3⁄4¿ ÃÙÔ o ÃÙÔ ØÞo ÇÒ Ô Ö× Ó × Ó ÒØ× Ñ Ò Ø× Ò ÓÒÚ Ü ÔÓ× Ø ÓÒ Ò Ø ÔÐ Ò o ÒÒo × Ö Ø Å Ø o̧ 3⁄41⁄4 3⁄41⁄4¿ß3⁄41⁄4 ̧ 1⁄2 o Ä ¿ Ìo Ä ØÓÒ o ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Á× ×Ù × Ò ÎÄËÁ̧ ÓÙÒ Ø ÓÒ× Ó ÓÑÔÙØ Ò Ë Ö ×o ÅÁÌ ÈÖ ××̧ Ñ Ö ̧ 1⁄2 ¿o ÄÅÈÌ o Ä ÖÑ Ò̧ Âo Å ØÓÙ× ̧ Âo È ̧ Ò Âo ÌÓÖÓ × o Ê Ñ× Ý 1ØÝÔ Ö ×ÙÐØ ÓÖ ÔÐ Ò Ö ÓÒÚ Ü × Ø×o ÙÐÐo ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o̧ 3⁄4 1⁄2¿3⁄4ß1⁄2¿ ̧ 1⁄2 o ÄÈË Äo ÄÓÚ ×Þ̧ Âo È ̧ Ò Åo ËÞ Ýo ÇÒ ÓÒÛ Ý3× Ø Ö Ð ÓÒ ØÙÖ o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 1⁄2 ¿ ß¿ ̧ 1⁄2 o È Âo È Ò È oÃo ÖÛ Ðo ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÑ ØÖÝ o Ï Ð Ý̧Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o È 1⁄2 Âo È o ÆÓØ × ÓÒ ÓÑ ØÖ Ö Ô Ø ÓÖÝ o ÁÒ Âo ÓÓ Ñ Ò̧ Êo ÈÓÐ Ð ̧ Ò Ïo ËØ Ö̧ ØÓÖ×̧ × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ È Ô Ö× ÖÓÑ Ø ÁÅ Ë ËÔ Ð Ö̧ Ô × 3⁄4 ¿ß3⁄4 o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 1⁄2o È Âo È o ÓÑ ØÖ Ö Ô Ø ÓÖÝ o ÁÒ Âo o Ä Ñ Ò o o ÈÖ ̧ ØÓÖ×̧ ËÙÖÚ Ý× Ò ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ 1⁄2 ̧Ú ÓÐÙ Ñ 3⁄4 Ó ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o Ä ØÙÖ ÆÓØ Ë Öo̧ Ô × 1⁄2 ß3⁄41⁄41⁄4o Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 o È 1⁄41⁄4 Âo È o ÖÓ×× Ò ÒÙÑ Ö×o ÁÒ Âo Ý Ñ ̧ Åo à ÒÓ̧ Ò Åo ÍÖ ̧ ØÓÖ×̧ × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ Ø ÖÝ̧ ÚÓÐÙ Ñ 1⁄2 ¿ Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ô × 3⁄4 ß3⁄4 ¿o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o ÈÈË Ì Âo È ̧ Êo È Ò × ̧ Åo Ë Ö Ö̧ Ò o ÌÓØ o Ì ÓÔ ÓÐÓ Ð Ö Ô × Û Ø ÒÓ Ð Ö Ö ×o Ö Ô × ÓÑ Òo̧ ØÓ ÔÔ Öo ÈÈÌ Ì1⁄43⁄4 Âo È ̧ Êo È Ò × ̧ o Ì Ö Ó×̧ Ò o ÌÓØ o ÓÑ ØÖ Ö Ô × Û Ø ÒÓ × Ð 1 ÒØ Ö× Ø Ò Ô Ø Ó Ð Ò Ø Ø Ö o ÁÒ Åo Ìo ÓÓ Ö Ò Ëo o ÃÓ ÓÙÖÓÚ̧ ØÓÖ×̧ Ö Ô Ö Û Ò ̧ ÚÓÐÙÑ 3⁄4 3⁄4 Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ô × 3⁄4 ß¿1⁄21⁄2o ËÔÖ Ò Ö1 Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o ÈÊ 1⁄4¿ Êo È Ò × Ò Êo Ê Ó o Ì ÓÔ ÓÐÓ Ð Ö Ô × Û Ø ÒÓ × Ð 1 ÒØ Ö× Ø Ò Ý Ð Ó Ð Ò Ø o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄2 Ø ÒÒÙo Å ËÝ ÑÔÓ× o ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ Ô × ß1⁄21⁄4¿̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o ÈÊÌÌ 1⁄4 Âo È ̧ Êo Ê Ó ̧ o Ì Ö Ó×̧ Ò o ÌÓØ o Ö Ô × Ö ÛÒ Û Ø Ø Ñ Óר ¿ ÖÓ×× Ò × Ô Ö o ÁÒ Âo È ̧ ØÓÖ̧ Ì ÓÛ Ö × Ì ÓÖÝ Ó ÓÑ ØÖ Ö Ô ×̧Ú ÓÐ ÙÑ ¿ 3⁄4 Ó ÓÒØ ÑÔo Å Ø o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 3⁄41⁄41⁄4 o ÈËË Âo È ̧ o Ë ÖÓ ̧ Ò Åo ËÞ Ýo ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó ÖÓ×× Ò ÒÙÑ Öo Ð ÓÖ Ø Ñ ̧ 1⁄2 1⁄21⁄21⁄2ß1⁄21⁄2 ̧ 1⁄2 o ÈË Ì1⁄41⁄4 Âo È ̧ Âo ËÔ Ò Ö̧ Ò o ÌÓØ o Æ Û ÓÙÒ × ÓÒ ÖÓ×× Ò ÒÙÑ Ö×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄4 3⁄4¿ß ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o ÈÌ Âo È Ò Âo Ì ÓÖÓ × o ËÓÑ ÓÑ ØÖ ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó ÐÛÓÖØ 3× Ø ÓÖ Ño × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 1⁄23⁄4 1⁄2ß ̧ 1⁄2 o ÈÌ Âo È Ò o ÌÓØ o Ö Ô × Ö ÛÒ Û Ø Û ÖÓ×× Ò × Ô Ö o ÓÑ Ò ØÓÖ ̧ 1⁄2 3⁄4 ß ¿ ̧ 1⁄2 o ÈÌ 1⁄41⁄4 Âo È Ò o ÌÓØ o Ì ÖØ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÒ ÖÓ×× Ò ÒÙÑ Ö×o ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ 1⁄2 ß 3⁄41⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o ÈÌ 1⁄41⁄4 Âo È Ò o ÌÓØ o Ï ÖÓ×× Ò ÒÙÑ Ö × Ø Ò ÝÛ Ý Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 1⁄4 3⁄43⁄4 ß3⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o ÈÌ 1⁄41⁄2 Âo È Ò oÌ ÓØ o ÍÒ ÚÓ Ð ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ò ÓÑÔ Ð Ø ØÓÔ ÓÐÓ Ð Ö Ô ×o ÁÒ Âo Å Ö ×̧ ØÓÖ̧ Ö Ô Ö Û Ò ̧Ú ÓÐÙ Ñ 1⁄2 Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ô × ¿3⁄4 ß¿¿ o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o ÈÌ 1⁄43⁄4 Âo È Ò o ÌÓØ o Ê Ó Ò Þ Ò ×ØÖ Ò Ö Ô × × Ð o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄4 ¿ß 1⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 237
3⁄4¿ Âo È ÈÌ 1⁄4¿ Âo È Ò o ÌÓØ o ÅÓÒÓØÓÒ Ö Û Ò × Ó ÔÐ Ò Ö Ö Ô ×o ÁÒ È o Ó× Ò È o ÅÓÖ Ò̧ ØÓÖ×̧ Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ ̧Ú ÓÐÙ Ñ 3⁄4 1⁄2 Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ô × ß ¿o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o Ê Ñ¿1⁄4 o Ê Ñ× Ý o ÇÒ ÔÖÓ Ð Ñ Ó ÓÖÑ Ð ÐÓ o ÈÖÓ o Ä ÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o̧ ¿1⁄4 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 ¿1⁄4o Ë 1⁄4 Ïo Ë ÒÝ Öo Ñ Ò ÔÐ Ò Ö Ö Ô × ÓÒ Ø Ö o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄2ר ÒÒÙo Å1ËÁ Å ËÝÑÔÓ×o × Ö Ø Ð Ó Öo̧ Ô × 1⁄2¿ ß1⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄4o Ë Ë1⁄41⁄2 Åo Ë Ö Ò o ËØ Ò ÓÚ o Ð ØÝ Ó ×ØÖ Ò Ö Ô ×o ÁÒ ÈÖÓ o ¿¿Ö ÒÒÙo Å ËÝÑÔÓ×o Ì ÓÖÝ ÓÑ ÔÙ Øo̧ Ô × 3⁄4 1⁄2ß3⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o ËËË1⁄43⁄4 Åo Ë Ö̧ o Ë Û ̧ Ò o ËØ Ò ÓÚ o Ê Ó Ò Þ Ò ×ØÖ Ò Ö Ô × Ò ÆÈo ÁÒ ÈÖÓ o ¿ Ø ÒÒÙ Å ËÝ ÑÔÓ× o Ì ÓÖÝ ÓÑ ÔÙ Øo̧ Ô × 1⁄2ß ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o ËËËÎ o Ë ÖÓ ̧ Ço ËÝ ÓÖ ̧ Äo o ËÞ ÐÝ̧ Ò Áo Î Ö Ø3Óo ÖÓ×× Ò ÒÙÑ Ö× ÓÙÒ × Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ×o ÁÒ Áo Ö ÒÝ Ò Ão ÓÖÓ Þ Ý ̧ ØÓÖ×̧ ÁÒØ Ù Ø Ú ÓÑ Ø ÖÝ̧Ú ÓÐ ÙÑ Ó ÓÐÝ ËÓ o Å Ø o ËØÙ o̧ Ô × 1⁄2 ß3⁄41⁄4 o Âo ÓÐÝ Å Ø o ËÓ o̧ Ù Ô ×Ø̧ 1⁄2 o ËËÎ Ço ËÝ ÓÖ ̧ Äo o ËÞ ÐÝ ̧ Ò Áo ÎÖØ3 Óo ÖÓ×× Ò ÒÙÑ Ö× Ò ÔÐ Ò Ö ÖÓ×× Ò ÒÙ Ñ1 Ö× Ù× Ò Ø ÔÖÓ Ð ×Ø Ñ Ø Ó o Ì Ó ÔÔ Öo Ë Ì1⁄43⁄4 Âo ËÔ Ò Ö Ò o ÌÓØ o ÖÓ×× Ò ÒÙÑ Ö× Ó Ö Ò ÓÑ Ö Ô ×o Ê Ò ÓÑ ËØ ÖÙ ØÙÖ × Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ 3⁄41⁄2 ¿ ß¿ ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o ËØ 3⁄43⁄4 o ËØ Ò ØÞo ÈÓ ÐÝ Ö ÙÒ Ê ÙÑØ ÐÙÒ Ò̧ Ô ÖØ ¿ 1⁄23⁄4o ÁÒ ÒÞÝ Ðo Å Ø o Ï ××o ¿ ́ ÓÑ ØÖ μ̧ Ô × 1⁄2ß1⁄2¿ o 1⁄2 3⁄43⁄4o ËÎ ¿ Ço ËÝ ÓÖ Ò Áo Î ÖØ3 Óo ÇÒ Ø ÖÓ×× Ò ÒÙÑ Ö Ó Ø ÝÔ Ö Ù Ò Ø Ù ÓÒÒ Ø Ý Ð ×o ÁÌ̧ ¿¿ 3⁄4¿3⁄4ß3⁄4¿ ̧ 1⁄2 ¿o ËÎ Ço ËÝ ÓÖ Ò Áo Î ÖØ3 Óo ÇÒ ÎÄËÁ Ð ÝÓÙØ× Ó Ø ×Ø Ö Ö Ô Ò Ö Ð Ø Ò ØÛÓ Ö ×o ÁÒØ Ö Ø ÓÒ̧ Ø Î ÄËÁ Ó ÙÖÒ Ð̧ 1⁄2 ¿ß ¿̧ 1⁄2 o ËÞ Äo o ËÞ ÐÝ o ×Ù ×× ÙÐ ÓÒ ÔØ ÓÖ Ñ ×ÙÖ Ò ÒÓÒ 1ÔÐ Ò Ö ØÝ Ó Ö Ô × Ø ÖÓ×× Ò ÒÙÑ Öo × Ö Ø Å Ø o̧ ØÓ ÔÔ Öo ËÞ Äo o ËÞ ÐÝ o ÖÓ×× Ò ÒÙÑ Ö× Ò Ö Ö Ó× ÔÖÓ Ð Ñ× Ò × Ö Ø ÓÑ ØÖÝo ÓÑ1 Òo ÈÖÓ o ÓÑ ÔÙ Øo̧ ¿ ¿ß¿ ̧ 1⁄2 o Ì Ù ÏoÈ oÌ Ù ÖרÓÒo Ì ÓÑ ØÖÝ Ò ÌÓÔÓÐ Ó Ý Ó ¿1Ñ Ò ÓÐ ×o Ä ØÙÖ ÒÓØ ×̧ ÈÖ Ò ØÓÒ ÍÒ Úo̧ 1⁄2 o Ì ÓØ1⁄41⁄4 o ÌÓØ o ÆÓØ ÓÒ ÓÑ ØÖ Ö Ô ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 1⁄23⁄4 ß1⁄2¿3⁄4̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o ÌÙÖ È oÌ ÙÖ Òo ÇÒ Ø Ø ÓÖÝ Ó Ö Ô ×o ÓÐ ÐÓÕo Å Ø o̧ ¿ 1⁄2 ß¿1⁄4̧ 1⁄2 o ÌÙÖ È oÌ ÙÖ Òo ÒÓØ Ó Û Ð ÓÑ o Âo Ö Ô Ì Ó ÖÝ̧ 1⁄2 ß ̧ 1⁄2 o ÌÙØ 1⁄4 ÏoÌo ÌÙØØ o ÓÒÚ Ü Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ× Ó Ö Ô ×o ÈÖÓ o ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄21⁄4 ¿1⁄4 ß¿3⁄41⁄4̧ 1⁄2 1⁄4o Î Ð È oÎÐØÖo ÇÒ ÓÑ ØÖ Ö Ô × Û Ø ÒÓ Ô ÖÛ × Ô Ö ÐÐ Ð ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 1⁄2 1⁄2ß ̧ 1⁄2 o ÏÓÓ 1⁄2 oÊo ÏÓÓ ÐÐo Ì Ö Ð × Ò ÐÓ o ÁÒ oÂo o Ï Ð× ̧ ØÓÖ̧ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Å Ø 1 Ñ Ø × Ò ÁØ× ÔÔÐ Ø ÓÒ ×̧ Ô × ¿¿ ß¿ o Ñ ÈÖ ××̧ ÄÓÒ ÓÒ̧ 1⁄2 1⁄2o ÏÓÓ ¿ oÊo ÏÓÓ ÐÐo Ý Ð 1ÓÖ Ö Ö Ô × Ò Ö Ò Û Þ3× ÖÓ×× Ò 1ÒÙ Ñ Ö ÓÒ ØÙÖ o Âo Ö Ô Ì Ó ÖÝ̧ 1⁄2 ß 1⁄2̧ 1⁄2 ¿o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 238
1⁄21⁄2 Í ÄÁ Æ Ê ÅË ÌÀ ÇÊ ÊoÄo Ö Ñ ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ Ê Ñ× Ý Ø ÓÖÝ ØÝÔ ÐÐÝ Ð× Û Ø ÔÖÓ Ð Ñ× Ó Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ØÝÔ o Ï Ö Ú Ò × Ø Ȩ̈ Ñ ÐÝ Ó ×Ù × Ø× Ó Ȩ̈ Ò ÔÓ× Ø Ú ÒØ Ö Öo Ï ÛÓÙÐ Ð ØÓ Û Ø Ö ÓÖ ÒÓØ ÓÖ Ú ÖÝ Ô ÖØ Ø ÓÒ Ó Ë 1⁄2 ¡ ¡ ¡ Ö ÒØÓ Ö ×Ù × Ø×̧ Ø × ÐÛ Ý× ØÖÙ Ø Ø ×ÓÑ ÓÒØ Ò× ×ÓÑ 3⁄4 o Á ×Ó̧ Û Ö Ú Ø Ø × Ý ÛÖ Ø Ò Ë Ö ́ Ò Û × Ý Ë × Ö1Ê Ñ× Ýμo Á ÒÓØ̧ Û Û Ö Ø Ë Ö o ́ ÓÖ ÓÑÔÖ Ò× Ú ØÖ ØÑ ÒØ Ó Ê Ñ× Ý Ø ÓÖÝ ̧ × ÊË 1⁄4 oμ ÁÒ Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø ÓÖÝ ̧ Ë × Ù×Ù ÐÐÝ Ø Ò ØÓ Ø × Ø Ó ÔÓ ÒØ× Ò ×ÓÑ Ù Ð Ò ×Ô Æ ̧ Ò Ø × Ø× Ò Ö Ø ÖÑ Ò ÝÚÖ ÓÙ× ÓÑ ØÖ ÓÒ× Ö Ø ÓÒ× o Ì × ÑÓר ×ØÙ × Ø ÓÒ Ò Û Ó Ò ́ μ ÓÒ× ×Ø× Ó ÐÐ ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔ × Ó ¬Ü ¬Ò Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ë Æ o ÁÒ ÓØ Ö ÛÓÖ ×̧ ÓÒ ́ μ 3⁄4 ËḈÆ μ ̧Û Ö ËḈÆ μ ÒÓØ × Ø ×Ô Ð ÓÖØ Ó ÓÒ Ð ÖÓÙÔ Ø Ò ÓÒ Æ o ÙÖØ Ö̧ Û × Ý Ø Ø × Ê Ñ× Ý ̧ ÓÖ ÐÐ Ö̧ Æ Ö ÓÒ ́ μ ÓÐ × ÔÖÓ1 Ú Æ × ×ÙÆ ÒØÐÝ Ð Ö ́ Ô Ò Ò ÓÒ Ò Öμo Ì × Û Ò Ø Ý ÛÖ Ø Ò Æ o ÒÓØ Ö ÑÔÓÖØ ÒØ × Û Û ÐÐ × Ù×× ́ Ò Ë Ø ÓÒ 1⁄21⁄2o μ × Ø Ø Ò Û ÀÓÑ ́ μ ÓÒ× ×Ø× Ó ÐÐ ÓÑÓØ Ø ÓÔ × · Ø Ó ̧ Û Ö × ÔÓ× Ø Ú Ö Ð Ò Ø 3⁄4 Æ o Ì Ù×̧ Ò Ø × × × Ùר Ø × Ø Ó ÐÐ Ñ × Ó ÙÒ Ö Ø ÖÓÙÔ Ó ÔÓ× Ø Ú ÓÑ ÓØ Ø × Ø Ò ÓÒ Æ o ÁØ × ×Ý ØÓ × Ø Ø ÒÝ Ê Ñ× Ý ́ÓÖ Ö1Ê Ñ× Ýμ × Ø ÑÙ× Ø ¬Ò Ø o ר Ò Ö ÓÑÔ ØÒ ×× Ö ÙÑ ÒØ × ÓÛ× Ø Ø Æ Ö Ø Ò Ø Ö × ÐÛ Ý× ¬Ò Ø × Ø Æ ×Ù Ø Ø Ö o Ð× Ó̧ × Ê Ñ× Ý ́ÓÖ Ö1Ê Ñ× Ýμ Ø Ò ×Ó × ÒÝ ÓÑÓØ Ø ÓÔÝ · Ø Ó o Ä ÇËË Ê Æ Ö ÓÒ ́ μ ÓÖ ÒÝ Ô ÖØ Ø ÓÒ Æ 1⁄2 ¡¡¡ Ö ̧ ×ÓÑ ÓÒØ Ò× × Ø ÓÒ ÖÙ ÒØØ Ó o Ï ×ÝØ Ø × Ö1Ê Ñ× Ýo Ï Ò ÓÒ ́ μ × ÙÒ ÖרÓÓ Û Û ÐÐ Ù×Ù ÐÐÝ ÛÖ Ø Æ Ö o Æ ÓÖ Ú ÖÝ Ö̧ Æ Ö ÓÒ ́ μ ÓÐ ×̧ Ô ÖÓÚ Æ × ×ÙÆ ÒØÐÝ Ð Ö o Ï × Ý Ò Ø × × Ø Ø × Ê Ñ× Ýo 1⁄21⁄2o1⁄2 Ö 1Ê ÅË Ë ÌË ÁÒ Ø × × Ø ÓÒ Û Ó Ù× ÓÒ Ð ÓÛ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ö1Ê Ñ× Ý Ö ×ÙÐØ×o Ï Ò Ý ×Ø Ø Ò Ø Ö ÓÒ ØÙÖ ×o 3⁄4¿ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 239
3⁄4 1⁄4 Êo Äo Ö Ñ ÇÆÂ ÌÍÊ 1⁄21⁄2o1⁄2o1⁄2 ÓÖ ÒÝ ÒÓÒ ÕÙ Ð Ø Ö Ð ØÖ Ò Ð Ì ́ o o̧ Ø × Ø Ó ¿ Ú ÖØ × Ó Ì μ̧ 3⁄4 3⁄4 Ì ÇÆÂ ÌÍÊ 1⁄21⁄2o1⁄2o3⁄4 ́× ØÖÓÒ Öμ ÓÖ ÒÝ Ô ÖØ Ø ÓÒ 3⁄4 1⁄2 3⁄4 ̧ Ú ÖÝ ØÖ Ò Ð Ó ÙÖ× ́ÙÔ ØÓ ÓÒ ÖÙ Ò μ Ò 1⁄2 ̧ ÓÖ Ð× Ø × Ñ ÓÐ × ÓÖ 3⁄4 ̧ Û Ø Ø ÔÓ×× Ð Ü ÔØ ÓÒ Ó × Ò Ð ÕÙ Ð Ø Ö Ð ØÖ Ò Ð o Ì Ô ÖØ Ø ÓÒ 3⁄4 1⁄2 3⁄4 Û Ø 1⁄2 ́Ü Ýμ 1⁄2 Ü 1⁄2 3⁄4Ñ Ý 3⁄4Ñ ·1⁄2 Ñ 1⁄4 ¦1⁄2 ¦3⁄4 3⁄4 3⁄4 Ò 1⁄2 ÒØÓ ÐØ ÖÒ Ø Ò Ð 1ÓÔ Ò ×ØÖ Ô× Ó Û Ø 1⁄2 ÔÖ Ú ÒØ× Ø ÕÙ Ð Ø Ö Ð ØÖ Ò Ð Ó × Ô ¿ ÖÓÑ Ó ÙÖÖ Ò Ò × Ò Ð o ÁÒ Ø̧ Ø × ÓÒ ØÙÖ Ø Ø Ü ÔØ ÓÖ ×ÓÑ Ö ÓÑ Ò ×× Ò Ò Ø ÓÙÒ ÖÝ ÔÓ ÒØ× ́Ü Ñμ̧ Ñ Ò ÒØ Ö̧ Ø × × Ø ÓÒÐÝ Û Ý Ó ÚÓ Ò ÒÝ ØÖ Ò Ð o ÇÆÂ ÌÍÊ 1⁄21⁄2o1⁄2o¿ ÓÖ ÒÝ ØÖ Ò Ð Ì ̧ 3⁄4 ¿ Ì ÁÒ Ø ÔÓ× Ø Ú Ö Ø ÓÒ̧ Û Ú Å · ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o1⁄2o ́ μ 3⁄4 3⁄4 Ì Ì × ØÖ Ò Ð × Ø × Ý Ò ́ μ Ì × ÖØ Ó ØÛ Ò ØÛÓ × × ÕÙ Ð ØÓ 3⁄4×Ò 3⁄4 Û Ø ¿ 1⁄4 Æ ̧ 3⁄4 Æ ̧ 1⁄4 Æ ̧ ÓÖ 1⁄23⁄41⁄4 Æ ́ μ Ì × ¿1⁄4 Æ ̧ 1⁄4 Æ ̧Ó Ö1⁄2 1⁄4 Æ Ò Ð Ë ́ μ Ì × Ò Ð × ́« 3⁄4« 1⁄2 1⁄4 Æ ¿«μ Û Ø 1⁄4 « 1⁄4 Æ ́ Úμ Ì × Ò Ð × ́1⁄2 1⁄4 Æ « 1⁄2 1⁄4 Æ 3⁄4« ¿« 1⁄2 1⁄4 Æ μ Û Ø 1⁄4 Æ « 1⁄4 Æ ́Úμ Ì × Ø Ò Ö Ø ØÖ Ò Ð ́ 3⁄4 ¿ μ ́Ú μ Ì × × × ́ μ × Ø × Ý Ò 3⁄4 3⁄4 · 3⁄4 ¿ 3⁄4 3⁄4 3⁄4 · 3⁄4 3⁄4 1⁄4 ÓÖ 3⁄4 · 3⁄4 · 3⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4 1⁄4 ́Ú μ Ì × × × ́ μ × Ø × Ý Ò 3⁄4 3⁄4 ·3⁄4 3⁄4 Û Ø 3⁄4 Ë ́Ú μ Ì × × × ́ μ × Ø × Ý Ò 3⁄4 · 3⁄4 3⁄4 Û Ø ¿ 3⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4 Ë © 2004 by Chapman & Hall/CRC 240
ÔØ Ö 1⁄21⁄2 Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø ÓÖÝ 3⁄4 1⁄2 ́ Üμ Ì × × × ÕÙ Ð Ò Ð Ò Ø ØÓ Ø × × Ò Ö ÙÑÖ Ù× Ó Ò ×Ó× Ð × ØÖ Ò Ð ́ μ ¿ 3⁄4 Ì ÓÖ ÒÝ ÒÓÒ Ò Ö Ø ØÖ Ò Ð Ì ́ μ ¿ ¿ Ì ÓÖ ÒÝ ÒÓÒ Ò Ö Ø Ö Ø ØÖ Ò Ð Ì Ì ́ μ ¿ 1⁄23⁄4 Ì ̧ ØÖ Ò Ð Û Ø Ò Ð × ́¿1⁄4 Æ 1⁄4 Æ 1⁄4 Æ μ ÓÒ ¿ ́ μ 3⁄4 3⁄4 É 3⁄4 ́ ÔÓ ÒØ× ÓÖÑ Ò ×ÕÙ Ö μ ́ μ 3⁄4 É 3⁄4 Ò ́ μ 3⁄4 Ê 3⁄4 ̧ Ò ÝÖ Ø Ò Ð ÌÓØ ́ μ Ò 1 1 ÓÖ ÒÝ Ò ́ Ò Ö Ø ́1⁄2 1⁄2 3⁄4μ ØÖ Ò Ð μ ́ μ Ò 1⁄2 b a ÓÖ ÒÝ Ò ́ Ò Ö Ø ́ · μ ØÖ Ò Ð μo ÁØ × ÒÓØ ÒÓÛÒ Û Ø Ö Ø Ò ́ μ ÓÖ Ø 1⁄2 Ò ́ μ Ò Ö ÔÐ Ý ×Ñ ÐÐ Ö Ú ÐÙ ×o ÇØ Ö Ö × ÙÐØ× Ó Ø × ØÝÔ Ò ÓÙÒ Ò Å · ¿ ̧ Å · ̧ Å · ̧ Ë ̧ 1⁄2 o Ì 3⁄41Ô Ó ÒØ × Ø 3⁄4 ÓÒ× ×Ø Ò Ó ØÛÓ ÔÓ ÒØ× ÙÒ Ø ×Ø Ò Ô ÖØ × Ø × ÑÔÐ ×Ø × Ø ÓÙØ Û ×Ù ÕÙ ×Ø ÓÒ× Ò × ̧ Ò × Ô ÖØ ÙÐ ÖÐÝ ÒØ Ö ×Ø Ò ×ØÓÖ Ý ́× ËÓ 1⁄2 ÓÖ Ø Ð× μo ÁØ × Ð Ö Ø Ø 1⁄2 3⁄4 3⁄4 Ò 3⁄4 3⁄4 3⁄4 Ì Ó × Ø Ø 3⁄4 ¿ 3⁄4 ̧ ÓÒ× Ö Ø 1ÔÓ ÒØ ÅÓ× Ö Ö Ô × ÓÛÒ Ò ÙÖ 1⁄21⁄2o1⁄2o 1⁄2o ÐÐ × Ú Ð Ò Ø 1⁄2o ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ 3⁄4 3⁄4 ̧ Û Ò × Ò Ý Ò ÔÔÖ ÓÔÖ Ø Ô Ö Ó 1 ÓÐ ÓÖ Ò ́ Ô ÖØ Ø ÓÒ ÒØÓ Ô Ö Ø×μ Ó Ø Ð Ò Ó 3⁄4 Ý Ö ÙÐ Ö Ü ÓÒ× Ó Ñ Ø Ö 1⁄4o ́× ÙÖ 1⁄2o¿o 1⁄2μo Á ÍÊ 1⁄21⁄2o 1⁄2o1⁄2 Ì ÅÓ× Ö Ö Ô o ¬Ò Ø ÓÒ Ì ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ò ̧ ÒÓØ Ý ́ Ò μ̧ × Ø Ð ×Ø Ñ ×Ù Ø Ø Ò Ñ 3⁄4 o Ý Ø ÓÚ Ö Ñ Ö ×̧ ́ 3⁄4 μ Ì × ÓÙÒ × Ú Ö Ñ Ò ÙÒ Ò ÓÖ ÓÚ Ö 1⁄4 Ý Ö×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 241
3⁄4 3⁄4 Êo Äo Ö Ñ ËÓÑ Ú Ò Ø Ø ́ 3⁄4 μ ́ Ò Ø ÙØ ÓÖ3 × ÓÔ Ò ÓÒμ × Ú Ò Ý Ø ÓÐÐÓÛ Ò Ö × ÙÐØ Ó Ç3 ÓÒÒ ÐÐ ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o1⁄2o Ç3 1⁄41⁄4 ̧ Ç3 1⁄41⁄4 ÓÖ ÒÝ 1⁄4̧ Ø Ö × 1 ÖÓÑ Ø ÙÒ Ø ×Ø Ò Ö Ô Ò 3⁄4 Û Ø ÖØ Ö Ø Ö Ø Ò o ÆÓØ Ø Ø Ø ÅÓ× Ö Ö Ô × ÖØ ¿o ÈÊÇ Ä Å 1⁄21⁄2o1⁄2o Ø ÖÑ Ò Ø Ü Ø Ú ÐÙ Ó ́ 3⁄4 μo Ì ×Ø ÓÙÒ × ÙÖÖ ÒØÐ Ý ÒÓÛ Ò ÓÖ Ò Ö ́ · Ó́1⁄2μμ Ò ́ Ò μ ́¿ · Ó́1⁄2μμ Ò ́× Ï 1⁄2 ̧ 1⁄2 μo Ò Ö Ñ ×× ÓÖ × ÓÛ Ò ́ 3⁄4 μ Û× ÓÙÒ Ý ËÓ Ö ËÓ 3⁄4 o À × ÓÛ× Ø Ø Ø Ö Ü ×Ø× Ô ÖØ Ø ÓÒ 3⁄4 1⁄2 ¡¡¡ Û Ö ÓÒØ Ò× ÒÓ Ô Ö Ó ÔÓ ÒØ× Ø ×Ø Ò 1⁄2 ÓÖ 1⁄2 ̧ Û Ð × ÒÓ Ô Ö Ø ×Ø Ò 1⁄2 Ô o Ì ×Ø ÓÙÒ × ÒÓÛÒ ÓÖ ́ ¿ μ Ö ́ ¿ μ 1⁄2 Ì ÐÓÛ Ö ÓÙÒ × Ù ØÓ Æ Ù× Ø Ò Æ 1⁄43⁄4 Ò Ø Ø ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × Ù ØÓ Êo Ê Ó Ò o ÌÓØ Ê Ì1⁄4¿ ́ Ñ ÔÖÓÚ Ò ÖÐ Ö Ö ×ÙÐ Ø× Ó ËÞ ÐÝ»Ï ÓÖÑ Ð ËÏ Ò ÓÒ »ÌÓØ Ì μo Ë Ë Ø ÓÒ 1⁄2o¿ Ó Ø × À Ò ÓÓ ÓÖ ÑÓÖ Ø Ð×o 1⁄21⁄2o3⁄4 Ê ÅË Ë ÌË Ê ÐÐ Ø Ø × Ê Ñ× Ý ́ÛÖ ØØ Ò Æ μ ̧ ÓÖ ÐÐ Ö̧ Æ 1⁄2 ¡¡¡ Ö Ø Ò ×ÓÑ ÑÙר ÓÒØ Ò ÓÒ ÖÙ ÒØ Ó Ô ÝÓ ̧Ô Ö Ó Ú ÓÒÐÝ Ø Ø Æ Æ 1⁄4 ́ Öμo Ä ÇËË Ê ËÔ Ö Ð × ×Ô Ö Ð Ø Ð × ÓÒ Ø ×ÙÖ Ó ×ÓÑ ×Ô Ö o Ê Ø Ò ÙÐ Ö × Ö Ø Ò ÙÐ Ö Ø × ×Ù × Ø Ó Ø Ú ÖØ × Ó Ö Ø Ò ÙÐ Ö Ô Ö ÐÐ Ð Ô Ô o Ë ÑÔÐ Ü × × ÑÔÐ Ü Ø ×Ô Ò× 1⁄2 o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o3⁄4o1⁄2 Å · ¿ Á Ò Ö ÊÑ× Ý Ø Ò ×Ó × ¢ o Ì Ù×̧ × Ò ÒÝ 3⁄41Ô Ó ÒØ × Ø × Ê Ñ× Ý ́ ÓÖ ÒÝ Ö̧ ÓÒ× Ö Ø ÙÒ Ø × ÑÔÐ Ü Ë 3⁄4Ö ·1⁄2 Ò 3⁄4Ö × Ð ÔÔÖ ÓÔÖ Ø Ð Ýμ̧ Ø Ò ×Ó × ÒÝ Ö Ø Ò ÙÐ Ö Ô Ö ÐÐ Ð Ô Ô o Ì × ÑÔÐ × ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o3⁄4o3⁄4 ÒÝ Ö Ø Ò ÙÐ Ö × Ø × Ê Ñ× Ýo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 242
ÔØ Ö 1⁄21⁄2 Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø ÓÖÝ 3⁄4 ¿ Ö Ò Ð Ò ÊÓ Ð ×ØÖ Ò Ø Ò Ø × × Ò ¬ ÒØÐÝ Ò Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Û Ý o ¬Ò Ø ÓÒ × Ø Ò × ÐÐ ×ÙÔ Ö1Ê Ñ× Ý Ø Ö Ü ×Ø ÔÓ× Ø Ú ÓÒ1 ר ÒØ× Ò ̄ Ò ×Ù × Ø× ́Æμ Æ ÓÖ Ú ÖÝ Æ Æ 1⁄4 ́ μ× Ù Ø Ø ́ μ Ò ́ μ ́1⁄2 · ̄μ Ò ÓÐ × ÓÖ ÐÐ ×Ù × Ø× ÓÒØ Ò Ò ÒÓ ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔÝ Ó o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o3⁄4o¿ Ê 1⁄4 ́ μ ÐÐ ØÛ Ó1 Ð Ñ ÒØ × Ø× Ö × Ù ÔÖ1Ê Ñ× Ýo ́ μ Á Ò Ö × Ù ÔÖ1Ê Ñ× Ý Ø Ò ×Ó × ¢ o ÇÊÇÄÄ Ê 1⁄21⁄2o3⁄4o Á × Ö Ø Ò ÙÐ Ö Ø Ò × ×ÙÔ Ö1Ê Ñ× Ýo ÁÒ Ø ÓØ Ö Ö Ø ÓÒ Û Ú ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o3⁄4o ÒÝ Ê Ñ× Ý × Ø × ×Ô Ö Ðo Ì × ÑÔÐ ×Ø ÒÓÒ×Ô Ö Ð × Ø × Ø Ò Ö Ø ́1⁄2 1⁄2 3⁄4μ ØÖ Ò Ð o ÓÒ ÖÒ Ò × ÑÔÐ ×̧ Û Ú Ø Ö ×ÙÐØ Ó Ö Ò Ð Ò ÊÓ Ð ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o3⁄4o Ê 1⁄4 Ú ÖÝ × ÑÔÐ Ü × Ê Ñ× Ýo ÁÒ Ø̧ Ø Ý × ÓÛ Ø Ø ÓÖ ÒÝ × ÑÔÐ Ü ̧ Ø Ö × ÓÒ× Ø ÒØ ́ μ ×Ù Ø Ø ÓÖ ÐÐ Ö̧ ÐÓ Ö Ö Û ÓÐÐ ÓÛ× ÖÓÑ Ø Ö Ö × ÙÐØ ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o3⁄4o Ú ÖÝ × ÑÔÐ Ü × ×ÙÔ Ö1Ê Ñ× Ýo ÁØ Û × Ò ÓÔ Ò ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ ÑÓÖ Ø Ò 3⁄41⁄4 Ý Ö× × ØÓ Û Ø Ö Ø × Ø Ó Ú ÖØ × Ó Ö ÙÐ Ö Ô ÒØ ÓÒ Û × Ê Ñ× Ý o Ì × Û × ¬Ò ÐÐÝ × ØØÐ Ý ÃÖ Þ Ã Ö 1⁄2 Û Ó ÔÖÓÚ Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ØÛÓ ÙÒ Ñ ÒØ Ð Ö ×ÙÐ Ø× ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o3⁄4o ÃÖ 1⁄2 ËÙ ÔÔÓ× Æ × ØÖ Ò× Ø Ú ×ÓÐ Ú Ð ÖÓÙ Ô Ó ×ÓÑ ØÖ ×o Ì Ò × Ê Ñ× Ýo ÇÊÇÄÄ Ê 1⁄21⁄2o3⁄4o ÒÝ × Ø Ó Ú ÖØ × Ó Ö ÙÐ Ö ÔÓÐ Ý ÓÒ × Ê Ñ× Ýo ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o3⁄4o1⁄21⁄4 ÃÖ 1⁄2 ËÙ ÔÔÓ× Æ × Ø ÖÒ× Ø Ú ÖÓÙÔ Ó ×ÓÑ ØÖ × Ø Ø × ×ÓÐ Ú Ð ×Ù ÖÓÙÔ Û Ø Ø ÑÓר ØÛÓ ÓÖ Ø×o Ì Ò × Ê Ñ× Ýo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 243
3⁄4 Êo Äo Ö Ñ ÇÊÇÄ Ä Ê 1⁄21⁄2o3⁄4o1⁄21⁄2 Ì Ú ÖØ Ü × Ø× Ó Ø ÈÐ ØÓÒ ×ÓÐ × Ö ÊÑ× Ýo ÇÆÂ ÌÍÊ 1⁄21⁄2o3⁄4o1⁄23⁄4 ÒÝ 1ÔÓ ÒØ ×Ù × Ø Ó Ö Ð × Ê Ñ× Ýo ÃÖ Þ Ã Ö 3⁄4 × × ÓÛÒ Ø × ÓÐ × Ô Ö Ó ÓÔÔ Ó× Ø × × Ó Ø 1ÔÓ ÒØ× Ø Ö Ô Ö ÐÐ Ð ́ o o̧ ÓÖÑ ØÖ Ô ÞÓ μo ÖØ ÒÐÝ ̧ Ø ÓÙØ× Ø Ò Ò ÓÔ Ò ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø ÓÖÝ × ØÓ Ø ÖÑ Ò Ø Ê Ñ× Ý × Ø×o Ì ÙØ ÓÖ ́ Ö Ú ÐÝ μ Ñ × Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ÇÆÂ ÌÍÊ 1⁄21⁄2o3⁄4o1⁄2¿ ́°1⁄21⁄41⁄41⁄4μ ÒÝ ×Ô Ö Ð × Ø × Ê Ñ× Ýo Á ØÖÙ Ø Ò Ø × ÛÓÙÐ Ñ ÔÐÝ Ø Ø Ø Ê Ñ× Ý × Ø× Ö Ü ØÐÝ Ø ×Ô Ö Ð × Ø×o 1⁄21⁄2o¿ ËÈÀ Ê 1Ê ÅË Ë ÌË Ë Ò ×Ô Ö Ð × Ø× ÔÐ Ý ×Ô Ð ÖÓÐ Ò Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø Ó ÖÝ̧ Ø × Ò ØÙÖ Ð Ø Ø Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÓÒ ÔØ Ö × ×o Ä ÇËË Ê Ë Æ ́ μ ×Ô Ö Ò Æ Û Ø Ö Ù× o ËÔ Ö 1Ê Ñ× Ý × ×Ô Ö 1Ê Ñ× Ý ̧ ÓÖ ÐÐ Ö̧ Ø Ö Ü ×Ø Æ Ǽ Öμ Ò ́ Öμ× Ù Ø Ø Ë Æ ́ μ Ö ÁÒ Ø × × Û ÛÖ Ø Ë Æ ́ μ o ÓÖ ×Ô Ö Ð × Ø ̧ÐØ ́ μ ÒÓØ Ø× Ö ÙÑÖ Ù×̧ o o̧ Ø Ö Ù× Ó Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø ×Ô Ö ÓÒØ Ò Ò × ×Ù × Øo Ê Ñ Ö o Á Ò Ö ×Ô Ö 1Ê Ñ× Ý Ø Ò ×Ó × ¢ o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o¿o1⁄2 Ö ¿ Á × Ö Ø Ò ÙÐ Ö Ø Ò × ×Ô Ö 1Ê Ñ× Ýo ÁÒ Ö ¿ ̧ Ø Û × ÓÒ ØÙÖ Ø Ø Ò Ø × Ö Ø Ò ÙÐ Ö Ò ́ μ 1⁄2 Ø Ò Ë Æ ́1⁄2 · ̄μ × ÓÙÐ ÓÐ o Ì × Û × ÔÖÓÚ Ý Ö Ò Ð Ò ÊÓ Ð Ê 1⁄4 Ò Ñ Ù × ØÖÓÒ Ö ×ÙÔ Ö1Ê Ñ× Ý ÓÖÑ o ÓÒ ÖÒ Ò × ÑÔÐ ×̧ Å ØÓÙ× Ò ÊÓ Ð ÔÖÓÚ Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ×Ô Ö Ð Ò 1 ÐÓ Ù Ó × ÑÔÐ × Ò Ê Ñ× Ý ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o¿o3⁄4 ÅÊ ÓÖ ÒÝ × ÑÔÐ Ü Û Ø ́ μ 1⁄2 ̧ Ò ÝÖ̧ Ò ÒÝ ̄ 1⁄4̧ Ø Ö Ü× Ø ×Æ Ǽ Ö ̄ μ ×Ù Ø Ø Ë Æ ́1⁄2 · ̄μ Ö Ì ÔÖÓÓ Ù× × Ò ÒØ Ö ×Ø Ò Ñ Ü Ó Ø Ò ÕÙ × ÖÓÑ ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ Ð Ò Ö Ð Ö ̧ Ò Ò ×Ô Ø ÓÖÝ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 244
ÔØ Ö 1⁄21⁄2 Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø ÓÖÝ 3⁄4 Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö × ÙÐØ× × ÓÛ Ø Ø Ø Ð ÓÛÙÔ ØÓÖ Ó 1⁄2 · ̄ × Ö ÐÐÝ Ò o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o¿o ¿ Ö ¿ Ä Ø Ü 1⁄2 Ü Ñ Æ ×Ù Ø Ø ́ μ ÓÖ ×ÓÑ ÒÓÒ ÑÔ ØÝ Á 1⁄2 3⁄4 Ñ ̧Ø Ö Ü ×Ø Ò ÓÒÞ ÖÓ ̧ 3⁄4 Á̧ Û Ø 3⁄4Á Ü 1⁄43⁄4 Æ ́ μ ÓÖ ÐÐ ÒÓÒ ÑÔØÝ Â Á̧ 3⁄4 1⁄4 Ì Ò × ÒÓØ ×Ô Ö 1Ê Ñ× Ýo Ì × ÑÔÐ × Ø Ø Ë Æ ́1⁄2μ × ÒÓØ ×Ô Ö 1Ê Ñ× Ý Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó ÓÒØ Ò× Ø ÒØ Ö Ó Ë Æ ́1⁄2μo ¬Ò Ø ÓÒ × ÑÔÐ Ü Æ × ÐÐ Ü ÔØ ÓÒ Ð Ø Ö × ×Ù × Ø ̧ 3⁄4̧ ×Ù Ø Ø Ø ÆÒ ÙÐÐ Ó ØÖ Ò×Ð Ø ØÓ Ø ÓÖ Ò × ÒÓÒØ Ö Ú Ð ÒØ Ö× Ø ÓÒ Û Ø Ø Ð Ò Ö ×Ô Ò Ó Ø ÔÓ ÒØ× Ó Ò Ö Ö × Ú ØÓÖ× o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o¿o ÅÊ Á × × ÑÔÐ Ü Û Ø ́ μ 1⁄2 Ò Ë Æ ́1⁄2μ Ø Ò ÑÙר Ü ÔØ ÓÒ Ðo ÁØ × ÒÓØ ÒÓÛÒ Û Ø Ö Ø × ØÖÙ ÓÖ Ü ÔØ ÓÒ Ð Ø Ø Ë Æ ́1⁄2μ o Ì × ÑÔÐ ×Ø ÒÓÒØÖ Ú Ð × × ÓÖ Ø × Ø Ó Ø Ö ÔÓ ÒØ× ÐÝ Ò ÓÒ ×ÓÑ Ö Ø Ö Ð Ó Ë Æ ́1⁄2μ ́Û Ø ÒØ Ö Óμ ×Ó Ø Ø Ø Ð Ò Ó Ò Ò Ò × Ô Ö ÐÐ Ð ØÓ Ø Ð Ò Ó Ò Ò Ó Ò o Ï ÐÓ× Û Ø ÙÒ Ñ ÒØ Ð ÓÒ ØÙÖ ÇÆÂ ÌÍÊ 1⁄21⁄2o¿o Á × Ê Ñ× Ý̧ Ø Ò × ×Ô Ö 1Ê Ñ× Ýo 1⁄21⁄2o 1Ê ÅË Ë ÌË ÁÒ Ø × Ú Ö ÒØ ́ ÒØÖ Ó Ù Ò Å · ̧ Û ÓÐ ÓÖ ÐÐ Ø Ð Ò × Ñ ÒØ× Ò Ò Ö Ø Ö Ø Ò ÓÐ ÓÖ Ò Ø ÔÓ ÒØ×o Ò ÐÓ ÓÙ×Ð Ý ØÓ ÓÙÖ ÖÐ Ö ¬Ò Ø ÓÒ̧ Û Û ÐÐ × Ý Ø Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó Ð Ò × Ñ ÒØ× × 1Ê Ñ× Ý ÓÖ ÒÝ Ö̧ Ø Ö × Ò Æ Æ ́Öμ ×Ù Ò Ý Ö1 ÓÐÓÖ Ò Ó Ø Ð Ò × Ñ ÒØ× Ò Æ ÓÒØ Ò× ÑÓÒÓ ÖÓÑ Ø ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔÝÓ ́ÙÔ ØÓ ×ÓÑ Ù Ð Ò ÑÓØ ÓÒμo Ì Ñ Ò Ö ×ÙÐ Ø× ÒÓÛÒ ÓÖ 1Ê Ñ× Ý ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ö Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o o1⁄2 Å · Á × 1Ê Ñ× Ý Ø Ò ÐÐ × Ó ÑÙ ×Ø Ú Ø × Ñ Ð Ò Ø o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o o3⁄4 Ö ¿ Á × 1Ê Ñ× Ý Ø Ò Ø Ò ÔÓ ÒØ× Ó Ø × Ó ÑÙ ×Ø Ð ÓÒ ØÛÓ ×Ô Ö ×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 245
3⁄4 Êo Äo Ö Ñ ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o o¿ Ö ¿ Á Ø Ò ÔÓ ÒØ× Ó Ó ÒÓØ Ð ÓÒ ×Ô Ö Ò Ø Ö Ô ÓÖÑ Ý × ÒÓØ Ô ÖØ Ø Ø Ò × ÒÓØ 1Ê Ñ× Ýo ÁØ × Ð Ö Ø Ø Ø × Ø Ó Ò Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ Ü × 1Ê Ñ× Ý o Ä ×× Ó Ú ÓÙ× ́ ÙØ ÕÙ ÐÐÝ ØÖÙ μ Ö Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o o Ò Ì × Ø Ó Ò Ò1 Ù × 1Ê Ñ× Ýo ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o o Ò Ì × Ø Ó Ò Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÖÓ×× ÔÓÐÝØÓÔ × 1Ê Ñ× Ýo Ì × × Ø̧ Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ø Ó Ø Ö ÓÒ̧ × × Ø× × ÐÐ 3⁄4Ò́Ò 1⁄2μ Ð Ò × Ñ ÒØ× Ó Ø ÓÖÑ ́1⁄4 1⁄4 ¦1⁄2 1⁄4μ ́1⁄4 1⁄4 1⁄4 ¦1⁄2 1⁄4μ Û Ö Ø ØÛÓ ¦1⁄23 × Ó ÙÖ Ò « Ö ÒØ ÔÓ× Ø ÓÒ×o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o o Ò Ì × Ø Ó Ö ÙÐ Ö Ò1 ÓÒ × ÒÓØ 1Ê Ñ× Ý Ò ÓÖ Ò o Ë Ò Ö ÙÐ Ö Ò1 ÓÒ× Ö 1Ê Ñ× Ý ÓÖ Ò 3⁄4̧ ¿̧ Ò ̧ Ø ÓÒÐÝ ÙÒ Ú ÐÙ × Ò o ÈÊÇ Ä Å 1⁄21⁄2o o Á× Ø × Ø Ó Ö ÙÐ Ö Ü ÓÒ 1Ê Ñ× Ý Ì × ØÙ Ø ÓÒ × ÒÓØ × × ÑÔÐ × ÓÒ Ñ Ø ÓÔ × Ò × ÔÓ ÒØ ÓÙØ Ý ÒØÛ ÐÐ Ò ́ μ Á × Ð Ò × Ñ ÒØÛ Ø × Ø× Ñ ÔÓ ÒØ̧ Ø Ò Ø × Ø 1⁄2 ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ø Ð Ò × Ñ ÒØ× Ò × ÒÓØ 1Ê Ñ× Ý ̧ Ú Ò Ø ÓÙ Ø× Ö Ô × Ô ÖØ Ø Ò Ð ÓÒ ØÛÓ ×Ô Ö ×o ́ μ Ì Ö Ü ×Ø ÒÓÒ× Ô Ö Ð × Ø× Ø Ø Ö 1Ê Ñ× Ý o ÈÊÇ Ä Å 1⁄21⁄2o o Ö Ø Ö Þ 1Ê Ñ× Ý ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× o ÁØ × ÒÓØ Ð Ö Ø Ø × ÔÓ ÒØ Û Ø Ö ×ÓÒ Ð ÓÒ ØÙÖ Ñ Ø o ÓÖ ÑÓÖ Ö × ÙÐØ× ÓÒ Ø × ØÓÔ ×̧ × Ò ÓÖ Ö ¿ o 1⁄21⁄2o ÀÇÅ ÇÌÀ ÌÁ Ê ÅË Ë ÌË Æ Æ ËÁÌ ÌÀ ÇÊ ÅË ÁÒ Ø × × Ø ÓÒ Û Û ÐÐ × ÙÖÚ Ý Ú Ö ÓÙ× Ö × ÙÐØ× Ó Ø ØÝÔ Æ Ö ÀÓÑ́ μ̧ Ø × Ø Ó ÔÓ× Ø Ú ÓÑ ÓØ Ø Ñ × · Ø Ó ÚÒ × Ø o Ì Ù×̧ Û Ö ÐÐ ÓÛ ØÓ Ð Ø Ò ØÖ Ò×Ð Ø ÙØ Û ÒÒÓØ ÖÓØ Ø Øo Ì Ð ×× Ö ×ÙÐ Ø Ó Ø × ØÝÔ × Ú Ò Ö Ï Ö Ò3× Ø ÓÖ Ņ̃ Û ×× ÖØ× Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o o1⁄2 Ú Ï3⁄4 Á 1⁄2 3⁄4 Ñ Ø Ò Ö ÀÓÑ́ μo ́ÆÓØ Ø Ø ÀÓÑ́ μ × Ùר Ø × Ø Ó Ñ1Ø ÖÑ Ö Ø Ñ Ø ÔÖÓ Ö ×× ÓÒ×o μ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 246
ÔØ Ö 1⁄21⁄2 Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø ÓÖÝ 3⁄4 Ý Ø ÓÑÔ ØÒ ×× Ø ÓÖ Ñ Ñ ÒØ ÓÒ Ò Ø ÁÒØ ÖÓ Ù Ø ÓÒ Ø Ö Ü ×Ø×̧ ÓÖ Ņ̃ Ñ Ò ÑÙÑ Ú ÐÙ Ï ́Ñ μ× Ù Ø Ø 1⁄2 3⁄4 ḮÑ μ 3⁄4 ÀÓÑ́ μ Ì Ø ÖÑ Ò Ø ÓÒ ÓÖ Ú Ò ×Ø Ñ Ø ÓÒ Ó Ï ́Ñμ × Ñ× ØÓ ÜØÖ Ñ ÐÝ Æ ÙÐØo Ì Ò ÓÛÒ Ú ÐÙ × Ö Ñ 1⁄2 3⁄4 ¿ Ï ́Ñμ 1⁄2 ¿ ¿ 1⁄2 Ì ×Ø Ò Ö Ð Ö ×ÙÐ Ø ÖÓÑ ÐÓÛ ́ Ù ØÓ ÖÐ ÑÔ × ÊË 1⁄4 μ × Ï ́Ô ·1⁄2 μ Ô ¡ 3⁄4 Ô Ô ÔÖ Ñ Ì ×Ø ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÒÓÛÒ ÓÐ ÐÓÛ× ÖÓÑ ×Ô Ø ÙÐ Ö Ö ×ÙÐ Ø Ó ÓÛ Ö× ÓÛ1⁄41⁄2 Ï ́Ñμ 3⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4 Ñ· Ì × × ØØÐ ÐÓÒ 1ר Ò Ò °1⁄21⁄41⁄41⁄4 ÓÒ ØÙÖ Ó Ø ÙØ ÓÖo Ì × Ö ×ÙÐ Ø × ÓÖÓÐ Ð ÖÝ Ó ÓÛ Ö× 3× Ò Û ÕÙ ÒØ Ø Ø Ú Ó Ö ÑÓ Ë ÞÑÖ 3× Ø ÓÖ Ñ Ñ ÒØ ÓÒ Ò Ø Ò ÜØ × Ø ÓÒo ÁØ Ñ ÔÖÓÚ × ÓÒ Ø ÖÐ Ö ÓÙÒ Ó Ë Ð Ë m) W( . 4 < . 2 m levels . 2222 . . . . 2 2 . 222 2 222 . 2 . . . 2 Ì ÓÐÐÓÛ Ò ÓÒ ØÙÖ Ó Ø ÙØ ÓÖ × Ò ÓÔ Ò ÓÖ ÑÓÖ Ø Ò ¿1⁄4 Ý Ö× ÇÆÂ ÌÍÊ 1⁄21⁄2o o3⁄4 ́° 1⁄21⁄41⁄41⁄4μ ÓÖ ÐÐ Ņ̃ Ï ́Ñμ 3⁄4 Ñ 3⁄4 Ì Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ ØÓ Æ × Ù Ò Ô Ò ÒØÐ Ý ØÓ ÐÐ Ò Ï ØØ ́× ÊË 1⁄4 μo ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o o¿ ÓÖ ÒÝ ¬Ò Ø × Ø Ò ̧ Æ ÀÓÑ́ μ Ï Ö Ñ Ö Ö Ø Ø ÒÙÑ Ö Ó Ö × ÙÐØ× Ò ́ Ù Ð Òμ Ê Ñ× Ý Ø ÓÖÝ Ú ×ØÖ ÓÒ Ö ×Ó1 ÐÐ Ò× ØÝ Ú Ö× ÓÒ×o × Ò Ü ÑÔÐ ̧ Û ×Ø Ø Ø Û ÐÐ1 ÒÓÛÒ Ø ÓÖ Ñ Ó ËÞ Ñ Ö o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 247
3⁄4 Êo Äo Ö Ñ Ä ÇËË Ê Æ Ì × Ø Ó Ò ØÙÖ Ð ÒÙÑ Ö× 1⁄2 3⁄4 ¿ o Ǽ μ Ì ÙÔÔ Ö Ò× ØÝ Ó × Ø Æ × ¬Ò Ý Ǽ μ ÐÑ × Ù Ô Ò 1⁄2 1⁄2 3⁄4 Ò Ò ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o o ́ËÞ Ñ Ö ËÞ μ Á Æ × Ǽ μ 1⁄4 Ø Ò ÓÒØ Ò× Ö ØÖ Ö ÐÝ ÐÓÒ Ö Ø Ñ Ø ÔÖÓ Ö ×× ÓÒ×o Ì Ø ×̧ ÀÓÑ 1⁄2 3⁄4 Ñ ÓÖ ÐÐ Ño Ì × Ð ÖÐÝ ÑÔÐ × Ú Ò Ö Ï Ö Ò3× Ø ÓÖ Ñ × Ò Æ 1⁄2 ¡¡¡ Ö μ Ñ Ü Ǽ μ 1⁄2 Öo ÙÖ× Ø Ò Ö ÙÖ × Ú Ò ÕÙ Ø « Ö ÒØ ÔÖÓ Ó Ó ËÞ Ñ Ö 3× Ø ÓÖ Ņ̃ Ù×1 Ò ØÓ ÓÐ× ÖÓÑ Ö Ó Ø ÓÖÝ Ò ØÓÔ ÓÐÓ Ð ÝÒ Ñ ×o Ì × ÔÔÖÓ × ÔÖÓÚ ØÓ Ú ÖÝ ÔÓÛ Ö ÙÐ̧ ÐÐ ÓÛ Ò ÙÖ ×Ø Ò Ö ̧ à ØÞÒ Ð ×ÓÒ̧ Ò ÓØ Ö× ØÓ Ô ÖÓÚ Ò1 × ØÝ Ú Ö× ÓÒ× Ó Ø À Ð ×1Â Û ØØ Ø ÓÖ Ñ ́× Ã 1⁄2 μ̧ Ø ÐÐ 1Ï ØØ Ø ÓÖ Ņ̃ Ò Ñ ÒÝ ÓØ Ö×o Ê ÒØÐ Ý ̧ ÓÛ Ö× × Ú Ò × ØÖÓÒ ÕÙ ÒØ Ø Ø Ú Ú Ö× ÓÒ Ó ËÞ Ñ Ö 3× Ø ÓÖ Ñ ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o o ÓÛ1⁄41⁄2 ÓÖ Ú ÖÝ 1⁄4̧ ÒÝ ×Ù × Ø Ó 1⁄2 3⁄4 Æ Ó × Þ Ø Ð ×Ø Æ ́ÐÓ ÐÓ Æμ ́ μ ÓÒØ Ò× 1Ø ÖÑ Ö Ø Ñ Ø ÔÖÓ Ö ×× ÓÒ̧ Û Ö ́ μ 3⁄4 3⁄4 · o Ì Ö Ö ÓØ Ö Û Ý× Ó ÜÔÖ ×× Ò Ø Ø Ø Ø × Ö Ð Ø Ú ÐÝ Ò× Ò Æ × × Ø ÓÒ Ø ÓÒ Ø Ø Ǽ μ 1⁄4o ÇÒ ÛÓÙÐ ÜÔ Ø Ø Ø Ø × ÓÙÐ Ð×Ó Ù× × × × ÓÖ Ò× ØÝÚ Ö× ÓÒ Ó Ú Ò Ö Ï Ö Ò ÓÖ ÐÐ 1Ï ØØo Î ÖÝ Ð ØØÐ × ÙÖÖ ÒØÐ Ý ÒÓÛÒ Ò Ø × Ö Ø ÓÒ̧ ÓÛ Ú Öo Ï ÓÒ ÐÙ Ø × × Ø ÓÒ Û Ø × Ú Ö Ð ÓÒ ØÙÖ × Ó Ø × ØÝÔ o ÇÆÂ ÌÍÊ 1⁄21⁄2o o ́ Ö Ó×μ Á Æ × Ø ×¬ × È 3⁄4 1⁄2 1⁄2 Ø Ò ÓÒØ Ò× Ö ØÖ Ö ÐÝ ÐÓÒ Ö Ø Ñ Ø ÔÖÓ Ö ×1 × ÓÒ ×o ÇÆÂ ÌÍÊ 1⁄21⁄2o o ́ Ö Ñμ Á Æ ¢ Æ Û Ø È ́Ü Ýμ3⁄4 1⁄2 ́Ü 3⁄4 · Ý 3⁄4 μ 1⁄2 Ø Ò ÓÒØ Ò× Ø Ú ÖØ × Ó Ò Ü ×1Ô Ö ÐÐ Ð ×ÕÙ Ö o ÅÓÖ Ò Ö ÐÐÝ ̧ Á ÜÔ Ø Ø Ø Û ÐÐ ÐÛ Ý× ÓÒØ Ò ÓÑ ÓØ Ø Ñ Ó 1⁄2 3⁄4 Ñ ¢ 1⁄2 3⁄4 Ñ ÓÖ ÐÐ Ño Ò ÐÐÝ ̧Û Ñ ÒØ ÓÒ Ö Ø ÓÒ Ò Û Ø Ö ÓÙÔ ËḈÒμ × ÒÐ Ö ØÓ ÐÐ ÓÛ Ð Ø Ø ÓÒ× × Û ÐÐo ¬Ò Ø ÓÒ ÓÖ × Ø Ï ̧ ¬Ò Ø ÙÔÔ Ö Ò× ØÝ ǼÏ μÓ Ï Ý ǼÏ μ Ð Ñ ×ÙÔ Ê 1⁄2 Ñ́ ́Ó Êμ Ï μ Ñ́ ́Ó Êμμ Û Ö ́Ó Êμ ÒÓØ × Ø 1 ÐÐ ́Ü 1⁄2 Ü μ 3⁄4 ¬ ¬ ¬ ¬ È 1⁄2 Ü 3⁄4 Ê 3⁄4 ÒØ Ö Ø Ø ÓÖ Ò̧ Ò Ñ ÒÓØ × Ä × Ù Ñ ×ÙÖ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 248
ÔØ Ö 1⁄21⁄2 Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø ÓÖÝ 3⁄4 ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o o ́ ÓÙÖ Ò ÓÙ μ Ä Ø × ÑÔÐ Üo Á Ï Û Ø ǼÏ μ 1⁄4 Ø Ò Ø Ö Ü ×Ø× Ø 1⁄4 ×Ù Ø Ø ÓÖ ÐÐ Ø Ø 1⁄4 ̧ Ï ÓÒØ Ò× ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔÝ Ó Ø o ËÓÑ Ö ×ØÖ Ø ÓÒ× ÓÒ Ö Ò ×× ÖÝ × Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ö ×ÙÐ Ø × ÓÛ×o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o o ́ Ö Ñ Ö μ Ä Ø ÒÓÒ ×Ô Ö Ðo Ì Ò ÓÖ ÒÝ Æ Ø Ö Ü ×Ø × Ø Ï Æ Û Ø ǼÏ μ 1⁄4 Ò × Ø Ì Ê Û Ø ǼÌ μ 1⁄4 ×Ù Ø Ø Ï ÓÒØ Ò× ÒÓ ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔÝ Ó Ø ÓÖ ÒÝ Ø 3⁄4 Ì o À Ö Æ ÒÓØ × ÐÓÛ Ö Ò× ØÝ̧ ¬Ò × Ñ Ð ÖÐÝ ØÓ Æ ÙØ Û Ø Ð Ñ Ò Ö ÔÐ Ò Ð Ñ × ÙÔo ÁØ × Ð Ö Ø Ø ÑÙ Ö Ñ Ò× ØÓ ÓÒ Ö o 1⁄21⁄2o Î ÊÁ ÌÁ ÇÆË Ì Ö Ö ÕÙ Ø Û Ú Ö ÒØ× Ó Ø ÔÖ Ò ØÓÔ × Ø Ø Ú Ö Ú ØØ ÒØ ÓÒ Ò Ø Ð Ø Ö ØÙÖ ́ o o̧ × Ë ¿ μo Ï Ñ ÒØ ÓÒ ×ÓÑ Ó Ø ÑÓÖ ÒØ Ö ×Ø Ò ÓÒ ×o Ë ÅÅ ÌÊÁ Ê ÅË ÌÀ ÇÊ ÅË ÌÝÔ Ð Ö ×ÙÐ Ø× Ó Ø × ØÝÔ ×× ÖØ Ø Ø ÓÖ Ú Ò × Ø× 1⁄2 Ò 3⁄4 ́ ÓÖ Ü ÑÔÐ μ̧ ÓÖ Ú ÖÝ Ô ÖØ Ø ÓÒ Ó Æ 1⁄2 3⁄4 ̧ Ø Ö 1⁄2 ÓÒØ Ò× ÓÒ ÖÙ ÒØ Ó Ô ÝÓ 1⁄2 ̧Ó Ö 3⁄4 ÓÒØ Ò× ÓÒ ÖÙ ÒØ Ó Ô ÝÓ 3⁄4 o Ï Ò ÒÓØ Ø × Ý Æ 3⁄4 ́ 1⁄2 3⁄4 μ À Ö × × ÑÔÐ Ò Ó Ö × ÙÐØ× Ó Ø × ØÝÔ ́Ñ ÓÖ Ó Û Ò ÓÙÒ Ò Å · ¿ ̧ Å · ̧ Å · μo ́ μ 3⁄4 3⁄4 ́Ì 3⁄4 Ì ¿ μÛ Ö Ì × ÒÝ ×Ù × Ø Ó 3⁄4 Û Ø ÔÓ ÒØ× ̧ 3⁄4 ¿o ́ μ 3⁄4 3⁄4 ́È 3⁄4 È μÛ Ö È 3⁄4 × × Ø Ó ØÛÓ Ô Ó Ò Ø× Ø ×Ø Ò 1⁄2̧ Ò È × × Ø Ó ÓÙÖ ÓÐÐ Ò Ö ÔÓ ÒØ× Û Ø ×Ø Ò 1⁄2 ØÛ Ò ÓÒ× ÙØ Ú Ô ÓÒ Ø×o ́ μ ¿ 3⁄4 ́Ì É 3⁄4 μ Û Ö Ì × Ò ×Ó Ð × Ö Ø ØÖ Ò Ð Ò É 3⁄4 × ×ÕÙ Ö o ́ Úμ 3⁄4 3⁄4 ́È 3⁄4 Ì μ Û Ö È 3⁄4 × × Ò ́ μ Ò Ì × ÒÝ × Ø Ó ÓÙÖ ÔÓ ÒØ× ÂÙ o ́Úμ Ì Ö × × Ø Ì Ó ÔÓ ÒØ× ×Ù Ø Ø 3⁄4 3⁄4 ́È 3⁄4 Ì μ Ì Ì × ×ØÖ Ò Ø Ò× Ò ÖÐ Ö Ö ×ÙÐ Ø Ó ÂÙ ×Þ ÂÙ ̧ Û Ô Ö Ó Ú Ø × ÓÖ ÖØ Ò × Ø Ó 1⁄23⁄4 ÔÓ ÒØ×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 249
3⁄4 1⁄4 Êo Äo Ö Ñ ÈÇÄ ÀÊÇÅ ÌÁ Ê ÅË ÌÀ ÇÊ ÅË À Ö ̧ Òר Ó × Ò ÓÖ ÓÔÝ Ó Ø Ø Ö Ø × Ø Ò × Ò Ð ̧Û Ö ÕÙ Ö ÓÒÐ Ý Ø Ø Ø ÓÒØ Ò Ò Ø ÙÒ ÓÒ Ó ×Ñ ÐÐ ÒÙÑ Ö Ó ̧× Ý Ø ÑÓ× Ø Ñ Ó Ø o Ä Ø Ù× Ò Ø Ø × Ý ÛÖ Ø Ò Æ Ñ o ́ μ Á Æ Ñ Ø Ò ÑÙ ×Ø Ñ Ð ÓÒ Ø ÙÒ ÓÒ Ó Ñ ÓÒ ÒØÖ ×Ô Ö × Å · ¿ o ́ μ ËÙÔÔ Ó× × ¬Ò Ø Ò Æ Ñ ̧1⁄2 Øo Ì Ò Æ Ñ 1⁄2 Ñ 3⁄4 ¡¡¡Ñ Ø 1⁄2 ¢ 3⁄4 ¢¡¡¡¢ Ø ÊË ¿ ́ μ Á × Ø 1ÔÓ ÒØ × Ø ÓÖÑ Ý Ø Ò Ø ÓÙÖ Ú ÖØ × Ó ×ÕÙ Ö ØÓ Ø Ö Û Ø Ø Ñ ÔÓ ÒØ× Ó ØÛÓ ÒØ × × Ø Ò 3⁄4 ÙØ 3⁄4 3⁄4 o ́ Úμ Á × Ø × Ø Ó Ú ÖØ × Ó Ö ÙÐ Ö × ÑÔÐ Ü Ò Æ ØÓ Ø Ö Û Ø Ø ØÖ × Ø ÓÒ ÔÓ ÒØ× Ó Ó Ø× × Ø Ò 3⁄4 ÙØ 3⁄4 ¿ ÁØ × ÒÓØ ÒÓÛÒ 3⁄4 3⁄4 o Å ÒÝ ÓØ Ö Ö × ÙÐØ× Ó Ø × ØÝÔ Ò ÓÙÒ Ò ÊË ¿ o È ÊÌ ÁÌÁÇÆË Ç Ò ÏÁÌÀ Ê ÁÌÊ ÊÁÄ Å Æ È ÊÌË Ë Ò 3⁄4 È 3⁄4 ̧ Û Ö È 3⁄4 × × Ø Ó ØÛÓ Ô ÓÒ Ø× Û Ø ÙÒ Ø ×Ø Ò ̧ ÓÒ Ñ Ø × Û Ø Ö Ø Ö × ÒÝÒ Ó Ò ØÖ Ú Ð Ö ×ÙÐØ Ó Ø ØÝÔ 3⁄4 Ñ Û Ò Ñ × ÐÐ ÓÛ ØÓ Ó ØÓ Ò¬Ò ØÝ o Ç ÓÙÖ × ̧ × ×ÙÆ ÒØÐÝ Ð Ö ̧ Ø Ò Ø Ö ÖØ ÒÐÝ Ö o Ì Ö Ö ×ÓÑ ÒØ Ö ×Ø Ò ÓÑ ØÖ Ü ÑÔÐ × ÓÖ Û × ÒÓØ ØÓÓ Ð Ö o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o o1⁄2 Ö 1⁄4 ÓÖ ÒÝ Ô ÖØ Ø ÓÒ Ó Ò ÒØÓ ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ Ô Ö Ø×̧ ×ÓÑ Ô ÖØ ÓÒØ Ò×̧ ÓÖ ÐÐ « 1⁄4 Ò ÐÐ × Ø× Ó Ð Ò × Ä 1⁄2 Ä Ò Ø Ø ×Ô Ò Ò ̧ × ÑÔÐ Ü Ú Ò ÚÓÐÙ Ñ « Ò × Ø ÖÓÙ ÓÒ Ú ÖØ Ü Ô Ö ÐÐ Ð ØÓ Ø Ä o Å ÒÝ ÓØ Ö Ø ÓÖ Ñ× Ó Ø × ØÝÔ Ö Ô Ó×× Ð ́× Ö 1⁄4 μo È ÊÌ ÁÌÁÇÆË ÏÁÌÀ ÁÆ ÁÆÁÌ Ä Å Æ È ÊÌË Ê × ÙÐØ× Ó Ø × ØÝÔ Ø Ò ØÓ Ú ×ØÖ ÓÒ × Ø1Ø ÓÖ Ø ­ ÚÓÖo ÓÖ Ü ÑÔÐ 3⁄4 1⁄4 Ì ¿ Û Ö Ì ¿ × Ò ÕÙ Ð Ø Ö Ð ØÖ Ò Ð o ÁÒ ÓØ Ö ÛÓÖ ×̧ 3⁄4 Ò Ô ÖØ Ø ÓÒ ÒØÓ ÓÙÒØ ÐÝ Ñ ÒÝ Ô ÖØ× ×Ó Ø Ø ÒÓ Ô ÖØ ÓÒØ Ò× Ø Ú ÖØ × Ó Ò ÕÙ Ð Ø Ö Ð ØÖ Ò Ð o ÁÒ Ø̧ Ø × Û × Ö ÒØÐÝ ×ØÖ Ò Ø Ò ÝË Ñ ÖÐ Ë © 2004 by Chapman & Hall/CRC 250
ÔØ Ö 1⁄21⁄2 Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø ÓÖÝ 3⁄4 1⁄2 Û Ó × ÓÛ Ø Ø ÓÖ ÐÐ Æ̧ Æ 1⁄4 Ì ¿ ÁÒ Ø̧ Ø × Ö ×Ù ÐØ ÓÐ × ÓÖ ÒÝ ¬Ü ØÖ Ò Ð Ì Ò ÔÐ Ó Ì ¿ Ë o Ë Ñ ÖÐ Ð×Ó × × ÓÛÒ Ë Ø Ø Ø Ö × Ô ÖØ Ø ÓÒ Ó Æ ÒØÓ ÓÙÒØ ÐÝ Ñ ÒÝ Ô ÖØ× ×Ù Ø Ø ÒÓ Ô ÖØ ÓÒØ Ò× Ø Ú ÖØ × Ó ÒÝ ×Ó Ð × ØÖ Ò Ð o ÒÓØ Ö Ö ×ÙÐ Ø Ó Ø × ØÝÔ × Ø × ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o o3⁄4 ÃÙÒ ××Ù Ñ Ò Ø ÓÒØ ÒÙÙÑ ÀÝÔÓØ × ×̧ Ø × ÔÓ×× Ð ØÓ Ô ÖØ Ø ÓÒ 3⁄4 ÒØÓ ÓÙÒ Ø ÐÝ Ñ ÒÝ Ô ÖØ×̧ ÒÓÒ Ó Û ÓÒØ Ò× Ø Ú ÖØ × Ó ØÖ Ò Ð Û Ø Ö Ø ÓÒ Ð Ö o Ï Ð×Ó ÒÓØ Ø ÒØ Ö ×Ø Ò Ö ×ÙÐ Ø Ó Ö Ó× Ò ÃÓÑ Ø ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o o¿ à 1⁄4 Ì Ü ×Ø Ò Ó Ô ÖØ Ø ÓÒ Ó 3⁄4 ÒØÓ ÓÙÒ Ø ÐÝ Ñ ÒÝ × Ø×̧ ÒÓÒ Ó Û ÓÒØ Ò× Ø Ú ÖØ × Ó Ö Ø ØÖ Ò Ð × ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ Ø ÓÒØ ÒÙ ÙÑ ÀÝÔÓØ × ×o Ì Ö Ö Ò ÓÒ×ÙÐ Ø ÃÓÑ Ø ÃÓÑ ÓÖ ÑÓÖ Ö × ÙÐØ× Ó Ø × ØÝÔ o ÇÅÈÄ ÁÌ ÁËËÍ Ë Ëo ÙÖÖ ÙÖ 3⁄4 ×× Ó ÛÒ Ø Ø Ø Ð ÓÖ Ø Ñ ÕÙ ×Ø ÓÒ Ó Ò Ú Ò × Ø Æ ¢Æ Ò Ô ÖØ Ø ÓÒ 1⁄2 3⁄4 ¿ ×Ó Ø Ø Ü Ý 3⁄4 μ ר Ò ́Ü Ýμ ̧ 1⁄2 3⁄4 ¿̧ × ÆÈ1 ÓÑÔÐ Ø o ́ Ð× Ó̧ × ÓÛ× Ø Ø ÖØ Ò Ò¬Ò Ø Ú Ö× ÓÒ Ó Ø × × ÙÒ Ð oμ Ò ÐÐÝ ̧Û Ñ Û Ö Ñ Ö × ÓÙØ Ø Ð Ö Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó ×Ø Ö ÃÐ Ò ́Û Ó Ñ ÅÖ ×o ËÞ Ö ×μ̧ Û ̧ Ò ×ÓÑ × Ò× ̧ Ò Ø Ø Ø × Û ÓÐ Ö ́× ËÞ ¿ Ó Ö ÖÑ Ò × ØÓÖÝμo ÌÀ ÇÊ Å 1⁄21⁄2o o Ë¿ Ì Ö × Ñ Ò ÑÙÑ ÙÒ Ø ÓÒ Æ Æ ×Ù Ø Ø ÒÝ × Ø Ó ́Òμ ÔÓ ÒØ× Ò 3⁄4 Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ ÓÒØ Ò× Ø Ú ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ò1 ÓÒo Ì × Ö ×ÙÐ Ø Ó Ö Ó× Ò ÓÖ ËÞ Ö × ØÙ ÐÐÝ ×Ô ÛÒ Ò Ò Ô Ò ÒØ Ò × × Ó Ê Ñ× Ý Ø ÓÖÝ o Ì ×Ø ÓÙÒ × ÙÖÖ ÒØÐ Ý ÒÓÛ Ò ÓÖ ́Òμ Ö 3⁄4 Ò 3⁄4 ·1⁄2 ́Òμ 3⁄4Ò Ò ¿ ·3⁄4 Ì ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÔÔ Ö× Ò Ë¿ ̧ Û Ð Ø ÙÔÔ Ö̧ Ñ ÔÖÓÚ Ý o ÌÓØ Ò È oÎ ÐØÖ ÖÓÑ Ø ÓÖ Ò Ð 3⁄4Ò Ò 3⁄4·1⁄2 ¡ ̧ ÔÔ Ö× Ò ÌÎ o ÇÆÂ ÌÍÊ 1⁄21⁄2o o ÈÖÓÚ ́ÓÖ ×ÔÖÓ Ú μ Ø Ø ́Òμ 3⁄4 Ò 3⁄4 ·1⁄2 ̧ Ò ¿o ́Ë ÔØ Ö 1⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ ÓÖ ÑÓÖ Ø Ð×oμ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 251
3⁄4 3⁄4 Êo Äo Ö Ñ 1⁄21⁄2o ËÇÍÊ Ë Æ Ê Ä Ì Å Ì ÊÁ Ä ËÍÊÎ Ë Ì ÔÖ Ò Ô Ð ×ÙÖ Ú Ý× ÓÖ Ö × ÙÐØ× Ò Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø ÓÖÝ Ö ÊË 1⁄4 ̧ Ö 1⁄4 ̧ Ö ̧ Ò Ö o Ì ¬Ö× Ø Ó Ø × × Ñ ÓÒÓ Ö Ô ÓÒ Ê Ñ× Ý Ø ÓÖÝ Ò Ò Ö Ð̧ Û Ø × Ø ÓÒ ÚÓØ ØÓ Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø ÓÖÝ ̧ Û Ð Ø Ð ×Ø Ø Ö Ö ×Ô ¬ ÐÐÝ ÓÙØ Ø ØÓÔ × × Ù×× Ò Ø ÔÖ × ÒØ ÔØ Öo Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö 1⁄2 Ò Ø ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× ÔØ Ö 1⁄2¿ ÓÑ ØÖ × Ö Ô Ò Ý Ø ÓÖÝ Ò ÙÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ê Ê Æ Ë ÓÒ ¿ Åo ÓÒ o Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø ÓÖ Ño × Ö Ø Å Ø o̧ 1⁄23⁄43⁄4 ¿ ß¿ 3⁄4̧ 1⁄2 ¿o Ì Åo ÓÒ Ò o ÌÓØ o Ê Ñ× Ý 1ØÝÔ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÒ Ö Ø1 Ò Ð ØÖ Ò Ð × Ò ×Ô o × Ö Ø Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄4 1⁄2ß ̧ 1⁄2 ÓÙ Âo ÓÙÖ Òo ËÞ Ñ Ö ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ ÓÖ × Ø× Ó ÔÓ× Ø Ú Ò× ØÝ ÒÊ o Á×Ö Ð Âo Å Ø o̧ ¿1⁄4 ß¿1⁄2 ̧ 1⁄2 o ÙÖ 3⁄4 Ëo o ÙÖÖo Ò ÆÈ1 ÓÑÔ Ð Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø ÓÖÝo ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄2¿Ø ËÓ ÙØ ר ÖÒ ÓÒ o ÓÒ ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ Ö Ô Ì ÓÖÝ Ò ÓÑÔÙØ Ò ̧ ÚÓÐÙ Ñ ¿ ̧ Ô × 1⁄2¿1⁄2ß1⁄2¿ ̧ 1⁄2 3⁄4o Ò Ão ÒØÛ ÐÐo Ò Ø Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø ÓÖÝ o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ ¿ 3⁄4 ¿ß 3⁄4 ̧ 1⁄2 o Ò Ão ÒØÛ ÐÐo 1Ê Ñ× Ý Ø ÓÖÝo × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 1⁄2 ¿ 1⁄21¿ 3⁄4̧ 1⁄2 o Âo Öo Ò Ø ×Ù × Ø× Ò ÓÙ ÒØ Ð ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ× Ó Ù Ð Ò ×Ô ×o Ê Úo ÊÓ ÙÑ Ò Å Ø o ÈÙÖ × ÔÔ Ðo̧ 1⁄2 1⁄23⁄4 ß1⁄23⁄4 1⁄2̧ 1⁄2 o 1⁄2 ÀoÌ o ÖÓ Ø̧ Ão o Ð ÓÒ Ö̧ Ò Ê oÃo ÙÝo ÍÒ×ÓÐÚ È Ö Ó Ð Ñ× Ò ÓÑ ØÖÝ o ËÔÖ Ò Ö1 Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 1⁄2o Ì o × ÞÑ Ò o ÌÓØ o ÆÓØ ÓÒ Ê Ñ× Ý1ØÝ Ô ÔÖÓ Ð Ñ Ò ÓÑ ØÖÝo Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ ¿1⁄43⁄4ß¿1⁄4 ̧ 1⁄2 o Å · ¿ È o Ö Ó×̧ ÊoÄo Ö Ņ̃ È o ÅÓÒØ ÓÑ ÖÝ̧ oÄo ÊÓØ × Ð ̧ Âo ËÔ Ò Ö̧ Ò o o ËØÖ Ù×o Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø ÓÖ Ñ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 1⁄2 ¿ 1⁄2ß ¿̧ 1⁄2 ¿o Å · È o Ö Ó×̧ Êo Äo Ö Ņ̃ È o ÅÓÒØ ÓÑ ÖÝ ̧ oÄo ÊÓØ × Ð ̧ Âo ËÔ Ò Ö̧ Ò o o ËØÖ Ù×o Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø ÓÖ Ñ× ÁÁo ÁÒ o À Ò Ð̧ Êo Ê Ó̧ Ò Îo ËÓ×̧ ØÓÖ×̧ ÁÒ¬ Ò Ø Ò Ò Ø Ë Ø× Á̧ Ô × 3⁄4 ß o ÆÓÖØ 1ÀÓÐÐ Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o Å · È o Ö Ó×̧ Êo Äo Ö Ņ̃ È o ÅÓÒØ ÓÑ ÖÝ ̧ oÄo ÊÓØ × Ð ̧ Âo ËÔ Ò Ö̧ Ò o o ËØÖ Ù×o Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø ÓÖ Ñ× ÁÁÁo ÁÒ o À Ò Ð̧ Êo Ê Ó̧ Ò Îo Ë Ó×̧ ØÓÖ×̧ ÁÒ¬ Ò Ø Ò Ò Ø Ë Ø× ÁÁ̧ Ô × ß ¿o ÆÓÖØ 1ÀÓÐ Ð Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o à 1⁄4 È o Ö Ó× Ò È o ÃÓÑ Ø o ÓÙ ÒØ Ð ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ× Ó Ê 3⁄4 Ò Ê ¿ × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo ¿3⁄4 ß¿¿1⁄2̧ 1⁄2 1⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 252
ÔØ Ö 1⁄21⁄2 Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø ÓÖÝ 3⁄4 ¿ ÊË ¿ È o Ö Ó×̧ o ÊÓØ × Ð ̧ Ò o o ËØÖ Ù×o ÈÓ ÐÝ ÖÓÑ Ø Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø Ó1 Ö Ñ×o Âo Ó Ño̧ 3⁄41⁄4 3⁄4 ß¿ ̧ 1⁄2 ¿o Ë¿ È o Ö Ó× Ò o ËÞ Ö ×o ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÔÖÓ Ð Ñ Ò ÓÑ ØÖÝ o ÓÑÔÓ× Ø Ó Å Ø o̧ 3⁄4 ¿ß 1⁄4̧ 1⁄2 ¿ o à 1⁄2 Ào Ù Öר Ò Ö Ò o à ØÞÒ Ð ×ÓÒo Ò × Ø ÝÚ Ö× ÓÒ Ó Ø À Ð ×1Â Û ØØ Ø ÓÖ Ño Âo Ò Ðo Å Ø o̧ ß1⁄21⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄2o Ê 1⁄4 È o Ö Ò Ð Ò Îo ÊÓ Ðo Ô ÖØ Ø ÓÒ Ô ÖÓÔ ÖØÝ Ó × ÑÔÐ × Ò Ù Ð Ò ×Ô o Âo Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ¿ 1⁄2ß ̧ 1⁄2 1⁄4o ÙÖ Ào Ù Öר Ò Ö o Ö Ó Ú ÓÖ Ó ÓÒ Ð Ñ ×ÙÖ × Ò Ø ÓÖ Ñ Ó ËÞ Ñ Ö ÓÒ Ö Ø Ñ Ø ÔÖÓ Ö ×× ÓÒ×o Âo 3 Ò Ðo Å Ø o̧ ¿1⁄2 3⁄41⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o Ï 1⁄2 È o Ö Ò Ð Ò ÊoÅo Ï Ð×ÓÒ o ÁÒØ Ö× Ø ÓÒ Ø ÓÖ Ñ× Û Ø ÓÑ ØÖ ÓÒ× ÕÙ Ò ×o ÓÑ Ò ØÓÖ ̧ 1⁄2 ¿ ß¿ ̧ 1⁄2 1⁄2o ÓÛ 1⁄41⁄2 Ìo ÓÛ Ö×o Ò Û ÔÖÓÓ Ó ËÞ Ñ Ö 3× Ø ÓÖ Ño ÓÑo ÙÒ Øo Ò Ðo̧ 1⁄21⁄2 ß ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ö 1⁄4 Êo Äo Ö Ño ÇÒ Ô ÖØ Ø ÓÒ× Ó Ò o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 3⁄4 ß ̧ 1⁄2 1⁄4o Ö 1⁄4 Êo Äo Ö Ño Ì ÓÔ × Ò Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø ÓÖÝ o ÁÒ Âo Æ × ØÖ Ð Ò Îo ÊÓ Ð̧ ØÓÖ×̧ Å Ø Ñ Ø × Ó Ê Ñ× Ý Ì Ó ÖÝo ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ À Ð Ö ̧ 1⁄2 1⁄4o Ö ¿ Êo Äo Ö Ño Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø ÓÖ Ñ× ÓÒ Ø Ò1×Ô Ö o Âo Ö Ô Ì ÓÖÝ ̧ 1⁄21⁄4 ß 1⁄21⁄2 ̧ 1⁄2 ¿o Ö Êo Äo Ö Ño ÇÐ Ò Ò Û Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø ÓÖ Ñ×o ÁÒ Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ o ÄÙ Ø1 Û ̧ Âo Å Ð Ú Ø ̧ Ò Êo ÈÓÐÐ ̧ ØÓÖ×̧ × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ Ò ÓÒÚ Ü ØÝ̧Ú ÓÐ1 ÙÑ 1⁄4̧ ÒÒo Æ Û ÓÖ o Ë o̧ Ô × 3⁄41⁄4ß¿1⁄4o Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o Ö Êo Äo Ö Ño Ê ÒØ ØÖ Ò × Ò Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø ÓÖÝo × Ö Ø Å Ø o̧ 1⁄2¿ 1⁄21⁄2 ß 1⁄23⁄4 ̧ 1⁄2 o ÊË 1⁄4 Êo Äo Ö Ņ̃ oÄo ÊÓØ × Ð ̧ Ò Âo ËÔ Ò Öo Ê Ñ× Ý Ì ÓÖÝ ̧ 3⁄4Ò Ø ÓÒo Ï Ð Ý̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 1⁄4o ÂÙ Êo ÂÙ ×Þo Ê Ñ× Ý ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ× Ò Ø ÔÐ Ò o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 3⁄4 1⁄2 3⁄4ß 1⁄2 1⁄4̧ 1⁄2 o ÃÓÑ È o ÃÓÑ Ø o Ë Ø Ø ÓÖÝ ÓÑ ØÖ Ò Ö Ðo Ì Ñ Ø Ñ Ø × Ó È ÙÐ Ö Ó×̧ ÁÁ̧ ÚÓÐ ÙÑ 1⁄2 Ó Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÑ Òo̧ Ô × 1⁄2ß ̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o ÃÖ 1⁄2 Áo ÃÖ Þo È ÖÑÙØ Ø ÓÒ ÖÓÙÔ × Ò Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø ÓÖÝo ÈÖÓ o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄21⁄23⁄4 ß 1⁄4 ̧ 1⁄2 1⁄2o ÃÖ 3⁄4 Áo ÃÖ Þo ÐÐ ØÖ Ô ÞÓ × Ö Ê Ñ× Ýo × Ö Ø Å Ø ̧ 1⁄21⁄4 ß 3⁄4̧ 1⁄2 3⁄4o ÃÙÒ Ão ÃÙÒ Òo È Ö×ÓÒ Ð ÓÑÑÙÒ Ø ÓÒo ÅÊ Âo Å ØÓÙ × Ò Îo ÊÓ Ðo ÇÒ Ê Ñ× Ý × Ø× ÓÒ ×Ô Ö ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 1⁄4 ¿1⁄4ß ̧ 1⁄2 o Æ 1⁄43⁄4 Ço Æ Ù× Ø Òo ÒÓØ ÓÒ Ø ×Ô ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Öo × Ö Ø Å Ø o̧ 3⁄4 ß 1⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o Ç3 1⁄41⁄4 È o Ç3 ÓÒÒ ÐÐo Ö ØÖ ÖÝ ÖØ ̧ 1 ÖÓÑ Ø ÙÒ Ø ×Ø Ò Ö Ô × Ò Ø ÔÐ Ò È ÖØ 1⁄2 Ö Ô × Ö ÔØ ÓÒo ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ 1⁄2 ß1⁄2 1⁄4̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o Ç3 1⁄41⁄4 È o Ç3 ÓÒÒ ÐÐo Ö ØÖ ÖÝ ÖØ ̧ 1 ÖÓÑ Ø ÙÒ Ø ×Ø Ò Ö Ô × Ò Ø ÔÐ Ò È ÖØ 3⁄4 Ö Ô Ñ Ò o ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ 1⁄2 1⁄4ß1⁄2 ¿̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o ÊÌ1⁄4¿ Êo Ê Ó Ò o ÌÓØ o ÆÓØ ÓÒ Ø ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ø ×Ô o ÁÒ o ÖÓÒ ÓÚ̧ Ëo ×Ù̧ Âo È ̧ Ò Åo Ë Ö Ö̧ ØÓÖ×̧ × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ Ì ÓÓ Ñ Ò1ÈÓÐÐ ×Ø× Ö Ø̧ Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÑ Òo̧ Ô × ß o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o Ë ¿ È o Ë Ñ ØØo ÈÖÓ Ð Ñ× Ò × Ö Ø Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÑ ØÖÝ o ÁÒ È oÅo ÖÙ Ö Ò Âo Åo Ï ÐÐ ×̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÒÚ Ü ÓÑ Ø ÖÝ̧ ÚÓÐÙ Ñ o ÆÓÖØ 1ÀÓÐ Ð Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 ¿o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 253
3⁄4 Êo Äo Ö Ñ Ë Âo Ào Ë Ñ ÖÐo È Ö×ÓÒ Ð ÓÑÑÙÒ Ø ÓÒ̧ 1⁄2 o Ë Âo Ào Ë Ñ ÖÐo Ì Ö Ò Ð 1 Ö Ô ÖØ Ø ÓÒ× Ó Ù Ð Ò ×Ô o ÙÐ Ðo Ä ÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o̧ 3⁄4 ¿ß ̧ 1⁄2 o Ë Äo Ë Öo ÐÐ Ö Ø ØÖ Ò Ð × Ö Ê Ñ× Ý Ò 3⁄4 Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 3⁄41⁄4 ¿ ß ¿ ̧ 1⁄2 o Ë Ëo Ë Ð o ÈÖ Ñ Ø Ú Ö ÙÖ× Ú ÓÙÒ × ÓÖ Ú Ò Ö Ï Ö Ò ÒÙÑ Ö×o Âo Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄2 ¿ß ̧ 1⁄2 o ËÓ 1⁄2 o ËÓ Öo ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ø ÔÐ Ò ×ØÓÖ Ð ×ÙÖÚ Ýo ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ 1⁄2 1⁄2¿ß1⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄2o ËÓ 3⁄4 o ËÓ Öo × Ü1 ÓÐ ÓÖ Ò Ó Ø ÔÐ Ò o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 1⁄2 3⁄4 3⁄4ß3⁄4 ̧ 1⁄2 3⁄4o ËÏ Äo o ËÞ ÐÝ Ò Æo Ï ÓÖÑ Ð o ÓÙÒ × ÓÒ Ø Ñ ×ÙÖ Ð ÖÓÑ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ê Ò o × Ö Ø Å Ø o̧ ¿ ¿ß¿ 3⁄4̧ 1⁄2 o ËÞ ¿ o ËÞ Ö ×o Ó Ñ Ò ØÓÖ Ð ÔÖÓ Ð Ñ Ò ÓÑ ØÖÝ Ê Ñ Ò × Ò ×o ÁÒ Âo ËÔ Ò Ö̧ ØÓÖ̧ È ÙÐ Ö Ó× Ì ÖØ Ó ÓÙÒØ Ò ̧ Ë Ð Ø ÏÖ Ø Ò ×̧ Ô × Ü ÜßÜÜ o Ì ÅÁÌ ÈÖ ××̧ Ñ Ö ̧ 1⁄2 ¿o ËÞ o ËÞ Ñ Ö o ÇÒ × Ø× Ó ÒØ Ö× ÓÒØ Ò Ò ÒÓ Ð Ñ ÒØ× Ò Ö Ø Ñ Ø ÔÖÓ Ö ×× ÓÒo Ø Ö Ø o̧ 3⁄4 1⁄2 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o ÌÓØ o ÌÓØ o Ê Ñ× Ý1ØÝ Ô ÓÙÒ ÓÖ Ö Ø Ò Ð ×o Âo Ö Ô Ì ÓÖÝ̧ 3⁄4¿ ¿ß ̧ 1⁄2 o ÌÎ o ÌÓØ Ò È oÎ ÐØÖo ÆÓØ ÓÒ Ø Ö Ó×1Ë Þ Ö × Ø ÓÖ Ño ÁÒ Âo È ̧ ØÓÖ̧ Ö Ó× Å ÑÓÖ Ð Á××Ù ̧ × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2 ß ̧ 1⁄2 o Ú Ï3⁄4 oÄo Ú Ò Ö Ï Ö Òo Û × Ò Ö Ù Ø× Ò Î ÖÑÙØÙ Ò o Æ ÙÛ Ö o Ï × o̧ 1⁄2 3⁄41⁄23⁄4ß3⁄41⁄2 ̧ 1⁄2 3⁄4 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 254
1⁄23⁄4 ÁË Ê Ì ËÈ ÌË Ç ËÌÇ À ËÌÁ ÇÅ ÌÊ ÊÓÐ Ë Ò Ö ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ ËØÓ ×Ø ÓÑ ØÖÝ ×ØÙ × Ö Ò ÓÑ ÐÝ Ò Ö Ø ÓÑ ØÖ Ó Ø×o Ì ÔÖ × ÒØ ÔØ Ö Ð× Û Ø ×ÓÑ × Ö Ø ×Ô Ø× Ó ×ØÓ ×Ø ÓÑ ØÖÝ o Ï × Ö ÛÓÖ Ø Ø × Ò ÓÒ ÓÒ Ñ Ð Ö Ó Ø× Ó × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ ̧ ×Ù × ¬Ò Ø ÔÓ ÒØ × Ø×̧ Ø Ö ÓÒÚ Ü ÙÐÐ ×̧ × Ö Ø ÔÓ ÒØ × Ø×̧ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ­ Ø×̧ Ò Ø ×× ÐÐ 1 Ø ÓÒ× Ó ×Ô ̧ ÙÒ Ö Ú Ö ÓÙ× ×× ÙÑÔØ ÓÒ× Ó Ö Ò ÓÑÒ ××o ÅÓ× Ø Ó Ø Ö × ÙÐØ× ØÓ Ñ ÒØ ÓÒ ÓÒ ÖÒ ÜÔ Ø Ø ÓÒ× Ó ÓÑ ØÖ ÐÐÝ ¬Ò Ö Ò ÓÑ Ú Ö Ð ×̧ ÓÖ ÔÖÓ Ð Ø × Ó Ú ÒØ× ¬Ò Ý Ö Ò ÓÑ ÓÑ ØÖ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ×o Ì × Ð Ø ÓÒ Ó ØÓÔ × ÑÙ× Ø Ò ×× Ö ÐÝ Ö ×ØÖ Ø Ú o Ï Ð Ú ÓÙØ Ø Ö Ø ÒÙÑ Ö Ó ×Ô 1 Ð Ð Ñ ÒØ ÖÝ ÓÑ ØÖ ÔÖÓ Ð ØÝ ÔÖÓ Ð Ñ× Û Ò ×ÓÐÚ ÜÔÐ ØÐÝ Ý Ö Ø̧ Ø ÓÙ Ô Ó×× ÐÝ ÒØÖ Ø ̧ Ò ÐÝØ Ð ÙÐ Ø ÓÒ× o Ï Ô Ý ×Ô Ð ØØ ÒØ ÓÒ ØÓ Ø Ö × ÝÑÔØÓØ Ö ×ÙÐ Ø×̧ Û Ö Ø ÒÙÑ Ö Ó ÔÓ ÒØ× ÓÒ× Ö Ø Ò × ØÓ Ò¬Ò ØÝ ̧ ÓÖ ØÓ Ò ÕÙ Ð Ø ×̧ ÓÖ ØÓ ÒØ Ø × Û Ö Ø ÔÖÓÓ × ÒÚÓ ÐÚ ÑÓÖ Ð Ø ÓÑ Ø1 Ö ÓÖ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ö ÙÑ ÒØ ×o Ì ÐÓ× Ø × Ó × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ ØÓ ÓÒÚ Ü ØÝ Ö Ö ­ Ø Û ÓÒ× Ö ÓÒÚ Ü ÙÐÐ × Ó Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ× ̧ ÒØ Ö× Ø ÓÒ× Ó Ö Ò ÓÑ Ð ×Ô ×̧ Ò Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ× Ó ×Ô ÒØÓ ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ö Ø Ø Ö Ý × Ö Ø Ö Ò ÓÑ ÝÔ ÖÔÐ Ò ×Ý× Ø Ñ× ÓÖ̧ × Î ÓÖÓÒÓ ÓÖ Ð ÙÒ Ý ÑÓ× ×̧ Ý × Ö Ø Ö Ò1 ÓÑ ÔÓ ÒØ × Ø×o Ì ÓÔ × ÒÓØ ÓÚ Ö Ö ̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ× Û Ø Ö Ò ÓÑ Ø ̧ Ò Ø Ú Ö 1 × Ò ÐÝ× × Ó ÓÑ ØÖ Ð ÓÖ Ø Ñ×o 1⁄23⁄4o1⁄2 ÇÆÎ ÀÍÄÄË Ç Ê Æ ÇÅ ÈÇÁÆ ÌË Ì × ØÙÔ ÓÖ Ø × × Ø ÓÒ × ¬Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ× Ò ØÓÔÓÐÓ Ð ×Ô ¦o ÅÓ× ØÐÝ Ø ×Ô ¦ × Ê ̧Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ù Ð Ò ×Ô ̧ Û Ø × Ð Ö ÔÖÓ Ù Ø ¡ ¡ Ò ÒÓÖ Ñ ¡ o ÇØ Ö ×Ô × Ø Ø Ó ÙÖ Ö Ø ×Ô Ö Ë 1⁄2 Ü 3⁄4 Ê ¬ ¬ Ü 1⁄2 ÓÖ ÑÓÖ Ò Ö Ð ×Ù Ñ Ò ÓÐ × Ó Ê o Ý Ü 3⁄4 Ê ¬ ¬ Ü 1⁄2 Û ÒÓØ Ø ÙÒ Ø ÐÐ Ó Ê o Ì ÚÓÐÙÑ Ó × ÒÓØ Ý o Ä ÇËË Ê Ê Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ Ò ¦ ÓÖ Ð1Ñ ×ÙÖ Ð Ñ ÔÔ Ò ÖÓÑ ×ÓÑ ÔÖÓ Ð ØÝ ×Ô ÒØÓ ¦o ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ó Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ Ò ¦ Ì ÔÖÓ Ð ØÝ Ñ ×ÙÖ ÓÒ ¦ ×Ù Ø Ø ́ μ̧ ÓÖ ÓÖ Ð × Ø ¦̧ × Ø ÔÖÓ Ð ØÝØ Ø 3⁄4 o o o o Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ× ËØÓ ×Ø ÐÐÝ Ò Ô Ò ÒØ Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ× ́ÓÒ Ø × Ñ ÔÖÓ Ð ØÝ ×Ô μ Û Ø Ø × Ñ ×ØÖ ÙØ ÓÒo 3⁄4 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 255
3⁄4 Êo Ë Ò Ö ÆÇÌ ÌÁÇÆ 1⁄2 Ò o o o Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ× Ò Ê Ø ÓÑÑ ÓÒ ÔÖÓ Ð ØÝ ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ó 3 Ñ ×ÙÖ Ð Ö Ð ÙÒ Ø ÓÒ ¬Ò ÓÒ Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò Ê 3́ Òμ Ø Ö Ò ÓÑ Ú Ö Ð 3́ ÓÒÚ 1⁄2 Ò μ 3́à Òμ 3́ Òμ̧ × Ø ÙÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ò Ã ÜÔ Ø Ø ÓÒ Ó Ö Ò ÓÑ Ú Ö Ð ÒÙÑ Ö Ó 1 × 1⁄2 ÓÒ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Û Ø Ú ÖØ ×̧ 1⁄4 ÓØ ÖÛ × Î Ø ÒØÖ Ò× ÚÓÐÙÑ ́× ÔØ Ö 1⁄2 μ Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö Î 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÚÓÐÙÑ Ë 3⁄4 Î 1⁄2 ̧ ×ÙÖ Ö Ë Ð Ñ ÒØ Ó ×ÙÖ Ö ́à Òμ Î ́Ãμ Î ́à Òμ 1⁄23⁄4o1⁄2o1⁄2 ÁËÌÊÁ ÍÌ ÁÇÆ1ÁÆ È Æ ÆÌ Ê ËÍÄ ÌË Ì Ö Ö Û Ò Ö Ð Ö × ÙÐØ× ÓÒ ÓÒÚ Ü ÙÐ Ð× Ó o o o Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ× Ò Ê Ø Ø Ó ÒÓØ Ö ÕÙ Ö ×Ô Ð ××ÙÑÔØ ÓÒ× ÓÒ Ø ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ó Ø × ÔÓ ÒØ× o Ð ×1 × Ð Ö ×ÙÐ Ø Ù ØÓ Ï Ò Ð Ï Ò 3⁄4 ÓÒ ÖÒ× Ø ÔÖÓ Ð ØÝ ̧ × Ý Ô Ò ̧ Ø Ø 1⁄4 3⁄4 ÓÒÚ 1⁄2 Ò o Á Ø ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ó Ø o o o Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ× 1⁄2 Ò 3⁄4 Ê × × ÝÑÑ ØÖ Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ 1⁄4 Ò ×× Ò× Ñ ×ÙÖ Þ ÖÓ ØÓ Ú ÖÝ ÝÔ ÖÔÐ Ò Ø ÖÓÙ 1⁄4̧ Ø Ò Ô Ò 1⁄2 3⁄4 Ò 1⁄2 1⁄2 1⁄4 Ò 1⁄2 ́1⁄23⁄4o 1⁄2o1⁄2μ Ì × ÓÐ ÐÓÛ× ÖÓÑ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ö × ÙÐØ Ó Ë Ð ­ ̧ ÓÒ Ø ÒÙÑ Ö Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÐÐ× Ò ÔÖ Ø Ø Ó ÒÓ Ê Ý Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ø ÖÓÙ 1⁄4 Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒo ÁØ Û × ÔÖ ÓÚ × ÙÖÔÖ × Ò ÐÝ Ð Ø Ø Ø Ø × ÝÑÑ ØÖ ×ØÖ ÙØ ÓÒ× Ö ÜØÖ Ñ Ð Ï Ò Ö Ò Ï ÐÞÐ Ï Ï1⁄41⁄2 × ÓÛ Ø Ø Ø ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ó Ø ÔÓ ÒØ× × ×ÓÐ ÙØ ÐÝ ÓÒØ ÒÙÓÙ× Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ä × Ù Ñ ×ÙÖ ̧ Ø Ò Ô Ò × Ø Ð ×Ø Ø Ö Ø1 Ò × Ó ́1⁄23⁄4o1⁄2o 1⁄2μo Ì ÜÔ Ø Ú ÐÙ × Î ́ Òμ ÓÖ « Ö ÒØÒ ÙÑ Ö× Ò Ö ÓÒÒ Ø Ý × 1 ÕÙ Ò Ó ÒØ Ø ×o ÓÖ Ò Ö ØÖ ÖÝ ÔÖÓ Ð ØÝ ×ØÖ ÙØ ÓÒ ÓÒ Ê ̧ Ù Ø Ù 1⁄4 ÔÖ ÓÚ Ø Ö ÙÖÖ Ò Ö Ð Ø ÓÒ× Î ́ ·3⁄4 Ñμ 1⁄2 3⁄4 3⁄4Ñ 1⁄2 1⁄2 ́ 1⁄2μ ·1⁄2 ·3⁄4 Ñ Î ́ ·3⁄4 Ñ μ Ò ̧ ÓÒ× ÕÙ ÒØÐÝ ̧ Î ́ ·3⁄4 Ñμ Ñ 1⁄2 3⁄4 3⁄4 1⁄2 ¡ 3⁄4 ·3⁄4 Ñ 3⁄4 1⁄2 Î ́ ·3⁄4 Ñ 3⁄4 ·1⁄2 μ ÓÖ Ñ 3⁄4 Æ̧ Û Ö Ø ÓÒר ÒØ× 3⁄4 Ö Ø Ö ÒÓÙÐÐ ÒÙÑ Ö×o 1⁄23⁄4o1⁄2o3⁄4 Æ ÌÍÊ Ä ÁËÌ ÊÁ Í ÌÁÇÆË ÁÒ ÓÑ ØÖ ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÙØ Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ× ̧ Û ×ØÖ ÙØ ÓÒ× Ú Ò ÓÒ× 1 Ö × Ô ÖØ ÙÐ ÖÐÝ Ò ØÙÖ Ð̧ ÓÖ « Ö ÒØ Ö ×ÓÒ× o ËÙ Ö × ÓÒ× Ñ Ý Ò Ú Ö Ò © 2004 by Chapman & Hall/CRC 256
ÔØ Ö 1⁄23⁄4 × Ö Ø ×Ô Ø× Ó ×ØÓ ×Ø ÓÑ ØÖÝ 3⁄4 ÔÖÓÔ ÖØ ×̧ ÓÖ Ö Ð Ø ÓÒ× ØÓ Ñ ×ÙÖ × Ó ÓÑ ØÖ × Ò ¬ Ò ̧ ÙØ Ø Ö Ö Ð×Ó ÑÓÖ ×Ù ØÐ Ú ÛÔÓ ÒØ ×̧ × ÜÔÐ Ò ̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ò ÊÙ Ò Ò Å Ð × ÊÙÅ 1⁄4 o Ì ×ØÖ ÙØ ÓÒ× Ó Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ Ò Ê × ÓÛÒ Ò Ì Ð 1⁄23⁄4o1⁄2o 1⁄2 ÙÒ ÖÐ Ñ ÒÝ ÒÚ ×Ø Ø ÓÒ× o Ì Ä 1⁄23⁄4o1⁄2o1⁄2 Æ ØÙÖ Ð ×ØÖ ÙØ ÓÒ× Ó Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ Ò Ê o Æ Å Ç ÁËÌÊÁ ÍÌÁÇÆ ÈÊÇ ÁÄÁÌ ÆËÁÌ Ì Ü 3⁄4 Ê ÍÒ ÓÖÑ Ò Ã » Ò ØÓÖ ÙÒ Ø ÓÒ Ó Ã Ø Ü ËØ Ò Ö ÒÓ ÖÑ Ð » ÜÔ 1⁄2 3⁄4 Ü 3⁄4 ¡ Ø ØÝÔ 1⁄2 » ́1⁄2 Ü 3⁄4 μ Õ ¢ Ò ØÓÖ ÙÒ Ø ÓÒ Ó Ø Ü̧ Õ 1⁄2 Ø ØÝÔ 3⁄4 » Ü « 1⁄2 ́1⁄2 · Ü μ ́«·¬ μ « ¬ 1⁄4 ËÔ Ö ÐÐÝ ×Ý ÑÑ ØÖ ÙÒ Ø ÓÒ Ó Ü À Ö Ã Ê × ÚÒ ÐÓ× × Ø Ó ÔÓ× Ø Ú ̧ ¬Ò Ø ÚÓÐ ÙÑ ̧ Ó Ø Ò ÓÒÚ Ü Ó Ý ́ ÓÑÔ Ø̧ ÓÒÚ Ü × Ø Û Ø ÒØ Ö ÓÖ ÔÓ ÒØ×μo Í×Ù ÐÐÝ Ø Ò Ñ Ó Ø ×ØÖ 1 ÙØ ÓÒ Ó Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ × Ð×Ó ××Ó Ø Û Ø Ø Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ Ø× Ð o Ò Ö Ð ÖÓØ Ø ÓÒ ÐÐÝ × ÝÑÑ ØÖ ×ØÖ ÙØ ÓÒ× Ú Ñ ÓרÐÝ Ò ÓÒ× Ö ÙÒ Ö Ø ÓÒ Ð Ø Ð ××ÙÑÔØ ÓÒ× o Á × ×ÑÓÓØ ÓÑÔ Ø ÝÔ Ö ×ÙÖ Ò Ê ̧ Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ × ÙÒ ÓÖÑ ÓÒ Ø× ×ØÖ ÙØ ÓÒ × ÔÖÓÔ ÓÖ Ø ÓÒ Ð ØÓ Ø Ö Ñ ×ÙÖ ÓÒ o Ì × ×ØÖ ÙØ ÓÒ × Ô ÖØ ÙÐ ÖÐÝ Ò ØÙÖ Ð ÓÖ Ø ÙÒ Ø ×Ô Ö Ë 1⁄2 ̧ × Ò Ø × Ø ÙÒ ÕÙ ÖÓØ Ø ÓÒ1 ÒÚ Ö ÒØ ÔÖÓ Ð ØÝ Ñ ×ÙÖ ÓÒ Ë 1⁄2 o ÓÖ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÙØ Ò1ØÙÔÐ × Ó Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ× Ò Ê ̧ Ø ÓÐ1 ÐÓÛ Ò Ô ÔÖÓ Ð × ØÓ Ò ØÙÖ Ð ×ØÖ ÙØ ÓÒo Ú ÖÝ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó Ò ÒÙÑ Ö ÔÓ ÒØ× Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ Ò Ê × ÆÒ ÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ Ø ÓÖØ Ó ÓÒ Ð ÔÖÓ Ø ÓÒ Ó Ø × Ø Ó ÒÙÑ Ö Ú ÖØ × Ó ¬Ü Ö ÙÐ Ö × ÑÔÐ Ü Ì Ò 1⁄2 Ê Ò 1⁄2 ÓÒØÓ ÙÒ ÕÙ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ð Ò Ö ×Ù ×Ô Ó Ê Ò 1⁄2 o Ì × ×Ø Ð × × ÓÒ 1ØÓ1 ÓÒ ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ØÛ Ò Ø ́ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ1ÔÖ × ÖÚ Ò μ ÆÒ ÕÙ Ú Ð Ò Ð ×× × Ó ×Ù ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ò Ò ÓÔ Ò Ò× ×Ù × Ø Ó Ø Ö ××Ñ ÒÒ Ò ́Ò 1⁄2 μ Ó ÓÖ ÒØ 1×Ô × Ò Ê Ò 1⁄2 o Ì ÙÒ ÕÙ ÖÓØ Ø ÓÒ1 ÒÚ Ö ÒØ ÔÖÓ Ð ØÝ Ñ ×ÙÖ ÓÒ ́Ò 1⁄2 μ Ø Ù× Ð × ØÓ ÔÖÓ Ð ØÝ ×ØÖ ÙØ ÓÒ ÓÒ Ø × Ø Ó ÆÒ ÕÙ Ú1 Ð Ò Ð ×× × Ó Ò1ØÙÔÐ × Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ Ò Ê o Ê Ö Ò × ÓÖ Ø × Ö ××Ñ ÒÒ Ô ÔÖÓ ̧ Û Û × ÔÖÓÔÓ× Ý Î Ö× Ò Ý ÓÓ Ñ Ò Ò ÈÓÐÐ ̧ Ö Ú Ò Ò « ÒØÖ Ò Ö Ò Ë Ò Ö Ë 3⁄4 o ÖÝ× Ò ÓÚ Ò Î Ø Ð Î Ô Ö Ó Ú Ø Ø Ò ÆÒ 1 ÒÚ Ö ÒØ ÙÒ Ø ÓÒ Ð Ó Ò1ØÙÔÐ × Û Ø Ø × ×ØÖ ÙØ ÓÒ × ×ØÓ ×Ø ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ Ø × Ñ ÙÒ Ø ÓÒ Ð Ø Ò Ø Ò o o o Ò1ØÙÔÐ Ó ×Ø Ò1 Ö ÒÓÖÑ Ð ÔÓ ÒØ× Ò Ê o ÖÝ× Ò ÓÚ Ö × Ñ Ð Ö̧ Ò × ØÖÓÒ × Ò× ̧ Ø ÙÒ ÕÙ ÖÓÐ Ø Ø × ÔÐ Ý Ò Ø × ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ÝØ ÚÖØ Ü × Ø× Ó Ö ÙÐ Ö × ÑÔÐ ×o 1⁄23⁄4o1⁄2o¿ ÍÆÁ ÇÊÅ Ê Æ ÇÅ ÈÇÁÆÌË ÁÆ ÇÆÎ Ç Á Ë ÓÒ× Ö Ð ÑÓÙÒØÓ Û ÓÖ × Ò ÓÒ ÓÒ ÓÒÚ Ü ÙÐÐ × Ó ¬Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó o o o Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ× Û Ø ÙÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ò Ú Ò ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã Ò Ê o ËÓÑ Ó Ø ÜÔ Ø Ø ÓÒ× Ó 3́à Òμ ÓÖ « Ö ÒØ ÙÒ Ø ÓÒ× 3 Ö ÓÒÒ Ø Ý © 2004 by Chapman & Hall/CRC 257
3⁄4 Êo Ë Ò Ö ÒØ Ø ×o ÌÛÓ Ð ×× Ð Ö × ÙÐØ× Ó ÖÓÒ Ö ̧ ·1⁄2 ́à Òμ Ò ·1⁄2 Î Ò 1⁄2 ́à ·1⁄2 μ Î Ò 1⁄2 ́Ãμ ́1⁄23⁄4o 1⁄2o3⁄4μ Ò 1⁄4 ́Ã Ò ·1⁄2 μ Ò ·1⁄2 Î ́Ãμ ́à Òμ ́1⁄23⁄4o 1⁄2o¿μ Ú ÓÙÒ Ö1Ö Ò Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ò ÛÓÖ Ó Ù Ø 3× Ù 1⁄43⁄4 o À ÜØ Ò ́1⁄23⁄4o 1⁄2o¿μ ØÓ Ö ÑÓÑ ÒØ× Ó Ø ÚÓÐ ÙÑ ̧ × ÓÛ Ò Ø Ø Î ́à Òμ Î ́Ãμ 1⁄2 1⁄2 1⁄4 ́Ã Ò · μ Ò · ÓÖ 3⁄4 Æo × ÓÒ× ÕÙ Ò ̧ Ø Ø ÑÓÑ ÒØÓ Î ́à Òμ Ò ÜÔÖ ×× Ð Ò ÖÐÝ Ý Ø ¬Ö ר ÑÓÑ ÒØ× Ó 1⁄4 ́à ҷ μo ÙÖØ Ö ÓÒ× ÕÙ Ò × Ö Ú Ö Ò ×Ø Ñ Ø × ÓÖ ́à Òμ Ò 1⁄4 ́à Òμ ÓÖ ×ÙÆ ÒØÐÝ ×ÑÓÓØ ÓÒÚ Ü Ó × Ão Ç ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÒØ Ö ×Ø × Ø ÜÔ Ø Ø ÓÒ ́à Òμ̧ Û × Ø ÔÖÓ Ð ØÝ Ø Ø Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ò o o o ÙÒ ÓÖÑ Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ× Ò Ã × Ü ØÐÝ Ú ÖØ ×o ÓÖ Ø ×̧ Ù Ø Ù 1⁄43⁄4 Ô Ö Ó Ú Ø Ø ́à Òμ ́ 1⁄2μ Ò 1⁄2 ́ 1⁄2μ Î Ò ́à μ Î Ò ́Ãμ Û ÓÖ ·1⁄2 Ö Ù × ØÓ ́1⁄23⁄4o1⁄2o3⁄4μo ËÝÐ Ú ×Ø Ö3× Ð ×× Ð ÔÖÓ Ð Ñ × ÓÖ ¿ ́à μ ́ÓÖ Ø ÓÑ ÔÐ Ñ ÒØ ÖÝ ÔÖÓ Ð ØÝμ ÓÖ ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã Ê 3⁄4 o ÅÓÖ Ò Ö ÐÐÝ ̧Ó Ò Ñ Ý × ÓÖ ·1⁄2 ́à Òμ ÓÖ ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã Ê Ò Ò ·1⁄2 ̧ Ø ÔÖÓ Ð ØÝØ ØØ ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ò o o o ÙÒ ÓÖÑ ÔÓ ÒØ× Ò Ã × × ÑÔÐ Üo ÖÓÑ ́1⁄23⁄4o1⁄2o 3⁄4μ Ò Ö × ÙÐØ× Ó Å Ð × Å Ð 1⁄2 ̧ Ø Ú ÐÙ × ·1⁄2 ́ Ò μ Ö ÒÓÛÒo Ø Ø ÓØ Ö Ò ̧ Ò ́à Òμ × Ó ÒØ Ö ×Ø̧ Ø ÔÖÓ Ð ØÝ Ø Ø Ò o o o ÙÒ ÓÖÑ ÔÓ ÒØ× Ò Ã Ö Ò ÓÒÚ Ü ÔÓ× Ø ÓÒo Î ÐØÖ Î Ð Ø ÖÑ Ò Ò ́È Òμ È × Ô Ö ÐÐ ÐÓ Ö Ņ̃ Ò Ò Î Ð È × ØÖ Ò Ð o ÓÖ ÓÒÚ Ü Ó × Ã Ê 3⁄4 Ó Ö ÓÒ ̧ Ö ÒÝ Ö Ó Ø Ò Ø ×ØÓÒ × Ò Ð Ñ Ø Ö Ð Ø ÓÒ Ð Ñ Ò 1⁄2 Ò 3⁄4 Ò Ô Ò ́à Òμ 1⁄2 3⁄4 ¿ ́Ãμ Û Ö ́Ãμ × Ø ×ÙÔÖ ÑÙÑ Ó Ø ÆÒ Ô Ö Ñ Ø Ö× Ó ÐÐ ÓÒÚ Ü Ó × ÓÒØ Ò Ò Ão Ö ÒÝ × Ú Ò ×Ø Ð × Ð Û Ó Ð Ö ÒÙÑ Ö× ÓÖ ÓÒÚ Ö Ò ØÓ Ð Ñ Ø × Ô o Ì Ö × ÙÒ ÕÙ ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã Ã Û Ø ÆÒ Ô Ö Ñ Ø Ö ́à μo Á Ã Ò ÒÓØ × Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ò o o o ÙÒ ÓÖÑ ÔÓ ÒØ× Ò Ã Ò Æ × Ø À Ù× ÓÖ« Ñ ØÖ ̧ Ø Ò Ö ÒÝ3 × Ö × ÙÐØ × Ý× Ø Ø Ð Ñ Ò 1⁄2 ÈÖÓ ǼÃ Ò Ãμ ̄ 1⁄4 ́Ã Ò μ Ò 1⁄4 ÓÖ Ú ÖÝ ̄ 1⁄4o ÓÖ ÐÐ× Ò Ò Ö × Ò Ñ Ò× ÓÒ×̧ ÖÐ Ö ÛÓÖ Ó Ù Ø Û × ÜØ Ò Ý Ö ÒÝ Ò ÙÖ ̧ Û Ó ÔÖ ÓÚ Ø Ø Ò́ μ ́ Ò ́ μμ 1⁄2 Ò́ μ 3⁄4 3⁄4 ̄ Ñ́ μ ́ Ñ ́ μμ 1⁄4 Ñ́ μ 3⁄4 3⁄4 ́¿ μ·̄ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 258
ÔØ Ö 1⁄23⁄4 × Ö Ø ×Ô Ø× Ó ×ØÓ ×Ø ÓÑ ØÖÝ 3⁄4 Û Ò 1⁄2 ̧ ÓÖ Ú ÖÝ ¬Ü ̄ 1⁄4o Ì ÙØ ÓÖ× Ð×Ó ÒÚ ×Ø Ø 1Ò ÓÖÐ Ò ×× Ó Ø ÓÒÚ Ü ÙÐ Ðo Ï ØÙÖ Ò ØÓ Ö Ò ÓÑ Ú Ö Ð × 3́à Òμ ÓÒÒ Ø Û Ø ÒØÖ Ò× ÚÓÐ ÙÑ × Ò ÒÙÑ Ö×o Öר Û Ñ Ò Ø ÓÒ Ø Ö Ö Òר Ò × Û Ö Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÒ Ø Û ÓÐ ×ØÖ ÙØ ÓÒ × Ú Ð Ð o ËÓÑ ×Ô Ð Ö × ÙÐØ× ÓÖ 3⁄4 Ù ØÓ Ð Ö̧ Ê ̧ Ò À ÒÞ Ö ÕÙÓØ Ò Ë ̧ Ë Ø ÓÒ o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ À ÒÞ × ÓÛ Ø Ø Ø ×ØÖ ÙØ ÓÒ ÙÒ Ø ÓÒ Ã Ó Î 3⁄4 ́à ¿μ ÓÖ ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã Ê 3⁄4 × Ø ×¬ × Ì Ã ̧ Û Ö Ì × ØÖ Ò Ð Ò × Ò ÐÐ Ô× ̧ ÔÖ ÓÚ Ø Ø Ã Ì Ú Ø × Ñ Ö o Ê ×ÙÐ Ø× ÓÒ Ø ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ó Î Ö ́ Ö ·1⁄2 μ Ó Ö Ö 1⁄2 Ö Ð ×Ø Ò ÑÓÖ Ò Ö Ð ÓÒØ ÜØ Ò Ë Ø ÓÒ 1⁄23⁄4o1⁄2o o ÁÒ Ø ÔÐ Ò ̧ Û Ö Ñ Ö Ð ÒØÖ Ð Ð Ñ Ø ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ× Ú Ò Ó Ø Ò o ÓÖ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ ÓÒ È Ê 3⁄4 Û Ø Ö Ú ÖØ ×̧ ÖÓ Ò ÓÓÑ ÖÓ Ô Ö Ó Ú Ø Ø 1⁄4 ́È Òμ 3⁄4 ¿ Ö ÐÓ Ò Õ 1⁄21⁄4 3⁄4 Ö ÐÓ Ò Æ ́1⁄4 1⁄2μ ÓÖ Ò 1⁄2 ̧ Û Ö ÒÓØ × ÓÒÚ Ö Ò Ò ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ò Æ ́1⁄4 1⁄2μ × Ø ×Ø Ò1 Ö ÒÓÖ Ñ Ð ×ØÖ ÙØ ÓÒo ÖÓÑ Ø ×̧ Å ×× Å ×1⁄41⁄4 Ù Ø Ø Ð Ñ Ò 1⁄2 ¿ 1⁄4 ́È Òμ 3⁄4Ö ÐÓ Ò 1⁄2 Ò ÔÖÓ Ð ØÝ ÓÖ Ø Ö ÙÐ Ö × ̧ ÖÓ Ò ÓÓÑ × ÓÛ 1⁄4 ́ 3⁄4 Ò μ 3⁄4 1⁄2 Ò 1⁄2 ¿ Ô 3⁄4 3⁄4 Ò 1⁄2 ¿ Æ ́1⁄4 1⁄2μ Û Ø 1⁄2 ́ 3⁄4 ¿ μ 1⁄2 ¿ ́ ¿ μ 1⁄4 ¿ Ò 3⁄4 Ú Ò Ý Ò Ò Ø Ö Ð Û Û × Ú ÐÙ Ø ÒÙÑ Ö ÐÐÝ o ÓÖ ÔÓÐÝ ÓÒ È Û Ø Ö Ú ÖØ ×̧ Ö ×ÙÐ Ø Ó Ó Ò ÖÓ Ò ÓÓÑ ̧ Ò Ú Ö× ÓÒ ×Ù ×Ø Ý Ù Ø Ù 1⁄43⁄4 ̧ × Ý× Ø Ø Î 3⁄4 ́È μ 1⁄2 3⁄4 ́È Òμ 3⁄4 ¿ Ö ÐÓ Ò Ò Õ 3⁄4 3⁄4 Ö ÐÓ Ò Ò 3⁄4 Æ ́1⁄4 1⁄2μ ÓÖ Ø Ö ÙÐ Ö × ̧ Ö ×ÙÐ Ø Ó À× Ò À× Û× Ñ ÑÓÖ ÜÔÐ Ø Ý Ù Ø Ù 1⁄43⁄4 Ò Ò Ó Û Ú×̧ × Ò 1⁄2 ̧ 3⁄4 Ú Ö 3⁄4 ́ 3⁄4 Ò μ 3⁄4 ́ 1⁄2 ¿ 1⁄2 · 3⁄4 μÒ ¿ Ò 1⁄2 3⁄4 ́ 3⁄4 Ò μ 3⁄4 1⁄2 Ò 3⁄4 ¿ Õ 3⁄4 ́ 1⁄2 ¿ 1⁄2 · 3⁄4 μÒ ¿ Æ ́1⁄4 1⁄2μ Ø ÓÖ ÓÙ ×ØÙ Ý Ó Ø ×ÝÑ ÔØÓØ ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ó 3⁄4 ́ Òμ Ò 1⁄2 ́ Òμ Û × ÔÖ × ÒØ Ý Ö Ö Ò À× Ò À ̧ ÓÖ Ö Ø Ö Ò Ö Ð ×ØÖ ÙØ ÓÒ× ́ Ò ÐÙ Ò Ø ÙÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒμ ÓÒ ÒØÖ Ø ÓÒ ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã Ò Ø ÔÐ Ò ̧ Û Ö Ã × Ø Ö ×ÙÆ ÒØÐÝ ×ÑÓÓØ Ò Ó ÔÓ× Ø Ú Ù Ö Ú ØÙÖ ÓÖ ÔÓÐÝ ÓÒo Ö Ö̧ À× Ò ̧ Ò Ò Ñ À ÒÚ ×Ø Ø Ø ×ÝÑ ÔØÓØ ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ó Ø À Ù× ÓÖ« ר Ò ØÛ Ò ÔÐ Ò Ö ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã ́ Ø Ö ×ÑÓÓØ ÓÖ ÔÓÐÝ ÓÒμ Ò Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ò o o o ÙÒ ÓÖÑ ÔÓ ÒØ× Ò Ão ÃÙ Ö ÃÙ ×ØÙ Ø ×ÝÑ ÔØÓØ Ú ÓÖ Ó ́ Ò μ Ò × ÓÛ ̧ Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø Ø Ø× Ú Ö Ò × Ø Ñ Óר Ó ÓÖ Ö Ò ́ ·¿μ ́ ·1⁄2μ ̧ ×Ò 1⁄2 o ÅÓר Ó Ø ÒÓÛ Ò Ö ×ÙÐ Ø× ÓÙØ Ø Ö Ò ÓÑ Ú Ö Ð × 3́à Òμ ÓÒ ÖÒ Ø Ö ÜÔ Ø Ø ÓÒ× o ÜÔÐ Ø ÓÖ ÑÙÐ × ÓÖ 3́à Òμ ÓÖ ÓÒÚ Ü Ó × Ã Ê Ò Ö 1 ØÖ ÖÝ Ò · 1⁄2 Ö ÒÓÛÒ Ò Ø × × Ð ×Ø Ò Ì Ð 1⁄23⁄4o1⁄2o 3⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 259
3⁄4 1⁄4 Êo Ë Ò Ö Ì Ä 1⁄23⁄4o1⁄2o3⁄4 ÜÔ Ø Ú ÐÙ Ó 3́à Òμo ÁÅ ÆË ÁÇÆ ÇÆÎ Ç Ã ÍÆ ÌÁÇÆ Ä 3 Ë ÇÍÊ Ë 3⁄4 ÔÓÐÝ ÓÒ Î 3⁄4 Ù Ø Ù 3⁄4 ÔÓÐÝ ÓÒ 1⁄4 Ù Ø Ò Ê ØÞÒ Ö ÙÊ 3⁄4 ÐÐ Ô× Î 3⁄4 Ù Ø Ù ¿ ÐÐ Ô×Ó Î ¿ Ù Ø Ù 3⁄4 ÐÐ Ȩ̈ Ñ Ò Û Ø ̧ 1⁄2 Ù Ø Ò ÅÙÐÐ Ö ÙÅ 3⁄4 ÐÐ Î « ÒØÖ Ò Ö « « ÒØÖ Ò Ö3× Ö × ÙÐØ × Ú Ò Ò Ø ÓÖÑ Ó Ò ÒØ Ö Ð̧ Û Ò Ú ÐÙ Ø ÓÖ Ú Ò Ò Ò Ø ÑÔÐ × Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò Ö × ÙÐØ ÓÖ ÐÐ Ô×Ó ×o Û ÐÐ1 ÒÓÛ Ò ÔÖÓ Ð Ņ̃ Ô ÓÔÙÐ Ö Þ Ý ÃÐ ̧ × Ø ÜÔÐ Ø Ø ÖÑ Ò Ø ÓÒ Ó Î ́Ì ·1⁄2 μ Ó Ö 1× ÑÔÐ Ü Ì o ÃÐ 3× ÓÔ Ò ÓÒ Ø Ø Î ¿ ́Ì ¿ μ Ñ ØÝ Ð Ø Ó ÖÙØ ÓÖ Û × Ùר ¬ o Ì Ö ×ÙÐ Ø Î ¿ ́Ì ¿ μ 1⁄2¿ 3⁄41⁄4 3⁄4 1⁄2 1⁄41⁄2 1⁄41⁄41⁄2 ¿ 3⁄4 ́1⁄23⁄4o 1⁄2o μ Û × ÒÒÓÙÒ Ý Ù Ø Ò Ê ØÞÒ Ö ÙÊ 3⁄4 ̧ × Û ÐÐ × ÑÓÖ Ò Ö Ð ÓÖ1 ÑÙÐ ÓÖ Î ¿ ́Ì ¿ Ò μo ÁÒ Ô Ò ÒØÐ Ý ̧́ 1⁄2 3⁄4 o 1⁄2 o μÛ × ×Ø Ð × Ý Å ÒÒ ÓÒ Å Ò ̧ Û Ó Ñ ÚÝ Ù× Ó ÓÑ ÔÙØ Ö Ð Ö o Ò ÐÐÝ ̧ Ù Ø Ò Ê ØÞÒ Ö ÙÊ1⁄41⁄2 ÔÙ Ð × Ö Ð Ú Ö× ÓÒ Ó Ø Ö Ñ Ö Ð ÔÖÓÓ ÓÖ Ø ÓÖ ÑÙÐ Î ¿ ́Ì ¿ Ò μ Ô Ò 3⁄4 Ö Ò Û Ø ÜÔÐ ØÐÝ Ú Ò Ö Ø ÓÒ Ð ÒÙÑ Ö× Ô Ò Ö Ò o Á ÜÔÐ Ø ÓÖ ÑÙÐ × ÓÖ 3́à Òμ Ö ÒÓØ Ú Ð Ð ̧ ÓÒ Ò ØÖÝ ØÓ Ó Ø Ò Ò1 ÕÙ Ð Ø × ÓÖ × ÝÑÔØÓØ ÜÔ Ò× ÓÒ× ÓÖ Ò Ö × Ò Òo ÓÖ Î ́à Òμ̧ Ø ÓÐÐÓÛ Ò ×Ø Ñ Ø × Ö ÒÓÛÒo Ì ÕÙÓØ ÒØ Î ́à Òμ Î ́à μ̧ ÓÖ Ò ·1⁄2 ̧ × Ñ Ò Ñ Ð ÓÖ ÐÐ Ô×Ó × ́ ÖÓ Ñ Öμo Ì ÓÒ ØÙÖ Ø Ø Ø × Ñ Ü Ñ Ð ÓÖ × ÑÔÐ × × ÓÒÐ Ý ÔÖ ÓÚ ÓÖ 3⁄4 o ́Ê Ö Ò × ÓÖ Ø × Ò Ö Ð Ø Ö ×ÙÐ Ø× Ö Ú Ò Ò Ø ×ÙÖ Ú Ý Ô ÖØ Ó Ë oμ Á Ø ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã Ê × ÒÓØ × ÑÔÐ Ü̧ Ø Ò Ø ÕÙÓØ ÒØ Î ́à Òμ Î ́Ãμ × ×ØÖ ØÐÝ Ð ×× Ø Ò Ø× Ú ÐÙ ÓÖ × ÑÔÐ Ü̧ ÓÖ ÐÐ Ò Ò 1⁄4 ́à μ̧ × ¿ o Á Î ́Ãμ 1⁄2 Ò × Ó Ò Ø ÒÙÓÙ× ×ØÖ ØÐÝ Ò Ö × Ò ÙÒ Ø ÓÒ̧ Ø ÜÔ Ø Ø ÓÒ ́Î ́à Òμμ × Ñ Ò Ñ Ð Ã × ÐÐ Ø × Û × ÔÖÓÚ Ý À ÖØÞÓÙÐ Ò È ÓÙÖ × À È1⁄4¿ o Ï ØÙÖÒ ØÓ × ÝÑÔØÓØ Ö ×ÙÐ Ø× ÓÖ ÜÔ Ø Ø ÓÒ× o Ù Ø Ù ÓÒ× Ö Ø Ô Ö Ñ Ø Ö Ò ÔÖÓÚ ÓÖ ÔÐ Ò Ô ÓÐÝ ÓÒ× È Ø Ø 1⁄2 ́È Òμ ́È μ Ò Î 3⁄4 ́È μ 1⁄2 3⁄4 · Ó́Ò ̄ 1⁄2 μ ÓÖ ÒÝ ¬Ü ̄ 1⁄4̧ Û Ö Ø ÓÒ× Ø ÒØ ́È μ × Ú Ò ÜÔÐ ØÐÝ Ò Ø ÖÑ× Ó Ø Ò Ð × Ó È o ÓÖ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ ÓÒ È Û Ø Ö Ú ÖØ × ́ Ò Ö ÓÒ μ̧ Ù Ø Ò Ê ØÞÒ Ö ÙÊ Ó Ø Ò 1⁄4 ́È Òμ 3⁄4Ö ¿ ÐÓ Ò · 1⁄4 ́È μ· 1⁄2 ́È μ Ò · 3⁄4 ́È μ Ò 3⁄4 · × Ò 1⁄2̧ Û Ø ÜÔÐ Ø ÓÒ× Ø ÒØ× ́Ãμ Ø × ×ØÖ Ò Ø Ò× Ö × ÙÐØ Ó Ê ÒÝ Ò ËÙÐ Ò o ÙÖØ Ö ÛÓÖ Ó Ø Ð ØØ Ö ÙØ ÓÖ× ÓÖ Ø ÔÐ Ò × × Ö Ò Ë ̧ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 260
ÔØ Ö 1⁄23⁄4 × Ö Ø ×Ô Ø× Ó ×ØÓ ×Ø ÓÑ ØÖÝ 3⁄4 1⁄2 Ë Ø ÓÒ ̧ × Û ÐÐ × ×ÓÑ Ô ÖØ ÙÐ Ö Ö × ÙÐØ× ÓÖ Ê ̧ Ò Ô ÖØ ×ÙÔ Ö× Ý Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÓÒ ×o ÓÖ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÓÐÝØÓÔ × È ̧ Ö ÒÝ Ò Ù Ø ¿ ÛÖ Ð ØÓ × ÓÛØ Ø 1⁄4 ́È Òμ Ì ́È μ ́ ·1⁄2 μ 1⁄2 ́ 1⁄2μ ÐÓ 1⁄2 Ò · ḈÐÓ 3⁄4 Ò ÐÓ ÐÓ Òμ ́1⁄23⁄4o 1⁄2o μ Û Ö Ì ́È μ ÒÓØ × Ø ÒÙÑ Ö Ó Ò× 1⁄4 1⁄2 1⁄2 Û Ö × Ò 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ó È o Ì Ý ×Ø Ð × ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò Ö Ð Ø ÓÒ ÓÖ Ø ÚÓÐÙÑ ̧ ÖÓÑ Û ́1⁄23⁄4o 1⁄2o μ Ó Ð Ð Ó Û× Ý ́1⁄23⁄4o1⁄2o¿μo Ì × ÛÓÖ Û × Ø ÙÐÑ Ò Ø ÓÒ Ó × Ö × Ó Ô Ô Ö× Ý ÓØ Ö ÙØ ÓÖ ×̧ ÑÓÒ Ø Ñ « ÒØÖ Ò Ö Ò Ï Ö Ï 1⁄2 ̧ Û Ó × ØØÐ Ø × Ó × ÑÔÐ Ô ÓÐÝØÓÔ ×̧ Û × ÔÔÐ Ò ¿ o Ö ÒÝ Ò Ù Ø Ñ ÒØ ÓÒ Ø Ø Ø Ö Ñ Ø Ó × Ô ÖÑ Ø ÓÒ ØÓ ÜØ Ò ́1⁄23⁄4o 1⁄2o μØ Ó ́È Òμ Ó Ö 1⁄4 1⁄2̧ Û Ø Ø ÒÓÑ Ò ØÓÖ Ö ÔÐ Ý ÓÒר ÒØ Ô Ò Ò ÓÒ Ò o ÓÖ ÓÒÚ Ü Ó × Ã Ê Û Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó Ð ×× ¿ Ò ÔÓ× Ø Ú Ù× ×1 à ÖÓÒ Ö ÙÖÚ ØÙÖ ̧ Ö ÒÝ Ö 3⁄4 Ó Ø Ò Ö Ð Ø ÓÒ× Ó Ø ÓÖÑ ́à Òμ ́ μ 3⁄4 ́à μÒ 3⁄4 ́ ·1⁄2μ · ḈÒ ¿ ́ ·1⁄2μ ÐÓ 3⁄4 Òμ ́1⁄23⁄4o 1⁄2o μ ÓÖ 1⁄2 o ÓÖ 1⁄2 ̧× Ù Ö × ÙÐØ ́Û Ø ÜÔÐ Ø ́1⁄2 μ 3⁄4 μÛ × Ó Ø Ò ÖÐ Ö Ý Ë Ò Ö Ò Ï Ö Ë Ï 1⁄4 o ÓÖ × ÑÔÐ ØÝ ̧ ÓÒ Ò × ×ÙÑ Ø Ø Î ́Ãμ 1⁄2 o Ì Ò̧ ÓÖ ̧ Ø Ó Æ ÒØ × ÚÒ Ý ́ μ 3⁄4 ́Ãμ ́ μ 3⁄4 à 1⁄2 ́ ·1⁄2μ Ë Ò Ø Ù× × ÓÒר ÒØÑ ÙÐØ ÔÐ ́ ́ μ 3⁄4 Ô Ò Ò ÓÒÐ Ý ÓÒ μ Ó Ø ÆÒ ×ÙÖ Ö Ó Ão Ì Ð Ñ Ø Ö Ð Ø ÓÒ Ð Ñ Ò 1⁄2 Ò 3⁄4 ́ ·1⁄2μ ́à Òμ ́ μ 3⁄4 à 1⁄2 ́ ·1⁄2μ Ë Û × ÜØ Ò Ý Ë ÙØØ Ë Ù ØÓ Ö ØÖ ÖÝ ÓÒÚ Ü Ó × ́Ó ÚÓÐ ÙÑ ÓÒ μ̧ Û Ø Ø Ù× ×1à ÖÓÒ Ö ÙÖÚ ØÙÖ Ò Ö Ð Þ ÓÖ Ò ÐÝ o Ì ÓØ Ö Ó Æ ÒØ× ́ μ 3⁄4 ́Ãμ Ò́ 1⁄2 3⁄4 o 1⁄2 o μ Ö Ú Ò Ý ́ μ 3⁄4 ́Ãμ ́ μ 3⁄4 à 1⁄2 ́ ·1⁄2μ À Ë Û Ö À ÒÓØ × Ø ́ μØ ÒÓÖ Ñ Ð Þ Ð Ñ ÒØ ÖÝ ×ÝÑ Ñ ØÖ ÙÒ Ø ÓÒ Ó Ø ÔÖ Ò Ô Ð ÙÖÚ ØÙÖ × Ó Ã Ò ́ μ 3⁄4 Ô Ò × ÓÒÐÝ ÓÒ Ò o Ì × Ú ÐÙ × Û Ö Ú Ò Ý Ê ØÞÒ Ö Ê 1⁄41⁄2 ̧ Ø Ù× ÓÖÖ Ø Ò Ø Ó Æ ÒØ× × ÓÛÒ Ò Ö 3⁄4 o ÍÒ Ö × ØÖÓÒ Ö « Ö ÒØ Ð ØÝ ××ÙÑÔØ ÓÒ× ̧ ÑÓÖ ÔÖ × × ÝÑÔØÓØ ÜÔ Ò1 × ÓÒ× Ö ÔÓ×× Ð o Á Ã × ÓÙÒ ÖÝ Ó Ð ×× ·¿ ̧ 3⁄4̧ Ò ÔÓ× Ø Ú ÙÖÚ ØÙÖ ́ Ò × Ó ÚÓÐ ÙÑ ÓÒ μ̧ Ø Ò ́à Òμ ́ μ 3⁄4 ́à μÒ 3⁄4 ́ ·1⁄2μ · · ́ μ ́à μÒ ́ ·1⁄2μ · ḈÒ ́ ·1⁄2μ ́ ·1⁄2μ μ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 261
3⁄4 3⁄4 Êo Ë Ò Ö × Ò 1⁄2 ̧ Û Ö Ø ÓÒ Ð Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÒ Ø Ó Æ ÒØ× × Ú Ð Ð o Ì × Û × ÔÖ ÓÚ Ý Ê ØÞÒ Ö Ê 1⁄41⁄2 ́ ÓÖ 3⁄4̧ × Ð×Ó Ê ØÞÒ Ö Ê 1⁄41⁄2 μo ÍÒ Ö Ø × Ñ ××ÙÑÔØ ÓÒ× ÓÒ Ã̧ ÖÙ Ö ÖÙ Ó Ø Ò ÖÐ Ö Ò Ò ÐÓ ÓÙ× × ÝÑÔØÓØ ÜÔ Ò× ÓÒ ÓÖ ́ μ ́ Òμ̧ Û Ö ́ μ ר ÚÐÙ Ó Ø ×ÙÔÔ ÓÖ Ø ÙÒ Ø ÓÒ Ó Ø ÓÒÚ Ü Ó Ý Ø Ú Ò Ú ØÓÖ Ù 3⁄4 Ë 1⁄2 o ÓÖ Ò Ö Ð ÓÒÚ Ü Ó × Ã̧ Ø ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ú ÓÖ × ØÝÔ ÐÐÝ ÖÖ ÙÐ Ö̧ Ò Ø Ñ Ò ÒØ Ö ×Ø Û ÐÐ Ò × ÖÔ ×Ø Ñ Ø ×o ¬Öר Ö ×ÙÐØ ÓÒ ÖÒ× Î 1⁄2 ́ ×× ÒØ ÐÐÝ Ø Ñ Ò Û Ø μo ÓÖ ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã Ê ̧Ë Ò Ö Ë × Ó Û Ø Ü ×Ø Ò Ó ÔÓ× Ø Ú ÓÒר ÒØ× 1⁄2 ́Ãμ 3⁄4 ́à μ× Ù Ø Ø 1⁄2 ́à μÒ 3⁄4 ́ ·1⁄2μ 1⁄2 ́à Òμ 3⁄4 ́à μÒ 1⁄2 ́1⁄23⁄4o 1⁄2o μ ÓÖ Ò 3⁄4 Æo ËÑÓÓØ Ó × ́Ð Øμ Ò Ô ÓÐÝØÓÔ × ́Ö Øμ × ÓÛ Ø Ø Ø ÓÖ Ö× Ö ×Ø ÔÓ×× Ð o ÓÖ Ò Ö Ð ÓÒÚ Ü Ó × Ã̧ Ô Ó Û Ö ÙÐ Ñ Ø Ó ÓÖ ÒÚ ×Ø Ø Ò Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ã Ò ÓÒÚ 1⁄2 Ò ̧ ÓÖ o o o ÙÒ ÓÖÑ ÔÓ ÒØ× 1⁄2 Ò Ò Ã̧Û× ÒÚ ÒØ Ý Ö ÒÝ Ò Ä ÖÑ Ò Ä o ÓÖ Ã Ó ÚÓÐ ÙÑ ÓÒ Ò ÓÖ ×ÙÆ ÒØÐ Ý ×Ñ ÐÐ Ø 1⁄4̧ Ø Ý ÒØÖ Ó Ù Ø ­Ó Ø Ò Ó Ý Ã Ø Ü 3⁄4 à Π́à Àμ Ø ÓÖ Ú ÖÝ Ð ×Ô À Û Ø Ü 3⁄4 À o Ì Ö Ñ Ò Ö ×ÙÐ Ø × Ý× Ø Ø Ã Ò Ò Ã 1⁄2 Ò ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø Ã Ó Ø × Ñ ÓÖ Ö Ò Ø Ø Ã Ò Ã Ò × ÐÓ× ØÓ Ã Ò Ã 1⁄2 Ò Ò ÔÖ × × Ò× o ÖÓÑ Ø ×̧ × Ú Ö Ð Ö × ÙÐØ× ÓÒ Ø ÜÔ Ø Ø ÓÒ× 3́à Òμ ÓÖ Ú Ö ÓÙ× 3 Û Ö Ó Ø Ò Ý Ö ÒÝ Ò Ä ÖÑ Ò Ä ̧ Ý Ö ÒÝ Ö ̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ 1⁄2 ́ μ́ÐÓ Òμ 1⁄2 ́à Òμ 3⁄4 ́ μÒ ́ 1⁄2μ ́ ·1⁄2μ ́1⁄23⁄4o 1⁄2o μ ÓÖ 3⁄4 1⁄4 Û Ø ÔÓ× Ø Ú ÓÒ× Ø ÒØ× ́ μ ́Ø ÓÖ Ö× Ö ×Ø ÔÓ×× Ð μ̧ Ò Ý Ö ÒÝ Ò Î Ø Ð Î ¿ o Ì Ò ÕÙ Ð Ø × ́1⁄23⁄4o1⁄2o μ× Ó Û Ø Ø ÓÖ Ò Ö Ð Ã Ø ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ̧ Ñ ×ÙÖ Ò Ø ÖÑ× Ó 1⁄2 ́à ¡μ̧ × ÒÓØ ÛÓÖ× Ø Ò ÓÖ Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò ÒÓØ ØØ Ö Ø Ò ÓÖ ×ÑÓÓØ Ó ×o ÓÖ ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ñ ×ÙÖ Ý ́à ¡μ̧ Ø Ð ×× Ó ÔÓÐÝØÓÔ × Ò Ø Ð ×× Ó ×ÑÓÓØ Ó × ÒØ Ö Ò Ø Ö ÖÓÐ ×̧ × Ò 1⁄2 ́à μÒ 1⁄2 ́ÐÓ Òμ 1⁄2 ́à Òμ 3⁄4 ́à μÒ 3⁄4 ́ ·1⁄2μ × ÓÐ ÐÓÛ× ÖÓÑ Ä ́ÓÖ ÖÓÑ ́1⁄23⁄4o1⁄2o μ Ó Ö 1⁄4 Ò ́1⁄23⁄4o1⁄2o ¿μμo Ì × Ó × ÖÚ Ø ÓÒ Ð Ò × Ø ÓÒ Ð ÒØ Ö ×Ø ØÓ ÈÖÓ Ð Ñ 1⁄23⁄4o 1⁄2o¿ ÐÓÛo ÇÈ Æ ÈÊÇ Ä ÅË ÈÊÇ Ä Å 1⁄23⁄4o1⁄2o1⁄2 ́Î ÐØÖ Î Ð μ Á× Ø ØÖÙ ̧ ÓÖ ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã Ê 3⁄4 Ò ÓÖ Ò ̧Ø Ø Ò ́à Òμ̧ Ø Ô Ö Ó Ð ØÝ Ø Ø Ò ÙÒ ÓÖÑ o o o ÔÓ ÒØ× Ò Ã Ö Ò ÓÒÚ Ü ÔÓ× Ø ÓÒ̧ × Ñ Ò Ñ Ð Ã × ØÖ Ò Ð Ò Ñ Ü Ñ Ð Ã × Ò ÐÐ Ô× ÈÊÇ Ä Å 1⁄23⁄4o1⁄2o3⁄4 ÓÖ ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã Ê Û Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó Ð ×× ¿ Ò ÔÓ× Ø Ú Ù ××1 ÃÖÓÒ Ö ÙÖÚ ØÙÖ ̧ Ò Ó ÖØ Ò Ù Ñ Ö× Ó 1 ×̧ ÓÒ ÜÔ Ø× Ø Ø ́à Òμ ́ μ à 1⁄2 ́ ·1⁄2μ Ë Ò Î ́Ãμ ́ 1⁄2μ ́ ·1⁄2μ ́1⁄2 · Ó́1⁄2μμ ́1⁄23⁄4o 1⁄2o μ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 262
ÔØ Ö 1⁄23⁄4 × Ö Ø ×Ô Ø× Ó ×ØÓ ×Ø ÓÑ ØÖÝ 3⁄4 ¿ Û Ø ÓÒר ÒØ ́ μo ÓÖ 1⁄4̧ Ø × ÓÐ ÐÓÛ× ÖÓÑ ́1⁄23⁄4o1⁄2o μ ÓÖ 1⁄2 ́Û ÑÔÐ × Ø × 3⁄4μ Ø Ö ×ÙÐØ Ó × ØÓ Ê ÝÒ Ù Ò Ï Ö × Ö 3⁄4 Ò Ë ̧ Ôo 3⁄43⁄43⁄4 ÓÖ Ö Ö Ò ×o ÈÊÇ Ä Å 1⁄23⁄4o1⁄2o¿ ́ Ö ÒÝ Ö μ Á× Ø ØÖÙ ÓÖ Ò Ö Ð ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã Ê Ø Ø Ø ×ÙÖ Ö × Ø ×¬ × 1⁄2 ́à μÒ 1⁄2 3⁄4 1⁄2 ́à Òμ 3⁄4 ́à μÒ 3⁄4 ́ ·1⁄2μ Û Ø ÔÓ× Ø Ú ÓÒר ÒØ× 1⁄2 ́Ãμ 3⁄4 ́Ãμ 1⁄23⁄4o1⁄2o Ê Æ ÇÅ È ÇÁÆÌË ÇÆ ÇÆÎ ËÍÊ Ë Á × ÔÖÓ Ð ØÝ ×ØÖ ÙØ ÓÒ ÓÒ Ø ÓÙÒ ÖÝ Ã Ó ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã Ò × Ò× ØÝ Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ø Ö Ñ ×ÙÖ Ó Ã̧ Û ÛÖ Ø 3́ Òμ 3́ Ã Ò μ Ò ́ Ã Ò μ Î ́Ãμ Î ́ Ã Ò μo ËÓÑ Ö Ö Ò × ÓÒ ÖÒ Ò 3́ à Òμ Ö Ú Ò Ò Ë ̧ Ôo 3⁄43⁄4 o ÅÓר Ó Ø Ñ Ö ×ÙÔ Ö× Ý Ò ÒÚ ×Ø Ø ÓÒ Ó Ê ØÞÒ Ö Ê 1⁄43⁄4 o ÓÖ Ã Û Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó Ð ×× 3⁄4 Ò ÔÓ× Ø Ú Ù×× ÙÖÚ ØÙÖ ̧ 3⁄4 1⁄2 ̧ Ò ÓÒØ ÒÙÓÙ× 1⁄4̧ × ÓÛ Ø Ø ́ à Òμ ́ μ 3⁄4 à 3⁄4 ́ 1⁄2μ 1⁄2 ́ 1⁄2μ À Ë ¡ Ò 3⁄4 ́ 1⁄2μ · Ó́Ò 3⁄4 ́ 1⁄2μ μ × Ò 1⁄2 o ÍÒ Ö × ØÖÓÒ Ö « Ö ÒØ Ð ØÝ ××ÙÑÔØ ÓÒ× ÓÒ Ã Ò ̧ Ò ×ÝÑ ÔØÓØ ÜÔ Ò× ÓÒ Û Ø ÑÓÖ Ø ÖÑ× Û × ×Ø Ð × o Ë Ñ Ð Ö Ö ×ÙÐ Ø× ÓÖ ×ÙÔÔ ÓÖ Ø ÙÒ Ø ÓÒ× Û Ö Ó Ø Ò ÖÐ Ö Ý ÖÙ Ö ÖÙ o ÓÖ ̧ Ø Ö × Ò × ÝÑÔØÓØ Ö Ð Ø ÓÒ ÓÖ Ò Ö Ð ÓÒÚ Ü Ó × Ã × Ø × Ý Ò ÓÒÐ Ý Û Ö ÙÐ Ö ØÝ ××ÙÑÔØ ÓÒo ÁÒ ÐÓÒ Ò ÒØÖ Ø ÔÖÓÓ ̧ Ë ÙØØ Ò Ï ÖÒ Ö Ë Ï 1⁄4¿ Ô Ö Ó Ú Ø Ø Ð Ñ Ò 1⁄2 Ò 3⁄4 ́ 1⁄2μ ́ à Òμ ́ μ 3⁄4 à 3⁄4 ́ 1⁄2μ 1⁄2 ́ 1⁄2μ Ë ÔÖ ÓÚ Ø Ø Ø ÐÓÛ Ö Ò ÙÔÔ Ö ÙÖÚ ØÙÖ × Ó Ã Ö ØÛ Ò ØÛÓ ¬Ü ÔÓ× Ø Ú Ò ¬Ò Ø ÓÙÒ ×o Ä Ø ́ μ 3⁄4Æ Ò o o o × ÕÙ Ò Ó ÙÒ ÓÖÑ Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ× ÓÒ Ø ÓÙÒ 1 ÖÝ Ã Ó ÓÒÚ Ü Ó Ý Ão Ä Ø Æ ÒÓØ Ø À Ù× ÓÖ« Ñ ØÖ o ÙÑ Ò Ò Ï ÐØ Ö ÙÏ × ÓÛ Ø Ø Ǽà ÓÒÚ 1⁄2 Ò μ × ÐÑ Óר ×ÙÖ ÐÝ Ó ÓÖ Ö Ç ́́ÐÓ Ò Òμ 1⁄2 ́ 1⁄2μ μ ÓÖ Ò Ö Ð Ã̧ Ò Ó ÓÖ Ö Ḉ́ÐÓ Ò Òμ 3⁄4 ́ 1⁄2μ μ ÙÒ Ö ×ÑÓÓØ 1 Ò ×× ××ÙÑÔØ ÓÒo ÇÈ Æ ÈÊÇ Ä Å ÈÊÇ Ä Å 1⁄23⁄4o1⁄2o Ä Ø Ã Ê ÓÒÚ Ü Ó Ý Û Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó Ð ×× ¿ Ò ÔÓ× Ø Ú Ù ××1 ÃÖÓÒ Ö ÙÖÚ ØÙÖ o Ä Ø ́ μ 3⁄4Æ Ò o o o × ÕÙ Ò Ó Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ× Ò Ã̧ Ø ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ó Û × ÓÒØ ÒÙ ÓÙ× ÔÓ× Ø Ú Ò× ØÝ Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ø Ö Ñ ×ÙÖ o Ï ÓÒ ØÙÖ Ø Ø Ð Ñ Ò 1⁄2 Ò ÐÓ Ò 3⁄4 ́ 1⁄2μ Ǽà ÓÒÚ 1⁄2 Ò μ 1⁄2 3⁄4 1⁄2 1⁄2 Ñ Ü Ô 3⁄4 ́ 1⁄2μ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 263
3⁄4 Êo Ë Ò Ö Û Ø ÔÖÓ Ð ØÝ ÓÒ o ÓÖ 3⁄4̧ Ø × × ØÖÙ ̧ Ò × Ñ Ð Ö Ö × ÙÐØ× ÓÐ Û Ø Ø À Ù× ÓÖ« ר Ò Ö ÔÐ Ý Ö ÓÖ Ô Ö Ñ Ø Ö « Ö Ò Ø × Û × ÔÖÓÚ Ý Ë Ò Ö Ë o ÓÖ 3⁄4 Ò Û Ø ÓÒÚ Ö Ò Ò ÔÖÓ Ð ØÝ Òר Ó ÐÑÓר ×ÙÖ ÓÒÚ Ö Ò ̧ Ø Ö ×ÙÐ Ø Û × ÔÖÓÚ Ý Ð × Ù Ö Ò Ë Ò Ö ÐË o 1⁄23⁄4o1⁄2o ÇÆÎ ÀÍÄÄË ÇÊ ÇÌÀ Ê ÁËÌÊÁ ÍÌ ÁÇÆË ÓÒÚ Ü ÙÐ Ð× Ó o o o Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ× Ú Ò ÒÚ ×Ø Ø ÓÖ Ó Ø ×ØÖ Ù1 Ø ÓÒ× Ð ×Ø Ò Ì Ð 1⁄23⁄4o 1⁄2o1⁄2̧ Ò Ó × ÓÒ ÐÐÝ ÓÖ ÑÓÖ Ò Ö Ð ÓÒ ×o Ì ÓÐÐÓÛ Ò × ØÙÔ × Ò ×ØÙ Ö Ô Ø ÐÝ o ÓÖ 1⁄4 Ô Ö ·1⁄2 1⁄2̧ ÓÒ ÓÒ× Ö× Ö ·1⁄2 Ò Ô Ò ÒØ Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ×̧ Ó Û Ø ¬Öר Ô Ö ÙÒ ÓÖÑ Ò Ø ÐÐ Ò Ø Ð ×Ø Ö ·1⁄2 Ô Ö ÙÒ ÓÖÑ ÓÒ Ø ÓÙÒ ÖÝ ×Ô Ö Ë 1⁄2 o ÈÖ × Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÒ Ø ÑÓÑ ÒØ× Ò Ø ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ó Ø Ö1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÚÓÐÙÑ Ó Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ × Ú Ð Ð × Ø Ö Ö Ò × Ò Ë ̧ ÔÔo 3⁄41⁄2 ̧ 3⁄43⁄4 Ò Ø ÛÓÖ Ó « ÒØÖ Ò Ö « o ÑÓÒ ×Ô Ö ÐÐÝ × ÝÑÑ ØÖ ×ØÖ ÙØ ÓÒ×̧ Ø Ø ×ØÖ ÙØ ÓÒ× Ö Ô ÖØ 1 ÙÐ ÖÐÝ ØÖ Ø Ð o ÓÖ Ø × ̧ Ò̧ Ø Ö1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÚÓÐ ÙÑ Ó Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ö · 1⁄2 o o o Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ× × Ö ÕÙ ÒØÐÝ Ò ×ØÙ o Ï Ö Ö ØÓ Ø Ö Ö Ò × Ú Ò Ò Ë Ò Ù Ù ¿ o « ÒØÖ Ò Ö « 1⁄2 Ø ÖÑ Ò Ø ×ÝÑ ÔØÓØ Ú ÓÖ̧ × Ò 1⁄2 ̧ Ó Ø ÜÔ Ø Ø ÓÒ Î ́ Òμ̧ Û Ö × Ø Ö Ø Ø ØÝÔ 11⁄2 ×ØÖ ÙØ ÓÒ̧ Ø ÙÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ò ̧ ÓÖ Ø ×Ø Ò Ö ÒÓÖÑ Ð ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ò Ê o Ì ×ÝÑ ÔØÓØ Ú ÓÖ Ó 1⁄2 ́ ÒμÛ × Ð×Ó ÓÙÒ ÓÖ Ø × × ×o ÙÖØ Ö Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ × ÓÒØ Ò Ò Ø ÓÓ Ó Å Ø Å Ø o ÓÖ ÒÓÖÑ ÐÐÝ ×ØÖ ÙØ ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò ̧ ÀÙ Ø Ö ÀÙ Ô ÖÓÚ ÒØÖ Ð Ð Ñ Ø ØÝÔ Ö × ÙÐØ× ÓÖ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ ×̧ Ø Ô Ö Ñ Ø Ö̧ Ò Ø Ö Ó Ø ÓÒÚ Ü ÙÐ Ðo ÓÖ 3⁄4̧ × Ó Ø Ò Ò ÀÙ ÒØÖ Ð Ð Ñ Ø Ø ÓÖ Ñ ÓÖ 1⁄4 ́ Òμ̧ ÓÖ Ð ×× Ó ×Ô Ö ÐÐÝ × ÝÑÑ ØÖ ×ØÖ ÙØ ÓÒ× Ò Ê Ò ÐÙ Ò Ø ÒÓÖÑ Ð Ñ ÐÝ o ÓÖ Ø ÒÓÖÑ Ð ×ØÖ ÙØ ÓÒ 3⁄4 Ò Ø ÔÐ Ò ̧ Å ×× Å ×1⁄41⁄4 Ö Ú ÖÓÑ ÀÙ Ø Ø Ð Ñ Ò 1⁄2 1⁄4 ́ 3⁄4 Ò μ Ô ÐÓ Ò 1⁄2 Ò ÔÖÓ Ð ØÝ ÓÖ Ø ÜÔ Ø Ø ÓÒ× ́ Ò μ́ 3⁄4 1⁄4 1⁄2 μ̧ Û Ö × Ø ×Ø Ò Ö ÒÓÖÑ Ð ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ò Ê ̧ ÓÒ ÒÓÛ× Ø Ø ́ Ò μ 3⁄4 Ô ·1⁄2 ¬ 1⁄2 ́ ÐÓ Òμ ́ 1⁄2μ 3⁄4 ́1⁄23⁄4o 1⁄2o1⁄21⁄4μ × Ò 1⁄2̧ Û Ö ¬ 1⁄2 × Ø ÒØ Ö ÓÖ Ò Ð Ó Ø Ö ÙÐ Ö ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ Ü Ø ÓÒ Ó Ø× 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×o Ì × ÓÐÐ ÓÛ× ÖÓÑ Ë 3⁄4 ̧ Û Ö Ø Ö ××Ñ ÒÒ ÔÔÖÓ Û × Ù× ̧ Ù ØÓ Ø ÕÙ Ú Ð Ò Ó Î ÜÔÐ Ò Ò Ë Ø ÓÒ 1⁄23⁄4o 1⁄2o3⁄4o ÓÖ Ø Ö ××Ñ ÒÒ ÔÔÖ Ó ̧ Î Ö× Ò ËÔÓÖÝ× Ú Î Ë 3⁄4 Ú Ñ Ö ÙÐ ×ØÙ Ý Ó Ø ×ÝÑ ÔØÓØ Ú ÓÖ Ó Ø ÒÙÑ Ö Ó 1 ×̧ Ò Ø Ñ Ò× ÓÒ ÖÓÛ Ð Ò ÖÐÝ Û Ø Ø ÒÙÑ Ö Òo Ê Ð Ø ÓÒ ́1⁄23⁄4o1⁄2o 1⁄21⁄4μ Ð×Ó × Ö × Ø × ÝÑÔØÓØ Ú ÓÖ Ó Ø ÒÙÑ Ö Ó 1 × Ó Ø ÓÖØ Ó ÓÒ Ð ÔÖÓ Ø ÓÒ Ó Ö ÙÐ Ö ́Ò 1⁄2μ1× ÑÔÐ Ü ÓÒØÓ Ö Ò ÓÑ ÐÝ Ó× Ò ×ÓØÖ ÓÔ 1×Ù ×Ô o ÁÒ × Ñ Ð Ö ÒÚ ×Ø Ø ÓÒ̧ ÓÖÓ Þ Ý Ò À Ò ÓÀ Ö ÔÐ Ø Ö ÙÐ Ö × ÑÔÐ Ü Ý Ø Ö ÙÐ Ö ÖÓ× ×Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ò ÓÙÒ ̧ ×ÙÖ ÔÖ × Ò ÐÝ ̧ Ø × Ñ ×ÝÑ ÔØÓØ Ú ÓÖo ÓÖ ÑÓÖ Ò Ö Ð ×Ô Ö ÐÐÝ ×ÝÑ Ñ ØÖ ×ØÖ ÙØ ÓÒ× ̧ Ø × ÝÑÔØÓØ Ú1 ÓÖ Ó Ø Ö Ò ÓÑ Ú Ö Ð × 3́ Òμ Û ÐÐ ×× ÒØ ÐÐÝ Ô Ò ÓÒ Ø Ø Ð Ú ÓÖ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 264
ÔØ Ö 1⁄23⁄4 × Ö Ø ×Ô Ø× Ó ×ØÓ ×Ø ÓÑ ØÖÝ 3⁄4 Ó Ø ×ØÖ ÙØ ÓÒo ÜØ Ò Ò ÛÓÖ Ó ÖÒ Ð ́1⁄2 1⁄4μ̧ ÛÝ Ö ÛÝ 1⁄2 Ó Ø Ò ×ÝÑ ÔØÓØ ר Ñ Ø × ÓÖ 1⁄4 ́ Òμ̧ 1⁄2 ́ Òμ̧ Î ́ Òμ̧ Ò Ë́ Òμo ÚÖÓÝ Ú 1⁄2 × Ó Û Ø Ø ÓÖ ÒÝ Ñ ÓÒÓØÓÒ × ÕÙ Ò Ò 1⁄2 Ò ÓÖ Ú ÖÝ ̄ 1⁄4̧ Ø Ö × Ö ÐÐÝ ×ÝÑ Ñ ØÖ ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ò Ø ÔÐ Ò ÓÖ Û 1⁄4 ́ Òμ Ò Ò Ò¬Ò Ø ÐÝ Ó Ø Ò Ò 1⁄4 ́ Òμ ·̄ Ò¬Ò Ø ÐÝ Ó Ø Òo ÓÖ Ò 1⁄2 ×ØÖ ØÐÝ Ò1 Ö × Ò Ò × Ø × Ý Ò Ò Ò̧ Å ×× Å × ÓÒ× ØÖÙ Ø ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ò Ø ÔÐ Ò ×Ù Ø Ø Ø Ú Ö Ò × Ø ×¬ × Ú Ö 1⁄4 ́ Òμ Ò 3⁄4 Ò Ò¬Ò Ø ÐÝ Ó Ø Òo Ð ÓÙ× Ø Ðo Ð È 1⁄2 ÓÒ× Ö Ò o o o × ÕÙ Ò ́ μ 3⁄4Æ Ò Ê 3⁄4 Û Ø ×Ô Ö ÐÐÝ × ÝÑÑ ØÖ ́ÓÖ ÑÓÖ Ò Ö Ðμ ×ØÖ ÙØ ÓÒo ÍÒ Ö Ò ×× ÙÑÔØ ÓÒ Ó ×ÐÓÛÐÝ Ú ÖÝ1 Ò Ø Ð̧ Ø Ý Ø ÖÑ Ò Ð Ñ Ø Ò ×ØÖ ÙØ ÓÒ ÓÖ 1⁄4 ́ Òμo Å ×× Å ×1⁄41⁄4 ÓÒ1 ×ØÖ Ù Ø ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ò Ø ÔÐ Ò ÓÖ Û 1⁄4 ́ Òμ 1⁄2 ÓÖ Ò 1⁄2 ̧ ÙØ ́ 1⁄4 ́ Òμ 1⁄4 ́ Òμμ Ò3⁄4Æ Ó × ÒÓØ ÓÒÚ Ö ØÓ 1⁄2 Ò ÔÖÓ Ð ØÝ o 1⁄23⁄4o3⁄4 Ê Æ ÇÅ ÈÇÁÆ ÌË ß ÇÌÀ Ê ËÈ ÌË ÓÖ ¬Ò Ø × Ø Ó ÔÓ ÒØ× ̧ Ø Ö Ð Ø Ú ÔÓ× Ø ÓÒ Ó Ø× Ð Ñ ÒØ× Ñ Ý Ú Û ÙÒ Ö Ú Ö ÓÙ× ÓÑ ØÖ Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ×Ô Ø×o ÓÖ Ö Ò ÓÑÐ Ý Ò Ö Ø ÔÓ ÒØ× Ø × ̧ Ø ÔÖÓ Ð Ø × Ó Ô ÖØ ÙÐ Ö ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ñ Ý Ó Ò Ø Ö ×Ø̧ ÙØ Ö Ò Ò Ö Ð Ö ØÓ Ó Ø Òo Ï Ð ×Ø ×ÓÑ ÓÒØÖ ÙØ ÓÒ× ØÓ ÔÖÓ Ð Ñ× Ó Ø × ØÝÔ o ÓÖ Ò¬Ò Ø × Ø× Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ø Û ÓÐ ×Ô ̧ Ø Ò ØÙÖ Ð Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó o o o ÔÓ ÒØ× Ò ÓÑÔ Ø ÓÑ Ò Ö ÓÑÓ Ò ÓÙ× ÈÓ ×× ÓÒ ÔÖÓ ×× ×o 1⁄23⁄4o3⁄4o1⁄2 ÇÅ ÌÊÁ ÇÆ Á ÍÊ Ì ÁÇÆË Ó ÓÛ× Ø Ðo ÓÊË 3⁄4 Ñ × ÑÙÐ Ø ÓÒ ×ØÙ Ý ØÓ ר Ñ Ø Ø ÔÖÓ Ð Ø × Ó ÖØ Ò ÓÖ Ö ØÝÔ ×̧ Ù× Ò Ø Ö ××Ñ ÒÒ ÔÔÖ Ó o Ê Ð Ø ØÓ 1× Ø× ́× ÔØ Ö 1⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ μ × Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ÒÚ ×Ø Ø ÓÒ Ó Ö ÒÝ Ò ËØ Ö Ë o Á × × Ø Ó Ò ÔÓ Ò Ø× Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ Ò Ê ̧ ×Ù × Ø Ë Ó ÔÓ ÒØ× × ÐÐ 1× ÑÔÐ Ü × Ü ØÐÝ ÔÓ ÒØ× ÓÒ ÓÒ × Ó Ø ÆÒ ÙÐÐ Ó Ëo Ì ÙØ ÓÖ× ×ØÙ Ý ́ Òμ̧ Ø ÜÔ Ø ÒÙÑ Ö Ó 1× ÑÔÐ × ÓÖ Ò o o o Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ×o ÓÖ ÓÒØ ÒÙÓÙ× ×Ô Ö ÐÐÝ ×ÝÑ Ñ ØÖ ×ØÖ ÙØ ÓÒ× Ø Ý × ÓÛØ Ø ́ Òμ ́ μÒ 1⁄2 ÙÖØ Ö Ö × ÙÐØ× ÓÒ ÖÒ Ø ÙÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ò ÓÒÚ Ü Ó Ý Ò Ê 3⁄4 o ÓÖ Ú Ò ×ØÖ ÙØ ÓÒ ÓÒ Ê 3⁄4 ̧ Ð Ø È 1⁄2 È É 1⁄2 É o o o ÔÓ ÒØ× ×ØÖ ÙØ ÓÖ Ò ØÓ o Ä Ø Ô ́ μ Ø ÔÖÓ Ð ØÝØ ØØ ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó È 1⁄2 È × × Ó ÒØ ÖÓÑ Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó É 1⁄2 É o ÓÒØ ÒÙ Ò ÖÐ Ö ÛÓÖ Ó Äo o o ÊÓ Ö× Ò Ó Ù Ø ̧ Ù Ø Ò Ê ØÞÒ Ö ÙÊ Ò Ú ×Ø Ø Ô ́ μo ÓÖ Ø ÙÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ò ÓÒÚ Ü ÓÑ Ò Ã̧ Ø Ý ÓÒÒ Ø Ô ́ μ ØÓ ÕÙ ÆÒ ÒÒ Ö Ô Ö ÐÐ Ð ÙÖÚ × Ó Ã̧ ÓÙÒ Ò ÜÔÐ Ø Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ò Ø × Ó Ô ÓÐÝ ÓÒ× ̧ Ò ÔÖ ÓÚ ̧ ÑÓÒ ÓØ Ö Ö ×ÙÐ Ø×̧ Ø Ø Ð Ñ Ò 1⁄2 Ô ÒÒ ́ μ Ò ¿ 3⁄4 Ò Ô ¿ Û Ø ÕÙ Ð ØÝ Ã × ÒØÖ ÐÐÝ × ÝÑÑ ØÖ o Ì ÒÚ ×Ø Ø ÓÒ Û × ÓÒØ ÒÙ Ý Ù Ø Ò Ê ØÞÒ Ö Ò ÙÊ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 265
3⁄4 Êo Ë Ò Ö Î Ö ÓÙ× Ð Ñ ÒØ ÖÝ ÓÑ ØÖ ÕÙ ×Ø ÓÒ× Ò × ̧ Ú Ò ÓÙØ ×Ñ ÐÐ ÒÙÑ 1 Ö Ó Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ×o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø Ö ÙÒ ÓÖÑ o o o ÔÓ ÒØ× Ò ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã Ö Ú Ò̧ Û Ø × Ø ÔÖÓ Ð ØÝ Ø Ø Ø ØÖ Ò Ð ÓÖÑ Ý Ø Ñ × Ó ØÙ× ̧ ÓÖ Û Ø × Ø ÔÖÓ Ð ØÝ Ø Ø Ø Ö Ð ́ ÐÑ Óר ×ÙÖ ÐÝμ Ø ÖÑ Ò Ý Ø × ÔÓ ÒØ× × ÓÒØ Ò Ò Ã ÃÒÓÛÒ Ö × ÙÐØ× ÓÒ ÔÖÓ Ð Ø × Ó Ø × ØÝÔ × Ö Ð ×Ø Ò Ë o Ì ÓÐÐÓÛ Ò Ö ×ÙÐØ × Ù ØÓ « ÒØÖ Ò Öo Ì ÔÖÓ Ð ØÝ Ø Ø Ø ×Ô Ö ×Ô ÒÒ ́ ÐÑÓר ×ÙÖ ÐÝμ Ý · 1⁄2 o o o ÙÒ ÓÖÑ Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ × Ò Ó Ò Ú Ü Ó Ý Ã × ÒØ Ö ÐÝ ÓÒØ Ò Ò Ã ØØ Ò× Ø× Ñ Ü ÑÙÑ ÔÖ × ÐÝ Ã × Ð Ð oÁÒ Ë Ø ×× Ó ÛÒ Ø Ø Ø ÔÖÓ Ð ØÝ Ø Ø Ø Ö ÙÑ ÐÐ Ó Ò 3⁄4 o o o ÙÒ ÓÖÑ ÔÓ ÒØ× Ò Ã × ÓÒØ Ò Ò Ã × Ñ Ü Ñ Ð Ò ÓÒÐ Ý Ã × ÐÐo Ì Ú ÐÙ Ó Ø × Ñ Ü ÑÙÑ × Ò ́3⁄4Ò 1⁄2μ 3⁄4̧ ÙØ × ÙÒ ÒÓÛÒ ÓÖ 3⁄4o Å ÒÝ ×Ô Ð ÔÖÓ Ð Ñ× Ö ØÖ Ø ̧ Ò Ö Ö Ò × Ö Ú Ò̧ Ò Ø ÓÓ Ó Å Ø Å Ø o 1⁄23⁄4o3⁄4o3⁄4 ËÀ È ÌÛÓ ×Ù × Ø× Ó Ê Ñ Ý × ØÓ Ú Ø × Ñ × Ô Ø Ý « Ö ÓÒÐ Ý Ý × Ñ Ð Ö ØÝ o o o Ã Ò ÐÐ 3× Ø ÓÖÝ Ó × Ô Ý Ð × Ò ØÙÖ Ð ÔÖÓ Ð ØÝ ×ØÖ ÙØ ÓÒ× ÓÒ × Ô × Ó Ð Ð Ò1ØÙÔÐ × Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ê o Ì ÔÓ×× Ð × Ô × Ó ×Ù Ò1ØÙÔÐ × Ó ÔÓ ÒØ× ́ÒÓØ ÐÐ Ó Ò ÒØμ Ò ÒÓÒ ÐÐÝ ÔÙØ Ò ÓÒ 1ØÓ1ÓÒ ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò Û Ø ÔÓ ÒØ× Ó ÖØ Ò ØÓÔÓÐÓ Ð ×Ô ̧ Ò Ø Ö ×ÙÐ Ø Ò × Ô ×Ô × ÖÖÝ Ò ØÙÖ Ð ÔÖÓ Ð ØÝ Ñ ×ÙÖ ×o ÓÖ Ø × ÜØ Ò× Ú Ø ÓÖÝ Ò Ø× ר Ø ×Ø Ð ÔÔÐ Ø ÓÒ× ̧ Û Ö Ö ØÓ Ø × ÙÖÚ Ý Ú Ò Ý Ã Ò ÐÐ Ã Ò Ò ØÓ Ø ÓÓ Ó Ã Ò ÐÐ Ø Ðo Ã Ä o « Ö ÒØ Ô Ô Ö Ó ØÓ ÑÓÖ Ò Ö Ð ÒÓØ ÓÒ× Ó × Ô Ò ÔÖÓ Ð ØÝ × Ø Ö 1 ÙØ ÓÒ× ÓÖ Ø Ñ × ÓÐÐ ÓÛ Ý Ñ Ö ØÞÙÑ Ò Ñ 1⁄4 o À Ù× × ØÓÖ Þ Ø ÓÒ Ó ÔÖÓ Ù Ø× Ó ÒÚ Ö ÒØ Ñ ×ÙÖ × ØÓ Ó Ø Ò ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ÔÖÓ Ð ØÝ Ò× Ø ×̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÓÖ Ø ÆÒ × Ô Ó Ø ØÖ Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò o 1⁄23⁄4o3⁄4o¿ ÈÇÁÆÌ ÈÊÇ ËË Ë Ì ÒÚ ×Ø Ø ÓÒ× × Ö ×Ó Ö ÓÒ ÖÒ ¬Ò Ø ×Ý× Ø Ñ× Ó Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ ×o ÓÖ Ö Ò ÓÑÐ Ý Ò Ö Ø Ò¬Ò Ø × Ö Ø ÔÓ Ò Ø × Ø×̧ ×Ù Ø Ð ÑÓ Ð× Ö ÔÖÓÚ Ý ×ØÓ ×Ø ÔÓ ÒØ ÔÖÓ ×× ×o Ä ÇËË Ê ÄÓ ÐÐÝ ¬Ò Ø Å Ê × ÐÓ ÐÐÝ ¬Ò Ø Ö ́Å μ 1⁄2 ÓÖ Ú ÖÝ ÓÑÔ Ø × Ø Ê o Å Ì × Ø Ó ÐÐ ÐÓ ÐÐÝ ¬Ò Ø ×Ù × Ø× Ó Ê o Å Ì ×Ñ ÐÐ ×Ø 1 Ð Ö ÓÒ Å ÓÖ Û ÚÖÝ ÙÒ Ø ÓÒ Å Ö ́Å μ × Ñ ×ÙÖ Ð ̧ Û Ö Ê × ÓÖ Ð × Øo ́Ë ÑÔÐ μ ÔÓ ÒØ ÔÖÓ ×× ÓÒ Ê Ñ ×ÙÖ Ð Ñ Ô ÖÓÑ ×ÓÑ ÔÖÓ Ð ØÝ ×Ô ́a Èμ Ò ØÓ ́Å Åμo ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ó Ì Ñ Ñ ×ÙÖ È Ó È ÙÒ Ö o ÁÒØ Ò× ØÝ Ñ ×ÙÖ £Ó £́ μ Ö ́ μ̧ ÓÖ ÓÖ Ð × Ø× Ê o ËØ Ø ÓÒ ÖÝ ́ÓÖ ÓÑÓ Ò Ó Ù×μ × ×Ø Ø ÓÒ ÖÝ ÔÓ ÒØ ÔÖÓ ×× Ø ×ØÖ Ù1 Ø ÓÒ È × ÒÚ Ö ÒØ ÙÒ Ö ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ× o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 266
ÔØ Ö 1⁄23⁄4 × Ö Ø ×Ô Ø× Ó ×ØÓ ×Ø ÓÑ ØÖÝ 3⁄4 Ì ÔÓ ÒØ ÔÖÓ ×× ÓÒ Ê ̧ Û Ø ÒØ Ò× ØÝ Ñ ×ÙÖ £ ́ × ×ÙÑ ØÓ ¬Ò Ø ÓÒ ÓÑÔ Ø × Ø× μ̧ × ÈÓ ××Ó Ò ÔÖÓ ×× ̧ ÓÖ ÒÝ ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ Ô ÖÛ × × Ó ÒØ ÓÖ Ð × Ø× 1⁄2 ̧Ø Ö Ò ÓÑ Ú Ö Ð × Ö ́ 1⁄2 μ Ö ́ μ Ö Ò Ô Ò ÒØ Ò ÈÓ × ×ÓÒ ×ØÖ ÙØ o Ì Ù × ̧ È Ó ×× ÓÒ ÔÓ ÒØ ÔÖÓ ×× × Ø ×¬ × ÈÖÓ Ö ́ μ £́ μ £́ μ ÓÖ 3⁄4 Æ 1⁄4 Ò Ú ÖÝ ÓÖ Ð × Ø o Á Ø × ×Ø Ø ÓÒ ÖÝ ̧ Ø Ò Ø ÒØ Ò× ØÝ Ñ ×ÙÖ £ ×­ Ø Ñ × Ø Ä × Ù Ñ ×ÙÖ ̧ Ò Ø ÒÙÑ Ö ­ × ÐÐ Ø ÒØ Ò× ØÝ Ó o Ä Ø ×Ø Ø ÓÒ ÖÝ ÈÓ ×× ÓÒ ÔÖÓ ×× Ò Ê ÓÑÔ Ø × Ø̧ Ò Ð Ø 3⁄4 Æ 1⁄4 o ÍÒ Ö Ø ÓÒ Ø ÓÒ Ø Ø Ü ØÐÝ ÔÓ ÒØ× Ó Ø ÔÖÓ ×× ÐÐ ÒØÓ ̧Ø × ÔÓ ÒØ× Ö ÕÙ Ú Ð ÒØØ Ó o o o ÙÒ ÓÖÑ ÔÓ ÒØ× Ò o Ì × Ø Ð ÖÐÝ ÐÐ Ù×ØÖ Ø × Ø ÓÑ ØÖ × Ò ¬ Ò Ó ×Ø Ø ÓÒ ÖÝ ÈÓ ××ÓÒ ÔÓ ÒØ ÔÖÓ ×× ×̧ × Ó × Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò o ÓÒ× Ö Ò o o o ÙÒ ÓÖÑ ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÐÐ Ö o Ì ÈÓ × ×ÓÒ ÔÖÓ ×× Û Ø ÒØ Ò× ØÝ Ñ ×ÙÖ ÕÙ Ð ØÓ Ø Ä × Ù Ñ ×ÙÖ Ò ÓÒ× Ö × Ø Ð Ñ Ø ÔÖÓ ×× Ø Ø × Ó Ø Ò Ò Ò Ö Ø Ò ØÓ Ò¬Ò ØÝ Ò× Ù ÛÝØ ØÒ Î ́Ö μ 1⁄2o Ø Ð ×ØÙ Ý Ó ÓÑ ØÖ ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ×Ø Ø ÓÒ ÖÝ ÈÓ × ×ÓÒ ÔÖÓ ×× × Ò Ø ÔÐ Ò Û × Ñ Ý Å Ð × Å Ð 1⁄4 o ÓÖ ÑÙ Ó Ø Ø ÓÖÝ Ó ÔÓ ÒØ ÔÖÓ ×× ×̧ Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò ×Ô Ê Ò Ö ÔÐ Ý ÐÓ ÐÐÝ ÓÑÔ Ø ØÓÔ ÓÐÓ Ð ×Ô ¦ Û Ø ÓÙÒØ Ð × o Ç Ñ1 ÔÓÖØ Ò ÓÖ ×ØÓ ×Ø ÓÑ ØÖÝ Ö ̧ Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø × × Û Ö ¦ × Ø ×Ô Ó Ö1­ Ø× Ò Ê ́× Ë Ø ÓÒ 1⁄23⁄4o ¿o¿μ ÓÖ Ø ×Ô Ó ÓÒÚ Ü Ó × Ò Ê o 1⁄23⁄4o¿ Ê Æ ÇÅ Ä ÌË Æ ÜØ ØÓ Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ× ̧ Ö Ò ÓÑ ÐÝ Ò Ö Ø Ö1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ­ Ø× Ò Ê Ö Ø Ó 1 Ø× Ó ×ØÙ Ý Ò ×ØÓ ×Ø ÓÑ ØÖÝ Ø Ø Ö Ô ÖØ ÙÐ ÖÐÝ ÐÓ× ØÓ × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ o Ä Ó Ò Ú Ü ÙÐÐ× Ó Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ ×̧ ÒØ Ö× Ø ÓÒ× Ó Ö Ò ÓÑ Ð ×Ô × Ý Ð Ö Ò1 ÓÑ Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò Ò ØÙÖ Ð Û Ý o Ê Ò ÓÑ ­ Ø× Ø ÖÓÙ ÓÒÚ Ü Ó × × Û ÐÐ × Ò¬Ò Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ö Ò ÓÑ ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ú Ö× Ø Ó ÚÖ ØÝ Ó ÕÙ ×Ø ÓÒ×o 1⁄23⁄4o¿o1⁄2 Ê Æ ÇÅ À È ÊÈÄ Æ Ë Æ À Ä ËÈ Ë ÁÒØ Ö× Ø ÓÒ× Ó Ö Ò ÓÑ Ð ×Ô × ÔÔ Ö × ×ÓÐ ÙØ ÓÒ × Ø× Ó ×Ý× Ø Ñ× Ó Ð Ò Ö Ò1 ÕÙ Ð Ø × Û Ø Ö Ò ÓÑ Ó Æ ÒØ ×o Ì Ö ÓÖ ̧ ×Ù Ö Ò ÓÑ Ô ÓÐÝ Ö ÔÐ Ý ÖÓÐ Ò Ø Ú Ö × Ò ÐÝ× × Ó Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ× ́× Ø ÓÓ Ý ÓÖ Û Ö Ø ÓÖ Ò Ø× Ð Ó Ö Ô Ýμo ÍÒ Ö Ú Ö ÓÙ× ×× ÙÑÔØ ÓÒ× ÓÒ Ø ×ØÖ 1 ÙØ ÓÒ Ó Ø Ó Æ ÒØ×̧ ÓÒ × Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÒ Ø ÜÔ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ × Ó Ø × ÓÐÙØ ÓÒ × Ø×o ÜØ Ò Ò ÖÐ Ö ÛÓ Ö Ó È Ö ÓÔ ̧ Ù Ø Ù Ó Ø Ò × Ú Ö Ð ×Ø Ñ Ø ×̧ Ó Û Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò × Ò Ü ÑÔÐ o Ä Ø ́Úμ Ø ÜÔ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ × Ó Ø ÔÓÐÝ ÖÓÒ Ú Ò Ý Ø Ò ÕÙ Ð Ø × È Ò 1⁄2 Ü ́ 1⁄2 Ñ μ Ü 1⁄4́ 1⁄2 Ò μo Á Ø Ó Æ ÒØ× Ö ÒÓÒÒ Ø Ú Ò ×ØÖ ÙØ Ò Ô Ò ÒØÐ Ý ̧ ÓÒØ ÒÙ ÓÙ×Ð Ý ̧ Ò ×ÝÑ Ñ ØÖ ÐÐÝ Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ø × Ñ ÒÙÑ Ö 1⁄4̧ Ø Ò ́Úμ 1⁄2 3⁄4 Ñ 1⁄2 Ò Ñ · Ñ 3⁄4 Ñ 1⁄2 Ò Ñ 1⁄2 · ḈÒ Ñ 3⁄4 μ ÓÖ Ò 1⁄2o Ù Ø Ù Ð×Ó × ÓÖ ÑÙÐ × Ò ×Ø Ñ Ø × ÓÖ ́Úμ Ò Ø © 2004 by Chapman & Hall/CRC 267
3⁄4 Êo Ë Ò Ö × Ó Ø Ô ÓÐÝ ÖÓÒ Ú Ò Ý È Ò 1⁄2 Ü 1⁄2́ 1⁄2 Ñ μ̧ Û Ö Ø ÔÓ ÒØ× ́ 1⁄2 Ò μ́ 1⁄2 Ñ μ Ö o o o ÙÒ ÓÖÑ ÓÒ Ø ×Ô Ö Ë 1⁄2 o ÁÒ ÖØ Ò Ù Ð ØÝ ØÓ ÓÒÚ Ü ÙÐÐ× Ó Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ× Ò ÓÒÚ Ü Ó Ý ̧ ÓÒ Ñ Ý ÓÒ× Ö ÒØ Ö× Ø ÓÒ× Ó Ð ×Ô × ÓÒØ Ò Ò ÓÒÚ Ü Ó Ý o Ä Ø Ã Ê ÓÒÚ Ü Ó Ý Û Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó Ð ×× ¿ Ò Û Ø ÔÓ× Ø Ú Ù×× ÙÖÚ ØÙÖ ×ÙÔÔÓ× Ø Ø 1⁄4 3⁄4 ÒØ Ã Ò Ð Ø Ö 1⁄4o ÐÐ Ö Ò ÓÑ ÐÓ× Ð ×Ô À Ù Ø Ü 3⁄4 Ê Ü Ù Ø Û Ø Ù 3⁄4 Ë 1⁄2 Ò Ø 1⁄4 ́ à Öμ1 ÔØ Ø ÙÒ Ø ÒÓÖÑ Ð Ú ØÓÖ Ù × ÙÒ ÓÖÑ ÓÒ Ë 1⁄2 Ò Ø ×Ø Ò Ø × Ò Ô Ò ÒØ Ó Ù Ò ×̧ ÓÖ Ú Ò Ù̧ ÙÒ ÓÖÑ Ò Ø ÒØ ÖÚ Ð ÓÖ Û À Ù Ø ÓÒØ Ò× Ã ÙØ ÒÓØ Ö o Ä Ø Î ́à Òμ Ø ÜÔ Ø ÚÓÐ ÙÑ Ó Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ö Û Ø Ò o o o ́à Öμ1 ÔØ Ö Ò ÓÑ Ð ×Ô ×o Ì Ò Ã ÐØ Ò Ã Ð 1⁄4 Ô Ö Ó Ú Ø Ø Î ́à Òμ Î ́Ãμ 1⁄2 ́ μ à 1⁄2 ́ ·1⁄2μ Ë Ò Î 1⁄2 ́Ö μ Î 1⁄2 ́Ãμ 3⁄4 ́ ·1⁄2μ · ·ḈÒ ¿ ́ ·1⁄2μ μ·ḈÖ ́1⁄2 ̄μ Ò μ ÓÖ Ò 1⁄2 ̧ Û Ö 1⁄4 ̄ 1⁄2 × ¬Ü o Ä Ø 1⁄2 Ò o o o Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ× ÓÒ Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó ×ÑÓÓØ ÓÒ1 Ú Ü Ó Ý Ão Ä Ø Ã ́Òμ Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ø × ÙÔÔ ÓÖØ Ò Ð ×Ô × Ó Ã Ø 1⁄2 Ò ́ ÒØ Ö× Ø Û Ø ×ÓÑ ¬Ü Ð Ö Ù ̧ ØÓ Ñ Ø ÓÙÒ μ̧ Ò ÔÙØ ́ μ ́à Òμ Î ́à ́Òμ μ Î ́à μo ÍÒ Ö Ø ××ÙÑÔØ ÓÒ Ø Ø Ø ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ó Ø × ÔÓ× Ø Ú Ò× ØÝ Ò Ø Ø Ã Ò Ö ×ÙÆ ÒØÐÝ ×ÑÓ ÓØ ̧ ÓÖÓ Þ Ý Ò Ê ØÞÒ Ö ÓÊ 1⁄43⁄4 Ú Ó Ø Ò ×ÝÑÔØÓØ ÜÔ Ò× ÓÒ×̧ × Ò 1⁄2 ̧ ÓÖ ́ μ ́à Òμ Ò Ø × × ̧ 1⁄2̧ Ò 1⁄2o Ä Ø ́ μ 3⁄4Æ × ÕÙ Ò Ó o o o Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ× ÓÒ Ã̧ Ò Ð Ø Ã ́Òμ Ò ¬Ò × ÓÚ o Á Ã × Ó Ð ×× 3⁄4 Ò ÔÓ× Ø Ú Ù Ö Ú ØÙÖ Ò × ÔÓ× Ø Ú Ò ÓÒØ ÒÙÓÙ×̧ ÓÒ Ñ Ý × Û Ø Ö Ò 3⁄4 ́ 1⁄2μ ́ μ ́à Òμ Ó Ò Ú Ö × ÐÑ Óר ×ÙÖ ÐÝ ØÓ ÔÓ× Ø Ú ÓÒר ÒØ̧ Ò 1⁄2o ÓÖ 3⁄4 Ò 1⁄2 3⁄4̧ Ø × Û × × ÓÛÒ Ý Ë Ò Ö Ë o Ê ØÞÒ Ö Ê 1⁄43⁄4 Û × Ð ØÓ ÔÖÓÚ × Ù Ö ×ÙÐ Ø ÓÖ 3⁄4 Ò o À Ù Ø Ø Ö Ò ÓÑ ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÓÒ̧ Ò Ø × × Ò× ̧ × Ú ÖÝ ÐÓ× ØÓ ר ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÓÒo 1⁄23⁄4o¿o3⁄4 Ê Æ ÇÅ Ä ÌË Ì ÀÊÇÍ À ÇÆÎ Ç Á Ë Ì ÒÓØ ÓÒ Ó ÙÒ ÓÖÑ Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ Ò ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã Ò Ê × ÜØ Ò Ý Ø Ø Ó ÙÒ ÓÖÑ Ö Ò ÓÑ Ö1­ Ø Ø ÖÓÙ Ão Ä Ø Ö Ø ×Ô Ó Ö1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÆÒ ×Ù ×Ô × Ó Ê Û Ø Ø Ù×Ù Ð ØÓÔÓÐÓ Ý Ò ÓÖ Ð ×ØÖ Ù ØÙÖ ́Ö 3⁄4 1⁄4 1⁄2 μo Ö Ò ÓÑ Ö1­ Ø × Ñ ×ÙÖ Ð Ñ Ô ÖÓÑ ×ÓÑ ÔÖÓ Ð ØÝ ×Ô ÒØÓ Ö o ÁØ × ÙÒ ÓÖÑ ́ ×Ó ØÖ ÓÔ ÙÒ ÓÖÑμ Ö Ò ÓÑ Ö1­ Ø Ø ÖÓÙ Ã Ø× ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ò Ó Ø Ò ÖÓÑ ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ ÒÚ Ö ÒØ ́Ö ×Ôo Ö 1ÑÓØ ÓÒ ÒÚ Ö ÒØμ Ñ ×ÙÖ ÓÒ Ö ̧ Ý Ö ×ØÖ Ø Ò Ø ØÓ Ø Ö1­ Ø× Ñ Ø Ò Ã Ò ÒÓÖÑ Ð Þ Ò ØÓ ÔÖÓ Ð ØÝ Ñ ×ÙÖ o ́ ÓÖ Ø Ð×̧ × Ï Ï ¿̧ Ë Ø ÓÒ 3⁄4 Ò Ë Ï 1⁄41⁄4̧ ÔØ Ö oμ Ö Ò ÓÑ Ö1­ Ø ́ÙÒ ÓÖÑ ÓÖ ÒÓØμ Ø ÖÓÙ Ã Ò Ö Ø × Ø Ö Ò ÓÑ × ÒØ Ã̧ Û × Ó Ø Ò Ò ×ØÙ ̧ Ô ÖØ ÙÐ ÖÐÝ ÓÖ Ö 1⁄2o Ê Ö Ò × Ö Ò Ë Ï 3⁄4̧ ÔØ Ö Ò Ë Ï ¿̧ Ë Ø ÓÒ o Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ o o o Ö Ò ÓÑ ­ Ø× Ø ÖÓÙ Ã Ð ØÓ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÕÙ ×Ø ÓÒ×o ××Ó Ø Ö Ò ÓÑ Ú Ö Ð ×̧ ×Ù × Ø ÒÙÑ Ö Ó ÒØ Ö× Ø ÓÒ ÔÓ ÒØ× Ò× Ã 3⁄4 Ò Ö 1⁄2̧ Ö Ö ØÓ ØØ ÓÖ ÛÓÖ Ó ËÙÐ Ò ́1⁄2 μ Ò Ø × ́1⁄2 μ × Ë Ï ¿ o Ç ×Ô Ð ÒØ Ö ×Ø × Ø × Ó o o o ÙÒ ÓÖÑ ÝÔ ÖÔÐ Ò × À 1⁄2 À Ø ÖÓÙ ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã Ê o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 268
ÔØ Ö 1⁄23⁄4 × Ö Ø ×Ô Ø× Ó ×ØÓ ×Ø ÓÑ ØÖÝ 3⁄4 Ä Ø Ô ́Ãμ ÒÓØ Ø ÔÖÓ Ð ØÝ Ø Ø Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ À 1⁄2 À Ð×Ó Ñ Ø× Ão ÁÒ ×ÓÑ ×Ô Ð × ×̧ Ø Ñ Ü ÑÙÑ Ó Ø × ÔÖÓ Ð ØÝ ́Û Ô Ò × ÓÒ Ã Ò ÓÒ Ø ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ó Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò ×μ × Ò ÓÛÒ̧ ÙØ ÒÓØ Ò Ò Ö Ðo Ê Ö Ò × ÓÖ Ø × Ò Ö Ð Ø ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ÓÒ ØÙÖ Ö ÓÙÒ Ò Ë o Á Æ o o o ÙÒ ÓÖÑ ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ø ÖÓÙ Ã Ö Ú Ò̧ Ø Ý Ú Ö × ØÓ Ö Ò ÓÑ ÐÐ ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ Ó ÒØ Ão ÓÖ 3⁄4 1⁄4 ̧ Ø ÜÔ Ø ÒÙÑ Ö̧ ̧Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÐÐ× Ó Ø × ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ × Ú Ò Ý Æ Ô ́Ãμ Û Ø Ô ́Ãμ × ¬Ò ÓÚ ́ Ë Ò Ö Ë 3⁄4 μo Á Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ö ×ÓØÖ ÓÔ ÙÒ ÓÖÑ ̧ Ø Ò Æ 3⁄4 Î ́Ãμ Î Ò 1⁄2 ́Ãμ ÇÈ Æ ÈÊÇ Ä Å ÈÊÇ Ä Å 1⁄23⁄4o¿o1⁄2 ÓÖ o o o ÙÒ ÓÖÑ Ö Ò ÓÑ ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ø ÖÓÙ ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã̧ ¬Ò Ø × ÖÔ ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÖ Ø ÔÖÓ Ð ØÝ Ø Ø Ø Ö ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ð×Ó ÒØ Ö× Ø× Ão 1⁄23⁄4o¿o¿ ÈÇÁËËÇÆ Ä ÌË ×Ù Ø Ð ÑÓ Ð ÓÖ Ò¬Ò Ø × Ö Ø Ö Ò ÓÑ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ö1­ Ø× Ò Ê × ÔÖÓ1 Ú Ý ÔÓ ÒØ ÔÖÓ ×× Ò Ø ×Ô Ö o ËØ Ø ÓÒ ÖÝ ÈÓ ×× ÓÒ ÔÖÓ ×× × Ö Ø × ÑÔÐ ×Ø Ò ÓÑ ØÖ ÐÐÝ Ñ Óר ÒØ Ö ×Ø Ò Ü ÑÔÐ × ́ר Ø ÓÒ Ö ØÝ Ò Ñ Ò× ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ ÒÚ Ö Ò Ó Ø ×ØÖ ÙØ ÓÒμo × ÛÓÖ Û × ÓÒ Ý Å Ð × Å Ð 1⁄2 Ò Å Ø ÖÓÒ Å Ø o ÁÒ Ø × Ö 1⁄2̧ ÓÒ ×Ô × Ó ×Ø Ø ÓÒ ÖÝ ÈÓ ××ÓÒ ÝÔ ÖÔÐ Ò ÔÖÓ ××o ÓÖ ÝÔ ÖÔÐ Ò ÔÖÓ ××̧ Ò Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ò× ØÝ¡ Ò ¬Ò ̧ Ò ×Ù Û Ý Ø Ø̧ ÓÖ ÓÖ Ð × Ø Ê ̧ Ø ÜÔ Ø Ø ÓÒ Ó Ø ØÓØ Ð 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÚÓÐÙÑ Ò× Ó Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ× Ó ÒÝ ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ó Ø ÔÖÓ ×× × Ú Ò Ý¡ Ø Ñ × Ø Ä × Ù Ñ ×ÙÖ Ó o Ú Ò Ø ÒØ Ò× ØÝ¡ 1⁄2 ̧ Ø Ñ Ü Ñ Ð Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ò× ØÝ ¡ ́ ÓÖ Ò 3⁄4 1⁄4 3⁄4 μ × Ú Ø ÔÖÓ ×× × × ÓØÖÓÔ ́ Ø× ×ØÖ ÙØ ÓÒ × Ö 1Ñ ÓØ ÓÒ ÒÚ Ö ÒØμ Ø × Ö ×ÙÐ Ø × Ù ØÓ Ì ÓÑ × ́1⁄2 ̧ × Ë Ï1⁄41⁄4̧ Ë Ø ÓÒ o μo ́À × Ö ×ÙÐ Ø Ò Ñ Ø Ó Û Ö ÖÖ ÓÚ Ö ØÓ Ø ÖÑ Ò ×Ø × Ö Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò ×Ý× Ø Ñ× Ý Ë Ò Ö Ë oμ Ë Ñ Ð Ö ÕÙ ×Ø ÓÒ× Ò × ÓÖ ×Ø Ø ÓÒ ÖÝ ÈÓ ××ÓÒ Ö1­ Ø× Û Ø Ö 1⁄2̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ÓÖ 3⁄4Ö Ò ÒØ Ö× Ø ÓÒ× Ó ÒÝØ ÛÓ Ö1­ Ø×o À Ö ÒÓÒ ×ÓØÖ ÓÔ ÜØÖ Ñ Ð × × Ó ÙÖ̧ ×Ù × Ò Ø × Ö 3⁄4 ×ÓÐÚ Ý Å Å o Î Ö ÓÙ× ÓØ Ö × × Ú Ò ØÖ Ø × Å Å 1⁄2 ̧ Ã ÙØ Ð Ã Ù 1⁄2 ̧ Ò Ø Ö Ö Ò × Ú Ò Ø Ö o 1⁄23⁄4o Ê Æ ÇÅ ÇÆ ÊÍ ÆÌ ÇÈÁ Ë Ì ÓÐ ÐÓÛ Ò × ØÝÔ Ð ÕÙ ×Ø ÓÒ ÓÒ Ö Ò ÓÑ ÐÝ ÑÓÚ Ò × Ø×o Ä Ø Ã 1⁄4 Ã Ê Ú Ò ÓÒÚ Ü Ó ×o Ò × ÓØÖÓÔ Ö Ò ÓÑ ÓÒ ÖÙ ÒØ Ó Ô ÝÓ Ã Ñ Ø Ò Ã 1⁄4 × Ó © 2004 by Chapman & Hall/CRC 269
3⁄4 1⁄4 Êo Ë Ò Ö Ø ÓÖÑ Ã̧Û Ö × Ö Ò ÓÑ Ð Ñ ÒØ Ó Ø ÑÓØ ÓÒ ÖÓÙÔ Ó Ê ̧ Ò Ø ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ó × Ó Ø Ò ÖÓÑ Ø À Ö Ñ ×ÙÖ ÓÒ Ý Ö ×ØÖ Ø Ò Ø ØÓ Ø × Ø 3⁄4 à 1⁄4 Ã Ò ÒÓÖÑ Ð Þ Ò o Ä Ø Ã 1⁄2 Ã Ò ÓÒÚ Ü Ó ×̧ Ð Ø Ã Ò ×ÓØÖ ÓÔ Ö Ò ÓÑ ÓÔÝÓ Ã Ñ Ø Ò Ã 1⁄4 ̧ Ò ×ÙÔÔÓ× Ø Ø 1⁄2 Ò Ö ×ØÓ ×Ø ÐÐÝ Ò Ô Ò ÒØo Ï Ø × Ø ÔÖÓ Ð ØÝ Ø Ø Ø Ö Ò ÓÑ Ó × 1⁄2 à 1⁄2 Ò Ã Ò Ú ÓÑ ÑÓÒ ÔÓ ÒØ Ò× Ã 1⁄4 Ì × ÕÙ ×Ø ÓÒ Ò × Ñ Ð Ö ÓÒ × Ò Ú Ò ÜÔÐ Ø Ò×Û Ö× Ý Ñ Ò× Ó ÒØ Ö Ð ÓÑ ØÖÝ o Ï Ö Ö ØÓ Ø ÓÓ × Ó Ë ÒØ ÐÓ Ë Ò Ò Ó Ë Ò Ö Ò Ï Ð Ë Ï 3⁄4 o 1⁄23⁄4o Ê Æ ÇÅ ÅÇË Á Ë Ý Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ Ó Ê ̧ ÓÖ ÑÓ× Ò Ê ̧ Û ÙÒ Öר Ò ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ×Ù Ø ØØ Ö ÙÒ ÓÒ × Ê ̧ Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ÒÝØ ÛÓÓ Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ × × Ø Ö ÑÔØÝ ÓÖ Ó Ó Ø Ņ̃ Ò ÒÝ ÓÙÒ × Ø Ñ Ø× ÓÒÐ Ý ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ Ó Ø ÔÓÐÝØÓÔ ×o Ö Ò ÓÑ ÑÓ× Ò ÑÓ Ð Ý ÔÓ ÒØ ÔÖÓ ×× Ò Ø ×Ô Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝØÓÔ ×̧ ×Ù Ø Ø Ø ÔÖÓÔ ÖØ × ÓÚ Ö × Ø ×¬ ÐÑÓר ×ÙÖ ÐÝ o Ò Ö Ð Ö Ö Ò × Ö Å Ð ̧ Å ËËÏ 1⁄4̧ ÔØ Ö ¿ ̧ Ï Ï ¿̧ Ë Ø ÓÒ ̧ ËØÃ Å ̧ ÔØ Ö 1⁄21⁄4 ̧ Ò Ë Ï 1⁄41⁄4̧ ÔØ Ö o ÆÇÌ ÌÁÇÆ ר Ø ÓÒ ÖÝ Ö Ò ÓÑ ÑÓ× Ò Ê ́ μ ÔÖÓ ×× Ó Ø× 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ́ μ Ò× ØÝÓ Ø Ø ÒØÖ Ò× ÚÓÐÙÑ Ó Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ́ μ ­ ́ μ ́ μ 1⁄4 ̧ 1 ÒØ Ò× ØÝÓ ́ μ ØÝÔ Ð 1 Ó Ò ÜÔ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ð Ñ ÒØ× Ó ́ μ Ø Ø Ö ØÝÔ ÐÐÝ Ò ÒØ Û Ø 1 Ó ÍÒ Ö Ò ØÙÖ Ð ×× ÙÑÔØ ÓÒ ÓÒ Ø ×Ø Ø ÓÒ ÖÝ Ö Ò ÓÑ ÑÓ× ̧ Ø ÒÓØ ÓÒ× Ó Ò× ØÝ3 Ò ØÝÔ Ð3 Ü ×Ø Û Ø ÔÖ × Ñ Ò Ò o Ì Ò× ØÝ ́ μ × Ø Ò Ø ÒØ Ò× ØÝ ­ ́ μ Ø Ñ × Ø ÜÔ Ø Ø ÓÒ Ó Ø Ø ÒØÖ Ò× ÚÓÐ ÙÑ Ó Ø ØÝÔ Ð 1 ́ μ o À Ö ̧ Û Ò ÓÒÐÝ ÓÒÚ Ý Ø ÒØÙ Ø Ú Ø Ø ÓÒ Ú Ö × ÓÚ Ö ÜÔ Ò Ò ÓÙÒ Ö ÓÒ× Ó Ø ÑÓ× Ò Ô Ö ÓÖÑ × Ð Ñ Ø ÔÖÓ ÙÖ o Ü Ø ¬Ò Ø ÓÒ× Ò ÓÙÒ Ò Ë Ï1⁄41⁄4 Û Ö Ö Ð×Ó ØÓ ÔØ Ö Ó Ø Ø ÓÓ ÓÖ Ø Ö ×ÙÐØ× Ð ×Ø ÐÓÛ Ò ÓÖ ÐÐ Ø Ö Ð Ø Ö Ö Ò ×o 1⁄23⁄4o o1⁄2 Æ Ê Ä ÅÇË Á Ë ÓÖ Ö ØÖ ÖÝ ×Ø Ø ÓÒ ÖÝ Ö Ò ÓÑ ÑÓ× ×̧ Ø Ö Ö ÒÙÑ Ö Ó ÒØ Ø × Ö Ð Ø Ò Ú Ö × Ó ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÕÙ ÒØ Ø ×o × Ü ÑÔÐ × Ö 1⁄4 ́ 1⁄2μ Ò 1⁄2 ́ 1⁄2μ Ò 1⁄2 ­ ́ μ Ò ­ ́ μ Ò ́ 1⁄2μ ́ μ 1⁄4 Ò Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö 1⁄4 ́ 1⁄2μ ­ ́ μ 1⁄4 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 270
ÔØ Ö 1⁄23⁄4 × Ö Ø ×Ô Ø× Ó ×ØÓ ×Ø ÓÑ ØÖÝ 3⁄4 1⁄2 Á Ø Ö Ò ÓÑ ÑÓ× × ÒÓÖ Ñ Ð̧ Ñ Ò Ò Ø Ø Ú ÖÝ 1 × ÓÒØ Ò Ò Ü ØÐÝ ·1⁄2 1Ô ÓÐÝØÓÔ × Ó ́ 1⁄4 1⁄2μ̧ Ø Ò ́1⁄2 ́ 1⁄2μ μ­ ́ μ 1⁄2 1⁄4 ́ 1⁄2μ ·1⁄2 ­ ́ μ ÄÙÖ Ò Ò Ø ÖÓÙÒ Ö ̧ Ó ÓÙÖ × ̧ Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ð Ö Ð Ø ÓÒ× Ó ÙÐ Ö̧ Ò1 ËÓÑÑ ÖÚ ÐÐ ̧ Ò Ö Ñ × ÔØ Ö× 1⁄2 Ò 1⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ o 1⁄23⁄4o o3⁄4 À È ÊÈÄ Æ Ì ËË ÄÄ Ì ÁÇÆË Ö Ò ÓÑ ÑÓ× × ÐÐ ×Ø Ø ÓÒ ÖÝ ÝÔ ÖÔÐ Ò Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ Ø × Ò Ù ̧ Ò Ø Ó Ú ÓÙ× Û Ý ̧ Ý ×Ø Ø ÓÒ ÖÝ ÝÔ ÖÔÐ Ò ÔÖÓ ×× ́ × ¬Ò Ò Ë Ø ÓÒ 1⁄23⁄4o¿o ¿μo ËÙ Ö Ò ÓÑ ÑÓ× × Ú ×Ô Ð ÔÖ ÓÔ ÖØ ×o ÍÒ Ö Ò ××ÙÑÔØ ÓÒ Ó Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ ́× Ø ×¬ ̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÝÈ Ó ×× ÓÒ ÝÔ ÖÔÐ Ò ÔÖÓ ×× ×μ ÓÒ ×̧ ÓÖ 1⁄4 ̧ ́ μ ́ μ Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö ­ ́ μ ­ ́1⁄4μ Ò Ò 3⁄4 ר Ø ÓÒ ÖÝ ÈÓ ××ÓÒ ÝÔ ÖÔÐ Ò ÔÖÓ ××̧ × Ø × Ý Ò ×Ù Ø Ð ×× ÙÑÔØ ÓÒ Ó ÒÓÒ1 Ò Ö Ý ̧ Ò Ù × ×Ø Ø ÓÒ ÖÝ Ö Ò ÓÑ ÑÓ× Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ̧ ÐÐ ÈÓ ××Ó Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò ÑÓ× o ÁÒ Ø ×ÓØÖ ÓÔ × ́Û Ö Ø ×ØÖ ÙØ ÓÒ× Ö ÒÚ Ö ÒØ ÙÒ Ö Ö ÑÓØ ÓÒ×μ̧ × ÓÑÔÐ Ø ÐÝ Ø ÖÑ Ò ÝØ Ò Ø Ò× ØÝ ̧ ­̧Ó Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò ÈÓ × ×ÓÒ ÝÔ ÖÔÐ Ò ÔÖÓ ××o ÁÒ Ø × × ̧ ÓÒ × ́ μ 1⁄2 1⁄2 ­ Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ ­ ́ μ 1⁄2 1⁄2 ­ Ò Î ́ ́ μ μ 1⁄2 1⁄2 ­ Ì ÐÑ Óר ×ÙÖ ÐÝ ÙÒ ÕÙ 1Ô ÓÐÝØÓÔ Ó ÓÒØ Ò Ò 1⁄4 × ÐÐ Ø ÈÓ ××ÓÒ Þ ÖÓ1 ÐÐ Ò ÒÓØ Ý 1⁄4 o ÓÖ ×Ø Ø ÓÒ ÖÝ ÈÓ ××ÓÒ ÝÔ ÖÔÐ Ò ÑÓ× ̧ Ø Ò ÕÙ Ð Ø × Î ́ 1⁄4 μ 3⁄4 1⁄2 ­ Ò 3⁄4 1⁄4 ́ 1⁄4 μ 3⁄4 3⁄4 Ö Ú Ð o ÁÒ Ø × ÓØÖÓÔ × ̧ ÕÙ Ð ØÝ ÓÐ × Ò Ø ¬Ö× Ø Ò ÓÒ Ø Ö Ø1 Ò × Ó Ø × ÓÒ Ò ÕÙ Ð ØÝ o ÓÖ Ø ØÝÔ Ð ÐÐ ́ μ ̧ Ø ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ó Ø ÒÖ Ù× Á ́Ö Ù× Ó Ø Ð Ö ×Ø ÓÒØ Ò ÐÐμ Ò Ø ÖÑ Ò Ø × Ú Ò Ý ÈÖÓ Á́ ́ μ μ 1⁄2 ÜÔ ́ 3⁄4­ μ Ó Ö 1⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 271
3⁄4 3⁄4 Êo Ë Ò Ö 1⁄23⁄4o o¿ ÎÇÊÇÆÇÁ Æ Ä ÍÆ ÅÇË Á Ë × Ö Ø ÔÓ ÒØ × Ø Ò Ê Ò Ù × Î ÓÖ ÓÒÓ Ò Ð ÙÒ Ý ÑÓ× ́× ÔØ Ö 3⁄4¿ ÓÖ Ø ¬Ò Ø ÓÒ× μo ËØ ÖØ Ò ÖÓÑ ×Ø Ø ÓÒ ÖÝ ÈÓ ××ÓÒ ÔÓ ÒØ ÔÖÓ ×× Ò Ê ̧ ÓÒ Ó Ø Ò× Ò Ø × Û Ý ×Ø Ø ÓÒ ÖÝ ÈÓ ××Ó Ò1Î ÓÖÓÒÓ ÑÓ× Ò ÈÓ ××Ó Ò1 Ð ÙÒ Ý ÑÓ× o ÓØ Ó Ø × Ö ÓÑ ÔÐ Ø ÐÝ Ø ÖÑ Ò Ý Ø ÒØ Ò× ØÝ ̧ ­̧ Ó Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò ÈÓ ××ÓÒ ÔÖÓ ×× o ÓÖ ÈÓ ××ÓÒ1ÎÓÖÓÒÓ ÑÓ× Ò ÓÖ 3⁄4 1⁄4 ̧Ó Ò × ́ μ 3⁄4 ·1⁄2 3⁄4 ́ ·1⁄2 μ 3⁄4 · ·1⁄2 3⁄4 1⁄2· 3⁄4 ¡ · · ¡ 3⁄4 · 3⁄4 ¡ ·1⁄2 3⁄4 ¡ ·1⁄2 3⁄4 ¡ ­ ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø Ú ÖØ Ü Ò× ØÝ × ÚÒ Ý ­ ́1⁄4μ 3⁄4 ·1⁄2 1⁄2 3⁄4 3⁄4 ́ ·1⁄2 μ 3⁄4 ·1⁄2 3⁄4 3⁄4 3⁄4 ¡ 1⁄2· 3⁄4 ¡ ·1⁄2 3⁄4 ¡ ­ ÓÖ Ñ ÒÝ ÓØ Ö Ô Ö Ñ Ø Ö×̧ Ø Ö ÜÔÐ Ø Ú ÐÙ × Ò Ø ÖÑ× Ó ­ Ö ÒÓÛÒ̧ ×Ô ÐÐÝ Ò ×Ñ ÐÐ Ñ Ò× ÓÒ× o Ó Ö È Ó ×× ÓÒ1 Ð ÙÒ Ý ÑÓ× ÓÒ Ò̧ Ò ÖØ Ò × Ò× ̧ ÜÔÐ ØÐÝ Ø ÖÑ Ò Ø ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ó Ø ØÝÔ Ð 1 ÐÐ Ò Ø ÑÓÑ ÒØ× Ó Ø× Ú ÓÐÙÑ o 1⁄23⁄4o ËÇÍÊ Ë Æ Ê Ä Ì Å Ì ÊÁ Ä ËÇÍÊ Ë ÇÊ ËÌÇ À ËÌÁ ÇÅ ÌÊ ÁÆ Æ Ê Ä ËØÓÝ Ò̧ Ã Ò ÐÐ̧ Ò Å ËØÃÅ Ñ ÓÒÓ Ö Ô ÓÒ Ø ÓÖ Ø Ð ÓÙÒ Ø ÓÒ× Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó ×ØÓ ×Ø ÓÑ ØÖÝ o Å Ø ÖÓÒ Å Ø Ñ ÓÒÓ Ö Ô ÓÒ × ÑÓ Ð× Ó ×ØÓ ×Ø ÓÑ ØÖÝ Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó ÒØ Ö Ð ÓÑ ØÖÝ o Ë ÒØ ÐÓ Ë Ò Ì Ð ×× Ð ÛÓÖ ÓÒ ÒØ Ö Ð ÓÑ ØÖÝ Ò Ø× ÔÔÐ Ø ÓÒ× ØÓ ÓÑ ØÖ ÔÖÓ Ð Ø ×o Ë Ò Ö Ò Ï Ð Ë Ï1⁄41⁄4 Ò ÒØÖ Ó Ù Ø ÓÒ ØÓ Ø Ñ Ø Ñ Ø Ð ÑÓ Ð× Ó ×ØÓ ×Ø ÓÑ ØÖÝ ̧ Û Ø ÑÔ × × ÓÒ Ø ÔÔÐ Ø ÓÒ Ó ÒØ Ö Ð ÓÑ ØÖÝ Ò ÙÒ Ø ÓÒ Ð× ÖÓÑ ÓÒÚ Ü ØÝ o Ã Ò ÐÐ Ò ÅÓÖ Ò Ã Å ¿ ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÒ ÓÑ ØÖ ÔÖÓ Ð Ø ×o ËÓÐ ÓÑÓÒ ËÓÐ × Ð Ø ÓÒ Ó ØÓÔ × ÖÓÑ ÓÑ ØÖ ÔÖÓ Ð ØÝØ Ó Ö Ý o Å Ø Å Ø ÓÑ ÔÖ Ò× Ú ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó Ö × ÙÐØ× ÓÒ ÓÑ ØÖ ÔÖÓ Ð Ø ×̧ Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö Ó Ø Ó× ØÝÔ × Û Ö Ò ÐÝØ Ð ÙÐ Ø ÓÒ× Ð ØÓ ÜÔÐ Ø Ö ×ÙÐ Ø×o ÃÐ Ò Ò ÊÓØ ÃÐÊ Ò ÒØÖÓ Ù Ø ÓÒ ØÓ ØÝÔ Ð Ö ×ÙÐ Ø× Ó ÒØ Ö Ð ÓÑ ØÖÝ ̧ Ø Ö ÒØ ÖÔÖ Ø Ø ÓÒ× Ò Ø ÖÑ× Ó ÓÑ ØÖ ÔÖÓ Ð Ø ×̧ Ò ÓÙÒØ ÖÔ ÖØ× Ó × Ö Ø Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ö Ø Öo Ñ ÖØÞ ÙÑ Ò Ñ 1⁄4 Ú Ð ÓÔ× ×Ô Ð ÔÔÖÓ ØÓ ×ØÓ ×Ø ÓÑ ØÖÝ Ú ØÓÖ Þ Ø ÓÒ Ó Ñ ×ÙÖ ×̧ Û Ø Ú Ö ÓÙ× ÔÔÐ Ø ÓÒ×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 272
ÔØ Ö 1⁄23⁄4 × Ö Ø ×Ô Ø× Ó ×ØÓ ×Ø ÓÑ ØÖÝ 3⁄4 ¿ ÅÓÖ Ò ÅÓÖ ̧ ÅÓÖ ̧ Ä ØØÐ Ä Ø ̧ Ð Ý ÆÓØ × ÓÒ Ö ÒØ Ö × Ö Ò ÓÑ ØÖ Ð ÔÖÓ Ð ØÝ ̧ Ù× ÙÐ ×ÙÖÚ Ý× Û Ø Ñ ÒÝ Ö Ö Ò ×o Ð Ý 3⁄4 Ò ÒØÖ Ó Ù Ø ÓÒ Ò Ö Ò Ð ×Ø ÓÖ ×ØÓ ×Ø ÓÑ ØÖÝ o Ð Ý ÓÒÒ Ø ÓÒ× Ó ×ØÓ ×Ø ÓÑ ØÖÝ Û Ø Ñ Ò ÐÝ× ×o Ï Ð Ò Ï Ö Ï Ï ¿ ÓÑ ÔÖ Ò× Ú Ò ÓÓ ÖØ Ð ÓÒ ×ØÓ ×Ø ÓÑ ØÖÝ o Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË Ë Ú Ö Ð ØÓÔ × Ö ÓÙØ× Ø × ÓÔ Ó Ø × ÔØ Ö̧ ÐØ ÓÙ Ø Ý ÓÙÐ ×Ù 1 ×ÙÑ ÙÒ Ö ÔÖÓ Ð ×Ø ×Ô Ø× Ó × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ o ÑÓÒ Ø × Ö Ö Ò ÓÑ1 Þ Ø ÓÒ Ò Ú Ö 1 × Ò ÐÝ× × Ó ÓÑ ØÖ Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò Ø ÔÖÓ Ð ×Ø Ò Ð1 Ý× × Ó ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ× Ò Ù Ð Ò ×Ô ×o ÌÛÓ Ð ×× Ð ØÓÔ × Ó × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ ̧ Ò Ñ ÐÝ Ô Ò Ò ÓÚ Ö Ò ̧ Û Ö Ð×Ó Ü ÐÙ ̧ ÓÖ Ø Ö ×ÓÒ Ø Ø Ø Ü ×Ø Ò ÔÖÓ Ð ×Ø Ö × ÙÐØ× Ö Ò ×Ô Ö Ø Ö Ø Ö Ö ÖÓÑ × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ o ÔØ Ö× Ó Ø × À Ò ÓÓ Ò Û Ø × Ò Ö Ð Ø ØÓÔ × Ö ÓÚ Ö Ö ÔØ Ö 1⁄2 Ò Ø ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× ÔØ Ö 3⁄4 È Ò Ò ÓÚ Ö Ò ÔØ Ö 1⁄2 × ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝØÓÔ × ÔØ Ö 1⁄2 ÒÙÑ Ö× Ó Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò ÓÑ ÔÐ Ü × ÔØ Ö 3⁄4¿ Î ÓÖ ÓÒÓ Ö Ñ× Ò Ð ÙÒ Ý ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× ÔØ Ö 1⁄4 Ê Ò ÓÑ Þ Ø ÓÒ Ò Ö Ò ÓÑ Þ Ø ÓÒ ÔØ Ö Å Ø Ñ Ø Ð ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ê Ä Î ÆÌ ËÍÊÎ Ë Æ ÍÊÌ À Ê ËÇÍÊ Ë ËÓÑ Ó Ø ØÓÔ × ØÖ Ø Ú Ò Ø ×Ù Ø× Ó ÖÐ Ö ×ÙÖ Ú Ý×o Ì ÓÐÐÓÛ Ò × ÓÙÖ × ÓÒØ Ò Ö Ö Ò × ØÓ Ø Ü ÐÙ ØÓÔ × × Û Ð Ð ×Ø ÓÛ ÓÖ Û Ø Ò Ø × ÓÔ Ó Ø × ÔØ Öo ÓÖ Û Ö Ø ÓÖ ̧ ÓÖ ̧ Ë Ñ Ö Ë ¿ ÁÒ ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÒ Ø ÔÖÓ Ð ×Ø Ò Ð1 Ý× × Ó Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ× ÙÒ Ö « Ö ÒØ ÑÓ Ð ×× ÙÑÔØ ÓÒ×o ÛÝ Ö ÛÝ Ò Ð Ø Ö ÛÓÖ Ó ÒØÖ ÙØ ÓÒ× ØÓ Ø Ú Ö 1 × Ò ÐÝ× × Ó Ó1 Ñ ØÖ Ð ÓÖ Ø Ñ×o À ÐÐ À Ð Ñ ÓÒÓ Ö Ô ÚÓØ ØÓ Ø ÔÖÓ Ð ×Ø Ò ÐÝ× × Ó ÓÚ Ö ÔÖÓ 1 Ð Ñ×o Ù Ø Ù ×ÙÖÚ Ý ÓÒ Ö Ò ÓÑ Ô ÓÐÝØÓÔ ×o Ë Ò Ö Ë ̧ « ÒØÖ Ò Ö « 3⁄4 ËÙÖÚ Ý× ÓÒ ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ó ÓÒÚ Ü Ó × Ý Ö Ò ÓÑ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ÖÙ Ö ÖÙ ̧ Ë ÙØØ Ë Ù1⁄43⁄4 ËÙÖ Ú Ý× ÓÑÔ Ö Ò ×Ø Ò Ö Ò ÓÑ ÔÔÖ ÓÜ Ñ 1 Ø ÓÒ Ó ÓÒÚ Ü Ó × Ý Ô ÓÐÝØÓÔ ×o Ù Ö Ò Ë Ò Ö Ë ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÒ Ò ÕÙ Ð Ø × Ò Ü1 ØÖ ÑÙÑ ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÖ ÓÑ ØÖ ÔÖÓ Ð Ø ×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 273
3⁄4 Êo Ë Ò Ö Ê Ê Æ Ë « o « ÒØÖ Ò Öo Ì ÜÔ Ø ÚÓÐÙ Ñ Ó Ö Ò ÓÑ Ô ÓÐÝ ØÓÔ Ò ÐÐo Âo Å ÖÓ× ÓÔÝ̧ 1⁄2 1⁄2 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o « 1⁄2 o « ÒØÖ Ò Öo Ì ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ× Û Ø ×Ô Ö ÐÐÝ ×Ý ÑÑ ØÖ ×ØÖ 1 ÙØ ÓÒ ×o Ê Ò o Ë Ño Å Øo ÍÒ Úo ÈÓÐ Ø o Ì ÓÖ ÒÓ̧ ¿ ß¿ ¿̧ 1⁄2 1⁄2o « 3⁄4 o « ÒØÖ Ò Öo Ô ÖÓÜ Ñ ÓÒ Ð ØÓÖ Ù ÖÔ Ó× ÓÒÚ ÜÓ×o ÈÙ Ðo Å Øo̧ ¿ ß1⁄21⁄4 ̧ 1⁄2 3⁄4o Ë 3⁄4 o « ÒØÖ Ò Ö Ò Êo Ë Ò Öo Ê Ò ÓÑ ÔÖÓ Ø ÓÒ× Ó Ö ÙÐ Ö × ÑÔÐ ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 3⁄41⁄2 ß3⁄43⁄4 ̧ 1⁄2 3⁄4o Ï 1⁄2 o « ÒØÖ Ò Ö Ò Âo o Ï Öo ÇÒ Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó ÙÒ ÓÖÑ Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ× Ò × ÑÔÐ 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄4 1⁄2ß¿1⁄4 ̧ 1⁄2 1⁄2o Ð È 1⁄2 oÂo Ð ÓÙ ×̧ o Ö ×Ø Ø̧ È oËo Ö ÆÒ̧ Ò Ïo o ÈÖÙ ØØo Ì ÒÙÑ Ö Ó ÜØÖ Ñ ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ö Ò ÓÑ × ÑÔÐ o Âo Ô ÔÐo ÈÖÓ o̧ 3⁄4 3⁄4 ß¿1⁄4 ̧ 1⁄2 1⁄2o Ñ 1⁄4 Êo Îo Ñ ÖØÞÙÑ Òo ØÓÖ Þ Ø ÓÒ Ð Ù ÐÙ× Ò ÓÑ ØÖ ÈÖÓ Ð ØÝo Î ÓÐÙ Ñ ¿¿ Ó Ò Ý ÐÓÔ Å Ø o ÔÔ Ðo̧ Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 1⁄4o oÂo Ð Ýo ÓÙ ÖØ ÒÓØ ÓÒ Ö ÒØ Ö × Ö Ò ÓÑ ØÖ Ð ÔÖÓ Ð ØÝ o Úo Ò Ô ÔÐo ÈÖÓ o̧ 3⁄4 ß 1⁄4̧ 1⁄2 o 3⁄4 oÂo Ð Ý o ËØÓ ×Ø ÓÑ ØÖÝ Ò ÒØÖÓ Ù Ø ÓÒ Ò Ö Ò Ð ×Øo ÁÒØ ÖÒ Øo ËØ Ø ×Øo Ê Úo̧ 1⁄4 1⁄2 ß1⁄2 ¿̧ 1⁄2 3⁄4o oÂo Ð Ý oË Ø Ó ×Ø ÓÑ ØÖÝ Ò Ñ Ò ÐÝ× ×o ÏÁ Æ Û×Ð Ø Øo̧ 3⁄4ß3⁄41⁄4̧ 1⁄2 o Ö Áo Ö ÒÝo ÁÒØÖ Ò× ÚÓÐÙ Ñ × Ò 1Ú ØÓÖ× Ó Ö Ò ÓÑ Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o Å Ø o ÒÒo̧ 3⁄4 1⁄2ß ̧ 1⁄2 o Ö 3⁄4 Áo Ö ÒÝo Ê Ò ÓÑ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ×ÑÓ ÓØ ÓÒÚ Ü Ó ×o Å Ø Ñ Ø ̧ ¿ 1⁄2ß 3⁄4̧ 1⁄2 3⁄4o Ö Áo Ö ÒÝoË Ý Ð Úר Ö3× ÕÙ ×Ø ÓÒ Ø ÔÖÓ Ð ØÝØ ØÒ ÔÓ ÒØ× Ö Ò ÓÒÚ Ü ÔÓ× Ø ÓÒo ÒÒo ÈÖÓ o̧ 3⁄4 3⁄41⁄43⁄41⁄4ß3⁄41⁄4¿ ̧ 1⁄2 o ¿ Áo Ö ÒÝ Ò o Ù Ø o Ê Ò ÓÑ ÔÓÐÝØÓÔ × Ò ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ ̧ Ò Ô Ò Ò Ó × Ô ̧ Ò ÓÒ ÒØÖ Ø ÓÒ Ó Ú ÖØ ×o Å Ø o ÒÒo̧ 3⁄4 ß ̧ 1⁄2 ¿o Áo Ö ÒÝ Ò o ÙÖ o ÇÒ Ø × Ô Ó Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ×o ÈÖÓ o Ì ÓÖÝ Ê Ð Ø Ð ×̧ 3⁄4¿1⁄2ß3⁄4 1⁄4̧ 1⁄2 o Ä Áo Ö ÒÝ Ò o Ä ÖÑ Òo ÓÒÚ Ü Ó ×̧ ÓÒ ÓÑ Ô ÓÚ Ö Ò ×̧ Ö Ò ÓÑ ÔÓÐÝØÓÔ ×o Å Ø Ñ Ø ̧ ¿ 3⁄4 ß3⁄4 1⁄2̧ 1⁄2 o Ë Áo Ö ÒÝ Ò Ïo ËØ Öo ÇÒ Ø ÜÔ Ø ÒÙÑ Ö Ó 1× Ø×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄21⁄2 3⁄4 ¿ß3⁄4 ¿̧ 1⁄2 o Î ¿ Áo Ö ÒÝ Ò Êo o Î Ø Ð o Ê Ò ÓÑ ÓÒÚ Ü ÙÐ Ð× ­Ó Ø Ò Ó × Ò ÜÔ Ø Ø ÓÒ ×o Âo ÔÔÖÓÜo Ì ÓÖÝ ̧ 1⁄2¿1⁄4ß1⁄2¿ ̧ 1⁄2 ¿o Ö oÅo ÖÝ× Ò ÓÚo Ù×× Ò × ÑÔÐ ×̧ Ö ÙÐ Ö × ÑÔÐ ×̧ Ò Ü Ò Ð ØÝ o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 1⁄2 3⁄4 ß3⁄4 1⁄2̧ 1⁄2 o Î oÅo ÖÝ× Ò ÓÚ Ò Êo o Î Ø Ð o Ê ÙÐ Ö × ÑÔÐ × Ò Ù×× Ò × ÑÔÐ ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 1⁄21⁄2 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ë o Ù Ö Ò Êo Ë Ò Öo ÜØÖ Ñ Ð ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÖ ÓÑ ØÖ ÔÖÓ Ð Ø × ÒÚÓÐÚ Ò ÓÒÚ Ü Ó ×o Ú o Ò Ô Ô Ð oÈ Ö Ó o̧ 3⁄4 3⁄41⁄4ß¿ ̧ 1⁄2 o ÓÊË 3⁄4 Âo Ó ÓÛ× ̧ Âo Ê Ø Ö1 ÖØ̧ Ò Ïo Ë Ò Ð Öo ÇÒ Ø ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ó ÓÖ Ö ØÝÔ ×o ÓÑÔÙØo ÓÑo Ì ÓÖÝ ÔÔÐo̧ 1⁄2 1⁄23⁄4 ß1⁄2 3⁄4̧ 1⁄2 3⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 274
ÔØ Ö 1⁄23⁄4 × Ö Ø ×Ô Ø× Ó ×ØÓ ×Ø ÓÑ ØÖÝ 3⁄4 ÓÖ Ão 1Ào ÓÖ Û Ö Øo Ì Ë ÑÔÐ Ü Å Ø Ó ÈÖÓ Ð ×Ø ÔÔ ÖÓ o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o ÓÖ Ão 1Ào ÓÖ Û Ö Øo × ÖÔ ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÖ Ø ÜÔ Ø ÒÙÑ Ö Ó × ÓÛÚÖØ × Ò ÄÈ1Ô ÓÐ Ý Ö ÙÒ Ö ÓÖØ Ó ÓÒ Ð ÔÖÓ Ø ÓÒ ÓÒ ØÛÓ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÐ Ò ×o Å Ø o ÇÔ Öo Ê ×o̧ 3⁄4 ß 1⁄4¿o ÖÖ ØÙÑ 3⁄4 3⁄4 ß ̧ 1⁄2 o ÓÀ Ão ÓÖÓ Þ Ý ̧ ÂÖo Ò Åo À Ò o Ê Ò ÓÑ ÔÖÓ Ø ÓÒ× Ó Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o Ö o Å Ø o̧ ¿ ß ¿̧ 1⁄2 o ÓÊ1⁄43⁄4 Ão ÓÖÓ Þ Ý ̧ ÂÖo Ò Åo Ê ØÞÒ Öo ÔÔ ÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ó ×ÑÓÓØ ÓÒÚ Ü Ó × Ý Ö Ò ÓÑ Ö ÙÑ× Ö Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o ÈÖ ÔÖ ÒØ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o À Ào Ö Ö Ò Ìo À× Ò o ÇÒ Ø Ö Ò Ô Ö Ñ Ø Ö Ó Ö Ò ÓÑ ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ò ÓÙÒ ÓÒÚ Ü × Øo ÈÖÓ o Ì ÓÖÝ Ê Ð Ø Ð ×̧ 1⁄21⁄21⁄2 1⁄2 ß 1⁄4̧ 1⁄2 o À Ào Ö Ö̧ Ìo À× Ò Ò Æo Ào Ò Ño ÇÒ Ø À Ù× ÓÖ« ר Ò ØÛ Ò ÓÒÚ Ü × Ø Ò Ò ÒØ Ö ÓÖ Ö Ò ÓÑ ÓÒÚ Ü ÙÐÐo Úo Ò ÔÔ Ðo ÈÖÓ o̧ ¿1⁄4 3⁄4 ß¿1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ù o Ù Ø o Ù Ð Ð×Ô ÓÐÝ ÓÒ Ò ÓÒÚ Ü Ò Î Ð Òo Âo Ê Ò Ò Ûo Å Ø o̧ ¿ 3⁄41⁄23⁄4ß 3⁄43⁄41⁄4̧ 1⁄2 o Ù o Ù Ø o × Î Ó ÐÙÑ Ò ÚÓÒ Ù ÐÐ×ÔÓÐÝ ÖÒ Ñ ÐÐ Ô×Ó o ÒÞo Çר ÖÖ o o Ï ××o Å Ø o1Æ ØÙ Öo à Ðo̧ 1⁄23⁄41⁄2 1⁄2ß ̧ 1⁄2 o Ù o Ù Ø o ËØÓ ×Ø × ÔÔ ÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ ÓÒÚ Ü Ö ÈÓÐ Ý ÓÒ o o Ï Ö× o Î ÖÛo 1 Ø ̧ 3⁄4 ¿ß¿1⁄4 ̧ 1⁄2 o Ù o Ù Ø o Ù ÐÐ È ÓÐÝ Ö Ò Í Ö× Øo ÁÒ o ÀÐ Û ̧ ØÓÖ̧ Ð ÒØ ÓÖ 1 Ø × Ò ÐÝ× ×̧Ú ÓÐÙ Ñ 1⁄21⁄21⁄2 Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò Å Ø o̧ Ô × 1⁄2ß1⁄2¿o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o Ù o Ù Ø o ÇÒ ÒÓÒ Ò Ø Ú ×ÓÐ ÙØ ÓÒ× Ó Ö Ò ÓÑ ×Ý ×Ø Ñ× Ó Ð Ò Ö Ò ÕÙ Ð Ø ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 3⁄4 ß ̧ 1⁄2 o Ù o Ù Ø o ÇÒ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ × Ó Ö Ò ÓÑ Ô ÓÐÝ Ö Û Ø Ú Ò ÒÙÑ Ö Ó Ø×o ËÁ Å Âo Ð Ö × Ö Ø Å Ø Ó ×̧ ß 3⁄4̧ 1⁄2 o Ù 1⁄4 o Ù Ø o ×ØÖ ÙØ ÓÒ1 Ò Ô Ò ÒØ ÔÖÓÔ ÖØ × Ó Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ×o Âo Ì ÓÖ Øo ÈÖÓ o̧ ¿ ¿ ß¿ ¿̧ 1⁄2 1⁄4o Ù 1⁄43⁄4 o Ù Ø o Ò ÒØ ØÝ Ö Ð Ø Ò ÑÓÑ ÒØ× Ó ÙÒ Ø ÓÒ Ð× Ó ÓÒÚ Ü ÙÐÐ×o ÈÖ ÔÖ ÒØ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o ÙÅ o Ù Ø Ò Âo ÅÙ ÐÐ Öo Ê Ò ÓÑ Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ò ÐÐo Âo ÔÔ Ðo ÈÖÓ o̧ 3⁄41⁄2 ¿ß 3⁄4̧ 1⁄2 o ÙÊ 3⁄4 o Ù Ø Ò Åo Ê ØÞÒ Öo Ï Ø × Ø ÜÔ Ø ÚÓÐ ÙÑ Ó Ø ØÖ ÖÓÒ Û Ó× Ú ÖØ × Ö Ó× Ò Ø Ö Ò ÓÑ ÖÓÑ Ú Ò Ø ØÖ ÖÓÒ ÒÞo Çר ÖÖ o o Ï ××o Å Ø o1Æ Ø ÙÖo ÃÐo̧ 1⁄23⁄4 ¿ß ̧ 1⁄2 3⁄4o ÙÊ o Ù Ø Ò Åo Ê ØÞÒ Öo ÕÙ ÆÒ ÒÒ Ö Ô Ö ÐÐ Ð ÙÖÚ × Ó ÔÐ Ò ÓÒÚ Ü Ó Ý Ò Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ× Ó Ö Ò ÓÑ ÐÝ Ó× Ò ÔÓ ÒØ×o ÈÖÓ o Ì ÓÖÝ Ê Ð Ø Ð ×̧ 1⁄21⁄4 ¿ ß 1⁄2 ̧ 1⁄2 o ÙÊ o Ù Ø Ò Åo Ê ØÞÒ Öo ÇÒ Ø ÓÖ Ñ Ó o À Ö Ð ÓØÞ ÓÙØ Ö Ò ÓÑ Ô ÓÐÝ ÓÒ×o Ê Ò o Ö o Å Øo È Ð ÖÑÓ ̧ Ë Öo ÁÁ̧ ËÙÔÔÐo̧ 1⁄4 ß1⁄21⁄43⁄4̧ 1⁄2 o Ù Ê1⁄41⁄2 o Ù Ø Ò Åo Ê ØÞÒ Öo Ì ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ× Ò Ø ØÖ ÖÓÒ ËÓÐ ÙØ ÓÒ Ó Ð × 3× ÔÖÓ Ð Ñ Ò ÑÓÖ Ò Ö Ð Ö ×Ù ÐØ×o Âo Ê Ò Ò Ûo Å Ø o̧ ¿ 1⁄2ß3⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o oÂo Ó Ò È o ÖÓ Ò Ó ÓÑo Ä Ñ Ø Ø ÓÖ Ñ× ÓÖ ÙÒ Ø ÓÒ Ð× Ó ÓÒÚ Ü ÙÐ Ð×o ÈÖÓ o Ì ÓÖÝ Ê Ð Ø Ð ×̧ 1⁄21⁄41⁄4 ¿1⁄2ß ̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 275
3⁄4 Êo Ë Ò Ö Ù ¿ oÈoÌo Ùo Ê Ò ÓÑ Ö1 ÓÒØ ÒØ Ó Ò Ö1× ÑÔÐ Ü ÖÓÑ Ø 1ØÝ Ô 13⁄4 Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ×o Ò o Âo ËØ Ø ×Ø o̧ 3⁄41⁄2 3⁄4 ß3⁄4 ¿̧ 1⁄2 ¿o Ú 1⁄2 Äo ÚÖÓÝ o ÇÒ Ø Ó× ÐÐ Ø ÓÒ Ó Ø ÜÔ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÜØÖ Ñ ÔÓ ÒØ× Ó Ö Ò ÓÑ × Øo ËØ Ø ×Øo ÈÖÓ o Ä ØØ o̧ 1⁄21⁄2 3⁄4 1⁄2ß3⁄4 ̧ 1⁄2 1⁄2o ÙÏ Äo ÙÑ Ò Ò o Ï ÐØ Öo Ê Ø × Ó ÓÒÚ Ö Ò ÓÖ Ö Ò ÓÑ ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ× Ó ÓÒÚ Ü × Ø×o Ú o Ò Ô Ô Ð oÈ Ö Ó o̧ 3⁄4 ¿ ß¿ ¿̧ 1⁄2 o ÛÝ Êo o ÛÝ Öo Ú Ö 1 × Ò ÐÝ× × Ó Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ ÓÒÚ Ü ÀÙÐÐ× Ò Î ÓÖÓÒÓ Ö Ñ×o È o o Ì × ×̧ ÖÒ 1Å Ð ÐÓÒ ÍÒ Úo̧ È ØØ× ÙÖ ̧ 1⁄2 o ÛÝ 1⁄2 Êo o ÛÝ Öo ÓÒÚ Ü ÙÐÐ× Ó × ÑÔÐ × ÖÓÑ ×Ô Ö ÐÐÝ ×Ý ÑÑ ØÖ ×ØÖ ÙØ ÓÒ×o ×1 Ö Ø Ô ÔÐo Å Ø o̧ ¿1⁄2 1⁄21⁄2¿ß1⁄2¿3⁄4̧ 1⁄2 1⁄2o Ö o ÖÓÒ o Ì ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ö Ò ÓÑ × Ø Ó ÔÓ ÒØ×o ÓÑ ØÖ ̧ 3⁄4 ¿¿1⁄2ß¿ ¿̧ 1⁄2 o ÐË Ëo Ð × Ù Ö Ò Êo Ë Ò Öo ×ÝÑ ÔØÓØ Ô ÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ó ×ÑÓÓØ ÓÒÚ Ü Ó × Ý Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o ÓÖÙ Ñ Å Ø o̧ ¿ ¿ß¿ ̧ 1⁄2 o ÖÓ È o ÖÓ Ò ÓÓÑo Ä Ñ Ø Ø ÓÖ Ñ× ÓÖ ÓÒÚ Ü ÙÐ Ð×o ÈÖÓ o Ì ÓÖÝ Ê Ð Ø Ð ×̧ ¿3⁄4 ß¿ ̧ 1⁄2 o ÖÙ È oÅo ÖÙ Öo ÜÔ Ø Ø ÓÒ Ó Ö Ò ÓÑ Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o Å ÒÙ× Ö ÔØ Å Ø o̧ 1⁄2 ¿ ¿ß 1⁄2 ̧ 1⁄2 o ÖÙ È oÅo ÖÙ Öo ÓÑÔ Ö ×ÓÒ× Ó ×Ø Ò Ö Ò ÓÑ Ô ÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ó ÓÒÚ Ü Ó × Ý Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o Ê Ò o Ö o Å Øo È Ð ÖÑÓ ̧ Ë Öo ÁÁ̧ ËÙÔÔÐo̧ 1⁄4 1⁄2 ß3⁄41⁄2 ̧ 1⁄2 o À Ð È o À ÐÐo ÁÒ ØÖÓ Ù Ø ÓÒ ØÓ Ø Ì ÓÖÝ Ó ÓÚ Ö ÈÖÓ ×× ×o Ï Ð Ý̧Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o À È1⁄4¿ Åo À ÖØÞÓÙ Ð Ò o È ÓÙÖ ×o ÉÙ ÖÑ ×× ÒØ Ö Ð× Ó Ö Ò ÓÑ Ô ÓÐÝ ØÓÔ Ò ÓÒÚ Ü Ó Ý o Ö o Å Ø o̧ 1⁄4 ¿1⁄4ß ¿ ̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o À× Ìo À× Ò o ÇÒ Ø ×ÝÑ ÔØÓØ ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ó Ø Ö ÓÙ Ø× Ö Ò ÓÑ ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ò × o ÒÒo Ô ÔÐo ÈÖÓ o̧ ß ¿̧ 1⁄2 o ÀÙ Áo ÀÙ Ø Öo Ì ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó ÒÓÖÑ Ð × ÑÔÐ o Úo Ò Ô ÔÐo ÈÖÓ o̧ 3⁄4 ß ̧ 1⁄2 o ÀÙ Áo ÀÙ Ø Öo Ä Ñ Ø Ø ÓÖ Ñ× ÓÖ Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ× Ò Ö Ñ Ò× ÓÒ ×o Ì Ö Ò×o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ¿ 1⁄2 ¿¿ ß ¿ ¿̧ 1⁄2 o à Р1⁄4 oÂo Ã ÐØ Ò o ×ÝÑÔØÓØ × × Î Ö ÐØ Ò ÞÙ ÐÐ Ö ÓÒÚ Ü Ö ÈÓ ÐÝ Öo ×× ÖØ Ø ÓÒ̧ ÍÒ Úo Ö ÙÖ o Öo̧ 1⁄2 1⁄4o Ã Ò o o Ã Ò ÐÐo ×Ù ÖÚ Ý Ó Ø ×Ø Ø ×Ø Ð Ø ÓÖÝ Ó × Ô o ËØ Ø ×Øo Ë o̧ ß1⁄23⁄41⁄4̧ 1⁄2 o à Š¿ Åo o Ã Ò ÐÐ Ò È o oÈo ÅÓÖ Òo ÓÑ ØÖ Ð ÈÖÓ Ð ØÝo Ö ÆÒ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 ¿o Ã Ä o o Ã Ò ÐÐ̧ o Ö Ò̧ Ì oÃo ÖÒ ̧ Ò Ào Ä o Ë Ô Ò Ë Ô Ì ÓÖÝ o Ï Ð Ý̧ ר Ö̧ 1⁄2 o à ٠1⁄2 Âo Ã ÙØ Ðo Ò ÜØÖ Ñ ÐÔ ÖÓ Ð Ñ ÙÖ ÞÙ ÐÐ Ò Ò ÙÒ ÙÖ Ò ÒÔÖÓÞ ×× Ò Ó 1 Ö Ñ Ò× ÓÒ Ð Ò Ê ÙÑ Òo ×× ÖØ Ø ÓÒ̧ ÍÒ Úo Â Ò ̧ 1⁄2 1⁄2o ÃÐÊ o o ÃÐ Ò Ò o1 o ÊÓØ o ÁÒØÖÓ Ù Ø ÓÒ ØÓ ÓÑ ØÖ ÈÖÓ Ð ØÝo Ñ Ö ÍÒ 1 Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 o ÃÙ Ão1Ào ÃÙ Öo ÇÒ Ø Ô ÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ó ÐÐ Ý Ö Ò ÓÑ ÔÓÐÝØÓÔ ×o Úo Ò ÔÔ Ðo ÈÖÓ o̧ 3⁄4 ß 3⁄4̧ 1⁄2 o Ä Ø oÎo Ä ØØÐ o Ø Ö ÒÓØ ÓÒ Ö ÒØ Ö × Ö Ò ÓÑ ØÖ Ð ÔÖÓ Ð ØÝo Úo Ò ÔÔ Ðo ÈÖÓ o̧ 1⁄21⁄4¿ß1⁄2¿1⁄4̧ 1⁄2 o Å Ò o Å ÒÒ ÓÒo Ì ÚÓÐ ÙÑ Ó Ø ØÖ ÖÓÒ Û Ó× Ú ÖØ × Ö Ó× Ò Ø Ö Ò ÓÑ Ò Ø ÒØ Ö ÓÖ Ó Ô Ö ÒØ Ø ØÖ ÖÓÒ o Úo Ò ÔÔ Ðo ÈÖÓ o̧ 3⁄4 ß ̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 276
ÔØ Ö 1⁄23⁄4 × Ö Ø ×Ô Ø× Ó ×ØÓ ×Ø ÓÑ ØÖÝ 3⁄4 Å × o Å ×× o ÇÒ Ø Ú Ö Ò Ó Ø ÒÙÑ Ö Ó ÜØÖ Ñ ÔÓ ÒØ× Ó Ö Ò ÓÑ ÓÒÚ Ü ÙÐÐo ËØ Ø ×Øo ÈÖÓ o Ä ØØ o̧ 1⁄23⁄4¿ß1⁄2¿1⁄4̧ 1⁄2 o Å ×1⁄41⁄4 o Å ×× o ÇÒ Ø ÄÄÆ ÓÖ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ × Ó Ö Ò ÓÑ ÓÒÚ Ü ÙÐÐo Úo Ò Ô ÔÐo ÈÖÓ o̧ ¿3⁄4 ß 1⁄2̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o Å Ø oÅo Å Ø o ÒÁ Ò Ø Ö Ó Ù Ø ÓÒ ØÓ ÓÑ ØÖ Ð ÈÖÓ Ð ØÝ ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ð ×Ô Ø× Û Ø ÔÔÐ Ø ÓÒ ×o ÓÖ ÓÒ Ò Ö ̧ Ë Ò ÔÓÖ ̧ 1⁄2 o Å Ø o Å Ø ÖÓÒ o Ê Ò ÓÑ Ë Ø× Ò ÁÒØ Ö Ð ÓÑ ØÖÝ o Ï Ð Ý ̧ÆÛ ÓÖ ̧ 1⁄2 o Å Âo Å o Ò ÜØÖ Ñ Ð Ô ÖÓÔ ÖØÝ Ó Ö Ò ÓÑ ­ Ø×o Âo Å ÖÓ× ÓÔ Ý̧ 1⁄2 1⁄2 3⁄41⁄4 ß3⁄41⁄4 ̧ 1⁄2 o Å 1⁄2 Âo Å o ÇÒ Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ò× ØÝ Ó ­ Ø ÔÖÓ ×× ×o Å Ø o Æ Öo̧ 1⁄2 1⁄2 ß ̧ 1⁄2 1⁄2o Å ËËÏ 1⁄4 Âo Å ̧ Êo Ë Ò Ö̧ o ËØ ÓÝ Ò̧ Ò Ïo Ï Ðo ËØÓ ×Ø × ÓÑ ØÖ o Î ÓÐÙÑ 1⁄2 Ó ÅÎ Ë Ño̧ Ö Ù× Ö̧ × Ð̧ 1⁄2 1⁄4o Å Ð 1⁄4 Êo o Å Ð ×o ÇÒ Ø ÓÑÓ Ò ÓÙ× ÔÐ Ò Ö ÈÓ ××ÓÒ ÔÓ ÒØ ÔÖÓ ××o Å Ø o Ó× o̧ ß 1⁄23⁄4 ̧ 1⁄2 1⁄4o Å Ð 1⁄2 Êo o Å Ð ×o ÈÓ ××ÓÒ ­ Ø× Ò Ù Ð Ò ×Ô ×o ÁÁ ÀÓÑÓ Ò ÓÙ× ÈÓ ××ÓÒ ­ Ø× Ò Ø ÓÑÔ Ð Ñ ÒØ ÖÝ Ø ÓÖ Ño Úo Ò ÔÔ Ðo ÈÖÓ o̧ ¿ 1⁄2ß ¿̧ 1⁄2 1⁄2o Å Ð 1⁄2 Êo o Å Ð ×o Á×ÓØÖÓÔ Ö Ò ÓÑ × ÑÔÐ ×o Úo Ò ÔÔÐo ÈÖÓ o̧ ¿ ¿ ¿ß¿ 3⁄4̧ 1⁄2 1⁄2o Å Ð Âo Å ÐÐ Öo Ê Ò ÓÑ Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ× Ò Ê o Úo Ò ÔÔ Ðo ÈÖÓ o̧ 3⁄41⁄2 ¿ ß ¿̧ 1⁄2 o ÅÓÖ È o oÈ o ÅÓÖ Òo ÒÓØ ÓÒ Ö ÒØ Ö × Ö Ò ÓÑ ØÖ Ð ÔÖÓ Ð ØÝ o Âo Ô ÔÐo ÈÖÓ o̧ ¿ ¿ß ¿̧ 1⁄2 o ÅÓÖ È o oÈ o ÅÓÖ Òo × ÓÒ ÒÓØ ÓÒ Ö ÒØ Ö × Ö Ò ÓÑ ØÖ Ð ÔÖÓ Ð ØÝ o Úo Ò Ô ÔÐo ÈÖÓ o̧ 1⁄2 ¿ß ̧ 1⁄2 o Ê 1⁄41⁄2 Åo Ê ØÞÒ Öo Ì ­Ó Ø Ò Ó Ý Ò Ø ÕÙ ÆÒ ÒÒ Ö Ô Ö ÐÐ Ð ÙÖÚ Ó ÔÐ Ò ÓÒÚ Ü Ó Ý o ÓÑo Ø ̧ 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ê 1⁄41⁄2 Åo Ê ØÞÒ Öo ËØÓ ×Ø Ð Ô ÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ó ×ÑÓ ÓØ ÓÒÚ Ü Ó ×o Å Ø Ñ Ø ̧ ØÓ ÔÔ Öo Ê 1⁄43⁄4 Åo Ê ØÞÒ Öo Ê Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ× ÓÒ Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó ×ÑÓ ÓØ ÓÒÚ Ü Ó ×o ÌÖ Ò×o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ¿ 3⁄43⁄4 ¿ß3⁄43⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o Ê 1⁄43⁄4 Åo Ê ØÞÒ Öo Ê Ò ÓÑ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ö Ò ÖÐÝ ×Ø Ô ÔÖÓÜ Ñ Ø Ò o Ê Ò o Ö o Å Øo È Ð ÖÑÓ ̧ Ë Öo ÁÁ̧ ËÙÔÔÐo ÚÓÐo ÁÁ̧ 1⁄4 3⁄4 ¿ß3⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o ÊÙÅ 1⁄4 Ào ÊÙ Ò Ò Êo o Å Ð ×o ÒÓÒ Ð ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ Ó Ø ÔÖÓ Ð ØÝ Ñ ×ÙÖ Ó × Ø× Ó ×ÓØÖÓÔ Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ× Ò Ê Ò o Âo Å ÙÐØ Ú Ö Ø Ò Ðo̧ 1⁄21⁄4 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄4o Ë Ò Äo o Ë ÒØ ÐÓo ÁÒØ Ö Ð ÓÑ ØÖÝ Ò ÓÑ ØÖ ÈÖÓ Ð ØÝo Î ÓÐÙÑ 1⁄2 Ó Ò Ý ÐÓÔ Ó Å Ø Ñ Ø ×̧ ×ÓÒ1Ï ×Ð Ý̧ Ê Ò ̧ 1⁄2 o Ë 3⁄4 Êo Ë Ò Öo Ê Ò ÓÑ ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ñ Ø Ò ÓÒÚ Ü Ó Ý o o Ï Ö× o Î ÖÛo 1 Ø ̧ 1⁄2 ¿ ß¿ ̧ 1⁄2 3⁄4o Ë Êo Ë Ò Öo ÔÔ ÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ó ÓÒÚ Ü Ó × Ý Ö Ò ÓÑ Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o ÕÙ Ø ÓÒ × Å Ø o̧ ¿3⁄4 ¿1⁄4 ß¿1⁄21⁄4̧ 1⁄2 o Ë Êo Ë Ò Öo Ê Ò ÓÑ Ô ÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ó ÓÒÚ Ü × Ø×o Âo Å ÖÓ× ÓÔÝ̧ 1⁄2 1⁄2 3⁄41⁄21⁄2ß3⁄43⁄4 ̧ 1⁄2 o Ë Êo Ë Ò Öo Á×ÓÔ Ö Ñ ØÖ Ò ÕÙ Ð Ø × ÓÖ Ò¬Ò Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò ×Ý ×Ø Ñ×o ÁÒ Áo Ö ÒÝ Ò Âo È ̧ ØÓÖ×̧ Ì Ä ×ÞÐÓ × ÌÓØ ×Ø× Ö Øo × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2¿ 1⁄4 ß 3⁄4 ̧ 1⁄2 o Ë Ï 3⁄4 Êo Ë Ò Ö Ò Ïo Ï Ðo ÁÒØ Ö Ð ÓÑ ØÖ o Ì Ù Ò Ö̧ Ë ØÙØØ ÖØ̧ 1⁄2 3⁄4o Ë Ï1⁄41⁄4 Êo Ë Ò Ö Ò Ïo Ï Ðo ËØÓ ×Ø × ÓÑ ØÖ o Ì Ù Ò Ö̧ ËØÙ ØØ ÖØ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 277
3⁄4 Êo Ë Ò Ö Ë Ï 1⁄4 Êo Ë Ò Ö Ò Âo o Ï Öo Ê Ò ÓÑ Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ò ÓÒÚ Ü Ó Ý o o Ï Ö× o Î ÖÛo Ø ̧ 3⁄4 ß ¿̧ 1⁄2 1⁄4o Ë Ï ¿ Êo Ë Ò Ö Ò Âo o Ï Öo ÁÒØ Ö Ð ÓÑ ØÖÝoÁ ÒÈ oÅo ÖÙ Ö Ò Âo Åo Ï Ð Ð×̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÒÚ Ü ÓÑ Ø ÖÝ̧ Ô × 1⁄2¿ ß1⁄2¿ 1⁄4o Ð× Ú Ö̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 ¿o Ë Ù o Ë ÙØØo Ê Ò ÓÑ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ÆÒ ×ÙÖ Ö o Å Ø o Æ Öo̧ 1⁄2 1⁄4 3⁄43⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o Ë Ù1⁄43⁄4 o Ë Ù ØØo ר Ò Ö Ò ÓÑ ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ó ÓÒÚ Ü Ó × Ý ÔÓÐÝØÓÔ ×o Ê Ò o Ö o Å Øo È Ð ÖÑÓ ̧ Ë Öo ÁÁ̧ ËÙÔÔÐo ÚÓÐo ÁÁ̧ 1⁄4 ¿1⁄2 ß¿¿ ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o Ë Ï 1⁄4¿ o Ë ÙØØ Ò o Ï ÖÒ Öo ÈÓÐÝ ØÓÔ × Û Ø Ú ÖØ × Ó× Ò Ö Ò ÓÑ ÐÝ ÖÓÑ Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó ÓÒÚ Ü Ó Ý o ÁÒ Îo Å ÐÑ Ò Ò o Ë ØÑ Ò̧ ØÓÖ×̧ Á×Ö Ð Ë Ñ Ò Ö 3⁄41⁄41⁄41⁄2ß 3⁄41⁄41⁄43⁄4̧Ú ÓÐ ÙÑ 1⁄2 1⁄4 Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò Å Ø o̧ Ô × 3⁄4 1⁄2ß 3⁄43⁄4o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o Ë ¿ Êo Ë Ñ Öo ÈÖÓ Ð ×Ø Ò ÐÝ× × Ò Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o ËØ Ø ×Øo Ë o̧ ̧ 1⁄2 ¿o ËÓÐ Ào Ë ÓÐÓÑ ÓÒo ÓÑ ØÖ ÈÖÓ Ð ØÝo ËÓ o ÁÒ ÙרÖo ÔÔÐo Å Ø o̧ È Ð ÐÔ ̧ 1⁄2 o Ë ØÃÅ o Ë ØÓÝ Ò̧ Ïo Ëo Ã Ò ÐÐ̧ Ò Âo Å o ËØÓ ×Ø ÓÑ ØÖÝ Ò ÁØ× ÔÔÐ Ø ÓÒ×o 3⁄4Ò o̧ Ï Ð Ý ̧ ר Ö̧ 1⁄2 o Î Ð È oÎÐØÖo ÈÖÓ Ð ØÝØ ØÒ Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ× Ö Ò ÓÒÚ Ü ÔÓ× Ø ÓÒo ÁÒ Áo Ö ÒÝ Ò Âo È ̧ ØÓÖ×̧ Ì Ä × ÞÐÓ × ÌÓØ ×Ø× Ö Øo × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2¿ ¿ ß ¿̧ 1⁄2 o Î Ð È oÎÐØÖo Ì ÔÖÓ Ð ØÝ Ø Ø Ò Ö Ò ÓÑ ÔÓ ÒØ× Ò ØÖ Ò Ð Ö Ò ÓÒÚ Ü ÔÓ× Ø ÓÒo ÓÑ Ò ØÓÖ ̧ 1⁄2 ß ¿̧ 1⁄2 o Î Ë 3⁄4 oÅo Î Ö× Ò È oÎo ËÔ ÓÖÝ× Úo ×ÝÑ ÔØÓØ Ú ÓÖ Ó Ø ÒÙÑ Ö Ó × Ó Ö Ò ÓÑ ÔÓÐÝ Ö Ò Ø Ò ÓÖÐ Ò ×× ÔÖÓ Ð Ño Ë Ð Ø Å Ø o ËÓÚ Øo̧ 1⁄21⁄2 1⁄2 1⁄2ß 3⁄41⁄41⁄2̧ 1⁄2 3⁄4o Ï Ï1⁄41⁄2 Ío Ï Ò Ö Ò o Ï Ð ÞÐo ÓÒØ ÒÙ ÓÙ× Ò ÐÓ Ù Ó Ø ÙÔÔ Ö ÓÙÒ Ø ÓÖ Ño × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 3⁄4 3⁄41⁄4 ß3⁄41⁄2 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ï Ï ¿ Ïo Ï Ð Ò Âo o Ï Öo ËØÓ ×Ø ÓÑ ØÖÝ o ÁÒ ÈoÅo ÖÙ Ö Ò Â oÅo Ï Ð Ð×̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÒÚ Ü ÓÑ Ø ÖÝ̧ Ô × 1⁄2¿ 1⁄2ß1⁄2 ¿ o Ð× Ú Ö̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 ¿o Ï Ò 3⁄4 Âo o Ï Ò Ðo ÔÖÓ Ð Ñ Ò ÓÑ ØÖ ÔÖÓ Ð ØÝ o Å Ø o Ë Ò o̧ 1⁄21⁄2 1⁄21⁄4 ß1⁄21⁄21⁄2̧ 1⁄2 3⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 278
1⁄2¿ ÇÅ ÌÊÁ ÁË Ê È Æ ÌÀ ÇÊ Æ ÍÆÁ ÇÊÅ ÁËÌÊÁ Í ÌÁÇÆ Âo Ê ÐÔ Ð Ü Ò Ö̧ ÂÓÞ× ̧ Ò Ï ÐÐ Ñ ÏoÄo Ò ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ × ÕÙ Ò × 1⁄2 × 3⁄4 Ò Í 1⁄4 1⁄2μ × × ØÓ ÙÒ ÓÖ ÑÐÝ ×ØÖ ÙØ ̧ Ò Ø Ð Ñ Ø̧ Ø ÒÙÑ Ö Ó × ÐÐ Ò Ò ÒÝ Ú Ò ×Ù ÒØ ÖÚ Ð × ÔÖÓÔ ÓÖ Ø ÓÒ Ð ØÓ Ø× Ð Ò Ø o ÕÙ Ú Ð ÒØÐ Ý ̧ × 1⁄2 × 3⁄4 × ÙÒ ÓÖÑÐÝ ×ØÖ ÙØ Ø × ÕÙ Ò Ó ÕÙ Û Ø ØÓÑ ÔÖÓ Ð ØÝ Ñ ×ÙÖ × Æ ́× μ 1⁄2Æ̧ ×ÙÔÔ ÓÖ Ø ÝØ Ò Ø Ð Æ1× Ñ ÒØ× × 1⁄2 × 3⁄4 × Æ ̧ Ó Ò Ú Ö × Û ÐÝ ØÓ Ä × Ù Ñ ×ÙÖ ÓÒ Ío Ì × ÒÓØ ÓÒ ÑÑ 1 Ø ÐÝ Ò Ö Ð Þ × ØÓ ÒÝ ØÓÔÓÐÓ Ð ×Ô Û Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ÔÖÓ Ð ØÝ Ñ ×ÙÖ ÓÒ Ø ÓÖ Ð × Ø×o ÍÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒ̧ × Ò Ö Ó ×ØÙ Ý ̧ ÓÖ Ò Ø ÖÓÑ Ø Ö Ñ Ö Ð Ô Ô Ö Ó Ï ÝÐ Ï Ý1⁄2 ̧ Ò Û ×Ø Ð × Ø ÙÒ Ñ ÒØ Ð Ö × ÙÐØ ÒÓÛ Ò ÒÓÛ Ý× × Ø Ï ÝÐ Ö Ø Ö ÓÒ ́× × ̧ ÃÆ μo Ì × Ö Ù × ÔÖÓ Ð Ñ ÓÒ ÙÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒ ØÓ ×ØÙ Ý Ó Ö Ð Ø ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð ×ÙÑ ×̧ Ò ÔÖÓÚ × Ô Ö ÙÒ Ö1 ר Ò Ò Ó ÖØ Ò ×Ô Ø× Ó ÓÔ ÒØ Ò ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ̧ ×Ô ÐÐÝ × Ö × ÙÐØ× ×Ù × Ã ÖÓÒ Ö3× Ò× ØÝ Ø ÓÖ Ño ÁÒ ̧ Ö ÙÐ Ò ÐÝ× × Ó Ø ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð × ÙÑ× Ø Ø Ö × Ó Ø Ò Ð × ØÓ Ö Ó×1Ì ÙÖ Ò1ØÝÔ ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ×̧ Û Ò ØÙÖÒ Ð ØÓ ÕÙ ÒØ Ø Ø Ú ×Ø Ø Ñ ÒØ× ÓÒ ÖÒ Ò ÙÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒo Ì Ó Ý ̧ Ø ÓÒ ÔØ Ó ÙÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒ × ÑÔÓÖØ ÒØ ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ò ÒÙÑ Ö Ó Ö Ò × Ó Ñ Ø Ñ Ø × ×Ù × ÒÙÑ Ö Ø ÓÖÝ ́ ×Ô ÐÐÝ ÓÔ Ò1 Ø Ò ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒμ̧ ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ Ö Ó Ø ÓÖÝ ̧ × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ ̧ ר Ø ×Ø ×̧ ÒÙÑ Ö Ð Ò ÐÝ× ×̧ Ø o ÁÒ Ø × ÔØ Ö̧ Û Ó Ù× ÓÒ Ø ÓÑ ØÖ ×Ô Ø× Ó Ø Ø ÓÖÝ o 1⁄2¿o1⁄2 ÍÆÁ ÇÊÅ ÁËÌ ÊÁ ÍÌÁ ÇÆ Ç Ë ÉÍ Æ Ë Ä ÇËË Ê ÍÒ Ó ÖÑÐÝ ×ØÖ ÙØ Ú Ò × ÕÙ Ò ́× Ò μ Ò3⁄4Æ ̧ Û Ø × Ò 3⁄4 Í 1⁄4 1⁄2μ̧ Ð Ø Æ ́ μμ Æ × 3⁄4 μ o Ì × ÕÙ Ò × ÙÒ ÓÖÑÐÝ ×ØÖ ÙØ ̧ ÓÖ Ú ÖÝ 1⁄4 1⁄2̧ Ð Ñ Æ 1⁄2 Æ 1⁄2 Æ ́ μμ o Ö Ø ÓÒ Ð Ô ÖØ Ì Ö Ø ÓÒ Ð Ô ÖØ Ü Ó Ö ÐÒ ÙÑ Ö Ü × Ü Ü o ÃÖÓÒ Ö × ÕÙ Ò × ÕÙ Ò Ó ÔÓ ÒØ× Ó Ø ÓÖÑ ́ Æ« 1⁄2 Æ« μ Æ3⁄4Æ Ò Í ̧ Û Ö 1⁄2 « 1⁄2 « 3⁄4 Ê Ö Ð Ò ÖÐÝ Ò Ô Ò ÒØÓ Ú Ö É o × Ö Ô Ò Ý̧Ó Ö ÖÖ ÙÐ Ö ØÝ Ó ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ì × Ö Ô Ò Ý Ó × ÕÙ Ò 3⁄4 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 279
3⁄4 1⁄4 Âo Êo Ð Ü Ò Ö̧ Âo ̧ Ò ÏoÏoÄo Ò ́× Ò μ Ò3⁄4Æ ̧ÛØ × Ò 3⁄4 Í 1⁄4 1⁄2μ̧ Ò ×Ù ÒØ ÖÚ Ð μÓ Í̧ × ¡ Æ ́ μμ Æ ́ μμ Ǽ μ ÅÓÖ Ò Ö ÐÐÝ ̧ Ø × Ö Ô Ò Ý Ó × ÕÙ Ò ́× Ò μ Ò3⁄4Æ ̧ÛØ × Ò 3⁄4Ë ̧ ØÓÔÓÐÓ Ð ÔÖÓ Ð ØÝ ×Ô ̧ Ò Ñ ×ÙÖ Ð ×Ù × Ø Ë ̧ ס Æ ́ μ Æ ́ μ Æ ́ μ ̧ Û Ö Æ ́ μ Æ × 3⁄4 o Ð Ò Ö Ø Ò Ð ̧ Ð Ò ØÖ Ò Ð Ö Ø Ò Ð ́Ö ×Ôo ØÖ Ò Ð μ Ò Ê 3⁄4 ØÛÓ × × Ó Û Ö Ô Ö ÐÐ Ð ØÓ Ø ÓÓÖ Ò Ø Ü ×o À Ù× ÓÖ« Ñ Ò× ÓÒ × Ø Ë Ò Ñ ØÖ ×Ô × À Ù× ÓÖ« Ñ Ò× ÓÒ Ņ̃ Û Ö 1⁄4 Ñ ·1⁄2̧ ́ μ ÓÖ ÒÝ1⁄4 Ñ ̧ ́Ëμ 1⁄4 ́ μ ÓÖ ÒÝ Ñ ·1⁄2̧ ́Ëμ ·1⁄2o À Ö ̧ × Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð À Ù× ÓÖ« Ñ ×ÙÖ ̧ ÚÒ Ý ́Ëμ 3⁄4 Ð Ñ Ò ̄ 1⁄4 ́ 1⁄2 1⁄2 ́ Ñ Ë μ ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ Ë 1⁄2 1⁄2 Ë Ñ Ë ̄ μ Û Ö × Ø ÚÓÐ ÙÑ Ó Ø ÙÒ Ø ÐÐ Ò o Ê Ñ Ö o Ì ÖÓÙ ÓÙØ Ø × ÔØ Ö̧ Ø ×ÝÑ ÓÐ Û ÐÐ ÐÛ Ý× Ö ÔÖ × ÒØ Ø Ò Ö ×ÓÐ ÙØ ÔÓ× Ø Ú ÓÒ× Ø ÒØ̧ Ô Ò Ò ÓÒÐ Ý ÓÒ Ø Ò Ø Ô Ö Ñ Ø Ö×o Ì Ú ÐÙ Ò Ö ÐÐÝ Ú Ö × ÖÓÑ ÓÒ ÔÔ Ö Ò ØÓ Ø Ò ÜØo ÁØ × ÒÓØ Ö ØÓ ÔÖ ÓÚ Ø Ø ÓÖ ÒÝ ÖÖ Ø ÓÒ Ð ÒÙÑ Ö «̧ Ø × ÕÙ Ò Ó Ö 1 Ø ÓÒ Ð Ô ÖØ× Æ« × Ú ÖÝÛ Ö Ò× Ò Í ́ Ö Æ × Ø ÖÙÒÒ Ò Ò Üμo ËÙÔÔÓ× Ø Ø Ø ÒÙÑ Ö× 1⁄2 « 1⁄2 « Ö Ð Ò ÖÐÝ Ò Ô Ò ÒØÓ Ú Ö É o Ì Ò Ã ÖÓÒ Ö3× Ø ÓÖ Ñ ×Ø Ø × Ø Ø Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ã ÖÓÒ Ö × ÕÙ Ò ́ Æ« 1⁄2 Æ« μ × Ò× Ò Ø ÙÒ Ø 1 Ù Í o ÁØ × × ÑÔÐ ÓÒ× ÕÙ Ò Ó Ø Ï ÝÐ Ö Ø Ö ÓÒ Ø Ø ÒÝ ×Ù Ã ÖÓÒ Ö × ÕÙ Ò × ÙÒ ÓÖÑÐÝ ×ØÖ ÙØ Ò Í ̧ Ö ×ØÖÓÒ Ö Ö × ÙÐØ Ø Ò Ø Ò× ØÝ Ø ÓÖ Ño ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ð ØØ Ò 1⁄2 ̧Û × Ø Ø Æ Ô 3⁄4 × ÙÒ ÓÖÑ ÐÝ ×ØÖ ÙØ Ò Ío Ï ÝÐ3 × ÛÓÖ Ð Ò ØÙÖ ÐÐÝ ØÓ Ø ÕÙ ×Ø ÓÒ ÀÓÛ Ö Ô ÐÝ Ò × ÕÙ Ò Ò Í ÓÑ ÙÒ ÓÖÑÐÝ ×ØÖ ÙØ × Ñ ×ÙÖ Ý Ø × Ö Ô Ò Ý ¡ Æ ́ μμ Ó ×Ù Ò1 Ø ÖÚ Ð× À Ö ̧ ¡ Æ ́ μμ Æ ́ μμ Ǽ μ ̧Û Ö Æ ́ μμ ÓÙÒØ× Ø Ó× Æ ÓÖ Û × Ð × Ò μo Ì Ù× Û × Ø Ø ¡ Æ Ñ ×ÙÖ × Ø « Ö Ò ØÛ Ò Ø ØÙ Ð ÒÙÑ Ö Ó × Ò Ò ÒØ ÖÚ Ð Ò Ø ÜÔ Ø ÒÙÑ Öo Ì × 1 ÕÙ Ò × ÙÒ ÓÖÑÐÝ ×ØÖ ÙØ Ò ÓÒÐ Ý ¡ Æ ́Áμ Ó́Æ μ ÓÖ ÐÐ ×Ù ÒØ ÖÚ Ð× Áo Ì ÒÓØ ÓÒ Ó × Ö Ô Ò Ý ÑÑ Ø ÐÝ ÜØ Ò × ØÓ ÒÝ ØÓÔÓÐÓ Ð ÔÖÓ Ð ØÝ ×Ô ̧ ÔÖÓÚ Ø Ö × Ø Ò ×Ù Ø Ð ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó Ñ ×ÙÖ Ð × Ø×  ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ØÓ Ø ÒØ ÖÚ Ð×o Á × Ò Â ̧ × Ø ¡ Æ ́ μ Æ ́ μ Æ ́ μ o ÖÓÑ Ø ÛÓÖ × Ó À Ö Ý̧ Ä ØØÐ ÛÓÓ ̧ ÇרÖÓÛ× ̧ Ò ÓØ Ö×̧ Ø Ñ Ð Ö Ø Ø Ø ×Ñ ÐÐ Ö Ø Ô ÖØ Ð ÕÙÓØ ÒØ× Ò Ø ÓÒØ ÒÙ Ö Ø ÓÒ× Ó Ø ÖÖ Ø ÓÒ Ð ÒÙÑ Ö « Ö ̧ Ø ÑÓÖ ÙÒ ÓÖÑÐÝ ×ØÖ ÙØ Ø × ÕÙ Ò Æ« ×o ÓÖ Òר Ò ̧ Ø Ô ÖØ Ð ÕÙÓØ ÒØ× Ó ÕÙ Ö Ø ÖÖ Ø ÓÒ Ð× Ö Ö Ø Ö Þ Ý Ò Ý Ð ̧ Ò ÓÙÒ o ËØÙ Ý Ò Ø Ú ÓÖ Ó Æ« ÓÖ Ø × ÒÙÑ Ö× × ÔÖ ÓÚ Ò Ü ÐÐ ÒØ Ò ØÓÖ Ó Û Ø Ñ Ø ÓÔØ Ñ Ð ÓÖ Ò Ö Ð × ÕÙ Ò × Ò Ío À Ö ÓÒ × ¡ Æ ́Áμ ́«μ ÐÓ Æ ÓÖ ÐÐ ÒØ ÖÚ Ð× Á Ò ÒØ Ö× Æ 3⁄4o ÍÒ ÓÖØÙÒ Ø ÐÝ ̧ ÓÒ Ó × ÒÓØ Ú Ò ÝØ Ò ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ØÓ ÓÒØ ÒÙ Ö Ø ÓÒ× Ò Ö Ñ Ò× ÓÒ× ̧ Ò Ø × × Ò Ò Ó ×Ø Ð ØÓ × Ñ Ð Ö ×ØÙ Ý Ó Ã ÖÓÒ Ö × ÕÙ Ò × ́× μo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 280
ÔØ Ö 1⁄2¿ ÓÑ ØÖ × Ö Ô Ò Ý Ø ÓÖÝ Ò ÙÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒ 3⁄4 1⁄2 Î Ò Ö ÓÖÔÙØ Ú Ò ÐØ ÖÒ Ø Ú ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ Ó ×ÙÔ Ö ÙÒ ÓÖÑÐÝ ×1 ØÖ ÙØ × ÕÙ Ò Ó Ö Ø ÓÒ Ð× Ò Í ÓÖ Û ¡ Æ ́Áμ ÐÓ Æ ÓÖ ÐÐ ÒØ ÖÚ Ð× Á Ò ÒØ Ö× Æ 3⁄4 ́× ÃÆ ̧ Ôo 1⁄23⁄4 μo À Ð×Ó × ÓÖ Ø ×Ø Ô Ó×× Ð ×Ø Ñ Ø Ò Ø × Ö Ø ÓÒo ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ ÔÓ× ÈÊÇ Ä Å 1⁄2¿o1⁄2o1⁄2 Î Ò Ö ÓÖÔÙ Ø ÈÖ Ó Ð Ñ Ú ¿ Ú ¿ Ò Ø Ö Ü ×Ø × ÕÙ Ò ÓÖ Û ¡ Æ ́Áμ ÓÖ ÐÐ Æ Ò Á À ÓÒ ØÙÖ ̧ Ò ×Ð ØÐÝ « Ö ÒØ Ó Ö Ñ ÙÐ Ø ÓÒ̧ Ø Ø ×Ù × ÕÙ Ò ÓÙÐ ÒÓØ Ü ×Øo Ì × ÓÒ ØÙÖ Û × ÆÖÑ ÝÚ Ò Ö ÒÒ 1 Ö Ò ×Ø Ú 1 ̧ Û Ó Ð Ø Ö × ÓÛ Ø Ø ÓÖ ÒÝ × ÕÙ Ò Ò Í̧× Ù Ô Á ¡ Æ ́Áμ ÐÓ ÐÓ Æ ÐÓ ÐÓ ÐÓ Æ ÓÖ Ò¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝÚ ÐÙ × Ó Æ Ú 1 o À Ö Ô ÓÒ Ö Ò ÛÓÖ Ú Ø ¬Ö× Ø ÒÓÒØÖ Ú Ð ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÓÒ Ø × Ö Ô Ò Ý Ó Ò Ö Ð × ÕÙ Ò × Ò Ío ÁØ × ØÖ Ú Ð ØÓ ÓÒרÖÙ Ø × ÕÙ Ò ÓÖ Û × Ù Ô Á ¡ Æ ́Áμ 1⁄2 ÓÖ Ò¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝÚ ÐÙ × Ó Æo ÁÒ Ð ×× Ô Ô Ö̧ ÊÓØ × ÓÛ Ø Ø ÓÖ ÒÝ Ò¬Ò Ø × ÕÙ Ò Ò Í̧ Ø ÑÙ× Ø ØÖÙ Ø Ø ×ÙÔ Á ¡ Æ ́Áμ ́ÐÓ Æμ 1⁄2 3⁄4 ÓÖ Ò¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ Æo Ò ÐÐÝ ̧ Ò Ò Ó Ø Ö Ð ×× Ô Ô Ö̧ Ë Ñ Ø Ù× Ò ÒØ Ö ÐÝ Ò Û Ñ Ø Ó ØÓ ÔÖ ÓÚ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ö ×ÙÐ Øo ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o1⁄2o3⁄4 Ë Ñ Ø Ë 3⁄4 Ì Ò ÕÙ Ð ØÝ ×ÙÔ Á ¡ Æ ́Áμ ÐÓ Æ ÓÐ × ÓÖ Ò¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ Æo ÓÖ ÑÓÖ Ø Ð × Ù×× ÓÒ Ó ÛÓÖ Ö × Ò ÖÓÑ Ø Ú Ò Ö ÓÖÔÙØ ÓÒ 1 ØÙÖ ̧ × ̧ ÔÔo ¿ß o ÁÒ Ð Ø Ó Ú Ò Ö ÓÖ ÔÙØ3 × × ÕÙ Ò ̧ × Û ÐÐ × Æ Ô 3⁄4 ̧ Ë Ñ Ø3× Ö ×ÙÐØ × ×Ø Ô Ó×× Ð o Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò ÔÖÓ Ð Ņ̃ Û × Ò × Ö × Ü ÖÙ Ø Ò ÐÝ Æ ÙÐ Ø̧ × Ñ ÓÖ Ö Ñ Ò Ò ÓÔ Ò ÕÙ ×Ø ÓÒ ÖÓÑ Ø Ð ×× Ð Ø ÓÖÝ o ÈÊÇ Ä Å 1⁄2¿o1⁄2o¿ ÜØ Ò Ë Ñ Ø3× Ö ×Ù ÐØ ØÓ ר ÔÓ×× Ð ×Ø Ñ Ø Ó Ø × Ö Ô Ò Ý ÓÖ × ÕÙ Ò × Ò Í ÓÖ 1⁄2o ÓÖ Ú Ò × ÕÙ Ò ̧ Ø Ö ×ÙÐØ× ÓÚ ÓÒ Ó Ø ÑÔÐ Ý Ø Ü ×Ø Ò Ó ¬Ü ÒØ ÖÚ Ð Á Ò Í ÓÖ Û × Ù Ô Æ ¡ Æ ́Áμ 1⁄2o Ä Ø Á « ÒÓØ Ø ÒØ ÖÚ Ð 1⁄4 « μ̧ Û Ö 1⁄4 « 1⁄2o Ë Ñ Ø Ë 3⁄4 × ÓÛ Ø Ø ÓÖ ÒÝ ¬Ü × ÕÙ Ò Ò Í Ø Ö Ö ÓÒÐÝ ÓÙÒØ ÐÝ Ñ ÒÝÚ ÐÙ × Ó « ÓÖ Û ¡ Æ ́Á « μ × ÓÙÒ o Ì ×Ø Ö ×ÙÐØ Ò Ø × Ö Ø ÓÒ × Ù ØÓ À Ð ×Þo ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o1⁄2o À Ð ×Þ À Ð 1⁄2 ÓÖ ÒÝ ¬Ü ×ÕÙ Ò ÒÍ̧Ð Ø ÒÓØ Ø × Ø Ó Ú ÐÙ × Ó « ÓÖ Û ¡ Æ ́Á « μ Ó́ÐÓ Æμo Ì Ò × À Ù× ÓÖ« Ñ Ò× ÓÒ 1⁄4o ÓÖ ÑÓÖ Ø Ð × Ù×× ÓÒ Ó ÛÓÖ Ö × Ò ÖÓÑ Ø × ÕÙ ×Ø ÓÒ̧ × ̧ ÔÔo 1⁄21⁄4ß1⁄21⁄2 o Ì ÙÒ Ñ ÒØ Ð ÛÓÖ × Ó ÊÓØ Ò Ë Ñ Ø ÓÔ Ò Ø ÓÓÖ ØÓ Ø ×ØÙ Ý Ó × Ö Ô Ò Ý Ò Ö Ñ Ò× ÓÒ×̧ Ò Ø Ö Û Ö ×ÙÖ ÔÖ × ×o ÁÒ × Ð ×× Ô Ô Ö̧ ÊÓØ ÊÓØ ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÖØ Ó Ú Ò Ö ÓÖÔÙØ3 × ÔÖÓ Ð Ñ ØÓ ÕÙ ×Ø ÓÒ ÓÒ1 ÖÒ Ò Ø ÙÒ Ø ×ÕÙ Ö Í 3⁄4 o ÁÒ Ø × Ò Û ÓÖ ÑÙÐ Ø ÓÒ̧ Ë Ñ Ø3× ÐÓ Æ Ø ÓÖ Ñ ÑÔÐ × Ø Ø Æ ÔÓ ÒØ× Ö ÔÐ Ò Í 3⁄4 ̧ Ø Ö × ÐÛ Ý× Ò Ð Ò Ö Ø Ò Ð Á ­ 1⁄2 « 1⁄2 μ ¢ ­ 3⁄4 « 3⁄4 μ Ú Ò × Ö Ô Ò Ý Ü Ò ÐÓ Æo ÊÓØ Ð×Ó × ÓÛ Ø Ø Ø Û × Ô Ó×× Ð ØÓ ÔÐ Æ ÔÓ ÒØ× Ò Ø ×ÕÙ Ö Í 3⁄4 ×Ó Ø Ø Ø × Ö Ô Ò Ý Ó ÒÓ Ð Ò Ö Ø Ò Ð Ü × ÐÓ Æo ÇÒ Û Ý ×Ø Ó ÓÓ× Ô ́ ́ 1⁄2μ Æ Ô 3⁄4 μ Ó Ö Æo Ì Ù×̧ Ø ÙÒ Ø ÓÒ ÐÓ Æ × Ö × Ø Ñ Ò Ñ Ü × Ö Ô Ò Ý ÓÖ Ð Ò © 2004 by Chapman & Hall/CRC 281
3⁄4 3⁄4 Âo Êo Ð Ü Ò Ö̧ Âo ̧ Ò ÏoÏoÄo Ò Ö Ø Ò Ð ×o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ë Ñ Ø × ÓÛ Ø Ø Ø Ö × ÐÛ Ý× Ò Ð Ò Ö Ø ØÖ Ò Ð ́Ø Ô ÖØ Ó Ò Ð Ò Ö Ø Ò Ð ÓÚ ̧ ÓÖ ÐÓÛ̧ ÓÒ Ðμ Û Ø × Ö Ô Ò Ý Ü1 Ò Æ 1⁄2 ̄ Ä Ø Ö ÛÓÖ × × ÓÛÒ Ø Ø Æ 1⁄2 Ü ØÐÝ × Ö × Ø Ñ Ò Ñ Ü × Ö Ô Ò Ý Ó Ð Ò Ö Ø ØÖ Ò Ð ×o Ì × Ô Ö ÓÜ Ð Ú ÓÖ × ÒÓØ ×ÓÐ Ø o Ò Ö ÐÐÝ ̧ ÓÒ ×ØÙ × ÓÐÐ Ø ÓÒ Â Ó Ò × Ø× ×Ù × × ×̧ Ð Ò ÓÜ ×̧ ÖÓØ Ø Ù ×̧ Ø o̧ Ò Í ÓÖ ×ÓÑ ÓØ Ö ÓÒÚ Ü Ö ÓÒ̧ Ø ØÙÖÒ× ÓÙØ Ø Ø Ø Ñ Ò Ñ Ü × Ö Ô Ò Ý × Ø Ö ÓÙÒ ÓÚ Ý ́ÐÓ Æμ Ö ÓÖ ÓÙÒ ÐÓÛ Ý Æ × ̧ Û Ø ÒÓØ Ò Ð Û Ý o ÁÒ Í ̧Ø ÝÔ ÐÐÝ × ́ 1⁄2μ 3⁄4 o Ì Ù×̧ Ø Ö Ø Ò × ØÓ ÐÓ Ö Ø Ñ Ú Ö× ÓÒ Ó Ø Î ÔÒ 1 Ö ÚÓÒ Ò × ÔÖ Ò ÔÐ Ò ÓÔ Ö Ø ÓÒ ́× ÔØ Ö ¿ Ó Ø × À Ò ÓÓ ÓÖ Ö Ð Ø × Ù×× ÓÒμo Ä Ø Ö̧ Û × ÐÐ × ÓÛ ÖØ Ò ÓÑ ØÖ ÔÖÓÔ ÖØ × ÔÐ Â Ò ÓÒ ÓÖ Ø ÓØ Ö Ó Ø × ØÛÓ Ð ×× ×o 1⁄2¿o3⁄4 ÌÀ Æ Ê Ä Ê ÈÄ Å ÆÌ ÈÊÇ Ä Å ÇÊ Æ ÈÇÁÆ ÌË ÇÒ Ò × ÓÖ ÓÙÒ × ÓÒ Ø × Ö Ô Ò Ý Ó Æ Ú Ö Ð ÔÓ ÒØ× È Ô 1⁄2 Ô 3⁄4 Ô Æ Ø Ø Ö Ö ÐÝ ÔÐ Ò ÓÑ Ò Ã Ò Ù Ð Ò Ø1×Ô Ø o Ý ÓÒØÖ ×Ø̧ Û Ò ÓÒ ÓÒ× Ö× Ø × Ö Ô Ò Ý Ó × ÕÙ Ò Ò Ã̧ Ø Ò Ø Ð Ò1× Ñ ÒØÓ Ô 1⁄2 Ô Ò Ô Æ Ö Ñ Ò× ¬Ü ÓÖ Ò Æ × Ò Û ÔÓ ÒØ× ÔÔ Ö Û Ø Ò Ö × Ò Æo ÓÖ Ú Ò Ã̧ × Ø ÙÒ Ø ÒØ ÖÚ Ð Í Ñ ÓÒ×ØÖ Ø ×̧ ר Ñ Ø × ÓÖ Ø × ØÛÓ ÔÖÓ Ð Ñ× Ö ÕÙ Ø « Ö ÒØ × ÙÒ Ø ÓÒ× Ó Æo Ì Ö ÐÝ ÔÐ ÔÓ ÒØ× Ò Í Ò Ò Ú Ö Ú × Ö Ô Ò Ý Ü Ò 1⁄2o Ï Ø ÊÓØ 3× Ö ÓÖÑÙÐ Ø ÓÒ ́ × Ù×× Ò Ë Ø ÓÒ 1⁄2¿o 1⁄2μ̧ Ø Ð ×× Ð ÔÖÓ Ð Ñ × × Ö ØÓ ר Ø Ò ̧ ÑÓÖ ÑÔÓÖØ ÒØÐ Ý ̧ Ø Ò Ö Ð Þ × Ò Ò ØÙÖ Ð Ñ ÒÒ Ö ØÓ Û Ð ×× Ó ÔÖÓ Ð Ñ×o Ì ÙÐ Ó ÓÑ ØÖ × Ö Ô Ò Ý ÔÖÓ Ð Ñ× Ö ÒÓÛ ÔÓ× × Ö ÔÐ Ñ ÒØ ÔÖÓ Ð Ñ×o ÁÒ ÔÖ Ø ÐÐÝ ÐÐ × ØÙ Ø ÓÒ×̧ Ø ÓÑ Ò Ã × Ú ÖÝ × ÑÔÐ × Ö ÔØ ÓÒ × Ù ̧ × ̧ ×Ô Ö ̧ Ø o̧ Ò ×Ø Ò Ö ÒÓØ Ø ÓÒ × Ù× Ò Ø ×Ô ¬ × ØÙ Ø ÓÒ× o ÈÊÇ ÁÄ ÁÌ Å ËÍÊ Ë Æ ÁË Ê È Æ ÁÒ Ö ÔÐ Ñ ÒØ ÔÖÓ Ð Ñ Ø Ö Ö ØÛÓ ÔÖÓ Ð ØÝ Ñ ×ÙÖ × Ò ÔÐ Ý o Ö× Ø̧ Ø Ö × Ø ØÓÑ Ñ ×ÙÖ · Ø Ø ×× Ò× Û Ø1⁄2Æ ØÓ Ô o Ë ÓÒ ̧ Ø Ö × ÔÖÓ Ð ØÝ Ñ ×ÙÖ ÓÒ Ø ÓÖ Ð × Ø× Ó Ão Ì Ñ ×ÙÖ × Ò Ö ÐÐÝ Ø Ö ×ØÖ Ø ÓÒ Ó Ò ØÙÖ Ð ÙÒ ÓÖÑ Ñ ×ÙÖ ̧ ×Ù × × Ð Ä × Ù Ñ ×ÙÖ o Ò Ü ÑÔÐ ÛÓÙÐ Ú Ò Ý ÓÒ Ø ÙÒ Ø ×Ô Ö Ë 3⁄4 ̧Û Ö × Ø Ù×Ù Ð ×ÙÖ Ñ ×ÙÖ o ÁØ × ÓÒÚ Ò ÒØ ØÓ ¬Ò Ø × Ò Ñ ×ÙÖ · ́ Ò Ø ÔÖ Ú ÓÙ× × Ø ÓÒ Û × ÒÓØ Ý μo Ì × Ö Ô Ò Ý Ó ÓÖ Ð × Ø ×̧ × ÓÖ ̧ Ú Ò Ý¡ ́ μ ́ μ Æ ́ μ Æ ́ μ o Ì ÙÒ Ø ÓÒ ¡ × ÐÛ Ý× Ö ×ØÖ Ø ØÓ Ú ÖÝ ×Ô Ð ÓÐÐ Ø ÓÒ Â Ó × Ø×̧ Ò Ø ÐÐ Ò Ð × Ò Ó Ø Ò Ò ×Ø Ñ Ø × ÓÒ ÖÒ Ò Ø Ö ×ØÖ Ø ¡o ÁØ × Ø ÒØÖ Ð ÑÔÓÖØ Ò Ó Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Â Ø Ø Ú × Ø ×ØÙ Ý Ó × Ö Ô Ò Ý Ø× ר Ò Ø Ö Ø Öo ÁÒ Ú Ò ÔÖÓ Ð Ñ Ø × ×ÓÑ Ø Ñ × Ô Ó×× Ð ØÓ Ö Ù Ø × Þ Ó Â o Ì Ò Ø ÙÒ Ø ÒØ ÖÚ Ð Í × Ò Ü ÑÔÐ ̧ Ð ØØ Ò Â Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÒØ ÖÚ Ð× ­ «μ × Ñ× ØÓ Ø Ó Ú ÓÙ× Ó o ÙØ ÑÓÑ ÒØ3× Ö ­ Ø ÓÒ × ÓÛ× Ø Ø ÓÒÐ Ý ÒØ ÖÚ Ð× Ó Ø ÓÖÑ Á « 1⁄4« μ Ò ÓÒ× Ö ÓÖ ×Ø Ñ Ø × Ó × Ö Ô Ò Ýo Ø Ñ Óר ØÓÖ Ó 3⁄4 × ÒØÖÓ Ù Ò ÒÝ ×Ø Ñ Ø Ó ÓÙÒ ×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 282
ÔØ Ö 1⁄2¿ ÓÑ ØÖ × Ö Ô Ò Ý Ø ÓÖÝ Ò ÙÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒ 3⁄4 ¿ ÆÇÌÁÇÆË Ç ÁË Ê È Æ ÁÒ Ñ Óר ÒØ Ö ×Ø Ò ÔÖÓ Ð Ñ× Â Ø× Ð ÖÖ × Ñ ×ÙÖ Ò Ø × Ò× Ó ÒØ Ö Ð ÓÑ ØÖÝ ̧ Ò Ø × × ÑÙ ÑÓÖ ×ØÖ Ù ØÙÖ o Ï Ð Ø Ö × ÖØ ר Ð Ø ØÙ Ò Ø Ó Ó ̧ ÑÓÖ Ó Ø Ò Ø Ò ÒÓØ Ø Ö × Ò ØÙÖ Ð Ñ ×ÙÖ ÓÒ Â o ÁÒ Ø Ü ÑÔÐ Ó Í̧ Ý ÒØ Ý Ò Á « 1⁄4« μ Û Ø Ø× Ö Ø Ò ÔÓ ÒØ̧ Ø × Ð Ö Ø Ø Ä × Ù Ñ ×ÙÖ ÓÒ Í × Ø Ò ØÙÖ Ð Ó ÓÖ o Ú Ò Ø Ø Ø Ñ ×ÙÖ Ü × Ø×̧ ÓÖ 1⁄2 Ï 1⁄2 ¬Ò ¡́È Â μ Ï Â ́¡́ μμ Ï 1⁄2 Ï Ò ¡́È Â μ 1⁄2 ×ÙÔ Â ¡́ μ Ò ÓÖ 1⁄2 Ï 1⁄2 ¬Ò ́Ã Â Ï Æμ Ò È Æ ¡́È Â μ Ï Ì Ø ÖÑ Ò Ø ÓÒ Ó Ø Ñ Ò Ñ Ü ́à  1⁄2 Æμ × Ò Ö ÐÐÝ Ø ÑÓ× Ø ÑÔÓÖ1 Ø ÒØ × Û ÐÐ × Ø ÑÓר Æ ÙÐØ ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ø ×ØÙ Ý o ÁØ × ÓÙÐ ÒÓØ Ø Ø Ø ÙÒ Ø ÓÒ ́à  1⁄2 Æμ × ¬Ò Ú Ò Ø Ñ ×ÙÖ × ÒÓØo Ì Ø ÖÑ ́à  3⁄4 Æμ × Ò × ÓÛÒ ØÓ ÒØ Ñ Ø ÐÝ Ö Ð Ø ØÓ ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ÒÙÑ Ö Ð ÒØ Ö Ø ÓÒ Ò ×ÓÑ ×Ô Ð × ×̧ Ò × Ó Ò Ö × Ò ÑÔÓÖØ Ò o Ì × Ú Ö ÓÙ× ÙÒ Ø ÓÒ× ́Ã Â Ï Æμ Ñ ×ÙÖ ÓÛÛ ÐÐ Ø ÓÒØ ÒÙÓÙ× ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ò ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø Ý Æ Ö ÐÝ ÔÐ ØÓÑ× o Ì Ò ÕÙ Ð ØÝ ́ μ 1⁄2 Ï ¡́È Â μ Ï ¡́È Â μ 1⁄2 ́1⁄2¿o 3⁄4o1⁄2μ ÔÖ ÓÚ × Ò Ö Ð ÔÔÖ Ó ÓÖ Ó Ø Ò Ò ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÓÖ ́à  1⁄2 Æμo Ì Ó Ï 3⁄4 × Ò ×Ô ÐÐÝ ÖÙ Ø ÙÐ̧ ÙØ ÓÓ ×Ø Ñ Ø × Ó ́Ã Â Ï Æμ Ó Ö ÒÝ Ï Ö Ó Ò Ô Ò ÒØ Ò Ø Ö ×Øo Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÒ ́à  1⁄2 Æμ Ò Ö ÐÐÝ × Ó Ø Ò Ý× Ó Û Ò Ø Ü1 ר Ò Ó ÚÓÖ Ð Ü ÑÔÐ o Ì × Ñ Ý ÓÒ Ø Ö Ý Ö Ø ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ̧ Ó Ø Ò ÜØÖ Ñ ÐÝ Æ ÙÐØ ØÓ Ú Ö Ý ̧Ó Ö Ý ÔÖÓ Ð ×Ø Ö ÙÑ ÒØ× Ó Û Ò ×Ù Ò Ü ÑÔÐ Ó × Ü ×Ø Û Ø ÓÙØ Ú Ò Ø ÜÔÐ ØÐÝ o Ì × ÓÑÑ ÒØ× ÛÓÙÐ ÔÔÐ Ý × Û ÐÐ ØÓ ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × ÓÖ ÒÝ ́Ã Â Ï Æμo 1⁄2¿o¿ ÄÁ Æ Ê Ì Æ Ä Ë ÁÆ ÌÀ ÍÆÁÌ ËÉÍ Ê Ì ÙÒ Ø ×ÕÙ Ö Í 3⁄4 1⁄4 1⁄2μ ¢ 1⁄4 1⁄2μ × Ý Ö Ø ÑÓר Ø ÓÖÓÙ ÐÝ ×ØÙ 3⁄41 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ó Øo Ì Ñ Ò Ö ×ÓÒ ÓÖ Ø × × ÊÓØ 3× Ö ÓÖÑÙÐ Ø ÓÒ Ó Ø Ú Ò Ö ÓÖ ÔÙØ ÔÖÓ Ð Ño Å ÒÝÓ Ø Ò Ø Ö ×Ø Ò ÕÙ ×Ø ÓÒ× Ø Ø ÖÓ× Ú Ò Ò×Û Ö ̧ Ò Û Ú ×ÙÑ Ñ ÖÝ Ó Ø Ð Ø×o ÓÖ Í 3⁄4 ÓÒ Û × × ØÓ ×ØÙ Ý Ø × Ö Ô Ò Ý Ó Ö Ø Ò Ð × Ó Ø ØÝÔ Á ­ 1⁄2 « 1⁄2 μ¢ ­ 3⁄4 « 3⁄4 μo ÁØ × ØÖ Ú Ð Ó × ÖÚ Ø ÓÒ Ø Ø ÓÒÐ Ý Ø Ó× Á ÓÖ Û ­ 1⁄2 ­ 3⁄4 1⁄4 Ò ÓÒ× Ö ̧ Ò Ø × Ö ×ØÖ Ø Ñ ÐÝ ̧ ÒÓØ Ý 3⁄4 ̧ × Ø Ó ÓÖ Â o Ý ÓÒ× Ö Ò Ø × ×Ñ ÐÐ Ö ÓÐÐ Ø ÓÒ ÓÒ ÒØÖÓ Ù × Ø ÑÓ× Ø ØÓÖ Ó ÓÒ ÓÙÒ ×o Ì Ö × Ò ØÙÖ Ð Ñ ×ÙÖ ÓÒ 3⁄4 ̧Û Ñ Ý Ò Ø ¬ Û Ø Ä × Ù Ñ ×ÙÖ ÓÒ Í 3⁄4 Ú Ø ÙÔÔ Ö Ö Ø ÓÖÒ Ö ÔÓ ÒØ× ́« 1⁄2 « 3⁄4 μo ÁÒ Ø × Ñ ×Ô Ö Ø̧ Ð Ø 1⁄2 ÒÓØ Ø ÔÖ Ú ÓÙ×Ð Ý ÒØÖÓ Ù ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÒØ ÖÚ Ð× Á « 1⁄4 « μ ÒÍo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 283
3⁄4 Âo Êo Ð Ü Ò Ö̧ Âo ̧ Ò ÏoÏoÄo Ò ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o¿o1⁄2 ÊÓØ 3× ÕÙ Ú Ð Ò ÊÓØ ̧ ÔÔo ß Ä Ø Ô Ó× Ø Ú Ò Ö × Ò ÙÒ Ø ÓÒ Ø Ò Ò ØÓ Ò¬Ò ØÝo Ì Ò Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ØÛÓ ×Ø Ø Ñ ÒØ× Ö ÕÙ Ú Ð ÒØ ́ μ Ì Ö × Ò ×ÓÐ ÙØ ÔÓ× Ø Ú ÓÒ ×Ø ÒØ 1⁄2 ×Ù Ø Ø ÓÖ ÒÝ ¬Ò Ø × ÕÙ Ò × 1⁄2 × 3⁄4 × Æ Ò Í̧ Ø Ö ÐÛ Ý× Ü ×Ø× ÔÓ× Ø Ú ÒØ Ö Ò Æ ×Ù Ø Ø ¡́È Ò 1⁄2 μ 1⁄2 1⁄2 ́Æ μo À Ö ̧ È Ò × Ø Ò Ø Ð Ò1× Ñ ÒØo ́ μ Ì Ö × Ò ×ÓÐ ÙØ ÔÓ× Ø Ú ÓÒ ×Ø ÒØ 3⁄4 ×Ù Ø Ø ÓÖ ÐÐ ÔÓ× Ø Ú ÒØ Ö× Æ̧ ́Í 3⁄4 3⁄4 1⁄2 Æμ 3⁄4 ́Æ μo Ì ÕÙ Ú Ð Ò × ÓÛ× Ø Ø Ø ÒØÖ Ð ÕÙ ×Ø ÓÒ Ó ÓÙÒ × ÓÖ Ø Ú Ò Ö ÓÖ1 ÔÙØ ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ö ÔÐ Ý Ò Ð ÒØ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÒ ÖÒ Ò Ø Ö ÔÐ Ñ ÒØ Ó Æ ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÙÒ Ø ×ÕÙ Ö Í 3⁄4 o Ì Ñ ÔÔ Ò × ́́ 1⁄2μ Æ × μ ÔÐ Ý× ÖÓÐ Ò Ø ÔÖÓ Ó Ó Ø × ÕÙ Ú Ð Ò o Á ÓÒ Ø × × È Æ Ø Ñ Ò Í 3⁄4 ÙÒ Ö Ø Ñ ÔÔ Ò Ó Ø Ò Ø Ð Æ1× Ñ ÒØ Ó Ø Ú Ò Ö ÓÖÔÙØ × ÕÙ Ò ̧ Ø ÓÐÐÓÛ Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ Ø ÓÖ Ñ Ñ Ý Ô Ö Ó Ú o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o¿o3⁄4 Ä Ö ̧ Ì ÓÖ Ñ ̧ à 3⁄4 ÓÖ Æ 3⁄4̧ ́Í 3⁄4 3⁄4 1⁄2 Æμ ÐÓ Æ ́1⁄2¿o¿o 1⁄2μ Ì ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ÐÓÛ Ö ÓÙÒ × ×Ø Ð × ÝØ ÑÔÓÖØ ÒØ ÐÓ Æ Ø Ó1 Ö Ñ Ó Ë Ñ Øo ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o¿o¿ Ë Ñ Ø Ë 3⁄4 ̧ Ì ÓÖ Ñ ¿ ÇÒ × ́Í 3⁄4 3⁄4 1⁄2 Æμ ÐÓ Æ ́1⁄2¿o ¿o3⁄4μ Ý Ò ÜÔÐ Ø Ð ØØ ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ̧ Ú ÒÔÓÖØ Ú Ú Ø ×Ø ÔÓ×× Ð ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ×Ø Ñ Ø ÓÖ Ï 3⁄4 o À × Ò ÐÝ× × × ÓÛ× Ø Ø Ø ÖÖ Ø ÓÒ Ð ÒÙÑ Ö « × ÓÒØ ÒÙ Ö Ø ÓÒ× Û Ø ÓÙÒ Ô ÖØ Ð ÕÙÓØ ÒØ×̧ Ø Ò Ø Æ 3⁄4 Å ÔÓ ÒØ× Ò Í 3⁄4 Ú Ò Ý Ô ¦ ́ ́ 1⁄2μ Å ¦ « μ Å Ò Ø Ò × È Ò ÔÖÓÚ Ò Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ø ÓÖ Ño ÇØ Ö ÔÖÓÓ × Ú Ò Ú Ò Ý Î Ð Ò Ò Î Ð ̧ À ÐØÓÒ Ò Ö Ñ À ̧ Ò ÊÓØ ÊÓØ o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o¿o Ú ÒÔÓÖØ Ú ̧ Ì ÓÖ Ñ 3⁄4 ÓÖ Æ 3⁄4̧ ́Í 3⁄4 3⁄4 3⁄4 Æμ ́ÐÓ Æμ 1⁄2 3⁄4 ́1⁄2¿o ¿o¿μ Ì × ÓÑ ÔÐ Ñ ÒØ× Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÐÓÛ Ö ÓÙÒ Ó Ø Ò Ý ÊÓØ Ò × Ð ×× Ô Ô Öo ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o¿o ÊÓØ ÊÓØ ̧ Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 ̧ à 3⁄4 ÇÒ × ́Í 3⁄4 3⁄4 3⁄4 Æμ ́ÐÓ Æμ 1⁄2 3⁄4 ́1⁄2¿o ¿o μ ÓÖ Ï 1⁄2̧ Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ́Í 3⁄4 3⁄4 1⁄2 Æμ ́ÐÓ Æμ 1⁄2 3⁄4 ÓÐ ÐÓÛ× Ø ÓÒ ÖÓÑ Ú ÒÔ ÓÖ Ø3× ÓÙÒ ́1⁄2¿o¿o ¿μ Ý Ø Ñ ÓÒÓØÓÒ ØÝÓ ́Í 3⁄4 3⁄4 Ï Æμ × ÙÒ Ø ÓÒ Ó Ï o Ì ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ÐÓÛ Ö ÓÙÒ Û × Ó Ø Ò ÝÀ Ð ×Þ ÑÓÖ Ö ÒØÐÝ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 284
ÔØ Ö 1⁄2¿ ÓÑ ØÖ × Ö Ô Ò Ý Ø ÓÖÝ Ò ÙÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒ 3⁄4 ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o¿o À Ð ×Þ À Ð 1⁄2 ̧ Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 ̧ à 3⁄4 ÇÒ × ́Í 3⁄4 3⁄4 1⁄2 Æμ ́ÐÓ Æμ 1⁄2 3⁄4 ́1⁄2¿o¿o μ À Ð ×Þ ́× ̧ Ì ÓÖ Ñ ¿ μ Ù Ø Ø Ø Ö × ÐÛ Ý× Ò Ð Ò ×ÕÙ Ö Ó × Ö Ô Ò Ý Ð Ö Ö Ø Ò ÐÓ Æo Ç ÓÙÖ × ̧ Ø ×ÕÙ Ö Ò Ö ÐÐÝ Û ÐÐ ÒÓØ Ñ Ñ Ö Ó Ø ×Ô Ð ÓÐÐ Ø ÓÒ 3⁄4 o Ê ÙÞ× ÊÙÞ ¿ × ÚÒ Ð Ú Ö Ð Ñ ÒØ ÖÝ ÔÖÓÓ Ø Ø Ø Ü ×Ø Ò Ó ×Ù ×ÕÙ Ö ÓÐ ÐÓÛ× Ö ØÐÝ ÖÓÑ Ò ÕÙ Ð ØÝ ́1⁄2¿o ¿o3⁄4μ ÓÚ o Ì × Ú ÐÓÔ Ò Ø ×ØÙ Ý Ó × Ö Ô Ò Ý Ò ÔÔÐ ØÓ ÔÔÖ ÓÜ Ñ 1 ØÓ Ò ×Ó Ò Ø Ö Ð×o Ï Ö ­Ý Ñ ÒØ ÓÒ ØÛÓ Ü ÑÔÐ ×̧ ÓØ Ö ×ØÖ Ø ØÓ 3⁄4 Ñ Ò× ÓÒ× ÓÖ Ø × Ó × ÑÔÐ ØÝ o ÙÒ Ø ÓÒ × Ø ÖÑ Å1× ÑÔÐ ́Üμ È Å 1⁄2 Ñ ́Ü μ̧ Û Ö × Ø Ö Ø Ö ×Ø ÙÒ Ø ÓÒ Ó Ø Ð Ò Ö Ø Ò Ð o ÁÒ Ø × Ø ÓÖ Ņ̃ Ø ÐÓÛ Ö ÓÙÒ × Ö ÒÓÒØÖ Ú Ð Ù× Ó Ø ÐÓ Ö Ø Ñ ØÓÖ × ÓÑ Ò ÖÓÑ × Ö Ô Ò Ý Ø ÓÖÝ ÓÒ Í 3⁄4 o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o¿o Ò ̧ Ì ÓÖ Ñ× ̧ Ä Ø Ø ÙÒ Ø ÓÒ ¬Ò ÓÒ Í 3⁄4 Ý ́Üμ · Ê ́Üμ ́Ýμ Ý Û Ö × ÓÒ ×Ø ÒØ̧ × ÒÓÒ Þ ÖÓÓ Ò × ØÓ Ô Ó× Ø Ú Ñ ×ÙÖ ÒÍ 3⁄4 ̧ Ò ́Ü 1⁄2 Ü 3⁄4 μ 1⁄4 Ü 1⁄2 μ¢ 1⁄4 Ü 3⁄4 μo Ì Ò̧ ÓÖ ÒÝ Å1× ÑÔÐ ÙÒ Ø ÓÒ ̧ Ï ́ ÏμÅ 1⁄2 ́ÐÓ Åμ 1⁄2 3⁄4 1⁄2 Ï 1⁄2 1⁄2 ́ μÅ 1⁄2 ÐÓ Å Ä Ø Ø Ð ×× Ó ÐÐ ÓÒØ ÒÙÓÙ× Ö Ð Ú ÐÙ ÙÒ Ø ÓÒ× ÓÒ Í 3⁄4 ̧ Ò Ó Û Û Ø Ø Ï Ò Ö × Ø Ñ ×ÙÖ o ÓÖ Ú ÖÝ ÙÒ Ø ÓÒ 3⁄4 Ò Ú ÖÝ × Ø È Ó Æ ÔÓ ÒØ× Ò Í 3⁄4 ̧ÐØ Á́ μ Í 3⁄4 ́Üμ Ü Ò Í́È μ 1⁄2 Æ Ô3⁄4È ́Ôμ ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o¿o ÏÓ ÞÒ ÓÛ× Ï ÓÞ 1⁄2 ÇÒ × Ò È Æ Í́È μ Á́ μ 3⁄4 1⁄2 3⁄4 ́Í 3⁄4 3⁄4 3⁄4 Æμ Æ 1⁄2¿o ÄÁ Æ Ç Ë ÁÆ ÍÆÁÌ 1 Í Ì Ú Ò Ö ÓÖÔÙØ ÔÖÓ Ð Ñ Ð ØÓ Ø ×ØÙ Ý Ó ́Í 3⁄4 3⁄4 Ï Æμ̧ Û Ò ØÙÖ Ò Ð ØÓ Ø ×ØÙ Ý Ó ́Í Ï Æμ ÓÖ Ò Ö Ð ÔÓ× Ø Ú Ò Ø Ö× Ò Ö Ð Ï 1⁄2o À Ö ̧ ÒÓØ × Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÓÜ × Á 1⁄4 « 1⁄2 μ ¢ ¢ 1⁄4 « μ̧ Ò Ø Ñ ×ÙÖ × ÒØ ¬ Û Ø Ä × Ù Ñ ×ÙÖ ÓÒ Í Ú Ø ÓÖÒ Ö ÔÓ ÒØ× ́« 1⁄2 « μo Ì ÔÖ Ò ÔÐ Ó ÊÓØ 3× ÕÙ Ú Ð Ò ÜØ Ò × ×Ó Ø Ø Ø × Ö Ô Ò Ý ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ × ÕÙ Ò × Ò Í Ö ÓÖ ÑÙÐ Ø × × Ö ÔÐ Ñ ÒØ ÔÖÓ Ð Ñ Ò Í ·1⁄2 ̧ ×Ó Ø Ø Û × Ù×× ÓÒÐÝ Ø Ð ØØ Ö Ú Ö× ÓÒo ÁÒ ÕÙ Ð Ø × ́1⁄2¿o ¿o1⁄2μ ß ́1⁄2¿o ¿o μ Ú Ø Ü Ø ÓÖ Ö Ó Ñ Ò ØÙ Ó ́Í 3⁄4 3⁄4 Ï Æμ ÓÖ Ø ÑÓ× Ø Ò ØÙÖ Ð Ú ÐÙ × Ó Ï ̧ Ò Ñ ÐÝ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 285
3⁄4 Âo Êo Ð Ü Ò Ö̧ Âo ̧ Ò ÏoÏoÄo Ò 1⁄2 Ï 3⁄4 Ò Ï 1⁄2̧ Û Ø Ø Ð ØØ Ö Ò ØÓÔ ÔÖ Þ o Ï Ð ÑÙ × Ò Ó ÛÒ̧ ÒÓÛÐ Ó ́Í Ï Æμ × Ò ÓÑÔÐ Ø ̧ ×Ô ÐÐÝ ÓÖ Ï 1⁄2̧ Û Ð Ø Ö × ÓÒ Ó Ò ÛÓÖ ÓÒ Ø × Ï 1⁄2 Û Ñ Ý Ð ØÓ Ø× ÓÑÔÐ Ø ×ÓÐ ÙØ ÓÒo ÁØ × ÓÙÐ Ö Ñ Ö Ø Ø Ò Æ Ö ¬Ü ̧ Ø Ò ́Í Ï Æμ × ÒÓÒ Ö × Ò ÙÒ Ø ÓÒ Ó Ï ÓÖ 1⁄2 Ï 1⁄2 o × Û × Ò Ø ÖÐ Ö̧ ÙÔÔ Ö ÓÙÒ Ñ Ø Ó × Ò Ö ÐÐÝ ÐÐ ÒØÓ ØÛÓ Ð ×× ×̧ ÜÔÐ Ø ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ× Ò ÔÖÓ Ð ×Ø Ü ×Ø Ò Ö ÙÑ ÒØ ×o ÁÒ ÔÖ Ø ̧ Ö ÙÐ ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ× Ö Ñ ÔÖ ÓÖ ØÓ ÔÖÓ Ð ×Ø Ú Ö Ò ÔÖÓ ××o Ò3× ÔÖÓ Ó Ó Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ Ø ÓÖ Ñ ÒÚÓÐ Ú ÜØ Ò× Ú Ó Ñ Ò ØÓÖ Ð Ò ÒÙÑ Ö1 Ø ÓÖ Ø ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ× × Û ÐÐ × ÔÖÓ Ð ×Ø ÓÒ× Ö Ø ÓÒ× o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o o1⁄2 Ò 1⁄4 ̧ Ì ÓÖ Ñ 3⁄4 ÓÖ Ï × Ø × Ý Ò 1⁄2 Ï 1⁄2̧ Ò ÒØ Ö× 3⁄4 Ò Æ 3⁄4̧ ́Í Ï Æμ ́Ï μ́ÐÓ Æμ ́ 1⁄2μ 3⁄4 ́1⁄2¿o o1⁄2μ × ÓÒ ÔÖÓ Ó Û × Ú Ò Ý Ò ¿ ́× Ð×Ó ̧ Ë Ø ÓÒ ¿o μo Ö1 Ð Ö̧ ÊÓØ ÊÓØ 1⁄4 ́× Ð×Ó ̧ Ì ÓÖ Ñ 3⁄4 μ ØÖ Ø Ø × Ï 3⁄4o Ì Ò ÕÙ Ð ØÝ ́1⁄2¿o o1⁄2μ Ð Ø× ÓÒ Ó Ø ØÖÙÐ Ý ̄ Ò ×Ô Ø× Ó Ø Ø ÓÖÝ ̧ Ò Ñ ÐÝ Ø ÔÔ Ö ÒØ ÙÑÔ × ÓÒØ ÒÙ ØÝ Ò Ø ×ÝÑ ÔØÓØ Ú ÓÖ Ó ́Í Ï Æμ Ø Ï 1⁄2o Ì × × ÓÒØ ÒÙ ØÝ × Ñ Óר Ö Ñ Ø ÐÐÝ ×Ø Ð × ÓÖ 3⁄4̧ ÙØ × ÒÓÛ Ò ØÓ Ó ÙÖ ÓÖ ÒÝ ¿ ́× ́1⁄2¿o o¿μ Ð ÓÛμo ÜÔÐ Ø ÑÙÐØ Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÕÙ Ò × Ö ØÐÝ Ò Ö Ð Þ Ò Ø Ú Ò Ö ÓÖÔÙØ × ÕÙ Ò Ð×Ó Ú Ò Ù× ØÓ Ó Ø Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × ÓÖ ́Í 1⁄2 Æμo À Ð ØÓÒ ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÜÔÐ Ø ÔÓ ÒØ × Ø× Ò Í Ò ÓÖ Ö ØÓ ÔÖ ÓÚ Ø Ò ÜØ Ø ÓÖ Ño ÙÖ ́× ̧ Ë Ø ÓÒ ¿o3⁄4 μ Ú « Ö ÒØ ÔÖÓ Ó Ó Ø × Ñ Ö × ÙÐØo Á 3⁄4 × Ù ̧ À Ð ØÓÒ3× Ö × ÙÐØ Ñ Ý Ò Ø Ø ×Ø ÔÓ×× Ð o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o o3⁄4 À Ð ØÓÒ À Ð 1⁄4 ̧ Ì ÓÖ Ñ ÓÖ ÒØ Ö× 3⁄4 Ò Æ 3⁄4̧ ́Í 1⁄2 Æμ ́ μ́ÐÓ Æμ 1⁄2 ́1⁄2¿o o3⁄4μ ÁÒ ÓÖ Ö ØÓ ÔÖÓÚ ́1⁄2¿o ¿o¿μ̧ Ú ÒÔ ÓÖØ Ù× ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ó ×Ô Ð Ð ØØ × ÙØ ÓÒÐ Ý Ú ÖÝ Ö ÒØÐÝ × Ø Ö Ò ÙÖØ Ö ×Ù ×× Û Ø Ð ØØ × Ò Ö Ñ Ò× ÓÒ×o Ë Ö ÒÓÚ × ×Ø Ð × ×ÓÑ ÑÓ× Ø ÒØ Ö ×Ø Ò Ö ×ÙÐØ×̧ Û ÑÔÐÝ Ø ÓÐÐÓÛ Ò Ø ÓÖ Ño Ú Ò Ö ÓÒ̧ Ð ØØ × Ø ÖÑ Ñ ×× Ð Ø Ö ÓÒ ÓÒØ Ò× ÒÓ Ñ Ñ Ö Ó Ø Ð ØØ Ü ÔØ ÔÓ×× ÐÝ Ø ÓÖ Ò ́× × μo Ü ÑÔÐ × ÓÖ Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ø ÓÖ Ñ Ö Ú Ò Ý Ð ØØ × Ö × Ò ÖÓÑ Ð Ö ÒØ Ö× Ò ØÓØ ÐÐÝ Ö Ð Ð Ö ÒÙÑ Ö ¬ Ð ×o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o o¿ Ë Ö ÒÓÚ Ë Ö Ë ÙÔÔÓ× × ¬Ü 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ð ØØ Ñ ×× Ð ÓÖ Ø Ö ÓÒ Ü 1⁄2 Ü 3⁄4 Ü 1⁄2o ́ μ À ÐØÓÒ 3× ÙÔÔ Ö ÓÙÒ Ò ÕÙ Ð ØÝ ́1⁄2¿o o3⁄4μ Ó Ð × Ø Æ ÔÓ ÒØ× Ö Ó Ø Ò Ý ÒØ Ö× Ø Ò Í Û Ø Ø ̧ Û Ö Ø 1⁄4 × ×Ù Ø ÐÝ Ó× Ò Ö Ð × Ð Öo ́ μ Ï Ø Ø × Ñ Ó Ó Ø × Ò Ô ÖØ ́ μ̧Ø Ö Ü ×Ø× Ü 3⁄4 ×Ù Ø Ø Ò 3× ÙÔÔ Ö ÓÙÒ Ò ÕÙ Ð ØÝ ́1⁄2¿o o1⁄2μ ÓÐ × Ø Æ ÔÓ ÒØ× Ö Ó Ø Ò Ý ÒØ Ö1 × Ø Ò Í Û Ø Ø ·Üo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 286
ÔØ Ö 1⁄2¿ ÓÑ ØÖ × Ö Ô Ò Ý Ø ÓÖÝ Ò ÙÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒ 3⁄4 Ê ÒØÐ Ý ̧ Ù× Ò Ô1 ÓÙÖ Ö1Ï Ð× Ò ÐÝ× × ØÓ Ø Ö Û Ø × ÓÖ Ò Ø Ò ÖÓÑ Ó Ò Ø ÓÖÝ ̧ Ò Ò Ë Ö ÒÓÚ Ë1⁄43⁄4 Ú Ó Ø Ò ÜÔÐ Ø ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ× Ø Ø Ú ́ 1⁄2 ¿ o o 1⁄2 μ Ò Ø ×Ô Ð × Ï 3⁄4̧ Û Ø Ò ÜÔÐ ØÐÝ Ú Ò ÓÒ× Ø ÒØ ́3⁄4 μo ÅÓÚ Ò ØÓ ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ×Ø Ñ Ø ×̧ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ø ÓÖ Ñ Ó Ë Ñ Ø × ÓÑ ÔÐ 1 Ñ ÒØ Ý Ò3× Ö ×ÙÐØ ́1⁄2¿o o 1⁄2μo ÓÖ Ï 3⁄4Ø ×Ð Ó Û Ö ÓÙÒ × Ù ØÓ ÊÓØ ̧ × Ò × ÑÓÒÓØÓÒ Ò Ï o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o o Ë Ñ Ø Ë ̧ Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 ÓÖ Ï 1⁄2 Ò ÒØ Ö× 3⁄4̧ ́Í Ï Æμ ́Ï μ́ÐÓ Æμ ́ 1⁄2μ 3⁄4 ÓÒ ÖÒ Ò Ï 1⁄2̧ Ø Ö × Ø Ö × ÙÐØ Ó À Ð ×Þ̧ Û × ÔÖÓ ÐÝ ÒÓØ ÓÔØ Ñ Ðo ÁØ × Ö ×ÓÒ ÐÝ ÓÒ ØÙÖ Ø Ø ́ 1⁄2μ 3⁄4 × Ø ÓÖÖ Ø ÜÔ ÓÒ ÒØo Ì Ö × ÓÒ Ó Ò ÛÓÖ Û Ñ Ý Ð ØÓ Ø× ÓÑÔÐ Ø × ÓÐÙØ ÓÒo ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o o À Ð ×Þ À Ð 1⁄2 ̧ Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 ÓÖ ÒØ Ö× 3⁄4̧ ́Í 1⁄2 Æμ ́ μ́ÐÓ Æμ 1⁄2 3⁄4 Ì Ò ÜØ ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ×Ø Ñ Ø ÐÓÒ × ØÓ Öo ÐØ ÓÙ ÔÖÓ ÐÝ ÒÓØ ר Ô Ó×× Ð ̧ Ø ¬ÖÑ ÐÝ ×Ø Ð × × × ÓÒØ ÒÙ ØÝ Ò ×ÝÑÔØÓØ Ú ÓÖ Ø Ï 1⁄2 ÓÖ ÐÐ ¿o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o o Ö ÓÖ ÒØ Ö× ¿ Ò Æ 3⁄41⁄4̧ ́Í 1⁄2 Æμ ́ μ́ÐÓ Æμ ́ 1⁄2μ 3⁄4 ́ÐÓ ÐÓ Æμ ́1⁄2¿o o¿μ ÁÒ Ø̧ Ø ÜÔ ÓÒ ÒØ ¿ Ò Ø Ò ØÓ ÒÝ ÔÓ× Ø Ú Ö ÐÒ ÙÑ ÖÐ× ×Ø Ò 1⁄2 o ÖÐ Ö̧ ר Ð × ×Ð ØÐÝ Û Ö ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÓÖ Ø × ¿̧ Û Ö ¿ Ò Ø Ò ØÓ ÒÝ ÔÓ× Ø Ú Ö Ð ÒÙÑ Ö Ð ×× Ø Ò 1⁄2 o Ì ÛÓÖ Ó Ò Ö Ö ÔÖ × ÒØ× Ø ¬Ö ר Ñ ÔÖÓÚ Ñ ÒØ Ó ÊÓØ 3× ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ́Í 1⁄2 Æμ ́ μ́Ð Ó Æμ ́ 1⁄2μ 3⁄4 ר Ð × ÓÚ Ö ¿1⁄4 Ý Ö× Óo Ò Ø ØÓÖ 1⁄2 3⁄4 Ö ÑÓÚ ÖÓÑ Ø ÜÔÓÒ ÒØ Ì × × Ø Ö Ø ÓÔ Ò ÔÖÓ Ð Ño ÀÓÛ Ú Ö̧ × Ö ¬Ò ÊÓØ 3× ×Ø Ñ Ø Ò ÓÑ ØÖ Ö Ø ÓÒo ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o o ̧ Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 Ä Ø Â Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó Ð Ò Ù × ÓÒØ Ò ÒÍ o Ì Ò ́Í Â 1⁄2 Æμ ́ μ́ÐÓ Æμ ́ 1⁄2μ 3⁄4 ́1⁄2¿o o μ ØÙ ÐÐÝ ̧ 3× Ñ Ø Ó × ÓÛ× ́Í Â 3⁄4 Æμ ́ μ́Ð Ó Æμ ́ 1⁄2μ 3⁄4 ̧Û Ø Ö1 ×Ô Ø ØÓ Ò ØÙÖ Ð Ñ ×ÙÖ ÓÒ × Ø× Ó Ð Ò Ù ×o Ì × Ñ ÔÖÓÚ × ÊÓØ 3× Ò ÕÙ Ð1 ØÝ ́Í 3⁄4 Æμ ́ μ́ÐÓ Æμ ́ 1⁄2μ 3⁄4 o ËÓ Ö̧ Ø × ÒÓØ Ò ÔÓ×× Ð ØÓ ÜØ Ò Ê ÙÞ× 3× × ØÓ Ö Ñ Ò× ÓÒ× Ò ÓÖ Ö ØÓ × ÓÛ Ø Ø Ø ÔÖ Ú ÓÙ× Ø ÓÖ Ñ ÓÐ1 Ð ÓÛ× Ö ØÐÝ ÖÓÑ ÊÓØ 3× ×Ø Ñ Ø o ÀÓÛ Ú Ö̧ ÑÓÖ Ö ÒØÐ Ý ̧ Ö ÑÓØ ÖÑ × ÔÙ Ð × Ò Û ÔÖÓÓ Ø Ø ́Í Â 3⁄4 Æμ ́ μ ́Í 3⁄4 Æμ̧ Ò Ø × Ó × ÑÔÐ Ý ́1⁄2¿o o μo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 287
3⁄4 Âo Êo Ð Ü Ò Ö̧ Âo ̧ Ò ÏoÏoÄo Ò 1⁄2¿o ÅÇÌ ÁÇÆ 1ÁÆ Î ÊÁ ÆÌ ÈÊÇ Ä ÅË ÁÒ Ø × × Ø ÓÒ Ò Ø Ò ÜØ Ø Ö ̧ Û × Ù×× ÓÐÐ Ø ÓÒ× Â Ó ÓÒÚ Ü × Ø× Ú Ò Ø ÔÖ ÓÔ ÖØÝ Ø Ø ÒÝ × Ø Ò Â Ñ Ý Ñ Ó Ú Ý Ö Ø ́ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ ÔÖ × ÖÚ Ò μ ÑÓØ ÓÒ Ó Ò Ý Ø Ö Ñ Ò Ò Â o ÅÓØ ÓÒ1 ÒÚ Ö ÒØ ÔÖÓ Ð Ñ× Û Ö ¬Ö ר ÜØ Ò× Ú ÐÝ ×ØÙ ÝË Ñ Ø̧ Ò Ñ ÒÝ Ó × ×Ø Ñ Ø ×̧ Ó Ø Ò Ý Æ ÙÐØ Ø Ò ÕÙ Ù× Ò ÒØ Ö Ð ÕÙ Ø ÓÒ× ̧ Û Ö ÐÓ× ØÓ ר Ô Ó×× Ð o Ì ÓÓ Ó Ò Ø Ò× Ò ÓÙÒØÓ Ë Ñ Ø3× Ñ Ø Ó ×o ÙØ ÑÓÖ Ö ÒØ ÐÝ̧Ø ÓÙÖ Ö ØÖ Ò× ÓÖÑ Ñ Ø Ó Ó × Ú Ö ×ÙÐ Ø× Ø Ø Ò Ò Ö Ð × ÙÖÔ ×× Ø Ó× Ó Ø Ò ÝË Ñ Øo ÓÖ ÖÓ Ð ×× Ó ÔÖÓ Ð Ñ×̧ 3× ÓÙÖ Ö Ñ Ø Ó Ú × Ò ÖÐÝ ×Ø Ô Ó×× Ð ×Ø Ñ Ø × ÓÖ ́à  3⁄4 Æμo Ì ÔÐ × ÒØ ×ÙÖÔÖ × × Ø Ø Â × ÑÓØ ÓÒ1 ÒÚ Ö ÒØ̧ Ø Ò Ø ÓÙÒ × ÓÒ ́à  1⁄2 Æμ ØÙÖÒ ÓÙØ ØÓ Ú ÖÝ ÐÓ× ØÓ Ø Ó× ÓÖ ́à  3⁄4 Æμo Ì × × × ÓÛÒ Ý ÔÖÓ Ð ×Ø ÙÔÔ Ö ÓÙÒ Ñ Ø Ó ̧ Û Ò Ö ÐÐÝ Ô Ò× ́à  1⁄2 Æμ 1 ØÛ Ò ÓÙÒ × « Ö Ò Ø ÑÓ× Ø Ý ØÓÖ Ó ́ μ́Ð Ó Æμ 1⁄2 3⁄4 o Ì × ÑÔÐ ×Ø ÑÓØ ÓÒ1 ÒÚ Ö ÒØ Ü ÑÔÐ × Ú Ò Ý Ð ØØ Ò Â Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÐÐ Ö ØÐÝ ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔ × Ó Ú Ò ÓÒÚ Ü × Ø o ÁÒ Ø × × ØÙ Ø ÓÒ̧  ÖÖ × Ò ØÙÖ Ð Ñ ×ÙÖ ̧ Û Ñ Ý ÒØ ¬ Û Ø À Ö Ñ ×ÙÖ ÓÒ Ø ÑÓØ ÓÒ Ö ÓÙÔ ÓÒ o ÖÓ Ö Ó ÛÓÙÐ ØÓ Ð Ø Â ÐÐ × Ø× Ò Ö ØÐÝ × Ñ Ð Ö ØÓ o Ò̧ Ø Ö × Ò ØÙÖ Ð Ñ ×ÙÖ ÓÒ Â o ÀÓÛ Ú Ö̧ ÓÖ Ø Ö ×ÙÐ Ø× ר Ø Ò Ø Ò ÜØ ØÛÓ × Ø ÓÒ× ̧ Ø Ú Ö ÓÙ× Ñ ×ÙÖ × ÓÒ Ø Ó × ÓÖ Â Û ÐÐ ÒÓØ × Ù×× Ò Ö Ø Ø Ðo ÁÒ ÑÓ× Ø × ØÙ Ø ÓÒ×̧ ×Ù Ñ ×ÙÖ × Ó ÔÐ Ý Ò Ø Ú Ö Ó Ð Ò Ø ÔÖÓÓ × Ø ÖÓÙ Ò ÕÙ Ð ØÝ ́1⁄2¿o3⁄4o1⁄2μ Û Ø Ï 3⁄4o ÓÑÔÐ Ø ÜÔÓ× Ø ÓÒ Ó ÒØ Ö Ø ÓÒ Ò Ø ÓÒØ ÜØ Ó ÒØ Ö Ð ÓÑ ØÖÝ ̧ À Ö Ñ ×ÙÖ ̧ Ø o̧ Ñ Ý Ó Ù Ò Ò Ø ÓÓ ÝË Ò Ø ÐÓ Ë Ò o ÓÖ ÒÝ ÓÑ Ò Ã Ò Ø Ò ÓÐÐ Ø ÓÒ Â ̧ Ø × ÐÔ ÙÐ ØÓ ¬Ò Ø Ö ÙÜ Ð ÖÝ ÓÐÐ Ø ÓÒ× ¬Ò Ø ÓÒ ́ μ  ØÓÖ ÓÒ× ×Ø× Ó Ø Ó× ×Ù × Ø× Ó Ã Ó Ø Ò Ý Ö Ù Ò Ð Ñ ÒØ× Ó Â ÑÓ ÙÐÓ o Ì Ó ÚÓ Ñ ×× Ò ××̧ Ð Ø Ù× ÐÛ Ý× ×ÙÔÔÓ× Ø Ø Â × Ò Ö ×ØÖ Ø ×Ó Ø Ø Ø × Ö Ù Ø ÓÒ × 1⁄2ß1⁄2 ÓÒ Ñ Ñ Ö Ó Â o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÓÒ Ñ Ø ÓÒ× Ö ÓÒÐÝ Ø Ó× Ñ Ñ Ö× Ó Â Ú Ò Ñ Ø Ö Ð ×× Ø Ò 1⁄2o ́ μ  ÓÒ× ×Ø× Ó Ø Ó× ×Ù × Ø× Ó Ã Ø Ø Ö Ñ Ñ Ö× Ó Â o ́ μ  ÓÒ× ×Ø× Ó Ø Ó× ×Ù × Ø× Ó Ã Ó Ø Ò Ý Ò Ø Ö× Ø Ò Ã Û Ø Ñ Ñ Ö× Ó Â o ÆÓØ Ø Ø Â Ò Â Ö Û ÐÐ ¬Ò ÓÖ ÒÝ ÓÑ Ò Ão ÀÓÛ Ú Ö̧  ØÓÖ ×1 × ÒØ ÐÐÝ ÔÔÐ × ÓÒÐ Ý ØÓ Í o Á Ú Û × ­ Ø ØÓÖ Ù×̧ Ø Ò Í × Ø ÔÖÓÔ Ö ÓÑ Ò ÓÖ ÃÖ ÓÒ Ö × ÕÙ Ò × Ò Ï ÝÐ 3× ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð ×ÙÑ×o Ì Ö Ö × Ú1 Ö Ð Ò Ö Ð Ò ÕÙ Ð Ø × ÓÖ × Ö Ô Ò Ý Ö ×ÙÐ Ø× ÒÚÓÐ Ú Ò Â ØÓÖ ̧  ̧ Ò Â o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Û Ú ́Í Â 1⁄2 Æμ ́Í Â ØÓÖ 1⁄2 Æμ Ù× Â × ÓÒØ Ò Ò Â ØÓÖ o Ð ×Ó̧ Ø Ñ Ñ Ö× Ó Â Ú Ñ Ø Ö× Ð ×× Ø Ò 1⁄2̧ Ø Ò Û Ú ́Í Â ØÓÖ 1⁄2 Æμ 3⁄4 ́Í Â 1⁄2 Æμ̧ × Ò ÒÝ× Ø Ò Â ØÓÖ × Ø ÙÒ ÓÒ Ó Ø Ñ Óר 3⁄4 × Ø× Ò Â o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 288
ÔØ Ö 1⁄2¿ ÓÑ ØÖ × Ö Ô Ò Ý Ø ÓÖÝ Ò ÙÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒ 3⁄4 1⁄2¿o ËÁÅ ÁÄ Ê Ç Â ÌË ÁÆ ÌÀ ÍÆÁÌ 1 Í Ä ÇËË Ê Á × ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø Ò ̧Ð Ø ́ μ ÒÓØ Ø Ñ Ø Ö Ó ̧ Ö́ μ ÒÓØ Ø Ö Ù× Ó Ø Ð Ö ×Ø 1 ÐÐ ÓÒØ Ò Ò ̧ Ò ́ μ ÒÓØ Ø ×ÙÖ ÓÒØ ÒØÓ o Ì ÓÐÐ Ø ÓÒ Â × × ØÓ ×1 Ò Ö Ø Ý Â ÓÒ× ×Ø× Ó ÐÐ Ö ØÐÝ × Ñ Ð Ö Ñ × Ó Ú Ò Ñ Ø Ö× ÒÓØ Ü Ò ́ μo Ï ×Ø Ø ØÛÓ Ô ÚÓØ Ð Ø ÓÖ Ñ× Ó o × Ù×Ù Ð̧ Ë × × Ö Ø × Ø̧ ́ μ ÒÓØ × Ø Ö Ò Ð ØÝÓ Ë o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o o1⁄2 ̧ Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 Ä Ø Ë Ò Ö ØÖ ÖÝ Ò¬Ò Ø × Ö Ø × Ø Ò ̧ ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø Û Ø Ö́ μ 1⁄2̧ Ò Â ×1 Ò Ö Ø Ý o Ì Ò Ø Ö × ×Ø Ò Â ×Ù Ø Ø ́ μ ÚÓÐ ́ μ́ ́ μμ 1⁄2 3⁄4 ́1⁄2¿o o1⁄2μ ÇÊÇÄ Ä Ê 1⁄2¿o o3⁄4 ̧ ÓÖÓÐ Ð ÖÝ 1⁄2 Ä Ø ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü Ó Ý Ò Û Ø Ö́ μ Æ 1⁄2 ̧ Ò Ð Ø Â ×1 Ò Ö Ø Ý o Ì Ò ́Í Â ØÓÖ 1⁄2 Æμ ́ μÆ ́ 1⁄2μ 3⁄4 ́1⁄2¿o o3⁄4μ Ì Ù Ø ÓÒ Ó ÓÖÓÐ Ð ÖÝ 1⁄2¿o o3⁄4 ÖÓÑ Ì ÓÖ Ñ 1⁄2¿o o1⁄2 ÒÚÓÐÚ × × ÑÔÐ Ö × Ð1 Ò Ö ÙÑ ÒØo ÒÓØ Ö ÑÔÓÖØ ÒØ ×Ô Ø Ó 3× ÛÓÖ × Ø ÒØÖÓ Ù Ø ÓÒ Ó ÙÔÔ Ö ÓÙÒ Ñ Ø Ó × × ÓÒ ÔÖÓ Ð ×Ø ÓÒ× Ö Ø ÓÒ×o Ì ÓÐ ÐÓÛ Ò Ö ×ÙÐ Ø × ÓÛ× Ø Ø Ì ÓÖ Ñ 1⁄2¿o o1⁄2 × Ú ÖÝ Ò ÖÐÝ ×Ø ÔÓ×× Ð o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o o¿ ̧ Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 Ä Ø ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü Ó Ý Ò Û Ø Ö́ μ 1⁄2̧ Ò Ð Ø Â ×1 Ò Ö Ø Ý o Ì Ò Ø Ö Ü ×Ø× Ò Ò¬Ò Ø × Ö Ø × Ø Ë 1⁄4 ×Ù Ø Ø ÓÖ Ú ÖÝ × Ø Ò Â ̧ ́ μ ÚÓÐ ́ μ́ ́ μμ 1⁄2 3⁄4 ́ÐÓ ́ μμ 1⁄2 3⁄4 ́1⁄2¿o o¿μ ÇÊÇÄ Ä Ê 1⁄2¿o o ̧ ÓÖÓÐ Ð ÖÝ 1⁄2 Ä Ø ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü Ó Ý Ò ̧ Ò Â ×1 Ò Ö Ø Ý o Ì Ò ́Í Â ØÓÖ 1⁄2 Æμ ́ μÆ ́ 1⁄2μ 3⁄4 ́ÐÓ Æμ 1⁄2 3⁄4 ́1⁄2¿o o μ ́× ̧ ÔÔo 1⁄23⁄4 ß1⁄2¿1⁄4 μ Ù × Ú Ö Ð Ö Ð Ø ÓÖÓÐ Ð Ö × ÖÓÑ Ì Ó1 Ö Ñ 1⁄2¿o o¿o Ì Ü ÑÔÐ × Ø× È Æ ÓÖ ÓÖ ÓÐÐ ÖÝ 1⁄2¿o o Ò Ø Ò × Ø Ò Ø Ð × Ñ ÒØ× Ó ÖØ Ò ¬Ü × ÕÙ Ò Û Ó× Ó ¬Ò Ø ÐÝ Ô Ò × ÓÒ o Á ́ μ Ò × Ø Ö × ́× ÓÐ ×Ô Ö μ ÓÖ Ù ̧ Ø Ò Ø Ö Ø × Ó ́1⁄2¿o o3⁄4μ Ø × Ø ÓÖÑ ́ μ́ Æμ ́ 1⁄2μ 3⁄4 o ÅÓÒØ ÓÑ ÖÝ ÅÓÒ × Ó Ø Ò × Ñ Ð Ö ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÓÖ Ù × Ò × ×o Ì ÔÖÓ Ð Ñ Ó ×Ø Ñ Ø Ò × Ö Ô Ò Ý ÓÖ Â × Ú Ò ÑÓÖ ÐÐ Ò Ò Ù× Ó ÓÙÒ ÖÝ « Ø×o Ï ×Ø Ø ̧ × Ò Ü ÑÔÐ ̧ Ø ÓÖ Ñ ÓÖ × ×o Ì Ö Ø Ò ÕÙ Ð ØÝ ÓÐ ÐÓÛ× ÖÓÑ ́1⁄2¿o o μo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 289
3⁄4 1⁄4 Âo Êo Ð Ü Ò Ö̧ Âo ̧ Ò ÏoÏoÄo Ò ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o o ̧ Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 Ä Ø Â ×1 Ò Ö Ø Ý 1 × o Ì Ò 1⁄2 ́ ̄μÆ ́ 1⁄2μ 3⁄4 ̄ ́Í Â 1⁄2 Æμ 3⁄4 ́ μÆ ́ 1⁄2μ 3⁄4 ́ÐÓ Æμ 1⁄2 3⁄4 ́1⁄2¿o o μ Ù× ÐÐ Ø ÐÓÛ Ö ÓÙÒ × ÓÚ ÓÑ ÖÓÑ Ä 3⁄4 ר Ñ Ø ×̧ Ø × Ú Ö ÓÙ× Ö × ÙÐØ× ́1⁄2¿o o1⁄2μ ß ́1⁄2¿o o μ Ð Ð Ó ÛÙ ×Ø ÓÑ Ø Ò Ö Ð ×Ø Ø Ñ ÒØ Ø Ø ÓÖ Ï Ò Ø Ö Ò 3⁄4 Ï 1⁄2 ̧ Ø Ñ Ò ØÙ Ó ́Í Â Ï Æμ × Ó Ò ØÖ ÓÐÐ Ý Æ ́ 1⁄2μ 3⁄4 o Ì Ù× Ø Ö × ÒÓ ÜØÖ Ñ × ÓÒØ ÒÙ ØÝ Ò ×ÝÑ ÔØÓØ Ú ÓÖ Ø Ï 1⁄2o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ö ÒØ ÛÓÖ Ý Ò Ò ÔÖÓÚ × Ø Ø Ø Ö × × ÓÒØ ÒÙ ØÝ Ø ×ÓÑ Ï × Ø × Ý Ò 1⁄2 Ï 3⁄4̧ Ò Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ö × ÙÐØ× Ò Ø Ø Ø Ï 1⁄2 × Ð ÐÝ Ò Ø o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o o ̧ Ò ¿ Ä Ø Â ×1 Ò Ö Ø Ý ÓÒÚ Ü ÔÓÐ Ý ÓÒ Û Ø ́ μ 1⁄2o Ì Ò ́Í 3⁄4  ØÓÖ Ï Æμ ́ Ï μÆ ́Ï 1⁄2μ 3⁄4Ï 1⁄2 Ï 3⁄4 ́Í 3⁄4  ØÓÖ 1⁄2 Æμ ́ μ́ÐÓ Æμ 3⁄4 ́1⁄2¿o o μ ÁÒ Ø̧ Ì ÓÖ Ñ 1⁄2¿o o × ÑÓØ Ú Ø Ý Ø ×ØÙ Ý Ó × Ö Ô Ò Ý Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ð ÔÐ Ò ×̧ Ò × ×Ø Ð × Ý × Ù× ØÓ ר Ð × Ì ÓÖ Ñ 1⁄2¿o o ÐÓÛo ÆÓØ Ø × Ñ Ð Ö Ø × Ó Ø Ò ÕÙ Ð Ø × ́1⁄2¿o o μ Ò ́1⁄2¿o o μo Ø Ö ÐÐ̧ ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝ ÓÒ × Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ¬Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ð ÔÐ Ò ×̧ Ò ×Ó Ø ÔÖÓÓ Ó Ì ÓÖ Ñ 1⁄2¿o o ÒÚÓÐÚ × ÖÖÝ Ò ÓÙØ Ø Ó Ø ÔÖÓÓ Ó Ì ÓÖ Ñ 1⁄2¿o o ¬Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ø Ñ ×o Ì Ò ÜØ Ø ÓÖ Ñ × ÓÛ× Ø Ø ÔÓÛ Ö× Ó Æ ÓØ Ö Ø Ò Æ ́ 1⁄2μ 3⁄4 Ñ Ý ÔÔ Ö ÓÖ 3⁄4 Ï 1⁄2 o ÁØ Ð× Û Ø Û Ø × Ò Ø ÖÑ Ø ×ÓØÖÓÔ × Ö Ô Ò Ý Ò Í o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o o Ë Ñ Ø Ë ̧ Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 Ä Ø Â Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÐÐ ÓÒÚ Ü × Ø× Ò o Ì Ò ́Í Â 1⁄2 Æμ ́ μÆ ́ 1⁄2μ ́ ·1⁄2μ ́1⁄2¿o o μ Ì ÙÒ Ø ÓÒ Æ ́ 1⁄2μ ́ ·1⁄2μ ÓÑ Ò Ø × Æ ́ 1⁄2μ 3⁄4 ̧ ×Ó Ø Ø Ø × Ð Ö ×Ø ÔÓ×× Ð Ó ÓÖ Â Ó × Ò Ø Ý Ð Ð Ö Ö × Ö Ô Ò Ý o × × ÓÛÒ Ý ÔÖÓ Ð ×Ø Ø Ò ÕÙ × Ø Ø Ø Ò ÕÙ Ð ØÝ ́1⁄2¿o o μ̧ Ü ÔØ Ò Ô Ó×× Ð ÐÓ Ö Ø Ñ ØÓÖ̧ × ×Ø ÔÓ×× Ð ÓÖ 3⁄4 o Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö ×ÙÐ Ø Ó Ä Ö Ö Ä Ö 1⁄2 × Ó Û× Ø Ø ÓÖ ÖØ Ò ÖÓØ Ø ÓÒ1 ÒÚ Ö ÒØ Â Ø × Ö Ô Ò Ý Ó ÃÖ ÓÒ Ö × ÕÙ Ò × ́ ¬Ò Ò Ë Ø ÓÒ 1⁄2¿o1⁄2μ Û ÐÐ ÒÓØ Ú × Æ ́ 1⁄2μ 3⁄4 ̧ ÙØ × Ø ×ÕÙ Ö Ó Ø × ÕÙ ÒØ ØÝ o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o o Ä Ö Ö Ä Ø Ø × ÕÙ Ò Ó ÔÓ ÒØ × Ø× È Æ Ø Ò Ø Ð × Ñ ÒØ× Ó ÃÖÓ Ò Ö × ÕÙ Ò Ò Í ̧ Ò Ð Ø Â ×1 Ò Ö Ø Ý Ù Ó Ð Ò Ø 1⁄2o Ì Ò̧ ÓÖ Æ̧ ¡́È Æ Â μ 1⁄2 ́ μ 1⁄2 Æ ́ 1⁄2μ ÙÖØ Ö ÑÓÖ ̧ Ø ÜÔÓÒ ÒØ ́ 1⁄2μ ÒÒÓØ ÒÖ × o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 290
ÔØ Ö 1⁄2¿ ÓÑ ØÖ × Ö Ô Ò Ý Ø ÓÖÝ Ò ÙÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒ 3⁄4 1⁄2 1⁄2¿o ÇÆ ÊÍ ÆÌ Ç Â ÌË ÁÆ ÌÀ ÍÆ ÁÌ 1 Í Ä ÇËË Ê Á  ÓÒ× ×Ø× Ó ÐÐ Ö ØÐÝ ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔ × Ó ÓÒÚ Ü × Ø ̧Û × Ý Ø Ø Ñ1 Ò Ö Ø × Â o Ë ÑÔÐ Ü ÑÔÐ × Ö Ú Ò Ý Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÐÐ 1 × × Ó ¬Ü Ö Ù× Ö ÓÖ Ý Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÐÐ 1 Ù × Ó ¬Ü Ð Ò Ø o Ú Ò ÓÒÚ Ü × Ø ̧ Ø Ö × ×ÓÑ Ú Ò ÓÖ Ø ÓÒ ØÙÖ Ø Ø Ø ×1 Ö Ô Ò Ý ÓÖ Ø Ñ1 Ò Ö Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Û ÐÐ ×× ÒØ ÐÐÝ × Ð Ö × Ø Ø ÓÖ Ø ×1 Ò Ö Ø ÓÐÐ Ø ÓÒo ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø × × Ò Ö ÐÐÝ Ú ÖÝ Æ ÙÐØ ØÓ ר Ð × ̧ Ú Ò Ò Ú ÖÝ ×Ô ¬ × ØÙ Ø ÓÒ× o Ì Ö Ö Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ö ×ÙÐ Ø× Ò Ø × Ö Ø ÓÒo Ì ÙÔÔ Ö ÓÙÒ Ò ÕÙ Ð Ø × ÐÐ ÓÑ ÖÓÑ ÓÖ ÓÐÐ ÖÝ 1⁄2¿o o ÓÚ o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o o1⁄2 ̧ Ì ÓÖ Ñ 3⁄43⁄4 Ä Ø Â Ñ1 Ò Ö Ø Ý ×ÕÙ Ö Ó Ð Ò Ø o Ì Ò 1⁄2 ́ μÆ 1⁄2 ́Í 3⁄4  ØÓÖ 1⁄2 Æμ 3⁄4 ́ μÆ 1⁄2 ́ÐÓ Æμ 1⁄2 3⁄4 ÁØ × ÐØ Ø Ø Æ 1⁄2 Ú × Ø ÔÖÓÔ Ö ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ̧ Ò ÓÖ Â Ø × × ¬Ò Ø ÐÝ ØÖÙ o Ì ÐÓÛ Ö ÓÙÒ Ò Ø Ò ÜØ Ö × ÙÐØ ÓÐÐÓÛ× Ø ÓÒ ÖÓÑ Ø ÛÓÖ Ó Ð Ü Ò Ö Ð 1⁄2 × Ö Ò Ë Ø ÓÒ 1⁄2¿o o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o o3⁄4 Ð Ü Ò Ö̧ Ä Ø Â Ñ1 Ò Ö Ø Ý 1 Ù Ó Ð Ò Ø o Ì Ò 1⁄2 ́ μÆ ́ 1⁄2μ 3⁄4 ́Í Â 1⁄2 Æμ 3⁄4 ́ μÆ ́ 1⁄2μ 3⁄4 ́ÐÓ Æμ 1⁄2 3⁄4 × Ñ Ð Ö Ö × ÙÐØ ÔÖÓ ÐÝ ÓÐ × ÓÖ 1 × ×̧ ÙØ Ø × × Ò ×Ø Ð × ÓÒÐ Ý ÓÖ 3⁄4 o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o o¿ ̧ Ì ÓÖ Ñ 3⁄43⁄4 Ä Ø Â Ñ1 Ò Ö Ø Ý 3⁄41 × Ó Ö Ù× Öo Ì Ò 1⁄2 ́Ö μÆ 1⁄2 ́Í 3⁄4  1⁄2 Æμ 3⁄4 ́Ö μÆ 1⁄2 ́ÐÓ Æμ 1⁄2 3⁄4 1⁄2¿o ÏÇÊÃ Ç Å ÇÆÌ ÇÅ Ê ÁØ × ÓÙÐ Ö Ô ÓÖØ Ø Ø ÅÓÒØ ÓÑ ÖÝ ÅÓÒ × Ò Ô Ò ÒØÐ Ý Ú ÐÓÔ ÐÓÛ Ö ÓÙÒ Ñ Ø Ó Û ̧ × Ó × 3× Ñ Ø Ó ̧ Ù× × Ø Ò ÕÙ × ÖÓÑ Ö ÑÓÒ Ò ÐÝ× ×o ÅÓÒØ ÓÑ Ö Ý3× Ñ Ø Ó ̧ ×Ô ÐÐÝ Ò Ñ Ò× ÓÒ 3⁄4̧ Ó Ø Ò× ÓÖ ÒÙÑ Ö Ó ×Ô Ð Ð ×× × Â ×Ø Ñ Ø × ÓÑÔ Ö Ð ØÓ Ø Ó× Ó Ø Ò Ý 3× Ñ Ø Ó o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ ÅÓÒØ ÓÑ ÖÝ × ÓÒ× Ö Â Ø Ø Ö ×1 Ò Ö Ø Ý Ö ÓÒ Û Ó× ÓÙÒ ÖÝ × Ô Û × ×ÑÓÓØ × ÑÔÐ ÐÓ× ÙÖÚ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 291
3⁄4 3⁄4 Âo Êo Ð Ü Ò Ö̧ Âo ̧ Ò ÏoÏoÄo Ò 1⁄2¿o À Ä ËÈ Ë Æ Ê Ä Ì Ç Â ÌË Ä ÇËË Ê Ë Ñ ÒØ Ú Ò ÓÑÔ Ø ×Ù × Ø Ã Ò ÐÓ× Ð ×Ô À Ò ̧ à À × ÐÐ × Ñ ÒØÓ Ão ËÐ Ì Ö ÓÒ ØÛ Ò ØÛÓ Ô Ö ÐÐ Ð ÝÔ ÖÔÐ Ò ×o ËÔ Ö Ð ×Ð Ì ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ØÛÓ ÓÔ Ò Ñ ×Ô Ö × ÓÒ ×Ô Ö o Ä Ø À ÐÓ× Ð ×Ô Ò o Ì Ò Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ À Ó ÐÐ ÐÓ× Ð 1 ×Ô × × Ñ1 Ò Ö Ø Ý À̧ Ò Û ××Ó Ø À Û Ø Ø ÓÖ ÒØ ÝÔ ÖÔÐ Ò À̧ Ø Ö × Û ÐÐ ÒÓÛÒ ÒÚ Ö ÒØ Ñ ×ÙÖ ÓÒ À o ÙÖØ Ö Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÒ1 ÖÒ Ò Ø × Ò Ö Ð Ø Ñ ×ÙÖ × Ñ Ý ÓÙÒ Ò ÔØ Ö 1⁄23⁄4 Ó Ë ÒØ ÐÓ Ë Ò o ÓÖ ÓÑÔ Ø ÓÑ Ò Ã Ò ̧ Ø × Ð Ö Ø Ø ÓÒÐÝ Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ À ̧Ø × Ñ ÒØ× Ó Ã̧ Ö ÔÖ ÓÔ Ö ÓÖ ×ØÙ Ý ̧×Ò À × ÑÔØÝ Ò À ØÓÖ × ÙÒ×Ù Ø Ð o ÁÒ Ø × × Ø ÓÒ̧ Ø × Ò ×× ÖÝ ÓÖ Ø ÓÑ Ò Ã ØÓ ×ÓÑ Û Ø ÑÓÖ Ò Ö Ð Ò Û Ñ ÓÒÐÝ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÖÓ ×× ÙÑÔØ ÓÒ× ́ μ Ã Ð × ÓÒ Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó ¬Ü ÓÒÚ Ü × Ø Å Ò ·1⁄2 ́ μ ́Ãμ 1⁄2̧ Û Ö × Ø Ù×Ù Ð 1Ñ ×ÙÖ ÓÒ Åo Ë Ò × Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó ÓÒÚ Ü Ó Ý Ò ·1⁄2 ̧ ÒÝ × Ø Ò Ó ÙÒ Ø Ä × Ù 1Ñ ×ÙÖ × Ø ×¬ × Ø × ×× ÙÑÔØ ÓÒ×o Ì ÒÓÖÑ Ð Þ Ø ÓÒ Ó ×× ÙÑÔØ ÓÒ ́ μ × ÓÖ ÓÒÚ Ò Ò ̧ Ò ̧ Ý Ö × Ð Ò ̧ Ø Ò ÕÙ Ð Ø × Ó Ø × × Ø ÓÒ Ñ Ý ÔÔÐ ØÓ ÒÝ ÙÒ ÓÖÑ ÔÖÓ Ð ØÝ Ñ ×ÙÖ ÓÒ ÓÑ Ò Ã Ò ·1⁄2 o ËÙ Ö × Ð Ò ÓÒÐ Ý « Ø× Ñ Ò× ÓÒ Ð ÓÒר ÒØ× ÓÖ ×Ø Ò Ö ÓÑ Ò×̧ ×Ù × Ø ÙÒ Ø 1×Ô Ö Ë Ò Ø ÙÒ Ø 1 × ̧ Ø × Û ÐÐ ÓÒ Û Ø ÓÙØ ÓÑÑ ÒØo ÐØ ÓÙ Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ã Û ÐÐ Ú × ÑÔÐ ÓÑ ØÖ × Ö ÔØ ÓÒ̧ Ø Ò ÜØ Ø ÓÖ Ñ ØÖ Ø× Ø Ò Ö Ð × ØÙ Ø ÓÒ Ò Ó Ø Ò× Ø ×× ÒØ ÐÐÝ Ü Ø Ñ Ò ØÙ Ó ́à À ·1⁄2 3⁄4 Æμo Á Ã Ð × Ò ̧ Ø Ò À ·1⁄2 Ñ Ý Ö ÔÐ Ý À o Á × ÔÖ ÓÔ ÖÐÝ ÒÓÖ Ñ Ð Þ ̧ Ø × Ò ÒÚÓ × ÒÓ Ö × Ð Ò o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o o1⁄2 Ð Ü Ò Ö Ð 1⁄2 Ä Ø Ã Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÐÐ Ã × Ø × Ý Ò ××Ù ÑÔØ ÓÒ× ́ μ Ò ́ μ ÓÚ o Ì Ò 1⁄2 ́ μÆ ́ 1⁄2μ 3⁄4 Ò Ã3⁄4à ́à À ·1⁄2 3⁄4 Æμ 3⁄4 ́Å μÆ ́ 1⁄2μ 3⁄4 ́1⁄2¿o o1⁄2μ Ì ÙÔÔ Ö ÓÙÒ Ó ́1⁄2¿o o1⁄2μ Ò ÔÖÓÚ Ý Ò Ò Ö Ø ÔÖÓ Ð ×Ø Ñ Ø Ó ÒØÖÓ Ù Ý Ð Ü Ò Ö Ð 3⁄4 ÓÖ Ã Ë 3⁄4 ̧ ÙØ Ø Ñ Ø Ó Ó Ò Ò 1⁄4 Ð×Ó Ñ Ý ÔÔÐ ÓÖ ×Ø Ò Ö Ó × Ó Ã ×Ù ×Í Ò o Ï Ò Å Ã Ë ̧ Ø × Ñ ÒØ× Ö Ø ×Ô Ö Ð Ô×o ÓÖ Ø × ÑÔÓÖØ ÒØ ×Ô Ð × Ø ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × Ù ØÓ ËØÓÐ Ö× Ý ËØÓ ¿ ̧ Û Ð Ø ÐÓÛ Ö ÓÙÒ × Ù ØÓ ́× Ð×Ó ̧ Ì ÓÖ Ñ 3⁄4 μo Ë Ò Ø 1Ñ ×ÙÖ Ó Ø Ð ×Ô × Ø Ø × Ô Ö Ø Å × Ð ×× Ø Ò ́ μ ́Å μ̧ Ò ÕÙ Ð ØÝ ́1⁄2¿o 3⁄4o1⁄2μ Ñ Ý ÔÔÐ ØÓ Ó Ø Ò ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÓÖ ́à À ·1⁄2 1⁄2 Æμo Ì ÙÔÔ Ö ÓÙÒ Ò Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ø ÓÖ Ñ × ÓÙÐ Ø Ò Ò Ø ÓÒØ ÜØ Ó ØÙ Ð © 2004 by Chapman & Hall/CRC 292
ÔØ Ö 1⁄2¿ ÓÑ ØÖ × Ö Ô Ò Ý Ø ÓÖÝ Ò ÙÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒ 3⁄4 ¿ ÔÔÐ Ø ÓÒ× ×Ù ×Å Ò 1×Ô Ö Ë ̧ ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü Ó Ý Ò ̧ ÓÖ ÑÓÖ Ò Ö ÐÐÝ ̧ ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü ÝÔ Ö ×ÙÖ Ò ·1⁄2 o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o o3⁄4 Ð Ü Ò Ö̧ Ä Ø Ã Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó Ã × Ø × Ý Ò ××ÙÑÔØ ÓÒ× ́ μ Ò ́ μ ÓÚ o ÙÖØ Ö ÑÓÖ ̧ ×ÙÔÔÓ× Ø Ø Å × Ó ¬Ò Ø Ñ Ø Öo Ì Ò ¿ ́ μ́ ́Å μμ 1⁄2 3⁄4 Æ ́ 1⁄2μ 3⁄4 Ò Ã3⁄4à ́à À ·1⁄2 1⁄2 Æμ ́Å μÆ ́ 1⁄2μ 3⁄4 ́ÐÓ Æμ 1⁄2 3⁄4 ́1⁄2¿o o3⁄4μ ÓÖ Å Ã Ë ̧ Ò ÕÙ Ð Ø × ́1⁄2¿o o3⁄4μ Ö Ù ØÓ ̧ Ñ ÔÖÓÚ Ò × Ð ØÐÝ Û Ö ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÝË Ñ Ø Ë o ÓÒ× Ö Ø ÓÒ Ó Ã Í 3⁄4 Ñ × Ø Ó Ú ÓÙ× Ø Ø Ø Ö Ü ×Ø× Ò Ð Ò Ö Ø ØÖ Ò Ð Û Ø × Ö Ô Ò Ý Ø Ð ×Ø Æ 1⁄2 ̧ × ×Ø Ø Ò Ë Ø ÓÒ 1⁄2¿o 1⁄2o ÓÖ Ø × Å Ã 3⁄4 ̧ ÙÒ Ø 3⁄41 × ́ÊÓØ 3× × 1× Ñ ÒØ ÔÖÓ 1 Ð Ñμ̧ ¿ ́× Ð×Ó ̧ Ì ÓÖ Ñ 3⁄4¿ μ Ó Ø Ò Ò ÕÙ Ð Ø × ́1⁄2¿o o 3⁄4μ̧ Ü ÔØ Ò ØÓÖ ́ÐÓ Æμ 3⁄4 Ò Ø ÐÓÛ Ö ÓÙÒ o Ä Ø Ö̧ Ð Ü Ò Ö Ð 1⁄4 Ñ1 ÔÖ ÓÚ Ø ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ̧ Ò Å ØÓÙ× Å Ø Ó Ø Ò ×× ÒØ ÐÐÝ Ø × Ñ ÙÔÔ Ö ÓÙÒ o Å ØÓÙ× 3× ÛÓÖ ÓÒ 3⁄4 Ñ × Ø × Ñ Ð ÐÝ Ø Ø 3× ØÓÖ ́ÐÓ Æμ 1⁄2 3⁄4 Ò × Ò Ö Ð ÙÔÔ Ö ÓÙÒ Ø ÓÖ Ñ Ñ Ø Ö ÑÓÚ Ð Ò Ñ ÒÝ ×Ô ¬ × ØÙ Ø ÓÒ×̧ ÙØ Ø × × Ú ÖÝ ÐÐ Ò Ò o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o o¿ Ð Ü Ò Ö̧ Å ØÓÙ× ÓÖ ÊÓØ 3× × 1× Ñ ÒØ ÔÖÓ Ð Ņ̃ 1⁄2 Æ 1⁄2 ́ 3⁄4 À 3⁄4 1⁄2 Æμ 3⁄4 Æ 1⁄2 ́1⁄2¿o o¿μ Ð Ü Ò Ö3× ÐÓÛ Ö ÓÙÒ Ñ Ø Ó ̧ Ý Ø Ò ØÙÖ Ó Ø ÓÒÚÓÐÙØ ÓÒ× ÑÔÐ ÓÝ ̧ Ú × Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÒ Ø × Ö Ô Ò Ý Ó ×Ð ×o Ì × × ×Ô ÐÐÝ ÔÔ Ö ÒØ Ò Ø Ö 1 ÒØÛ ÓÖ Ó Þ ÐÐ ̧ Å ØÓÙ× ̧ Ò Ë Ö Ö̧ Û Ó Ú Ú ÐÓÔ ÑÓÖ Ö Ø Ò ÓÑ ØÖ ÐÐÝ ØÖ Ò×Ô Ö ÒØÚ Ö× ÓÒ Ó Ð Ü Ò Ö3× Ñ Ø Ó o Ì ÓÐ ÐÓÛ Ò Ø ÓÖ Ñ ÓÒ Ø × Ö Ô Ò Ý Ó Ø Ò ×Ð × × ÓÖÓÐ Ð ÖÝ ØÓ Ø Ö Ø Ò ÕÙ o ÁØ × Ð Ö Ø Ø ×Ð × × Ö Ô Ò Ý ¡̧ Ø Ò ÓÒ Ó Ø ØÛÓ ÓÙÒ Ò Ð ×Ô × × × Ö Ô Ò Ý Ø Ð ×Ø ¡ 3⁄4o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o o Þ ÐÐ ̧ Å ØÓÙ× ̧ Ë Ö Ö ÅË Ä Ø Æ ÔÓ ÒØ× Ð Ò Ø ÙÒ Ø Ù Í o Ì Ò Ø Ö Ü ×Ø× ×Ð Ì Ó Û Ø 1⁄2 ́ μÆ 1⁄2 ×Ù Ø Ø ¡́Ìμ 3⁄4 ́ μÆ ́ 1⁄2μ 3⁄4 o Ð Ü Ò Ö Ð × Ò Ú ×Ø Ø Ø « Ø Ó Ø Ñ Ò× ÓÒ ÓÒ Ø × Ö Ô1 Ò Ý Ó Ð ×Ô ×̧ Ò Ó Ø Ò ×ÓÑ Û Ø ÓÑÔÐ Ø Ò ÕÙ Ð Ø × Ø Ø ÑÔÐ Ý Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö × ÙÐØo ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o o Ð Ü Ò Ö ÓÖ Ø ÐÓÛ Ö ÓÙÒ × Ò Ò ÕÙ Ð Ø × ́1⁄2¿o o1⁄2μ Ò ́1⁄2¿o o3⁄4μ ÓÚ ̧ Ø Ö × Ò ×ÓÐ ÙØ ÔÓ× Ø Ú ÓÒר ÒØ ×Ù Ø Ø ÓÒ Ñ Ý ÓÓ× 1⁄2 ́ μ ¿ Ò ¿ ́ μ 1⁄2 o Ë Ñ Ø Ë ×ØÙ Ø × Ö Ô Ò Ý Ó ×Ô Ö Ð ×Ð × ́Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ØÛÓ ÓÔ Ò Ñ ×Ô Ö ×μ ÓÒ Ë o ××Ó Ø Ò Ñ ×Ô Ö Û Ø Ø× ÔÓÐ ̧ Ë Ñ Ø ÒØ ¬ Û Ø Ø ÒÓÖÑ Ð Þ ÔÖÓ Ù Ø Ñ ×ÙÖ ÓÒ Ë ¢ Ë o Ð ÙÑÐ Ò Ö ÐÙ 1⁄2 ÑÓÒ× ØÖ Ø × ÙÖÔÖ × Ò Ö Ð Ø ÓÒ× Ô ØÛ Ò Ð ×Ô ́×Ô Ö Ð Ôμ Ò ×Ð × Ö Ô Ò Ý ÓÖ Ë o ÀÓÛ Ú Ö̧ × ¬Ò Ø ÓÒ ÓÖ Ò Ø ÖÑ× Ó À Ö Ñ ×ÙÖ ÓÒ ËḈ · 1⁄2μ « Ö ×ÓÑ Û Ø ÖÓÑ Ë Ñ Ø3× o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 293
3⁄4 Âo Êo Ð Ü Ò Ö̧ Âo ̧ Ò ÏoÏoÄo Ò ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o o ÐÙ ÑÐ Ò Ö Ä Ø Ë Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ×Ð × Ó Ë o Ì Ò ́ μ ́Ë À ·1⁄2 3⁄4 Æμ ́Ë Ë 3⁄4 Æμ ́1⁄2¿o o μ ÓÖ Ø Ò ÜØ Ö × ÙÐØ̧ Ø Ð Ø Ò ÕÙ Ð ØÝ Ó Ð Ð Ó Û× ÖÓÑ Ò ÕÙ Ð Ø × ́1⁄2¿o3⁄4o 1⁄2μ̧ ́1⁄2¿o o1⁄2μ̧ Ò ́1⁄2¿o o μo ÐÙÑ Ð Ò Ö Ù× × Ú Ö× ÓÒ Ó 3× ÔÖÓ Ð ×Ø Ñ Ø Ó ØÓ ר Ð × Ø Ö Ø Ò ÕÙ Ð ØÝ o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o o ÐÙ ÑÐ Ò Ö ÓÖ ×Ð × Ö Ô Ò Ý ÓÒ Ë ̧ 1⁄2 ́ μÆ ́ 1⁄2μ 3⁄4 ́Ë Ë 1⁄2 Æμ 3⁄4 ́ μÆ ́ 1⁄2μ 3⁄4 ́ÐÓ Æμ 1⁄2 3⁄4 Ö Ò Ö Ö 1⁄2 × Ú Ò Ò Ö Ó×1Ì ÙÖ Ò ØÝÔ ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÒ ×Ô Ö Ð Ô × Ö Ô Ò Ý Ò Ø ÖÑ× Ó ×Ô Ö Ð Ö ÑÓÒ ×o Ì × × ØÓ Ø ÓÒ× Ö Ð Ó Ý Ó Ö ×ÙÐ Ø× ÜØ Ò Ò Ò ÕÙ Ð Ø × ÓÖ ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð ×ÙÑ × ØÓ ÓØ Ö × Ø× Ó ÓÖØ ÓÒÓÖ Ñ Ð ÙÒ Ø ÓÒ×̧ Ò Ø Ö Ý ÜØ Ò × Ø Ï ÝÐ Ø ÓÖÝ o ÐÐ Ó Ø Ö ×ÙÐ Ø× ×Ó Ö Ò Ø × × Ø ÓÒ ØÖ Ø 3⁄4 Ï 1⁄2o ÓÖ Ï Ò Ø Ö Ò 1⁄2 Ï 3⁄4 Ø Ö × ÑÝ× Ø ÖÝ ̧ Ù ØÛ Ó Ú Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö × ÙÐØ̧ Ö Ð Ø ØÓ Ò ÕÙ Ð ØÝ ́1⁄2¿o o μ̧ × ÓÛ Ò Ø Ø Ö Ñ Ø Ò Ò ×ÝÑ ÔØÓØ Ú ÓÖ Ó ÙÖ× Ò Ø Ö Ò 1⁄2 Ï 3⁄4o ÓÖ Í 3⁄4 ̧ Ò Ò × ÓÛ Ø Ø Ö ÙÐ Ö Ö ÔÓ ÒØ× Û ÐÐ ÛÓÖ ÓÖ Ø ÙÔÔ Ö ÓÙÒ Ü ÑÔÐ ÓÖ Ï 1⁄2 ̧ Ò Ø Ý Ö Ð ØÓ ÑÓ Ý Ø Ö Ñ Ø Ó ØÓ ÔÔÐÝ ØÓ ÒÝ ÓÙÒ ÓÒÚ Ü ÓÑ Ò Ò 3⁄4 o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o o ̧ Ò ¿ Ä Ø Ã ÓÙÒ ÓÒÚ Ü ÓÑ Ò Ò 3⁄4 o Ì Ò ́à À 3⁄4 Ï Æμ ́à ÏμÆ ́Ï 1⁄2μ 3⁄4Ï 1⁄2 Ï 3⁄4 ́à À 3⁄4 1⁄2 Æμ ́Ãμ́ÐÓ Æμ 3⁄4 ́1⁄2¿o o μ 1⁄2¿o1⁄21⁄4 ÇÍÆ ÊÁ Ë Ç Æ Ê ÌÇÊË ÇÊ ÀÇÅ ÇÌÀ ÌÁ ÄÄ ÁÆÎ ÊÁ ÆÌ Â Ï Ú ÐÖ Ý ÒÓØ × Ú Ö Ð ØÓÖ × Ø Ø ÔÐ Ý ÖÓÐ Ò Ø ÖÑ Ò Ò Û Ø Ö ́Ã Â Ï Æμ Ú × Ð Æ Ö × ÓÔÔ Ó× ØÓ ́ÐÓ Æμ × o 3× ÛÓÖ × ÓÛ× Ø Ø Â × Ñ1 Ò Ö Ø ̧ ́à  1⁄2 Æμ Ú × × Æ Ö o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø ÛÓÖ Ó Ò Ò Ð ÖÐÝ × ÓÛ× Ø Ø Ï × ×ÙÆ ÒØÐ Ý ×Ñ ÐÐ̧ Ø Ò Ú Ò ÓÖ ÑÓØ ÓÒ1 ÒÚ Ö ÒØ  ̧ ØÑ Ý Ø Ø ́Ã Â Ï Æμ × ÓÙÒ ÓÚ Ý ́ÐÓ Æμ × o × ÜØ Ò× Ú ÐÝ ×ØÙ ́Í 3⁄4  ØÓÖ 1⁄2 Æμ ÙÒ Ö Ø ×× ÙÑÔØ ÓÒ Ø Ø Â × ÓÑÓØ Ø ÐÐÝ ÒÚ Ö ÒØ̧ Ò Ò Ø × × Ø ÓÒ Û × ÐÐ Ö ÓÖ ×ÓÑ Ó Ø Ö × ÙÐØ× Ó Ø Ò o ÁØ ØÙÖ Ò× ÓÙØ Ø Ø Ø ÓÙÒ ÖÝ × Ô Ó Ò Ö ØÓÖ × Ø Ö Ø Ð Ð Ñ ÒØ Ò Ø ÖÑ Ò Ò ØÓ Û ̧ Ø Ö̧ Ð ×× Â ÐÓÒ ×o Ê Ñ Ö ÐÝ ̧ ÓÖ Ø ØÝÔ Ð ÓÑ ÓØ Ø ÐÐÝ ÒÚ Ö ÒØ Ð × × ̧ ́Í 3⁄4  ØÓÖ 1⁄2 Æμ Ó× ÐÐ Ø × Ò¬Ò Ø ÐÝ Ó Ø Ò ØÓ Ð Ö Ö Ø Ò Æ 1⁄2 ̄ Ò ×Ñ ÐÐ Ö Ø Ò ́ÐÓ Æμ ·̄ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 294
ÔØ Ö 1⁄2¿ ÓÑ ØÖ × Ö Ô Ò Ý Ø ÓÖÝ Ò ÙÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒ 3⁄4 Ä ÇËË Ê Ì ÓÒÚ Ü × Ø 1 Ò Ö Ø × Â Â ÓÒ× ×Ø× Ó ÐÐ ÓÑ ÓØ Ø Ñ × Ó Û Ø ́ μ ́ μo Ð × 1À Ù× ÓÖ« Ñ ØÖ Ì Ñ ØÖ ÓÒ Ø ×Ô Ç ÆÎ́3⁄4μ Ó ÐÐ ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø× Ò 3⁄4 Ò Û Ø ×Ø Ò ØÛ Ò ØÛÓ × Ø× × Ø Ñ Ò ÑÙÑ ×Ø Ò ÖÓÑ ÒÝ ÔÓ ÒØ Ó ÓÒ × Ø ØÓ Ø ÓØ Öo × Ø × Ó ¬Öר Ø ÓÖÝ Ø × ÓÙÒØ Ð ÙÒ ÓÒ Ó ÒÓÛ Ö Ò× × Ø×o Á ÓÒ ÓÒ× Ö× Ø ØÛÓ Ü ÑÔÐ × Ó Â Ò 1 Ò Ö Ø Ý Ò Ð Ò ×ÕÙ Ö Ò Ý × ̧ ÔÖ Ú ÓÙ× ÐÝ ×Ø Ø Ö ×ÙÐ Ø× Ñ Ø Ú ÖÝ Ð ÐÝ Ø Ø × Ô ×ØÖ ÓÒ ÐÝ « Ø× × Ö Ô Ò Ý ÓÖ ÓÑ ÓØ Ø ÐÐÝ ÒÚ Ö ÒØ  o Ì ¬Ö ר ØÛÓ Ø ÓÖ Ñ× ÕÙ Ò1 Ø Ý Ø × Ô ÒÓÑ ÒÓÒ ÓÖ ØÛÓÚ ÖÝ ×Ø Ò Ö ÓÙÒ ÖÝ × Ô ×̧ ¬Ö ר ÔÓÐÝ ÓÒ×̧ Ø Ò ×ÑÓÓØ ÐÓ× ÙÖÚ ×o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o1⁄21⁄4o1⁄2 ̧ ÓÖÓÐ Ð ÖÝ 3⁄41⁄4 Ä Ø Â 1 Ò Ö Ø Ý ÓÒÚ Ü ÔÓÐ Ý ÓÒ o Ì Ò̧ ÓÖ ÒÝ ̄ 1⁄4̧ ́Í 3⁄4  ØÓÖ 1⁄2 Æμ Ó́́Ð Ó Æμ ·̄ μ ́1⁄2¿o 1⁄21⁄4o1⁄2μ Ò Ò Ú Ú Ò Ð ×× ÓÑ ÔÐ Ø Ö ÙÑ ÒØ Ø Ø Ó Ø Ò× Ó́́Ð Ó Æμ ·̄ μ ÓÒ Ø Ö Ø × Ó ́1⁄2¿ o1⁄21⁄4o 1⁄2μo ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o1⁄21⁄4o3⁄4 ̧ ÓÖ ÓÐÐ ÖÝ 1⁄2 Ä Ø ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø Ò 3⁄4 Û Ø ØÛ ÓÒØ Ò ÙÓÙ ×ÐÝ « Ö ÒØ Ð ÓÙÒ 1 ÖÝ ÙÖÚ Ú Ò ×ØÖ ØÐÝ ÔÓ× Ø Ú ÙÖÚ ØÙÖ o Á 1 Ò Ö Ø × Â ̧ Ø Ò ÓÖ Æ 3⁄4̧ ́Í 3⁄4  ØÓÖ 1⁄2 Æμ ́ μÆ 1⁄2 ́ÐÓ Æμ 1⁄2 3⁄4 ́1⁄2¿o 1⁄21⁄4o3⁄4μ Ê ÒØÐÝ ̧ ÓÖ ×ÙÆ ÒØÐ Ý ×ÑÓÓØ ÔÓ× Ø Ú ÐÝ ÙÖÚ Ó ×̧ Ö ÑÓØ ÖÑ ¿ × ÜØ Ò ́1⁄2¿o 1⁄21⁄4o3⁄4μ Ò ØÓ Ö Ñ Ò× ÓÒ× Ò Ð×Ó Ö ÑÓÚ Ø ÐÓ Ö Ø Ñ ØÓÖo Ì Ù×̧ Ó Ø Ò× ÐÓÛ Ö ÓÙÒ Ó Ø ÓÖÑ ́ μÆ ́ 1⁄2μ 3⁄4 ̧ ÐÓÒ Û Ø Ø ×Ø Ò Ö ÙÔÔ Ö ÓÙÒ Ó Ø Ò Ý 3× ÔÖÓ Ð ×Ø Ñ Ø Ó o Ä Ø ÇÆÎ́3⁄4μ ÒÓØ Ø Ù×Ù Ð ÐÓ ÐÐÝ ÓÑÔ Ø ×Ô Ó ÐÐ ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø× Ò 3⁄4 Ò ÓÛ Û Ø Ø Ð × 1À Ù× ÓÖ« Ñ ØÖ o Ì Ö × Ø ÓÐÐÓÛ Ò × ÙÖÔÖ × Ò Ö × ÙÐØ̧ Û Õ Ù Ò Ø ¬ × Ø Ó× ÐÐ ØÓÖ Ý Ú ÓÖ Ñ ÒØ ÓÒ ÓÚ o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o1⁄21⁄4o¿ ̧ Ì ÓÖ Ñ 3⁄41⁄2 Ä Ø ̄ 1⁄4 Ú Òo ÓÖ ÐÐ Ò ÇÆÎ́3⁄4μ̧ Ü ÔØ Ò × Ø Ó ¬ Öר Ø ÓÖ Ý̧ Â × 1 Ò Ö Ø Ý ̧ Ø Ò Ó Ø ÓÐÐÓÛ Ò ØÛÓ Ò ÕÙ Ð Ø × × × Ø ×¬ Ò¬Ò Ø ÐÝ Ó Ø Ò ́ μ ́Í 3⁄4  ØÓÖ 1⁄2 Æμ ́ÐÓ Æμ ·̄ o ́ μ ́Í 3⁄4  ØÓÖ 1⁄2 Æμ Æ 1⁄2 ́ÐÓ Æμ ́1⁄2 ·̄μ 3⁄4 o ÁÒ Ø̧ Ø ¬Ò Ð Ø ÓÖ Ñ Ó Ø × × Ø ÓÒ Û ÐÐ × Ý ÑÓÖ ÓÙØ Ø Ö Ø ÓÒ Ð Ó ×Ù ×Ø Ñ Ø ×o Ì Ò ÜØ Ø ÓÖ Ñ Ú × Ø ×Ø ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ×Ø Ñ Ø ÒÓÛÒ Ø × ×× ÙÑ ÓÒÐ Ý Ø Ø Ø Ò Ö ØÓÖ × ÒÓÒ ÑÔØÝ Ò Ø Ö ÓÖ̧ ÖØ ÒÐÝ Ñ Ò Ñ Ð ÝÔ ÓØ × ×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 295
3⁄4 Âo Êo Ð Ü Ò Ö̧ Âo ̧ Ò ÏoÏoÄo Ò ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o1⁄21⁄4o ̧ ÓÖ ÓÐÐ ÖÝ 1⁄2 Á Â × 1 Ò Ö Ø Ý ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø Ú Ò ÔÓ× Ø Ú Ö ̧ Ø Ò ́Í 3⁄4  ØÓÖ 1⁄2 Æμ ́ μ́ÐÓ Æμ 1⁄2 3⁄4 ÈÓ× × ÐÝ Ø Ö Ø × × ÓÙÐ ́ μÐ Ó Æ̧Û Û ÓÙÐ ×Ø ÔÓ×× Ð × Ø Ü ÑÔÐ Ó Ð Ò ×ÕÙ Ö × Ñ ÓÒ×ØÖ Ø ×o Ä ×ØÐ Ý ̧ Û × Ù×× Ø ÑÔÓÖØ ÒØ Ø ÓÖ Ñ ÙÒ ÖÐÝ Ò ÑÓ× Ø Ó Ø × Ö × ÙÐØ× ÓÙØ 1 Ò Ö Ø Â o Ä Ø Ñ Ñ Ö Ó Ç ÆÎ́3⁄4μ Û Ø ÒÓÒ Ñ ÔØÝ ÒØ Ö ÓÖ̧ Ò ÓÖ ÒØ Ö Ð ¿ Ð Ø Ð Ò Ò× Ö Ð1 ÓÒ Ó Ñ Ü Ñ Ð Ö o Ì ÆØ ÔÔÖÓÜ Ñ Ð ØÝ ÒÙÑ Ö Æ ́ μ × ¬Ò × Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø ÒØ Ö Ð ×Ù Ø Ø Ø Ö Ó Ò Ð × Ð ×× Ø Ò Ð 3⁄4 Æo ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o1⁄21⁄4o ̧ ÓÖ ÓÐÐ ÖÝ 1⁄2 À̧ Ì ÓÖ Ñ 3⁄41⁄4 Ä Ø ÑÑ Ö Ó ÇÆÎ́3⁄4μ Û Ø ÒÓÒ ÑÔØÝ ÒØ Ö ÓÖo Ì Ò Â × 1 Ò Ö Ø Ý ̧Û Ú 1⁄2 ́ μ́ Æ ́ μμ 1⁄2 3⁄4 ́ÐÓ Æμ 1⁄2 ́Í 3⁄4  ØÓÖ 1⁄2 Æμ 3⁄4 ́ ̄μ Æ ́ μ́Ð Ó Æμ ·̄ ́1⁄2¿o 1⁄21⁄4o¿μ Ì ÔÖÓÓ Ó Ø ÔÖ Ò ÙÒ Ñ ÒØ Ð Ø ÓÖ Ņ̃ Û × Ò Ø Ø Ó Ò Ó ØÛÓ Ñ ÓÖ Ø ÓÖ Ñ×̧ × ÐÓÒ ̧ ÙØ Ø ÑÔÓÖØ × Ð Ö Ò Ñ ÐÝ ̧ Ø Ø ÓÖ 1 Ò Ö Ø Â ̧ ÓÒ ÙÒ Öר Ò × Æ ́ μ̧ Ø Ò ÓÒ ×× ÒØ ÐÐÝ ÙÒ Öר Ò × ́Í 3⁄4  ØÓÖ 1⁄2 Æμo Á Æ ́ μ Ö Ñ Ò× Ò ÖÐÝ ÓÒר ÒØ ÓÖ ÐÓÒ ÒØ ÖÚ Ð×̧ Ø Ò Ø× Ð Ô ÓÐÝ ÓÒ Ò Û ÐÐ Ö Ø ÐÓÛ ́ÐÓ Æμ ·3⁄4̄ o Á ̧ Ø ×ÓÑ ×Ø ̧ Ú × × Ø ÓÒ× ×Ø× Ó Ö ÙÐ Ö Ö ×̧ Ø Ò Æ ́ μ Û ÐÐ Ò ØÓ ÖÓÛ × Æ 1⁄2 3⁄4 o ÓÖ ×Ø ÐÐ ÑÓÖ Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÒ ÖÒ Ò Ø Ñ Ø Ö Ð Ò Ø × × Ø ÓÒ̧ ÐÓÒ Û Ø Ø ÔÖÓÓ ×̧ × ̧ ÔØ Ö o Ã Ö ÓÐÝ Ã Ö ̧ Ã Ö × ÜØ Ò Ø Ó ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ð ØÝÒ ÙÑ Ö ØÓ Ö Ñ Ò× ÓÒ× Ò Ó Ø Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × Ò ÐÓ ÓÙ× ØÓ Ø Ó× Ò ́1⁄2¿o1⁄21⁄4o ¿μo 1⁄2¿o1⁄21⁄2 ́Ã̧Â̧3⁄4̧Æμ ÁÆ ÄÁ ÀÌ Ç ÁËÌ Æ ÇÅ ÌÊ ÐØ ÓÙ ÒÓÛÐ Ó ́à  1⁄2 Æμ × ÓÙÖ ×Ø Ņ̃ Ò Ø Ö Ø Ñ ÓÖ ØÝ Ó ÔÖÓ Ð Ñ× Ø × × Ú Ý ¬Öר Ó Ø Ò Ò ÓÙÒ × ÓÒ ́à  3⁄4 Æμo ÁÒ Ø × × Ø ÓÒ̧ Û Ö ­Ý × ÓÛ ÓÛ Ø × ÙÒ Ø ÓÒ ¬Ø× Ò ÐÝ ÒØÓ Ø Ø ÓÖÝ Ó Ñ ØÖ ×Ô × Ó Ò Ø Ú Ø ÝÔ o ÁÒ ÓÙÖ × ØÙ Ø ÓÒ̧ Ø ×Ø Ò ØÛ Ò ÔÓ ÒØ× Û ÐÐ Ú Ò Ý ÖÓ ØÓÒ ÓÖÑÙÐ Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ø Ñ ×ÙÖ ÓÒ Â o Ì × ÔÔÖ Ó Ú ÓÐÚ ÖÓÑ Ô Ô Ö ÛÖ ØØ Ò Ò 1⁄2 1⁄2 Ý Ð Ü Ò Ö Ò ËØÓÐ Ö× Ý ÒÚ ×Ø Ø Ò ÜØÖ Ñ Ð ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ×Ø Ò ÓÑ ØÖÝ ̧ Ò × Ò Ú ÐÓÔ Ò ÒÙÑ Ö Ó ×Ù × ÕÙ ÒØ Ô Ô Ö× Ý ÓØ ÙØ ÓÖ× ×ØÙ Ý Ò ×Ô Ð × ×o ÀÓÛ Ú Ö̧ Û Ö Ú Ö× × ØÓÖÝ Ò Ð Ô ÑÑ Ø ÐÝ ØÓ ÓÖ ÑÙÐ Ø ÓÒ ×Ù Ø Ð ÓÖ ÓÙÖ ÔÖ × ÒØ ÔÙÖÔÓ× ×o Ï ÚÓ Ñ ÒØ ÓÒ Ó ÖØ Ò Ø Ò Ð ××ÙÑÔØ ÓÒ× ÓÒ ÖÒ Ò Â Ò Û Ù× ÒÓ Æ ÙÐ ØÝ Ò ÔÖ Ø o ×× ÙÑ Ø Ø Ã × ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø Ò Ò Ø Ø Â Â o Ì × Ð ØØ Ö ××ÙÑÔØ ÓÒ Ù× × ÒÓ Ð Ó×× Ó Ò Ö Ð ØÝ × Ò ÓÒ Ò ÐÛ Ý× Ùר Ö ¬Ò  o Ä Ø ̧ × Ù×Ù Ð̧ Ñ ×ÙÖ ÓÒ Â ̧ Û Ø Ø ÙÖØ Ö ××ÙÑÔØ ÓÒ Ø Ø ́ μ 1⁄2o ¬Ò Ø ÓÒ Á Ô Ò Õ Ö ÔÓ ÒØ× Ò Ã̧ Ø × Ø Ò Â × × ØÓ × Ô Ö Ø Ô Ò Õ ÓÒØ Ò× Ü ØÐÝ ÓÒ Ó Ø × ØÛÓ ÔÓ ÒØ× o Ì ×Ø Ò ÙÒ Ø ÓÒ ÓÒ Ã × © 2004 by Chapman & Hall/CRC 296
ÔØ Ö 1⁄2¿ ÓÑ ØÖ × Ö Ô Ò Ý Ø ÓÖÝ Ò ÙÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒ 3⁄4 ¬Ò Ý Ø ÖÓ ØÓÒ ÓÖÑÙÐ ́Ô Õμ ́ 1⁄2 3⁄4μ Â Â × Ô Ö Ø × Ô Ò Õ ̧ Ò × ÒÝ × Ò Ñ ×ÙÖ ÓÒ Ã Ú Ò ¬Ò Ø ÔÓ× Ø Ú Ò Ò Ø Ú Ô ÖØ× ̧ ÓÒ ¬Ò × Ø ÙÒ Ø ÓÒ Ð Á́ μ Ý Á́ μ ́Ô Õμ ́Ôμ ́Õμ Ï Ø Ø × ¬Ò Ø ÓÒ× ÓÒ Ó Ø Ò× Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ ÓÖ Á́ μo ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o1⁄21⁄2o1⁄2 Ð Ü Ò Ö Ð 1⁄2 ÇÒ × Á́ μ  ́ μ ́Ã Ò μ ́ μ ́1⁄2¿o1⁄21⁄2o 1⁄2μ ÓÖ × Ø × Ý Ò Ø ÓÒ Ø ÓÒ Ó ØÓØ Ð Ñ ×× Þ ÖÓ̧ Ê Ã 1⁄4̧ Ø ÒØ Ö Ò Ò ́1⁄2¿o 1⁄21⁄2o1⁄2μ ÓÑ × ́ ́ μμ 3⁄4 o Ì × Ò Ñ ×ÙÖ × · Ø Ø Û Ö ÓÒ× Ö Ò ̧ Û Ø Ò ÙÒ ÓÖÑ ÔÖÓ Ð ØÝ Ñ ×ÙÖ ÓÒ Ã Ò · ÓÒ× ×Ø Ò Ó Æ ØÓÑ × Ó ÕÙ Ð Û Ø 1⁄2 Æ̧ ÖØ ÒÐÝ Ú ØÓØ Ð Ñ ×× Þ ÖÓo À Ö ÓÒ × ¡́ μ Æ ́ μo À Ò Ø Ö × Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÓÖ ÓÐÐ ÖÝ o ÇÊÇÄ Ä Ê 1⁄2¿o1⁄21⁄2o3⁄4 ÓÖ Ø × Ò Ñ ×ÙÖ × ÔÖ × Ò ØÐÝ ÓÒ× Ö ̧ È ÒÓØ × Ø Æ ÔÓ ÒØ× ×Ù ÔÔÓÖØ Ò · ̧Ø Ò Æ 3⁄4 Á́ μ  ́¡́ μμ 3⁄4 ́ μ ́ ¡́È Â μ 3⁄4 μ 3⁄4 ́1⁄2¿o 1⁄21⁄2o3⁄4μ Ì Ù× ÓÒ ×ØÙ × Ø Ñ ØÖ ̧ ØÑ Ý ÔÓ×× Ð ØÓ ÔÖÓÚ Ø Ø Á́ μ ́Æ μ̧ Û Ò Ø ÓÐ ÐÓÛ× Ø Ø ́ ́à  3⁄4 Æμμ 3⁄4 Æ 3⁄4 ́Æ μo Á  ÓÒ× ×Ø× Ó Ø Ð ×Ô × Ó ̧ Ø Ò × Ø Ù Ð Ò Ñ ØÖ o ÁÒ Ø × ÑÔÓÖØ ÒØ ×Ô Ð × ̧ Ð Ü Ò Ö Ð 1⁄2 Û × Ð ØÓ Ñ ÓÓ ×Ø Ñ Ø ×o Þ ÐÐ ̧ Å ØÓÙ× ̧ Ò Ë Ö Ö ÅË Ò o o ÊÓ Ö× ÊÓ Ó Ò ØÖ ÙØ ר ÐÐ ÑÓÖ Ø Ò ÕÙ × ÓÖ ØÖ Ø Ò Ø Ð ×Ô ÔÖÓ Ð Ño Á 1⁄2 Ò 3⁄4 Ö ÒÝØ ÛÓ × Ò Ñ ×ÙÖ × Ó ØÓØ Ð Ñ ×× 1⁄2 ÓÒ Ã̧ Ø Ò ÓÒ Ò ¬Ò Ø Ö Ð Ø Ú × Ö Ô Ò Ý ¡́ μ Ǽ 1⁄2 ́ μ 3⁄4 ́ μμo Ì ¬Ö× Ø ÕÙ Ð ØÝÓ ́1⁄2¿o 1⁄21⁄2o3⁄4μ ר ÐÐ ÓÐ × 1⁄2 3⁄4 o × Ò Ñ ×ÙÖ 1⁄4 Ó ØÓØ Ð Ñ ×× 1⁄2 × Ø ÖÑ ÓÔØ Ñ Ð Ø ×ÓÐÚ × Ø ÒØ Ö Ð ÕÙ Ø ÓÒ Ê Ã ́Ü Ýμ ́Ýμ ÓÖ ×ÓÑ ÔÓ× Ø Ú ÒÙÑ Ö o Á Ò ÓÔØ Ñ Ð Ñ ×ÙÖ 1⁄4 Ü ×Ø× ̧ Ø Ò Á́ 1⁄4 μ Ñ Ü Ñ Þ × Á ÓÒ Ø Ð ×× Ó ÐÐ × Ò ÓÖ Ð Ñ ×ÙÖ × Ó ØÓØ Ð Ñ ×× 1⁄2 ÓÒ Ão ÁÒ Ø ÔÖ × Ò Ó Ò ÓÔØ Ñ Ð Ñ ×ÙÖ ̧ ÓÒ × Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ú ÖÝ ÔÖ ØØÝ ÒØ ØÝ o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o1⁄21⁄2o¿ Ò Ö Ð Þ Ë ØÓÐ Ö× Ý Á ÒØ ØÝ Ë ÙÔÔÓ× Ø Ø Ø Ñ ×ÙÖ 1⁄4 × ÓÔØ Ñ Ð ÓÒ Ã̧ Ò Ø Ø × ÒÝ × Ò Ñ ×ÙÖ Ó ØÓØ Ð Ñ ×× 1⁄2 ÓÒ Ão Á ¡ × Ø Ö Ð Ø Ú × Ö Ô Ò Ý Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ 1⁄4 Ò ̧Ø Ò Æ 3⁄4 Á́ μ· Â ́¡́ μμ 3⁄4 ́ μ Æ 3⁄4 Á́ 1⁄4 μ ́1⁄2¿o 1⁄21⁄2o¿μ Ì ¬Ö ר ÑÔÓÖØ ÒØ Ü ÑÔÐ Ó Ø × ÓÖ ÑÙÐ × Ù ØÓ ËØÓÐ Ö× Ý ËØÓ ¿ Û Ö ØÖ Ø Ø ×Ô Ö Ë ̧ Ø Ò × Ø ÙÒ ÓÖÑ ØÓÑ Ñ ×ÙÖ × ÙÔÔ ÓÖØ Ý Æ Ú Ö Ð ÔÓ ÒØ×o ÓÖ Ë Ø × Ð Ö Ø Ø Ø ÙÒ ÓÖÑ ÔÖÓ Ð ØÝ Ñ ×ÙÖ 1⁄4 × ÓÔØ Ñ Ðo À × ÒØ Ö Ð× ÒÚÓÐÚ Ò Ø ×Ô Ö Ð Ô× Ö ÕÙ Ú Ð ÒØ̧ ÙÔ ØÓ × Ð ØÓÖ ̧ ØÓ ÒØ Ö Ð× Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ø Ñ ×ÙÖ ÓÒ Ø Ð ×Ô × Ó ÓÖ Û © 2004 by Chapman & Hall/CRC 297
3⁄4 Âo Êo Ð Ü Ò Ö̧ Âo ̧ Ò ÏoÏoÄo Ò × Ø Ù Ð Ò Ñ ØÖ o ËØÓÐ Ö× Ý3× ØÝ Ò Ó ÓÑ ØÖ ÜØÖ Ñ Ð ÔÖÓ Ð Ñ ØÓ Ë Ñ Ø3× ÛÓÖ ÓÒ Ø × Ö Ô Ò Ý Ó ×Ô Ö Ð Ô× Û × Ñ ÓÖ ×Ø Ô ÓÖÛ Ö Ò Ø ×ØÙ Ý Ó × Ö Ô Ò Ý Ò Ó ×Ø Ò ÓÑ ØÖÝ o Î ÖÝ Ð ØØÐ × Ò ÓÒ ØÓ ÒÚ ×Ø Ø Ø Ô Ö Ò ØÙÖ Ó Ø Ò Ú Ù Ð Ñ ØÖ × Ø ÖÑ Ò Ý Ð ×× × Â ÓØ Ö Ø Ò Ð ×Ô ×o Ì Ý Ö ÐÐ Ñ ØÖ × Ó Ò Ø Ú ØÝÔ ̧ Û ×× ÒØ ÐÐÝ Ñ Ò× Ø Ø Á́ μ 1⁄4 × ØÓØ Ð Ñ ×× 1⁄4o Ì Ö × ÖØ Ò Ñ ÓÙÒØ Ó Ò Ö Ð Ø ÓÖÝ ̧ ÙÒ ÝË Ó Ò Ö Ò Ú ÐÓÔ Ý Ò ÙÑ Ö Ó ÓØ Ö×̧ ÙØ Ø Ó × ÒÓØ ÔÔÐ Ý Ö ØÐÝ ØÓ Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó ×Ø Ñ Ø Ò × Ö Ô Ò Ý o 1⁄2¿o1⁄23⁄4 ÍÆÁ ÇÊÅ ÈÄ Å ÆÌ Ç ÈÇÁÆ ÌË ÇÆ ËÈÀ Ê Ë × Ñ ÓÒ×ØÖ Ø Ý ËØÓÐ Ö× Ý ̧ Ó Ö Ñ ÙÐ ́1⁄2¿o1⁄21⁄2o ¿μ × Ó Û× Ø Ø ÓÒ ÔÐ × Æ ÔÓ ÒØ× ÓÒ Ë ×Ó Ø Ø Ø ×ÙÑ Ó ÐÐ ×Ø Ò × × Ñ Ü Ñ Þ ̧ Ø Ò ́Ë À 3⁄4 Æμ × Ú Ý Ø × ÖÖ Ò Ñ ÒØo ÖÑ Ò Ò À Ò × À Ú Ú Ò ÔÖ ØØÝ Ð ÓÖ Ø Ñ Ø Ø × Ö × ÓÖ ÓÔØ Ñ Ð ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× o ÓÖ 3⁄4̧ Û Ð Ø Ü Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ö ÒÓØ Ò ÓÛÒ ÓÖ Æ ̧ Ø × Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÔ Ö× ØÓ ×Ù ×× ÙÐ ÓÖ Æ 1⁄4o ÓÖ ×Ù ÒÆ ×ÙÖ ÔÖ × Ò ÐÝ Û Ö Ú Ð ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Û ÐÐ ÓÙÒ o ÄÙ ÓØ× Ý ̧ È ÐÐ Ô×̧ Ò Ë ÖÒ ÄÈË Ú Ú Ò Ò Ð ÓÖ Ø Ņ̃ × ÓÒ Ø Ö Ø ÓÒ× Ó ×Ô ÐÐÝ Ó× Ò Ð Ñ ÒØ ÒËḈ¿μ̧ Û Ò Ù× ØÓ ÔÐ Ñ ÒÝ Ø ÓÙ× Ò × Ó Ö ×ÓÒ ÐÝ Û ÐÐ ×ØÖ ÙØ ÔÓ ÒØ× ÓÒ Ë 3⁄4 o Æ ÙÐØ Ò ÐÝ× × × ÓÛ× Ø Ø Ø × ÔÓ ÒØ× Ö Û ÐÐ ÔÐ ̧ ÙØ ÒÓØ ÓÔØ Ñ ÐÐÝ ÔÐ ̧ Ö Ð Ø Ú Ø ÓÀ 3⁄4 o ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ Ø × × ÓÛÒ Ø Ø Ø × ÔÓ ÒØ× Ö ×× ÒØ ÐÐÝ ÓÔØ Ñ ÐÐÝ ÔÐ Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ ÒÓÒ ÓÑ ØÖ ÓÔ Ö ØÓÖ × Ö Ô Ò Ý o Ø ÓÒ ÖÒ Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ× ØÓ ÒÙÑ Ö Ð ÒØ Ö Ø ÓÒ Ö Ð×Ó Ò ÐÙ Ò Ø Ô Ô Öo ÅÓÖ Ö ÒØÐ Ý ̧ Ê Ñ ÒÓÚ̧ Ë «̧ Ò ÓÙ ÊË Ú ×ØÙ Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó ÔÐ Ò ÔÓ ÒØ× ÙÒ ÓÖÑ ÐÝ ÓÒ ×Ô Ö Ö Ð Ø Ú ØÓ ÓÔØ Ñ Þ Ò ÖØ Ò ÙÒ Ø ÓÒ Ð×̧ Ò Ø Ý ×Ø Ø ÒÙÑ Ö Ó ÒØ Ö ×Ø Ò ÓÒ ØÙÖ ×o ÁÒ Ý Ø ÒÓØ Ö Ø ÓÖ Ø Ð Ö Ø ÓÒ̧ Ø Ü ×Ø Ò Ó Ú ÖÝ Û ÐÐ ×ØÖ ÙØ ÔÓ ÒØ × Ø× ÓÒ Ë Ð ÐÓÛ× Ø ×Ô Ö ̧ Ø Ö Æ ÙÐØ Ò ÐÝ× ×̧ ØÓ ÐÓ× ÐÝ ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø Ý ÕÙ 1 ÞÓÒÓØÓÔ × ́×ÙÑ × Ó Ð Ò × Ñ ÒØ×μo Ì Ö ÒØ Ô Ô Ö× Ó Ï Ò Ö Ï ¿ Ò Ó ÓÙÖ Ò Ò Ä Ò Ò× ØÖ Ù×× Ä ¿ ØÖ Ø Ø × ÔÖÓ Ð Ño 1⁄2¿o1⁄2¿ ÇÅ ÁÆ Ì ÇÊÁ Ä ÁË Ê È Æ Ä ÇËË Ê 3⁄41 ÓÐ ÓÖ Ò Ó × Ñ ÔÔ Ò 1⁄2 1⁄2 o ÓÖ ×Ù Ø Ö × Ò ØÙÖ Ð ÒØ Ö1Ú ÐÙ × Ø ÙÒ Ø ÓÒ ÓÒ Ø ¬Ò Ø ×Ù × Ø× Ó ¬Ò Ý ́ μ È Ü3⁄4 ́Üμ̧ Ò Â × Ú Ò Ñ ÐÝ Ó ¬Ò Ø ×Ù × Ø× Ó Û ¬Ò ́  μ Ñ Ò Ñ Ü 3⁄4 ́ μ Ö Á Â × ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ×Ù × Ø× Ó ¬Ò Ø × Ø ̧ Â Ñ Ü Â ́Üμ ¬ ¬ Ü 3⁄4 ̧ Û Ö Â ́Üμ × Ø ×Ù ÓÐÐ Ø ÓÒ ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ø Ó× Ñ Ñ Ö× Ó Â Ø Ø ÓÒØ Ò Üo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 298
ÔØ Ö 1⁄2¿ ÓÑ ØÖ × Ö Ô Ò Ý Ø ÓÖÝ Ò ÙÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒ 3⁄4 Ì ÓÐÐ Ø ÓÒ Â × ØØ Ö× × Ø Ë ̧ ÓÖ ÒÝ Ú Ò ×Ù × Ø Ȩ̈ Ø Ö Ü ×Ø× Ò Â ×Ù Ø Ø Ëo Ì Î 1 Ñ Ò× ÓÒ Ó Â × ¬Ò Ý Ñ Ú Â Ñ Ü Ë ¬ ¬ Ë Â × ØØ Ö× Ë o ÓÖ Ñ ̧Ø ÔÖ Ñ Ð × ØØ Ö ÙÒ Ø ÓÒ Â × ¬Ò Ý Â ́Ñμ Ñ Ü Ñ 3⁄4Â Ì Ù Ð × ØØ Ö ÙÒ Ø ÓÒ × ¬Ò Ý £  ́Ñμ  £ ́Ñμ̧ Û Ö £  ̧ Ò Â £  ́Üμ Ü 3⁄4 o Ì Ò ÕÙ × Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð × Ö Ô Ò Ý Ø ÓÖÝ Ú Ô Ö Ó Ú Ú ÖÝ ÔÓÛ Ö ÙÐ Ò Ø × ÓÑ ØÖ × ØØ Ò o À Ö ÓÒ 3⁄41 ÓÐ ÓÖ× × Ö Ø × Ø Ò ×ØÙ × Ø × Ö Ô Ò Ý Ó ×Ô Ð Ð ×× Â Ó ×Ù × Ø× × Ñ ×ÙÖ Ý Ö ÐÙ o Á ÓÒ 3⁄41 ÓÐÓÖ× Ø ¬Ö ר Æ ÔÓ× Ø Ú ÒØ Ö×̧ Ø Ò Ø ÙØ ÙÐ 1⁄2 Ø ÓÖ Ñ Ó ÊÓØ ÊÓØ × Ý× Ø Ø Ø Ö Û ÐÐ ÐÛ Ý× Ò Ö Ø Ñ Ø ÔÖÓ Ö ×× ÓÒ Ú Ò × Ö Ô Ò Ý Ø Ð ×Ø Æ 1⁄2 o Ì × Ö × ÙÐØ × ÓÙÐ ÓÑÔ Ö ØÓ Ú Ò Ö Ï Ö Ò3× Ø ÓÖ Ņ̃ Û × Ý× Ø Ø Ø Ö × ÐÓÒ ÑÓÒÓ ÖÓÑ Ø ÔÖÓ Ö ×× ÓÒ̧ Û Ó× × Ö Ô Ò Ý Ó Ú ÓÙ×Ð Ý Û ÐÐ Ø× Ð Ò Ø o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø × ÒÓÛÒ Ø Ø Ø × Ð Ò Ø Ò ÒÓØ ÑÓÖ Ø Ò ÐÓ Æ̧ Ò Ø Ñ Ò Ñ Ü Ñ Ø × ×Ñ ÐÐ × ÐÓ ÐÓ ÐÓ Æ ́ Ö Ø ÒÙÑ Ö Ó Ø Ö Ø ÐÓ Ö Ø Ñ× Ñ Ý Ö ØÖ Ö ÐÝ Ð Ö μo ÅÓÖ ÓÚ Ö̧ Ò Ö Ð Ö × ÙÐØ× ÓÒ ÖÒ Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð × Ö Ô Ò Ý ̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø Ó× Ø Ø Ù× Ø Î ÔÒ 1 Ö ÚÓÒ Ò × Ñ Ò× ÓÒ̧ Ö Ú ÖÝ Ù× ÙÐ Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ o ÔØ Ö o ÓÑ Ò ØÓÖ Ð × Ö Ô Ò Ý Ø ÓÖÝ ÒÚÓÐÚ × × Ö Ô Ò Ý ×Ø Ñ Ø × Ö × Ò ÖÓÑ 3⁄41 ÓÐ ÓÖ Ò × Ó × Ø o ÍÔÔ Ö ÓÙÒ ×Ø Ñ Ø × Ó ÓÑ Ò ØÓÖ Ð × Ö Ô Ò Ý Ú ÔÖÓÚ ØÓ Ú ÖÝ ÐÔ ÙÐ Ò Ó Ø Ò Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ×Ø Ñ Ø × Ó ÓÑ ØÖ × Ö Ô1 Ò Ý o ÁÒ Ø × ¬Ò Ð × Ø ÓÒ Û Ö ­Ý × Ù×× Ú Ö ÓÙ× ÔÖÓÔ ÖØ × Ó Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Â Ø Ø Ð ØÓ Ù× ÙÐ ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ×Ø Ñ Ø × Ó ÓÑ Ò ØÓÖ Ð × Ö Ô Ò Ý o Ì × ÑÔÐ ×Ø ÔÖÓÔ ÖØÝ Ó Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Â × Ø× Ö Ò Ð ØÝ  o À Ö ̧ ËÔ Ò Ö Ó Ø Ò ¬Ò Ö × ÙÐØo ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o1⁄2¿o1⁄2 ËÔ Ò Ö Ë ¿ Ä Ø ¬Ò Ø × Øo Á  ̧ Ø Ò ́  μ ÐÓ 1⁄2·  1⁄2 3⁄4 ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ò ÜØ Ò× ÓÒ× Ó Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ø ÓÖ Ñ Ñ Ý ÓÙÒ Ò ̧ ÔØ Ö o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o1⁄2¿o 3⁄4 ̧ Ð 1⁄2 ̧ Ä ÑÑ o o Ä Ø ¬Ò Ø × Øo Ì Ò ́  μ 3⁄4  1⁄2 Ë Ò Â ́Ñμ 3⁄4 Ñ Ò ÓÒÐÝ Ñ Ú Â Ņ̃ Ø ÙÒ Ø ÓÒ Â ÓÒØ Ò× ÑÙ ÑÓÖ Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ Ø Ò Ó × Î 1 Ñ Ò× ÓÒ ÐÓÒ o Á Ñ Ú Â ̧ Ø Ò Â ́Ñμ × Ô ÓÐÝÒÓÑ ÐÐÝ ÓÙÒ Ý Ñ o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ò Ñ ÒÝ ÓÑ ØÖ × ØÙ Ø ÓÒ× Ø × ÓÙÒ ÓÒ Ø × ØØ Ö ÙÒ Ø ÓÒ Ò Ñ ÔÖÓÚ ̧ Ð Ò ØÓ ØØ Ö × Ö Ô Ò Ý ÓÙÒ ×o Ø Ð × Ù×× ÓÒ× Ñ Ý ÓÙÒ Ò Ø Ô Ô Ö× Ý À Ù×× Ð Ö Ò Ï ÐÞÐ ÀÏ Ò Ý Þ ÐÐ Ò Ï ÐÞÐ Ï o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 299
¿1⁄41⁄4 Âo Êo Ð Ü Ò Ö̧ Âo ̧ Ò ÏoÏoÄo Ò Ù Ð Ó Ø× Ö ¬Ò Ò Ø Ù×Ù Ð Ñ ÒÒ Ö ́× Ð Ó×× ÖÝμo Ï ×Ø Ø × Ú Ö Ð Ö ÒØ Ö ×ÙÐ Ø×o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2¿o1⁄2¿o¿ Å ØÓÙ× ̧ Ï ÐÞÐ̧ Ï ÖÒ × ÅÏÏ ¿ Ë ÙÔÔÓ× Ø Ø ́  μ × ¬Ò Ø × Ø ×Ýר Ñ Û Ø Òo Á  ́Ñμ 1⁄2 Ñ ÓÖ Ñ Ò̧Ø Ò ́  μ 3⁄4 Ò ́ 1⁄2μ 3⁄4 ́ÐÓ Òμ 1⁄2·1⁄2 3⁄4 1⁄2 ́ Â μ ¿ ́ÐÓ Òμ 3⁄4 1⁄2 ́1⁄2¿o 1⁄2¿o1⁄2μ Á £  ́Ñμ Ñ ÓÖ Ñ Â ̧Ø Ò ́  μ Ò ́ 1⁄2μ 3⁄4 ÐÓ Ò 1⁄2 ́  μ ́ÐÓ Òμ ¿ 3⁄4 1⁄2 ́1⁄2¿o 1⁄2¿o3⁄4μ ÅÓÖ Ö ÒØÐÝ ̧ Å ØÓÙ × Å Ø × × ÓÛÒ Ø Ø Ø ØÓÖ ́ÐÓ Òμ 1⁄2·1⁄2 3⁄4 Ñ Ý Ö ÓÔÔ ÖÓÑ Ò ÕÙ Ð ØÝ ́1⁄2¿o1⁄2¿o 1⁄2μ Ó Ö 1⁄2̧ Ò × ÔÔÐ Ø × Ö ×ÙÐ Ø ØÓ Ð 1 ×Ô × Û Ø Ö Ø « Ø ́× Ò ÕÙ Ð ØÝ ́1⁄2¿o o¿μμo ÇÒ Ô ÖØ Ó Å ØÓÙ × 3× Ö ÙÑ ÒØ Ô Ò × ÓÒ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ö × ÙÐØ× Ó À Ù× ×Ð Ö À Ù o 1⁄2¿o1⁄2 ËÇÍÊ Ë Æ Ê Ä Ì Å Ì ÊÁ Ä ÍÊÌ À Ê Ê ÁÆ Ì ÔÖ Ò Ô Ð ×ÙÖ Ú Ý× ÓÒ × Ö Ô Ò Ý Ø ÓÖÝ Ö ̧ 1⁄41⁄4 ̧ Ì ̧ ÃÆ ̧ Å Ø Ò Ë o ÙÜ Ð ÖÝ Ø ÜØ× Ö Ð Ø Ò ØÓ Ø × ÔØ Ö Ò ÐÙ Ë ¿ ̧ × ̧ × ̧ Ò Ë Ò o Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö 1⁄2 Ò Ø ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× ÔØ Ö 3⁄4 È Ò Ò ÓÚ Ö Ò ÔØ Ö 1⁄21⁄2 Ù Ð Ò Ê Ñ× Ý Ø ÓÖÝ ÔØ Ö 1⁄23⁄4 × Ö Ø ×Ô Ø× Ó ×ØÓ ×Ø ÓÑ ØÖÝ ÔØ Ö ¿ Ê Ò × Ö Ò ÔØ Ö 1⁄4 Ê Ò ÓÑ Þ Ø ÓÒ Ò Ö Ò ÓÑ Þ Ø ÓÒ ÔØ Ö Ì × Ö Ô Ò Ý Ñ Ø Ó Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ ÔØ Ö ÓÑ ÔÙØ Ö Ö Ô × Ê Ê Æ Ë Ð 3⁄4 Âo Êo Ð Ü Ò Öo ÇÒ Ø ×ÙÑ Ó ×Ø Ò × ØÛ Ò Ò ÔÓ ÒØ× ÓÒ ×Ô Ö o Ø Å Ø o ÀÙÒ Öo̧ 3⁄4¿ ¿ß ̧ 1⁄2 3⁄4o Ð 1⁄4 Âo Êo Ð Ü Ò Öo ÓÑ ØÖ Ñ Ø Ó × Ò Ø ×ØÙ Ý Ó ÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ×ØÖ ÙØ ÓÒo ÓÑ Ò ØÓÖ ̧ 1⁄21⁄4 1⁄21⁄2 ß1⁄2¿ ̧ 1⁄2 1⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 300
ÔØ Ö 1⁄2¿ ÓÑ ØÖ × Ö Ô Ò Ý Ø ÓÖÝ Ò ÙÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒ ¿1⁄41⁄2 Ð 1⁄2 ÂoÊo Ð Ü Ò Öo ÈÖ Ò ÔÐ × Ó Ò Û Ñ Ø Ó Ò Ø ×ØÙ Ý Ó ÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ×ØÖ ÙØ ÓÒo ÁÒÚ ÒØo Å Ø o̧ 1⁄21⁄4¿ 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 1⁄2o Ð ÂoÊo Ð Ü Ò Öo Ì « Ø Ó Ñ Ò× ÓÒ ÓÒ ÖØ Ò ÓÑ ØÖ ÔÖÓ Ð Ñ× Ó ÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ×ØÖ ÙØ ÓÒo È ¬ Âo Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ë ¿ Æo ÐÓÒ Ò Âo ËÔ Ò Öo Ì ÈÖÓ Ð ×Ø Å Ø Ó o Ï Ð Ý̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 ¿o Êo o Öo ÇÒ ÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ×ØÖ ÙØ ÓÒ ÁÁo Âo ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄4ß ̧ 1⁄2 o ¿ Âo o ÇÒ ÔÖÓ Ð Ñ Ó Ão o ÊÓØ ÓÒ ÖÒ Ò ÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ÔÓ ÒØ ×ØÖ ÙØ ÓÒo ÁÒÚ ÒØo Å Ø o̧ ß ̧ 1⁄2 ¿o Âo o ËÙ Ñ× Ó ×Ø Ò × ØÛ Ò ÔÓ ÒØ× ÓÒ ×Ô Ö ß Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ Ó Ø Ø ÓÖÝ Ó ÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ×ØÖ ÙØ ÓÒ ØÓ × Ö Ø ÓÑ ØÖÝo Å Ø Ñ Ø ̧ ¿1⁄2 ¿¿ß 1⁄2̧ 1⁄2 o Âo o ÁÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ×ØÖ ÙØ ÓÒ Áo Ø Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄2ß ̧ 1⁄2 o Âo o ÁÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ×ØÖ ÙØ ÓÒ ÁÁo ÈÖÓ o ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄2ß 1⁄4̧ 1⁄2 o Âo o Ø ÛÓ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ú Ò Ö ÒÒ 1 Ö Ò ×Ø Ø ÓÖ Ñ Ò ÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ×1 ØÖ ÙØ ÓÒo ÓÑÔÓ× Ø Ó Å Ø o̧ 3⁄4 3⁄4 ß¿¿ ̧ 1⁄2 o Âo o ÈÖÓ Ð ×Ø ÓÔ ÒØ Ò Ô ÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Á ÃÖÓÒ Ö × ÕÙ Ò ×o ÒÒo Ó Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄4 ß 1⁄43⁄4̧ 1⁄2 o Âo Ò ÏoÏoÄo Òo ÁÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ×ØÖ ÙØ ÓÒo Î ÓÐ ÙÑ Ó Ñ Ö ÌÖ Ø× Ò Å Ø o̧ Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 o Âo Ò ÏoÏoÄo Òo ÁÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ÔÓ ÒØ ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ö Ð Ø Ú ØÓ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ ÓÒ×o ÁÒ o À Ð ×Þ Ò Îo Ìo Ë Ó×̧ ØÓÖ×̧ ÁÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó È ÖØ Ø ÓÒ×̧Ú ÓÐÙÑ Ó Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÑ Òo̧ Ô × 1⁄2ß3⁄43⁄4o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o 1⁄4 Âo Ò ÏoÏoÄo Òo ÆÓØ ÓÒ ÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ×ØÖ ÙØ ÓÒ ÁÁo ÈÖÓ o ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄2 3⁄4 1⁄2ß3⁄4 3⁄4̧ 1⁄2 1⁄4o ¿ Âo Ò ÏoÏoÄo Òo ÁÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ÔÓ ÒØ ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ö Ð Ø Ú ØÓ Ð ÔÐ Ò × Áo Å Ø Ñ Ø ̧ 1⁄4 1⁄21⁄43⁄4ß1⁄23⁄4 ̧ 1⁄2 ¿o ¿ Âo Ò ÏoÏoÄo Òo ÁÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ÔÓ ÒØ ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ö Ð Ø Ú ØÓ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ ÓÒ× ÁÁo Å Ø Ñ Ø ̧ 1⁄4 1⁄23⁄4 ß1⁄2¿ ̧ 1⁄2 ¿o 1⁄2 Âo Ò Ìo Ð o ÁÒØ Ö1Ñ Ò Ø ÓÖ Ñ×o × Ö Ø ÔÔ Ðo Å Ø o̧ ¿ 1⁄2ß ̧ 1⁄2 1⁄2o À Âo ÖÑ Ò Ò Ão À Ò ×o ÇÔØ Ñ Þ Ò Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØÓ Ô Ó Ò Ø× ÓÒ Ø ÙÒ Ø ×Ô Ö o Å Ø o ÓÑ Ôo̧ ¿1⁄2 1⁄21⁄41⁄4 ß1⁄21⁄41⁄4 ̧ 1⁄2 o ÐÙ 1⁄2 Åo ÐÙÑ Ð Ò Öo ËÐ × Ö Ô Ò Ý Ò ÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ×ØÖ ÙØ ÓÒ ÓÒ ×Ô Ö ×o Å Ø 1 Ñ Ø ̧ ¿ 1⁄21⁄4 ß1⁄21⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄2o Ä ¿ Âo ÓÙÖ Ò Ò Âo Ä Ò Ò×ØÖ Ù ××o Ô ÔÖÓÜ Ñ Ø Ò Ø ÐÐ Ý Å Ò ÓÛ× ×ÙÑ Ó × Ñ ÒØ× Û Ø ÕÙ Ð Ð Ò Ø o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo ̧ 1⁄2¿1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 ¿o × ÂoÏoËo ×× Ð×o Ò ÁÒØ ÖÓ Ù Ø ÓÒ ØÓ ÓÔ ÒØ Ò ÔÔ ÖÓÜ Ñ Ø ÓÒo Î ÓÐ ÙÑ Ó Ñ1 Ö ÌÖ Ø× Ò Å Ø o̧ Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 o × ÂoÏoËo ×× Ð×o Ò ÁÒØ ÖÓ Ù Ø ÓÒ ØÓ Ø ÓÑ ØÖÝ Ó ÆÙÑ Ö×o Î ÓÐÙ Ñ Ó ÖÙÒ Ð Ö Ò Å Ø o Ï ×× o̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o 1⁄41⁄4 o Þ ÐÐ o Ì × Ö Ô Ò Ý Å Ø Ó o Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o ÅË o Þ ÐÐ ̧ Âo Å ØÓÙ × ̧ Ò Åo Ë Ö Öo Ò Ð Ñ ÒØ ÖÝ Ô ÔÖÓ Ø ÓÐ Ó Û Ö ÓÙÒ × Ò ÓÑ ØÖ × Ö Ô Ò Ý o ÁÒ Áo Ö ÒÝ Ò Âo È ̧ ØÓÖ×̧ Ì Ä × ÞÐÓ × ÌÓØ ×Ø× Ö Ø̧ × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 1⁄2¿ ¿ ¿ß¿ 1⁄2̧ 1⁄2 o Ï o Þ ÐÐ Ò o Ï ÐÞÐ o ÉÙ × 1ÓÔØ Ñ Ð Ö Ò × Ö Ò Ò ×Ô × Ó ¬Ò Ø Î 1 Ñ Ò× ÓÒo × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ ß ̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 301
¿1⁄43⁄4 Âo Êo Ð Ü Ò Ö̧ Âo ̧ Ò ÏoÏoÄo Ò 1⁄4 ÏoÏoÄo Òo ÇÒ ÖÖ ÙÐ Ö Ö × Ó ×ØÖ ÙØ ÓÒo Å Ø Ñ Ø ̧ 3⁄4 1⁄2 ¿ß1⁄2 1⁄4̧ 1⁄2 1⁄4o ¿ ÏoÏoÄo Òo ÇÒ ÖÖ ÙÐ Ö Ö × Ó ×ØÖ ÙØ ÓÒ ÁÁo ÉÙ ÖØo Âo Å Ø o ÇÜ ÓÖ ̧ ¿ 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 ¿o ÏoÏoÄo Òo ÇÒ ÖÖ ÙÐ Ö Ö × Ó ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ò Ô ÔÖÓÜ Ñ Ø Ú ÐÙ Ø ÓÒ Ó ÖØ Ò ÙÒ Ø ÓÒ×o ÉÙ ÖØo Âo Å Ø o ÇÜ ÓÖ ̧ ¿ 1⁄2 ¿ß1⁄2 3⁄4̧ 1⁄2 o ÏoÏoÄo Òo ÇÒ ÖÖ ÙÐ Ö Ö × Ó ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ò Ô ÔÖÓÜ Ñ Ø Ú ÐÙ Ø ÓÒ Ó Ö1 Ø Ò ÙÒ Ø ÓÒ× ÁÁo ÁÒ o o ÓÐÔ ×ÓÒ̧ Âo o ÓÒÖ Ý ̧ o Ó× Ò ÊoÁo Ö̧ ØÓÖ×̧ Ò ÐÝØ ÆÙÑ Ö Ì ÓÖÝ Ò ÓÔ ÒØ Ò ÈÖÓ Ð Ñ×̧Ú ÓÐ ÙÑ 1⁄4 Ó ÈÖÓ Ö ×× Ò Å Ø 1 Ñ Ø ×̧ Ô × ß o Ö Ù× Ö1Î ÖÐ ̧ ÓרÓÒ̧ 1⁄2 o Ë1⁄43⁄4 ÏoÏoÄo Ò Ò Åo Åo Ë Ö ÒÓÚ o ÜÔÐ Ø ÓÒ ×ØÖ Ø ÓÒ× Ò Ø Ð ×× Ð Ñ Ò ×ÕÙ Ö × ÔÖÓ Ð Ñ Ò ÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ÔÓ ÒØ ×ØÖ ÙØ ÓÒo Âo Ê Ò Ò Ûo Å Ø o̧ ß ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o Ú Ào Ú ÒÔÓÖØo ÆÓØ ÓÒ ÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ×ØÖ ÙØ ÓÒo Å Ø Ñ Ø ̧ ¿ 1⁄2¿1⁄2ß1⁄2¿ ̧ 1⁄2 o ÖÑ ¿ Åo ÖÑ ÓØ o ÁÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ò ÓÒÚ Ü × Ø×o Ö Þ Ö Å Ø o Öo̧ ¿1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 ¿o ÖÑ Åo ÖÑ ÓØ o ÁÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ×ØÖ ÙØ ÓÒ Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o Å Ø Ñ Ø ̧ ¿ 1⁄21⁄4 ß1⁄21⁄2 ̧ 1⁄2 o Ì Åo ÖÑ ÓØ Ò Êo o Ì Ýo Ë ÕÙ Ò ×̧ × Ö Ô Ò × Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ×oÎ ÓÐÙ Ñ 1⁄2 1⁄2 Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò Å Ø o̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o Ö 1⁄2 È oÂo Ö Ò Öo Ö Ó×1Ì ÙÖ Ò ØÝÔ × Ö Ô Ò Ý ÓÙÒ ×o ÅÓÒ Ø× o Å Ø o̧ 1⁄21⁄21⁄2 1⁄23⁄4 ß1⁄2¿ ̧ 1⁄2 1⁄2o À Ð 1⁄2 o À Ð ×Þo ÇÒ ÊÓØ 3× Ñ Ø Ó Ò Ø Ø ÓÖÝ Ó ÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ÔÓ ÒØ ×ØÖ ÙØ ÓÒ×o ÁÒ Ào À Ð Öר Ñ Ò o ÀÓ ÓÐ Ý̧ ØÓÖ×̧ Ê ÒØ ÈÖÓ Ö ×× Ò Ò ÐÝØ ÆÙÑ Ö Ì Ó ÖÝ̧ Î Ó ÐÙÑ 3⁄4̧ Ô × ß o Ñ ÈÖ ××̧ ÄÓÒ ÓÒ̧ 1⁄2 1⁄2o À Ð 1⁄4 Âo Ào À ÐØÓÒ o ÇÒ Ø Æ Ò Ý Ó ÖØ Ò ÕÙ × Ö Ò ÓÑ × ÕÙ Ò × Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ú ÐÙ Ø Ò ÑÙ ÐØ Ñ Ò× ÓÒ Ð ÒØ Ö Ð×o ÆÙÑo Å Ø o̧ 3⁄4 ß 1⁄4̧ 1⁄2 1⁄4o À Âo Ào À ÐØÓÒ Ò Ë oÃo Ö Ñ o Ì ÜØÖ Ñ Ò Ä 3⁄4 × Ö Ô Ò × Ó ×ÓÑ ÔÐ Ò × Ø×o ÅÓÒ Ø× o Å Ø o̧ ¿ ¿1⁄2 ß¿3⁄4 ̧ 1⁄2 o À Ù o À Ù ××Ð Öo ËÔ Ö Ô Ò ÒÙÑ Ö× ÓÖ ×Ù × Ø× Ó Ø ÓÓÐ Ò Ò1 Ù Û Ø ÓÙÒ Î ÔÒ 1 ÖÚÓÒ Ò × Ñ Ò× ÓÒo Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 3⁄41⁄2 ß3⁄4¿3⁄4̧ 1⁄2 o ÀÏ o À Ù××Ð Ö Ò o Ï Ð ÞÐo ̄1Ò Ø× Ò × ÑÔÐ Ü Ö Ò ÕÙ Ö ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄4 1⁄23⁄4 ß1⁄2 1⁄2̧ 1⁄2 o Ã Ö o à ÖÓÐÝ o ÓÑ ØÖ × Ö Ô Ò Ý Ø ÓÖ Ñ× Ò Ö Ñ Ò× ÓÒ×o ËØÙ Ë o Å Ø o ÀÙÒ Öo̧ ¿1⁄4 ß ̧ 1⁄2 o Ã Ö o à ÖÓÐÝ o ÁÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ÔÓ ÒØ ×ØÖ ÙØ ÓÒ× Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ ÓÑ ÓØ Ø ÓÒÚ Ü Ó ×o ÅÓÒ Ø× o Å Ø o̧ 1⁄23⁄41⁄4 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o ÃÆ Äo ÃÙ Ô Ö× Ò Ào Æ ÖÖ Ø Öo ÍÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ó Ë ÕÙ Ò ×oÏ ÐÝ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o Ä Ö 1⁄2 o Ä Ö Öo ÇÒ Ø Ù × Ö Ô Ò Ý Ó ÃÖÓÒ Ö × ÕÙ Ò ×o Ö o Å Ø o ́ × Ðμ̧ ¿ 3⁄4ß¿ ̧ 1⁄2 1⁄2o ÄÈË o ÄÙ ÓØ× Ý̧ Êo È ÐÐ Ô×̧ Ò È o Ë ÖÒ o À ÓÔ Ö ØÓÖ× Ò ×ØÖ ÙØ Ò ÔÓ ÒØ× ÓÒ ×Ô Ö o ÓÑ Ño ÈÙÖ Ô ÔÐo Å Ø o̧ ¿ 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Å Ø Âo Å ØÓÙ× o Ì Ø ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × ÓÖ Ø × Ö Ô Ò Ý Ó Ð 1×Ô ×o ÁÒ Áo Ö ÒÝ Ò Âo È ̧ ØÓÖ×̧ Ì Ä ×ÞÐÓ × ÌÓØ ×Ø× Ö Ø̧ × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2¿ ¿ß 1⁄41⁄2̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 302
ÔØ Ö 1⁄2¿ ÓÑ ØÖ × Ö Ô Ò Ý Ø ÓÖÝ Ò ÙÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒ ¿1⁄4¿ Å Ø Âo Å ØÓÙ × o ÓÑ ØÖ × Ö Ô Ò Ý Ò ÁÐ ÐÙ×ØÖ Ø Ù oÎ ÓÐ ÙÑ 1⁄2 Ó Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÑ Òo̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o ÅÏÏ ¿ Âo Å ØÓÙ× ̧ o Ï ÐÞÐ ̧ Ò Äo Ï ÖÒ × o × Ö Ô Ò Ý Ò ÔÔ ÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ× ÓÖ ÓÙÒ Î 1 Ñ Ò× ÓÒo ÓÑ Ò ØÓÖ ̧ 1⁄2¿ ß ̧ 1⁄2 ¿o ÅÓÒ ÀoÄo ÅÓÒØ ÓÑ ÖÝo ÁÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ý Ñ Ò× Ó ÔÓÛ Ö ×Ù Ñ×o ÁÒ ÓÒ Ö ×× Ó ÆÙÑ Ö Ì ÓÖÝ ́ Ö ÙØÞμ̧ Ô × 1⁄21⁄2ß 3⁄4 o ÍÒ Ú Ö× Ð È × Î × Ó̧ Ð Ó̧ 1⁄2 o ÊË o o Ê Ñ Ò ÓÚ̧ o o Ë «̧ Ò oÅo ÓÙo Å Ò Ñ Ð × Ö Ø Ò Ö Ý ÓÒ Ø ×Ô Ö o Å Ø o Ê ×o Ä Ø Øo̧ 1⁄2 ß 3⁄4̧ 1⁄2 o ÊÓ o o ÊÓ Ö×o ÙÒ Ø ÓÒ Ð ÖÓÑ ÓÑ ØÖÝ Û Ø ÔÔÐ Ø ÓÒ× ØÓ × Ö Ô Ò Ý ×Ø Ñ Ø × Ò Ø Ê ÓÒ ØÖ Ò× ÓÖÑo Ì Ö Ò×o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ¿ 1⁄2 3⁄4 ß¿1⁄2¿̧ 1⁄2 o ÊÓØ Ão o ÊÓØ o ÇÒ ÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ×ØÖ ÙØ ÓÒo Å Ø Ñ Ø ̧ 1⁄2 ¿ß ̧ 1⁄2 o ÊÓØ Ão o ÊÓØ o Ê Ñ Ö ÓÒ ÖÒ Ò ÒØ Ö × ÕÙ Ò ×o Ø Ö Ø o̧ 3⁄4 ß3⁄4 1⁄4̧ 1⁄2 o ÊÓØ Ão o ÊÓØ o ÇÒ ÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ×ØÖ ÙØ ÓÒ ÁÁo ÓÑÑo ÈÙÖ ÔÔ Ðo Å Ø o̧ 3⁄4 ß ̧ 1⁄2 o ÊÓØ 1⁄4 Ão o ÊÓØ o ÇÒ ÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ×ØÖ ÙØ ÓÒ ÁÎo Ø Ö Ø o̧ ¿ ß ̧ 1⁄2 1⁄4o ÊÙÞ ¿ Áo o ÊÙ Þ× o Ì × Ö Ô Ò Ý Ó Ö Ø Ò Ð × Ò ×ÕÙ Ö ×o Ö Þ Ö Å Ø o Öo̧ ¿1⁄2 1⁄2¿ ß 1⁄2 1⁄4̧ 1⁄2 ¿o Ë Ò Äo o Ë ÒØ ÐÓo ÁÒØ Ö Ð ÓÑ ØÖÝ Ò ÓÑ ØÖ ÈÖÓ Ð ØÝ oÎ ÓÐÙ Ñ 1⁄2 Ó Ò Ý ÐÓÔ Ó Å Ø Ñ Ø ×̧ ×ÓÒ 1Ï ×Ð Ý ̧ Ê Ò ̧ 1⁄2 o Ë Ï oÅo Ë Ñ Øo ÁÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ×ØÖ ÙØ ÓÒ ÁÁÁo È ¬ Âo Å Ø o̧ 3⁄4 3⁄43⁄4 ß3⁄4¿ ̧ 1⁄2 o Ë 3⁄4 Ï oÅo Ë Ñ Øo ÁÖÖ ÙÐ Ö Ö × Ó ×ØÖ ÙØ ÓÒ ÎÁo ÓÑÔÓ× Ø Ó Å Ø o̧ 3⁄4 ¿ß ̧ 1⁄2 3⁄4o Ë 3⁄4 Ï oÅo Ë Ñ Øo ÁÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ×ØÖ ÙØ ÓÒ ÎÁ Áo Ø Ö Ø o̧ 3⁄41⁄2 ß 1⁄4̧ 1⁄2 3⁄4o Ë Ï oÅo Ë Ñ Øo ÁÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ×ØÖ ÙØ ÓÒ Á o Ø Ö Ø o̧ 3⁄4 ¿ ß¿ ̧ 1⁄2 o Ë Ï oÅo Ë Ñ Øo ÁÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ×ØÖ ÙØ ÓÒ o ÁÒ Ào ×× Ò Ù×̧ ØÓÖ̧ ÆÙÑ Ö Ì ÓÖÝ Ò Ð Ö ̧ Ô × ¿1⁄21⁄2ß¿3⁄4 o Ñ ÈÖ ××̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o Ë Ï oÅo Ë Ñ Øo ÁÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ×ØÖ ÙØ ÓÒ oÎ ÓÐ ÙÑ Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × ÓÒ Å Ø 1 Ñ Ø × Ò È Ý× ×̧ÌØ ̧ ÓÑ Ý̧ 1⁄2 o Ë Ö Åo Åo Ë Ö ÒÓÚ o ÓÒרÖÙ Ø ÓÒ× Ó ÙÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒ× Ò Ø ÖÑ× Ó ÓÑ ØÖÝ Ó ÒÙ Ñ1 Ö×o ËØo È Ø Ö× ÙÖ Å Ø o Âo ́ Ð Ö o Ò Ð Þμ̧ 3⁄41⁄41⁄4ß3⁄4¿1⁄4̧ 1⁄2 o ËØÓ ¿ Ão o Ë ØÓÐ Ö× Ýo ËÙ Ñ× Ó ×Ø Ò × ØÛ Ò ÔÓ ÒØ× ÓÒ ×Ô Ö ÁÁo ÈÖÓ o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄2 ß 3⁄4̧ 1⁄2 ¿o Ú 1 Ìo Ú Ò Ö ÒÒ 1 Ö Ò ×Øo ÈÖÓ Ó Ó Ø ÑÔ Ó×× Ð ØÝ Ó Ùר ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ó Ò Ò¬Ò Ø × ÕÙ Ò Ó ÔÓ ÒØ× ÓÚ Ö Ò ÒØ ÖÚ Ðo Æ ÖÐo o Ï Ø Ò× o ÈÖÓ o̧ 3⁄4 ß 3⁄4 1⁄2̧ 1⁄2 ́ÁÒ Ø ÓÒ × Å Ø o̧ 1⁄2ß ̧ 1⁄2 μo Ú 1 Ìo Ú Ò Ö ÒÒ 1 Ö Ò ×Øo ÇÒ Ø ÑÔ Ó×× Ð ØÝ Ó Ùר ×ØÖ ÙØ ÓÒo Æ ÖÐo o Ï Ø Ò× o ÈÖÓ o̧ 3⁄4 ¿ ß ¿ ̧ 1⁄2 ́ÁÒ Ø ÓÒ × Å Ø o̧ 1⁄21⁄2 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 μo Ú ¿ Âo o Ú Ò Ö ÓÖÔÙ Øo Î ÖØ ÐÙÒ × ÙÒ Ø ÓÒ Ò Áo ÈÖÓ o ÃÓ Òo Æ o o Úo Ï Ø Ò× o̧ ¿ 1⁄2¿ß 3⁄41⁄2̧ 1⁄2 ¿ o Ú ¿ Âo o Ú Ò Ö ÓÖÔ ÙØo Î ÖØ ÐÙÒ × ÙÒ Ø ÓÒ Ò ÁÁo ÈÖÓ o ÃÓÒo Æ o o Úo Ï Ø Ò× o̧ ¿ 1⁄21⁄4 ß1⁄21⁄4 ̧ 1⁄2 ¿ o Î Ð ÁoÎo Î Ð Ò Òo ÈÐ Ò Ò Ø× Ó ÒØ Ö Ø ÓÒo ÍË ËÊ ÓÑÔÙØo Å Ø o Ò Å Ø o È Ý× o̧ 3⁄4 ß 3⁄4 ̧ 1⁄2 o Ï ¿ o Ï Ò Öo ÇÒ Ò Û Ñ Ø Ó ÓÖ ÓÒרÖÙ Ø Ò ÓÓ ÔÓ ÒØ × Ø× ÓÒ ×Ô Ö ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 1⁄21⁄21⁄2ß1⁄23⁄4 ̧ 1⁄2 ¿o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 303
¿1⁄4 Âo Êo Ð Ü Ò Ö̧ Âo ̧ Ò ÏoÏoÄo Ò Ï Ý1⁄2 Ào Ï ÝÐo Í Ö Ð Ú ÖØ ÐÙÒ ÚÓÒ Ð Ò ÑÓ Ò×o Å Ø o ÒÒ o̧ ¿1⁄2¿ß¿ 3⁄4̧ 1⁄2 1⁄2 o ÏÓÞ 1⁄2 Ào Ï ÓÞÒ ÓÛ× o Ú Ö × ÓÑ ÔÐ Ü ØÝÓ Ñ ÙÐØ Ú Ö Ø ÒØ Ö Ø ÓÒo ÙÐ Ðo Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 3⁄4 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄2o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 304
1⁄2 ÌÇÈÇÄÇ Á Ä Å ÌÀÇ Ë Ê Ìo Ú Ð Ú ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ ÔÖÓ Ð Ñ × ×ÓÐÚ ÓÖ ×ÓÑ ÓØ Ö Ó Ð Ú Ý ØÓÔÓÐÓ Ð Ñ Ø Ó × Ò ÓÙÖ Ö ÙÑ ÒØ× Û ÔÔ Ð ØÓ Ø ÓÖ Ņ̃ Ø × Ô ̧ ÓÖ Ø ÐÓ Ð Ö Ø Ö Ø Ò ÐÓ Ð × ØÖÙ ØÙÖ Ó Ø Ó Ø ÓÖ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô ××Ó Ø Û Ø Ø Ô ÒÓÑ ÒÓÒ Û Ö ÒØ Ö ×Ø Òo Ì × ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô × ØÝÔ ÐÐÝ Ñ Ò ÓÐ ÓÖ × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Üo Ì ÐÓ Ð ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ó Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô Ö Ù×Ù ÐÐÝ ÜÔÖ ×× Ò Ø ÖÑ× Ó Ø× ÓÑ ÓÐÓ Ý Ò ÓÑÓØÓÔÝ ÖÓÙÔ× ̧ Û ÔØÙÖ Ø Ó Ø Ö ́ ×μ ÓÒÒ Ø Ú ØÝ Ó ÓÑ ØÖ Ó Ø Ò ØÓ ×ÓÑ ÜØ ÒØ Ô ÖÓÚ Ò Ò ÐÝ× × ÔÖ ÓÔ ÖÐÝ ÓÑ ØÖ ÓÖ Ð Ò Ö Ø Ø ÜÔÖ ×× × ÐÓ Ø ÓÒ Ö ØÐÝ × Ð Ö ÜÔÖ ×× × Ñ Ò ØÙ o 1⁄2 Ì × × ÒÝ ÐÓ Ð « Ø Ø Ø Ô Ò × ÓÒ Ø Ó Ø × Û ÓÐ Ò Ø Ø Ò ÒÓØ ÐÓ Ð Þ × Ó ÓÑÓÐÓ Ð Ò ØÙÖ ̧ Ò × ÓÙÐ Ñ Ò Ð ØÓ ØÓÔ ÓÐÓ Ð Ñ Ø Ó ×o ÏÀ Ê À Ë ÌÇÈÇÄ Ç Æ ÈÈÄ Á ÁÆ ÇÅÈÍ Ì Ê Ë Á Æ Ì Ö Ö Ò × Ö1⁄4¿ Ò · Ô ÖÓÚ ÖÓ ÓÚ ÖÚ Û Ó Ñ ÒÝ ÙÖÖ ÒØ ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó Ð Ö ØÓÔÓÐÓ Ý Ò ÓÑ ÔÙØ Ö × Ò Ò Ú Ú Ö× × Û ÐÐ × Ò Ò× Ø Ò ØÓ ÔÖÓÑ × Ò Ò Û Ú Ð ÓÔÑ ÒØ×o Ì ¬ Ð × ÙÒ Ö Ó Ò Ö Ô ÜÔ Ò× ÓÒ Ò Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ð ×Ø × ÓÙÐ ÙÒ ÖרÓÓ × × ÑÔÐ Ó ×ÓÑ Ó Ø Ñ Ò Ø Ñ × ÓÖ ×Ô Ø× Ó ÔÓØ ÒØ Ð ÙØÙÖ Ö × Ö o ́ μ Ð Ö ØÓÔÓÐÓ Ý ́ Ìμ × Ú Û × Ù× ÙÐ ØÓÓÐ Ò × ÓÐÚ Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÖ × Ö Ø ÓÑ ØÖ ÔÖÓ Ð Ñ× Ó Ö Ð Ú Ò ØÓ ÓÑ ÔÙØ Ò Ò Ø Ò ÐÝ× × Ó Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ Å Ø1⁄43⁄4̧Å Ø 1⁄4 ¿ ̧ Ú o ́ μ ÓÑÔÙ Ø Ø ÓÒ Ð ØÓÔÓÐÓ Ý Ñ Ö × · × × Ô Ö Ø Ö Ò Ó ÓÑ ÔÙØ 1 Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ ÙÒ Ý Ò ØÓÔ ÓÐÓ Ð ÕÙ ×Ø ÓÒ× Ò ÓÑ ÔÙØ Ö ÔÔÐ Ø ÓÒ× × Ù × Ñ ÔÖÓ ×× Ò ̧ ÖØÓ Ö Ô Ý ̧ ÓÑ ÔÙØ Ö Ö Ô ×̧ ×ÓÐ ÑÓ Ð Ò ̧ Ñ × Ò Ö Ø ÓÒ̧ Ò ÑÓÐ ÙÐ Ö ÑÓ Ð Ò · ̧ o ́ μ « Ø Ú Ð Ö ØÓÔÓÐÓ Ý Ð× Û Ø Ð ÓÖ Ø Ñ Ò ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ×1 Ô Ø× Ó ØÓÔ ÓÐÓ Ý Ò ÐÙ Ò Ø Ö Ó Ò Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ ́¿1Ñ Ò ÓÐ ×μ̧ « Ø Ú ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ× Ó ØÓÔÓÐÓ Ð ÒÚ Ö ÒØ× ́ ÓÑÓÐ Ó Ý ̧ ÓÑÓØÓÔÝ ÖÓÙÔ× ̧ ÒÓØ Ò1 Ú Ö ÒØ× μ̧ Ø o ÙÒ̧ Ë Ö o ́ μ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÔÖÓ Ó × Ó ×Ø Ø Ñ ÒØ× ÓÖ Ò ÐÐÝ Ó Ø Ò Ý ÒÓÒ ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ú ØÓÔ ÓÐÓ Ð Ñ Ø Ó × Û Ö × ÓÚ Ö Å Ø̧ 1⁄43⁄4 o ́ μ Ì Ñ Ø Ó × Ó Ì Ò ÔÖ ÓÚ ÕÙ Ð Ø Ø Ú Ò × Ô Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÙÒ Ú Ð Ð Ý Ø Ù× Ó ÓØ Ö Ñ Ø Ó ×o ÓÖ Ü ÑÔÐ ÌÔ Ö Ó Ú × ØÓ ÓÐ ÓÖ Ú ×Ù Ð Þ Ø ÓÒ 1⁄2 Ö Ñ Ó oÏo Ä Ò Þ ÜÔÖ ×× Ò Ð ØØ Ö ØÓ o ÀÙÝ Ò× Ø 1⁄2 × Ö ¿̧ Ôo o ¿1⁄4 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 305
¿1⁄4 Êo Ìo Ú Ð Ú Ò ØÙÖ ÒØ ¬ Ø ÓÒ Ò ÐÝ ÓÑÔÐ Ü ÑÔ Ö Ð Ø ̧ o o̧ Ò Ó ÓÑ1 ØÖÝ Ó o ́ μ Ì ÔÖÓÚ × Ù× ÙÐ Ö Ñ ÛÓÖ ÓÖ Ò ÐÝÞ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ×ØÖ ÙØ Ò ÓÒ ÙÖÖ ÒØ ÓÑ ÔÙØ Ò ÀÊ ̧ ÀÊ1⁄41⁄4 o ÀÇÏ ÁË ÌÇÈÇÄ Ç ÈÈÄÁ ÁÆ ÁË Ê Ì ÇÅ ÌÊÁ ÈÊÇ Ä ÅË ÁÒ Ø × ÔØ Ö Û ÔÙØ ×ÓÑ ÑÔ × × ÓÒ Ø ÖÓÐ Ó ́ ÕÙ Ú Ö ÒØμ ØÓÔ ÓÐÓ Ð Ñ Ø 1 Ó × Ò × ÓÐÚ Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÖ × Ö Ø ÓÑ ØÖ ÔÖÓ Ð Ñ× Ø Ø Ú Ô Ö Ó Ú Ò ØÓ Ó Ö Ð Ú Ò ÓÖ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ Ò ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ñ Ø Ñ Ø × Ò Ò1 Ö Ðo Ì Ú Ö× Ø Ð ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô »Ø ר Ñ Ô × Ñ Û × Ú ÐÓÔ Ò ÒÙÑ ÖÓÙ× Ö × Ö Ô Ô Ö× ÓÚ Ö Ø Ý Ö× Ò ÓÖÑ ÐÐÝ Ó ¬ Ò Ú o ÁØ× ×× ÒØ Ð ØÙÖ × Ö Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ØÛÓ ×Ø Ô× ËØ Ô 1⁄2 Ì ÔÖÓ Ð Ñ × Ö Ô Ö × Ò ØÓÔÓÐÓ Ð Ø ÖÑ ×o Ì ÔÖÓ Ð Ñ × ÓÙÐ Ú Ù× ÐÙ ÓÛ ØÓ ¬Ò Ò ØÙÖ Ð ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô Ò ÓÛ ØÓ Ö Ô Ö × Ø ÕÙ ×Ø ÓÒ Ò Ø ÖÑ× Ó Þ ÖÓ× ÓÖ Ó Ò Ò × Ó Ø ××Ó Ø Ø ×Ø Ñ Ô×o ÐØ ÖÒ Ø Ú ÐÝ Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ñ Ý Ú ÒØÓ × Ú Ö Ð ×Ù ÔÖÓ Ð Ñ×̧ Ò Û × ÓÒ × Ó Ø Ò Ð ØÓ Ø ÕÙ ×Ø ÓÒ Ó Û Ò Ø ×Ù × Ø× Ó ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ØÓ Ø Ú Ö ÓÙ× ×Ù ÔÖÓ Ð Ñ× Ú ÒÓÒ ÑÔØÝ ÒØ Ö× Ø ÓÒo ËØ Ô 3⁄4 ËØ Ò Ö ØÓÔÓÐÓ Ð Ø Ò ÕÙ × Ö Ù× ØÓ ×ÓÐÚ Ø Ö Ô Ö × ÔÖÓ Ð Ño Ì ØÓÔ ÓÐÓ Ð Ø Ò ÕÙ Ø Ø × ÑÓר Ö ÕÙ ÒØÐÝ Ù× Ò × Ö Ø ÓÑ ØÖ ÔÖÓ Ð Ñ× × × ÓÒ Ø Ø Ò ÕÙ Ó ÒØ Ö× Ø Ò ÓÑÓÐ Ó Ý Ð ×× × Ò ÓÒ Ò Ö1 Ð Þ ÓÖ×Ù 1ÍÐ Ñ Ø ÓÖ Ñ×o 1⁄2 o1⁄2 ÌÀ ÇÆ Á ÍÊ ÌÁÇÆ ËÈ »Ì ËÌ Å È È Ê Á Å Ä ÇËË Ê ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô »Ø ר Ñ Ô × Ñ ́ Ë» ÌÅμ ÚÖÝ Ù× ÙÐ Ò Ò1 Ö Ð × Ñ ÓÖ ÔÖ ÓÚ Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÖ ÓÑ ØÖ Ø×o Ì ÔÖÓ Ð Ñ × Ö 1 Ù ØÓ Ø ÕÙ ×Ø ÓÒ Ó × ÓÛ Ò Ø Ø Ø Ö Ó × ÒÓØ Ü ×Ø 1 ÕÙ Ú Ö ÒØÑ Ô Î Ò ́Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o μ Û Ö × Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô ̧ Î Ø Ø ×Ø ×Ô ̧ Ò Ø Ø ×Ø ×Ù ×Ô ××Ó Ø Û Ø Ø ÔÖÓ Ð Ņ̃ Û Ð × Ò Ø Ù 1 Ö ÐÐÝ Ö × Ò ÖÓÙÔ Ó ×ÝÑ Ñ ØÖ ×o ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô ÁÒ Ò Ö Ð̧ ÒÝ ØÓÔ ÓÐÓ Ð ×Ô Ø Ø Ô Ö Ñ Ø Ö Þ × Ð ×× Ó ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ó ÓÑ ØÖ Ó Ø× ́ o o̧ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ÔÓ ÒØ× ̧ Ð Ò ×̧ Ò×̧ ­ ×̧ Ø oμ ÓÖ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ×ØÖ Ù ØÙÖ × ́ØÖ ×̧ Ö Ô ×̧ Ô ÖØ Ø ÓÒ×̧ Ø oμo Ú Ò ÔÖÓ Ð Ñ Ȩ̀ Ò ××Ó Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ÓÖ Ò Ø ×Ô È ÓÐÐ Ø× ÐÐ ÓÑ ØÖ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ø Ø Ö ́Ö ×ÓÒ Ð μ Ò Ø × ÓÖ × ÓÐÙØ ÓÒ Ó Èo Ì ×Ø Ñ Ô Ò Ø ×Ø ×Ô Ñ ÔØ È Î ÖÓÑ Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô È ÒØÓ Ø ×Ó1 ÐÐ Ø ×Ø ×Ô Î Ø Ø Ø ×Ø× Ø Ú Ð ØÝ Ó Ò Ø Ô 3⁄4 È × © 2004 by Chapman & Hall/CRC 306
ÔØ Ö 1⁄2 Ì ÓÔÓÐÓ Ð Ñ Ø Ó × ¿1⁄4 ×ÓÐ ÙØ ÓÒ Ó Èo Ì ¬Ò Ð Ò Ö ÒØ ר Ø ×Ø ×Ù ×Ô Î ̧ Û Ö Ô 3⁄4 × ×ÓÐ ÙØ ÓÒ ØÓ Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ò ÓÒÐ Ý ǾÔμ 3⁄4 o Í×Ù ÐÐÝ Î Ê Û Ð × Ùר Ø ÓÖ Ò 1⁄4 Î ÓÖ ÑÓÖ Ò Ö ÐÐÝ Ð Ò Ö ×Ù ×Ô ÖÖ Ò Ñ ÒØ ÒÎ o ÕÙ Ú Ö ÒØ Ñ Ô Ì ¬Ò Ð Ò Ö ÒØ ÒØ Ë»ÌÅ1× Ñ × Ö ÓÙÔ Ó ×ÝÑ Ñ ØÖ × Ø Ø Ø× ÓÒ ÓØ Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô È Ò Ø Ø ×Ø ×Ô Î ́ Ô Ò Ø Ø ×Ø ×Ù ×Ô ÒÚ Ö ÒØμo Ì Ø ×Ø Ñ Ô Ø × ÐÛ Ý× ×× ÙÑ 1 ÕÙ Ú Ö ÒØ̧ o o̧ Ǿ ¡ Üμ ¡ ǾÜμ ÓÖ 3⁄4 Ò Ü 3⁄4 È o ËÓÑ Ó Ø Ñ Ø Ó × Ò ØÓÓÐ× Ó ÕÙ Ú Ö ÒØ ØÓÔ ÓÐÓ Ý Ö ÓÙØÐ Ò Ò Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o o ÅÈÄ 1⁄2 o1⁄2o1⁄2 ́ o ËÓ ÐÑ Ò ËÓ 1⁄43⁄4 μ Ë ÙÔÔÓ× Ø Ø × Ñ ØÖ ÓÒ Ê 3⁄4 Ø Ø Ò Ù × Ø × Ñ ØÓÔÓÐÓ Ý × Ø Ù×Ù Ð Ù1 Ð Ò Ñ ØÖ o ÁÒ ÓØ Ö ÛÓÖ × Û ××Ù Ñ Ø Ø ÓÖ × ÕÙ Ò Ó Ô Ó ÒØ× ́Ü Ò μ Ò 1⁄4 ̧ ́Ü Ò Ü 1⁄4 μ 1⁄4 Ò Ó Ò Ð Ý Ü Ò Ü 1⁄4 1⁄4o Ì Ò Ø Ö Ü× Ø × 1 ÕÙ Ð Ø Ö Ð ØÖ Ò Ð ̧ o o̧ ØÖ ÔÐ ́ μ Ó ×Ø Ò Ø ÔÓ ÒØ× Ò Ê 3⁄4 ×Ù Ø Ø ́ μ ́ μ ́ μo Ì × × ÓÙÖ ¬Ö× Ø Ü ÑÔÐ Ø Ø ÐÐÙ×ØÖ Ø × Ø Ë»ÌÅ1× Ñ o Ì ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô × ÓÙÐ ÓÐÐ Ø ÐÐ Ò Ø × ÓÖ Ø ×ÓÐ ÙØ ÓÒ̧ ×Ó ¬Ö× Ø̧ Ò Ú Ó ×Ø ×Ô Ó ÐÐ ́ÓÖ Ö μ ØÖ ÔÐ × ́Ü Ý Þμ 3⁄4 Ê 3⁄4 o Ç ÓÙÖ× Û Ò ÑÑ Ø ÐÝ ÖÙÐ ÓÙØ ×ÓÑ Ó Ú ÓÙ× ÒÓÒ×ÓÐ ÙØ ÓÒ× ̧ o o̧ Ò Ö Ø ØÖ Ò Ð × ́Ü Ý Þμ× Ù Ø Ø Ø Ð ×Ø ÓÒ Ó ÒÙÑ Ö× ́Ü Ýμ ́Ý Þμ ́Þ Üμ × Þ ÖÓo ́Ì × ÐÐÙ×ØÖ Ø × Ø Ø Ø Ø Ò Ò Ö Ð Ø Ö Ñ Ý × Ú Ö Ð ÔÓ×× Ð Ó × ÓÖ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô ××Ó Ø ØÓ Ø Ò Ø Ð ÔÖÓ Ð Ñoμ ÇÙÖ Ó × ́Ê 3⁄4 μ ¿ Ò ¡ Û Ö ¡ ́Ü Ü Üμ Ü 3⁄4 Ê 3⁄4 o ØÖ Ò Ð ́Ü Ý Þμ 3⁄4 × 1 ÕÙ Ð Ø Ö Ð Ò ÓÒÐ Ý ́ ́Ü Ýμ ́Ý Þμ ́Þ Üμμ 3⁄4 ̧ Û Ö ́Ù Ù Ùμ 3⁄4 Ê ¿ Ù 3⁄4 Ê o À Ò Ø ×Ø Ñ Ô Ø Ê ¿ × ¬Ò Ý ǾÜ Ý Þμ ́ ́Ü Ýμ ́Ý Þμ ́Þ Üμμ̧ Ø Ø ×Ø ×Ô × Î Ê ¿ ̧ Ò Ê ¿ × Ø ××Ó Ø Ø ×Ø ×Ù ×Ô o ØÖ Ò Ð Ü Ý Þ ̧ Ú Û × × Ø Ó Ú ÖØ ×̧ × Ò Ò Ö Ð Ð Ð Ý × Ü « Ö ÒØ ØÖ ÔÐ × Ò Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô o Ì × Ö ÙÒ Ò Ý × ÑÓØ Ú Ø ÓÒ ÓÖ ÒØÖÓ Ù Ò Ø ÖÓÙÔ Ó ×ÝÑ Ñ ØÖ × Ë ¿ ̧ Û Ø× ÓÒ ÓØ Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô Ò Ø Ø ×Ø ×Ô Î o Ì Ø ×Ø Ñ Ô Ø × Ð ÖÐÝ Ë ¿ 1 ÕÙ Ú Ö ÒØo Á Ø Ñ Ó Ø × × Ó ÒØ ÖÓÑ ̧ Ø Ö Ö × × Ò Ë ¿ 1 ÕÙ Ú Ö ÒØÑ Ô Ö Ó Ñ ØÓ Î Ò o Á Ë 1⁄2 × Ø ÙÒ Ø Ö Ð Ò 3⁄41ÔÐ Ò Ò Î Ê ¿ ÓÖØ Ó ÓÒ Ð ØÓ Ê 1⁄2 ̧ Ø Ò ÔÖÓ Ø ÓÒ Ò ÒÓÖÑ Ð Þ Ø ÓÒ Ú Ò Ë ¿ 1 ÕÙ Ú Ö ÒØ Ñ Ô « Î Ò Ë 1⁄2 o Ì ÙÒ Ø ¿1×Ô Ö Ë ¿ Ò 1ÔÐ Ò ÓÖØ Ó ÓÒ Ð ØÓ ¡ × Ë ¿ 1 ÒÚ Ö ÒØ̧ Ò Ø Ò ÐÙ× ÓÒ Ñ Ô ¬ Ë ¿ × Ë ¿ 1 ÕÙ Ú Ö ÒØo Ò ÐÐÝ ̧ Ø ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ « Æ Ø Æ ¬ Ë ¿ Ë 1⁄2 × Ð×Ó Ë ¿ 1 ÕÙ Ú Ö ÒØ̧ Ò ¿ 1 ÕÙ Ú Ö ÒØ̧ Û Ð × ØÓ Ó Ò ØÖ Ø ÓÒo ÇÒ Û ÝØ Ó ÔÖÓÚ Ø × × ØÓ Ù× Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o1⁄2̧ × Ò Ø ×Ô Ö Ë ¿ × Ð ÖÐÝ 1⁄21 ÓÒÒ Ø Ò Ø Ø ÓÒ Ó ¿ ÓÒ Ë ¿ × Ö o À Ö × ÒÓØ Ö Ü ÑÔÐ Ó ÓÛ ØÓÔ ÓÐÓ Ý ÓÑ × ÒØÓ ÔÐ Ý Ò ÔÖ ÓÚ × Ù× ÙÐ Ò ÓÑ ØÖ Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÔÖÓ Ð Ñ×o Ì ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô ××Ó Ø ØÓ Ø Ò ÜØ ÔÖÓ Ð Ñ × 3⁄41 Ñ Ò× ÓÒ Ð ØÓÖ Ù× Ì 3⁄4 Ë 1⁄2 ¢ Ë 1⁄2 o Ì × Ø Ñ ̧ ÓÛ Ú Ö̧ Ø Ø ×Ø Ñ Ô × ÒÓØ ÜÔÐ ØÐÝ Ú Òo ÁÒר ̧ Ø ÔÖÓ Ð Ñ × Ö Ù ØÓ ÓÙÒØ Ò ÒØ Ö× Ø ÓÒ ÔÓ ÒØ× Ó ØÛÓ Ø ×Ø ×Ù ×Ô × Ò Ì 3⁄4 o ÅÈÄ 1⁄2 o1⁄2o3⁄4 Û Ø Û Ø ØÛÓ ÕÙ Ð Ò × Û Ø Û × Ñ ÒÙ ØÙÖ Û Ø Ø ×Ó Ø Ø ÓØ Ò × ́Ñ ÒÙØ Ò ÓÙÖμ Ö ÒØ Ðo ÇØ ÖÛ × Ø Û Ø ÛÓÖ × Û ÐÐ Ò Ø ÕÙ ×Ø ÓÒ × ØÓ Ø ÖÑ Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ñ Ù ÓÙ× ÔÓ× Ø ÓÒ×̧ o o̧ Ø ÔÓ× Ø ÓÒ× ÓÖ Û Ø × ÒÓØ ÔÓ×× Ð ØÓ Ø ÖÑ Ò Ø Ü Ø Ø Ñ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 307
¿1⁄4 Êo Ìo Ú Ð Ú ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ ̈ ̈ ̈ ̈ ̈ ¶ È È Õ 2± 3° 1⁄23⁄4 ¿ ¿ 1⁄2 1⁄2 ÓÖ 3⁄4 1⁄2 Á ÍÊ 1⁄2 o1⁄2o 1⁄2 Ì ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô Ó Ø ØÛÓ Ò × × ØÓÖÙ×o Öר Ó ÐÐ Û Ó × ÖÚ Ø Ø ÚÖÝ ÔÓ× Ø ÓÒ Ó Ò × Ø ÖÑ Ò Ý Ò Ò Ð 3⁄4 1⁄4 3⁄4 ̧ ×Ó Ø Ø Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô Ó ÐÐ ÔÓ×× Ð ÔÓ× Ø ÓÒ× Ó Ò × ÓÑ ÓÑ ÓÖÔ ØÓ Ø ÙÒ Ø Ö Ð Ë 1⁄2 o ÌÛÓ Ò Ô Ò ÒØ Ò × Ú Ø 3⁄41 Ñ Ò× ÓÒ Ð ØÓÖ Ù× Ì 3⁄4 Ë 1⁄2 ¢ Ë 1⁄2 × Ø Ö ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô ̧ o o̧ Ø ×Ô Ö ÔÖ × ÒØ Ò ÐÐ Ð ÐÓÛ ×Ø Ø × ÓÖ ÔÓ× Ø ÓÒ× Ó Ø ×Ý× Ø Ño Ù×Ù Ð ÑÓ Ð Ó ØÓÖ Ù× × ×ÕÙ Ö ÓÖ Ö Ø Ò Ð ́× ÙÖ 1⁄2 o1⁄2o 1⁄2μ Û Ø Ø ÓÔÔ Ó× Ø × × ÐÙ ØÓ Ø Öo Á ÓÖÖ ×ÔÓÒ × ØÓ Ø Ñ ÒÙØ Ò Ò × Ø ÓÓÖ Ò Ø Ó Ø ÓÙÖ Ò ̧ Ø Ò Ø Ø Ø Ø Ø ¬Ö ר Ò × ØÛ ÐÚ Ø Ñ × ×Ø Ö × Ö ÓÖ Ý Ø ÕÙ Ø ÓÒ 1⁄2 3⁄4 o Ì × ÕÙ Ø ÓÒ × Ö × ÙÖÚ 1⁄2 ÓÒ Ø ØÓÖ Ù× Ì 3⁄4 ̧ Û × Ùר Ö Ð Û Ò Ò 1⁄23⁄4 Ø Ñ × Ò Ø Ö Ø ÓÒ Ó Ø Ü × Û Ð Ø Û Ò × ÓÒÐ Ý ÓÒ Ò Ø Ö Ø ÓÒ Ó Ü ×o Ì ÙÖÚ 1⁄2 × Ö ÔÖ × ÒØ Ò ÓÙÖ Ô ØÙÖ × Ø ÙÒ ÓÒ Ó 1⁄23⁄4 Ð Ò × Ñ ÒØ× ̧ × Ú Ò Ó Ø Ñ Ò Ø Ò ÙÖ 1⁄2 o 1⁄2o1⁄2o Á Ø Ò × Ò ÔÐ × Ø Ò Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ÙÖÚ 3⁄4 × ÕÙ Ø ÓÒ 1⁄2 3⁄4 o Ì Ñ ÙÓÙ× ÔÓ× Ø ÓÒ× Ö Ü ØÐÝ Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ ÔÓ ÒØ× Ó Ø × ØÛÓ Ù Ö Ú× ́ Ü ÔØ Ø Ó× Ø Ø ÐÓÒ ØÓ Ø ÓÒ Ð ¡ ́ μ ̧ Û Ò Ø × ×Ø ÐÐ Ô Ó×× Ð ØÓ Ø ÐÐ Ø Ü Ø Ø Ñ Û Ø ÓÙØ ÒÓÛ Ò Û Ò × ÓÖ ÓÙÖ× Ò Û ÓÖ Ñ ÒÙØ ×μo Ì Ö Ö Ò ÒÓÛ × ÐÝ ¬Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ø × ÒØ Ö× Ø ÓÒ ÔÓ ÒØ× Ò ÓÑ ÔÙØ Ø Ø Ø Ö Ö 1⁄2 ¿ Ó Ø Ñ Ò Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ 1⁄2 3⁄4 ̧ Ò 1⁄21⁄2 Ò Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ 1⁄2 3⁄4 ¡̧ Û × ÓÛ× Ø Ø Ø Ö Ö ÐÐ ØÓ Ø Ö 1⁄2¿3⁄4 Ñ ÙÓÙ× ÔÓ× Ø ÓÒ× o Ê Å Êà 1⁄2 o1⁄2o¿ Ä Ø Ù× ÒÓØ Ø Ø Ø Û Ø Û Ø ÕÙ Ð Ò × ÔÖÓ Ð Ñ Ö Ù × ØÓ ÓÙÒØ Ò ÔÓ ÒØ× ÓÖ 1⁄41 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ñ Ò ÓÐ × Ò Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ØÛÓ Ö Ð ×̧ Ú Û × 1⁄21 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ù Ñ Ò ÓÐ × Ó Ø 3⁄41 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ñ Ò ÓÐ Ì 3⁄4 o ÅÓÖ Ò Ö ÐÐÝ ̧Ó Ò Ñ Ý Ò Ø Ö1 ר Ò ÓÛ Ñ ÒÝ ÔÓ ÒØ× Ø Ö Ö Ò Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ØÛÓ ÓÖ ÑÓÖ ×Ù Ñ Ò 1 ÓÐ × Ó Ö1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ñ ÒØ Ñ Ò ÓÐ o Ì ÓÔÓÐÓ Ý Ú × Ù× Ú Ö× Ø Ð ØÓÓÐ ÓÖ ÓÑÔÙØ Ò Ø × Ò ÑÙ ÑÓÖ ̧ Ò Ø ÖÑ× Ó Ø ×Ó1 ÐÐ ÒØ Ö× Ø ÓÒ ÔÖÓ Ù Ø « ¬Ó ÓÑÓÐÓ Ý Ð ×× × « Ò ¬ Ò Ñ Ò ÓÐ Åo Ì × ÒØ Ö× Ø ÓÒ ÔÖÓ Ù Ø ×̧ Ú ÈÓ Ò Ö Ù Ð ØÝ ̧ ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ Ø ÙÔ ÔÖÓ Ù Ø̧ Ò × Ø Ù×Ù Ð ÔÖ ÓÔ ÖØ × ÅÙÒ o ÁÒ ÓÙÖ Ü ÑÔÐ 1⁄2 o 1⁄2o3⁄4̧ Ô Ò Ò Ñ Ò Ø Ø ÓÖ ÐÐ 1⁄21 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ð ×× ×̧ Ò Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö Ø Ø 1⁄4 Ñ ́ μ 1⁄2 ̧Û Ú 1⁄2 3⁄4 ́ · 1⁄23⁄4 μ ́ ·1⁄2 3⁄4 μ ·1⁄2 3⁄4 · 1⁄23⁄4 · 1⁄2 1⁄2 ¿ Ò ̧ Ø Ò Ø ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ ÒØÓ ÓÙÒØ ̧ Û ÓÒ ÐÙ Ø Ø Ø ÒÙÑ Ö Ó ÒØ Ö× Ø ÓÒ ÔÓ ÒØ× × 1⁄2 ¿o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 308
ÔØ Ö 1⁄2 Ì ÓÔÓÐÓ Ð Ñ Ø Ó × ¿1⁄4 1⁄2 o3⁄4 È ÊÌÁÌÁÇÆË Ç Å ËË ÁËÌ ÊÁ ÍÌÁ ÇÆË ÈÖÓ Ð Ñ× Ó Ô ÖØ Ø ÓÒ Ò Ñ ×× ×ØÖ ÙØ ÓÒ× Ò Ø ÔÐ Ò ̧ ¿1× Ô ̧ ÓÖ ×Ô × Ó Ö Ñ Ò× ÓÒ ÓÖÑ Ø ¬Öר Ö Ð Ó × Ö Ø ÓÑ ØÖ ÔÖÓ Ð Ñ× Û Ö ØÓÔÓÐÓ Ð Ñ Ø Ó × Ú ØÖ Ø ÓÒ ÐÐÝ Ò ÔÔÐ Û Ø Ö Ø ×Ù ××o Ò ́ÓÔ Òμ Ñ × Ò Û × ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó Ø Ö Ñ ×ÙÖ Ð × Ø× Ò Ê ¿ ̧ Ö ÔÖ 1 × ÒØ Ò ×Ð Ó Ö ̧ ×Ð Ó Ņ̃ Ò ×Ð Ó × o ÁØ ØÙÖ Ò× ÓÙØ Ø Ø Ø Ö ÐÛ Ý× Ü ×Ø× ÔÐ Ò × ÑÙÐ Ø Ò ÓÙ× ÐÝ ÐÚ Ò ÐÐ Ø Ö Ñ ×ÙÖ Ð × Ø× ÓÖ̧ Ò ÓØ Ö ÛÓÖ ×̧ Ø Ø Ñ × Ò Û Ò ÙØ ÖÐÝ ÒØÓ ØÛÓ Ô × Ý × Ò Ð ×ØÖ Ø ÙØo ËÙÔÔ Ó× ̧ ÓÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ Ø Ø ÝÓÙ Û ÒØ ØÓ ×ÔÐ Ø Ò ÖÖ ÙÐ ÖÐÝ × Ô ×Ð Ó Ô ÞÞ Û Ø ÙÒ ÖÝ Ö Ò Û Ó × ×ÙÔÔÓ× ØÓ Ú Ø Ô ÞÞ ÒØÓ ØÛÓ Ô × Ý ×ØÖ Ø Ò 1 ÙØ̧ ÙØ Û Ó Ò ÙØ ÒÝÛ Ö Ð ×o ÓÙ Ö ÐÐ ÓÛ ØÓ Ñ Ö ÝÓÙÖ Ô Ò Ú Ò Ý ×Ô Ý Ò × Ò Ð ÔÓ ÒØ Ø Ø Û ÐÐ Ð Ò ÝÓÙÖ Ô o Ì Ò̧ ÝÓÙ Ö Ú ÖÝ Ö ÙÐ ÓÙØ Ñ Ö Ò ÝÓÙÖ Ô ̧ ÝÓÙ Ò ÓÙÒØ ÓÒ Ø Ð ×Ø ÓÒ Ø Ö Ó Ø Ô ÞÞ o Ì × ØÛÓ Ö × ÙÐØ× Ö Òר Ò × Ó Ø Ñ × Ò Û Ø ÓÖ Ñ Ò Ø ÒØ Ö ÔÓ ÒØ Ø ÓÖ Ñ Û ̧ ØÓ Ø Ö Û Ø Ø Ö Ö Ð Ø Ú ×̧ Ó Ø Ò Ö ÕÙ Ö ØÓÔÓÐÓ Ð Ñ Ø Ó × Ò Ø Ö ÔÖÓÓ ×o Ä ÇËË Ê Å ×ÙÖ Ò ×ØÖ Ø ÙÒ Ø ÓÒ ¬Ò ÓÒ Ð ×× Ó × Ø× Ø Ø × ÐÐ Ø ÓÖÑ Ð ÔÖÓÔ ÖØ × ́ Ø Ú ØÝ ̧ ÔÓ× Ø Ú ØÝμ Ó Ø Ù×Ù Ð ÚÓÐ ÙÑ ÓÖ Ö ÙÒ Ø ÓÒ× o Å ×ÙÖ Ð × Ø ÒÝ × Ø Ò Ø ÓÑ Ò Ó Ø ÙÒ Ø ÓÒ o Å ×× ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ò Ò× ØÝ ÙÒ Ø ÓÒ Ò× ØÝ ÙÒ Ø ÓÒ × Ò ÒØ Ö Ð ÙÒ Ø ÓÒ Ê 1⁄4 ·1⁄2μ Ö ÔÖ × ÒØ Ò Ø Ò× ØÝ Ó Ñ ×× ×ØÖ ÙØ ÓÒ ́Ñ ×ÙÖ μ ÓÒ Ê o Ì Ñ ×ÙÖ Ö × Ò Ø × Û Ý × ¬Ò Ý ́ μ Ê Ü o À ÐÚ Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò Ø Ø × ÑÙÐ Ø Ò ÓÙ× ÐÝ × Ø× Ñ ÐÝ Ó Ñ 1 ×ÙÖ Ð × Ø×o Ö ××Ñ ÒÒ Ò ËØ Ð Ñ Ò ÓÐ × Ì Ö ××Ñ ÒÒ Ñ Ò ÓÐ ́Ê Ò μ Ó ÐÐ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ð Ò Ö ×Ù ×Ô × Ó Ê Ò Ò Ø ËØ Ð Ñ Ò ÓÐ Î ́Ê Ò μ Ó ÐÐ ÓÖ1 Ø ÓÒÓÖÑ Ð 1 Ö Ñ × Ò Ê Ò Ö Ö ÕÙ ÒØÐÝ Ù× Ò Ø ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ Ó ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô × ××Ó Ø ØÓ Ñ ×ÙÖ Ô ÖØ Ø ÓÒ Ò ÔÖÓ Ð Ñ×o 1⁄2 o3⁄4o1⁄2 ÌÀ À Å Ë Æ ÏÁ À ÌÀ ÇÊ Å Ú Ò ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó Ñ ×ÙÖ Ð × Ø× ́Ñ ×× ×ØÖ ÙØ ÓÒ× ̧ ¬Ò Ø × Ø×μ Ò Ê ̧Ø ÔÖÓ Ð Ñ × ØÓ × ÑÙÐØ Ò ÓÙ×Ð Ý × Ø ÐÐ Ó Ø Ñ Ý × Ò Ð ÝÔ ÖÔÐ Ò o Ç Ø Ò Ñ ×ÙÖ Ð × Ø × ÓÑ ØÖ Ó Ø Ê ̧ × Ý ÔÓÐÝØÓÔ ̧ Û Ó× Ñ ×ÙÖ × × Ñ ÔÐÝ Ø× ÚÓÐÙÑ ÚÓÐ o ÅÓÖ Ò Ö ÐÐÝ ̧ Ñ ×ÙÖ Ð × Ø × Ò Ö ØÖ ÖÝ ×Ù × Ø Ó Ê Ø × Ð Ö ÖÓÑ Ø ÓÒØ ÜØ Û Ø Û Ñ Ò Ý Ø× Ñ ×ÙÖ ́ μo ÌÝÔ ÐÐÝ ̧ × Ä × Ù 1Ñ ×ÙÖ Ð × Ø Ò ́ μ Ñ́ μ Ø× Ä × Ù Ñ ×ÙÖ Û ̧ Ò Ø Ù×Ù Ð × ×̧ Ö Ù × ØÓ Ø Ñ ×ÙÖ ÚÓÐ × Ö ÓÚ o ÅÓÖ Ò Ö ÐÐÝ ̧ Ê Ê · × Ò ÒØ Ö Ð Ò× ØÝ ÙÒ Ø ÓÒ̧ Ø Ò ́ μ Ê Ñ Ê Ê Ñ × Ø Ñ ×ÙÖ ÓÖ Ø Ñ ×× ×ØÖ ÙØ ÓÒ ××Ó Ø Û Ø Ø ÙÒ Ø ÓÒ ̧ Û Ö × Ø Ö Ø Ö ×Ø ÙÒ Ø ÓÒ Ó ́1⁄2 ÓÒ ̧ 1⁄4 ÓØ ÖÛ × μo Ò ÑÔÓÖØ ÒØ ×Ô Ð © 2004 by Chapman & Hall/CRC 309
¿1⁄21⁄4 Êo Ìo Ú Ð Ú × Ö × × ÓÖ Ä × Ù 1Ñ ×ÙÖ Ð × Ø ̧ Û Ö ́ μ Ñ́ μo Ò ÐÐÝ ̧ Ë Ê × ¬Ò Ø × Ø̧ Ø Ò ́ μ Ë × Ø ×Ó1 ÐÐ Ó ÙÒØ Ò Ñ ×ÙÖ Ò Ù Ý Ø × Ø Ëo ÐÐ Ó Ø × Ü ÑÔÐ × Ö ×Ù ×ÙÑ Ý Ø × Ó ÔÓ× Ø Ú ̧ 1 Ø Ú ÓÖ Ð Ñ ×ÙÖ o Ì × Ñ Ò× Ø Ø × ¬Ò ÓÒ 1 Ð Ö Ó ×Ù × Ø× Ó Ê Ø Ø Ò ÐÙ × ÐÐ ÐÓ× Ð ×Ô × Ò ÓØ Ö × Ø× Ø Ø Ö × Ò ØÙÖ ÐÐÝ Ò ÓÑ ØÖ ÔÖÓ Ð Ñ×o Ì Ö Ö × ÓÙÐ ̧ Ò ÔÖ Ò ÔÐ ̧ ÒÓØ Ú ÒÝ Æ ÙÐØÝ Ö ÓÖÑÙÐ Ø Ò ÒÝ Ó Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö × ÙÐØ× ÓÖ Û Ø Ú Ö ×Ô Ð Ð ×× Ó Ñ ×ÙÖ × × Ñ Ý Ò Ø Ö ×Ø Òo ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o3⁄4o1⁄2 À Ñ Ë Ò Û Ì ÓÖ Ñ ÓÖ¿¿ Ä Ø 1⁄2 3⁄4 ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó Ñ ×ÙÖ × ́Ñ ×× ×ØÖ ÙØ ÓÒ×̧ Ñ ×ÙÖ Ð × Ø×̧ ¬Ò Ø × Ø×μ Ò Ø × Ò× ÓÚ o Ì Ò Ø Ö Ü ×Ø× ÝÔ ÖÔÐ Ò À ×Ù Ø Ø ÓÖ ÐÐ 1⁄2 ̧ ́À · μ 1⁄2 3⁄4 ́Ê μ Ò ́À μ 1⁄2 3⁄4 ́Ê μ̧ Û Ö À · Ò À Ö Ø ÐÓ× Ð ×Ô × ××Ó Ø Û Ø Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò Ào ÁÒ Ø ×Ô Ð × Û Ö ́Àμ 1⁄4̧ o o̧ Û Ö Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò Ø× Ð × Ñ ×ÙÖ Þ ÖÓ̧ À × ÐÐ ÐÚ Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ò ́À · μ ́À μ 1⁄2 3⁄4 ́Ê μ Ó Ö ÐÐ o ÐÚ Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò À × Ð×Ó ÐÐ Ñ × Ò Û ÙØ̧ ÓÖ Ø Ö × ÓÒ× ÒÓØ ÓÚ o ÌÇÈÇÄ Ç Á Ä Ã ÊÇÍ Æ Ì ØÓÔÓÐÓ Ð Ö ×ÙÐ Ø ÐÝ Ò Ò Ø Ñ × Ò Û Ø ÓÖ Ñ × Ø ÓÖ ×Ù 1ÍÐ Ñ Ø ÓÖ Ņ̃ ËØ ̧ Å Ø1⁄4¿ o Ì ÔÖÓ Ó Ó Ø Ñ × Ò Û Ø ÓÖ Ñ ×ØÓÖ ÐÐÝ Ñ Ö × ÓÒ Ó Ø ¬Ö ר ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó Ø Ë»ÌÅ1× Ñ ̧ Û Ø Ø ́ 1⁄2μ1×Ô Ö × Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô ̧ Ê × Ø Ø ×Ø ×Ô ̧ Ò 3⁄4 × Ø ÖÓÙÔ Ó ×ÝÑ Ñ ØÖ × ××Ó Ø ØÓ Ø ÔÖÓ Ð Ño Ú Ò ÓÐÐ Ø ÓÒ 1⁄2 Ó Ñ ×ÙÖ Ð × Ø×̧ Ø Ø ×Ø Ñ Ô Ø Ë 1⁄2 Ê × ¬Ò Ý Ǿ μ ́ « 1⁄2 « μ̧ Û Ø « Ø ÖÑ Ò ÝØ ÓÒ Ø ÓÒ Ø Ø À Ü 3⁄4 Ê Ü « × Ñ Ò ÐÚ Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò ÓÖ Ø Ñ ×ÙÖ Ð × Ø o ́Ì Ñ Ò ÐÚ Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò Ò ÒÝ Ö Ø ÓÒ × Ø Ñ 1 ÝÔ ÖÔÐ Ò ØÛ Ò Ø ØÛÓ ÜØÖ Ñ ÐÚ Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ò Ø Ø Ö Ø ÓÒoμ Ì Ø ×Ø ×Ô × Ø ÓÒ Ð ́« « μ 3⁄4 Ê « 3⁄4 Ê o Ì Ø ×Ø Ñ Ô Ø × Ó Ú ÓÙ×Ð Ý Ó ̧ ÓÖ 3⁄4 1 ÕÙ Ú Ö ÒØ̧ Ò Ø × Ò× Ø Ø Ǿ μ Ǿ μo ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o3⁄4o3⁄4 ÓÖ× Ù 1ÍÐ Ñ Ì ÓÖ Ñ ÓÖ¿¿ ÓÖ Ú ÖÝ ÓÒØ ÒÙÓÙ× Ñ Ô Ë Ò Ê Ò ÖÓÑ Ò Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô Ö ÒØÓ Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ù Ð Ò ×Ô ̧ Ø Ö Ü× Ø × Ô Ó ÒØ Ü 3⁄4 Ë Ò ×Ù Ø Ø ́Üμ ́ Üμo Ò ÑÔÓÖØ ÒØ ×Ô Ð × Ó Ø ÓÖ ×Ù 1ÍÐ Ñ Ø ÓÖ Ñ Ö × × × Ò Ó Ñ Ôo Ì Ó Ò Ð Ù ×Ó Ò ×Ø Ø Ó Ò Ø ÒÙÓÙ× Ó Ñ Ô ÑÙ ×Ø Ú Þ ÖÓ ÓÒ Ø ×Ô Ö ̧ o o̧ ́Üμ 1⁄4 ÓÖ ×ÓÑ Ü 3⁄4 Ë o Ì × × ÔÖ × ÐÝ Ø Ö ×ÓÒ Û Ý Ø Ø ×Ø Ñ Ô Ø ÓÖ Ø Ñ × Ò Û Ø ÓÖ Ñ × Ø ÔÖ ÓÔ ÖØÝ Ǿ μ 3⁄4 ÓÖ ×ÓÑ 3⁄4 Ë 1⁄2 o ÆÓØ Ø Ø Ø Ò Ö Ð ÓÖ ×Ù 1ÍÐ Ñ Ø ÓÖ Ñ ÓÐ ÐÓÛ× ÖÓÑ Ø ×Ô Ð × Ø Ð ØØ Ö × ÔÔÐ ØÓ Ø Ñ Ô Ë Ê Ú Ò Ý ́Üμ ́Üμ ́ Üμo Ì Ö × « Ö ÒØ ØÓÔ ÓÐÓ Ð ÔÔÖÓ ØÓ Ø Ñ × Ò Û Ø ÓÖ Ñ ÐÓ× Ö ØÓ Ø ÖÐ Ö Ü ÑÔÐ ÓÙØ ÛØ Û Ø ØÛÓ Ò ×Ø Ò Ù × Ð Ò ×o À Ö Û Ñ ÒØ ÓÒ ÓÒÐÝ Ø Ø Ø ÖÓÐ Ó Ø ØÓÖ Ù× Ì 3⁄4 × ÔÐ Ý Ý Ñ Ò ÓÐ Å Ö ÔÖ × ÒØ Ò ÐÐ ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ò Ê ́Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô μ̧ Û Ð Ø ÙÖÚ × 1⁄2 Ò 3⁄4 Ö Ö ÔÐ Ý ×Ù Ø Ð ×Ù Ñ Ò ÓÐ × Æ Ó Å̧ ÓÒ ÓÖ Ó Ø Ñ ×ÙÖ × 1⁄2 o Æ × ¬Ò × Ø ×Ô Ó ÐÐ ÐÚ Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò × ÓÖ Ø Ñ ×ÙÖ Ð × Ø o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 310
ÔØ Ö 1⁄2 Ì ÓÔÓÐÓ Ð Ñ Ø Ó × ¿1⁄21⁄2 ÈÈÄ Á Ì ÁÇÆË Æ Ê Ä Ì Ê ËÍÄ ÌË Ä Ø Ë 1⁄2 Ë ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ¬Ò Ø × Ø×̧ ÐÐ ÓÐÓÖ×̧ Ò Ê o ×× ÙÑ Ø Ø Ø × Þ Ó Ó Ø × × Ø× × Ò Ò Ø Ø Ø ÔÓ ÒØ× Ö ÐÐ Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒo Ì Ò̧ ÓÖ Ò ØÓ Ý Ñ Ò ÐÓÒ ̧ Ø Ñ × Ò Û Ø ÓÖ Ñ ÑÔÐ × Ø Ø Ø Ö Ü ×Ø× Ô ÖØ Ø ÓÒ Ó Ë Ë 1⁄2 Ë ÒØÓ Ò ÒÓÒ ÑÔØÝ ̧ Ô ÖÛ × × Ó ÒØ × Ø× 1⁄2 Ò Ø Ø Ö ÑÙÐØ ÓÐ ÓÖ Ò Ø × Ò× Ø Ø Ë 1⁄2 ÓÖ ÐÐ Ò ̧ ×Ù Ø Ø Ø × ÑÔÐ × ÓÒÚ 1⁄2 ÓÒÚ Ò Ö Ô ÖÛ × × Ó ÒØo 1⁄2 o3⁄4o3⁄4 ÌÀ ÆÌ Ê ÈÇÁÆÌ ÌÀ ÇÊ Å ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o3⁄4o¿ ÒØ Ö ÈÓ ÒØ Ì ÓÖ Ñ Ê Ä Ø Ê Ä × Ù 1Ñ ×ÙÖ Ð ×Ù × Ø Ó Ê ÓÖ̧ ÑÓÖ Ò Ö ÐÐÝ̧ ÓÒ Ó Ø Ñ ×ÙÖ × × Ö ÔÖ ÓÖ ØÓ Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o3⁄4o 1⁄2o Ì Ò Ø Ö Ü ×Ø× ÔÓ ÒØ Ü 3⁄4 Ê ×Ù Ø Ø ÓÖ Ú ÖÝ ÐÓ× Ð ×Ô È Ê ̧ Ü 3⁄4 È Ø Ò ÚÓÐ́È μ ÚÓÐ́ μ ·1⁄2 Ï Ò ÓÖÑÙ Ð Ø Ó Ö Ñ Ó Ö Ò Ö Ð Ñ ×ÙÖ ̧ Ø Ö ×ÙÐØ Ù Ö ÒØ × Ø Ø ́È μ ́Ê μ ́ ·1⁄2 μ ÓÖ Ú ÖÝ ÐÓ× Ð ×Ô È ¿ Üo ÌÇÈÇÄ Ç Á Ä Ã ÊÇÍ Æ Á Ø ÓÖ× Ù 1ÍÐ Ñ Ø ÓÖ Ñ × Ö ×ÔÓÒ× Ð ÓÖ Ø Ñ × Ò Û Ø ÓÖ Ņ̃ Ø Ò Êo Ê Ó3× ÒØ Ö ÔÓ ÒØ Ø ÓÖ Ñ Ò × Ò × ÓÒ× ÕÙ Ò Ó ÒÓØ Ö Û ÐÐ1 ÒÓÛÒ ØÓÔÓÐÓ Ð Ö ×ÙÐ Ø̧ Ö ÓÙÛ Ö3× ¬Ü ÔÓ ÒØ Ø ÓÖ Ño ÆÓØ Ø Ø Ø Ù×Ù Ð ÓÖ ÑÙÐ Ø ÓÒ ÓÙØ × Ð 1Ñ Ô× Ã Ã Ò Ö Ð Þ × × ÐÝ ØÓ Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ÓÖ ÑÙÐ Ø ÓÒo ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o3⁄4o ÖÓÙÛ Ö3× Ü ÈÓ ÒØ Ì ÓÖ Ñ ÖÓ ̧à 1⁄2 Ä Ø Ã ÓÑÔ Ø̧ ÓÒÚ Ü Ó Ý Ò Ê Ò o Ë ÙÔÔÓ× Ã Ê Ò × ÓÒØ ÒÙ ÓÙ× Ñ Ô ×Ù Ø Ø ÓÖ Ü 3⁄4 Ã Ø Ñ ́Üμ ÐÓÒ × ØÓ Ø ×Ù ÔÔ ÓÖØ Ò ÓÒ Ó Ã Ø Ü ÓÒ Ü ́Ãμ Ë 1⁄4 ́Ü · ́Ã Ü μμo Ì Ò ́Üμ Ü ÓÖ ×ÓÑ Ü 3⁄4 Ão Î ÖÝ Ó Ø Ò Ø × ÑÓÖ ÓÒÚ Ò ÒØ ØÓ Ù× Ã ÙØ Ò 3× Ø ÓÖ Ņ̃ Û × ÒÖ 1 Ð Þ Ø ÓÒ Ó ÖÓÙÛ Ö3× Ø ÓÖ Ñ ØÓ ÑÙÐØ Ú ÐÙ ÙÒ Ø ÓÒ× Ê Ò o Ì ÒØ Ö ÔÓ ÒØ Ø ÓÖ Ñ × Ù ÖÓÑ ÖÓÙÛ Ö3× Ø ÓÖ Ñ ÖÓÙ ÐÝ × ÓÐ1 ÐÓÛ× o Ä Ø Ü 3⁄4 ̧Û Ö × Ð Ö ÐÐ ÓÒØ Ò Ò Ø × Ø o Á Ü ×Ò Ó Ø Ò Ø Ö ÔÓ ÒØ̧ Ø Ò Ø Ö × Ú ØÓÖ 3⁄4 Ë 1⁄2 ÔÓ ÒØ Ò Ò Ö Ø ÓÒ Ò Û Ü Ò ÑÓÚ ØÓ Ñ Ø ÐÓ× Ö ØÓ Ò ÓÒ o ÁÒ Ø × Û ÝÛ ¬Ò ÙÒ Ø ÓÒ Ü ́ Üμ̧ Ò ¬Ü ÔÓ ÒØ̧ o o̧ ÔÓ ÒØ Ø Ø Ó ×Ò3 Ø Ò ØÓ ÑÓÚ ̧ × ÒØ Ö ÔÓ ÒØo Ê ÐÐ Ø Ø Ø ÒØ Ö ÔÓ ÒØ Ø ÓÖ Ñ Û × ÓÖ Ò ÐÐÝ Ù ́ Ý Êo Ê Óμ ÖÓÑ À ÐÐ Ý3× Ø ÓÖ Ñ ÓÙØ ÒØ Ö× Ø Ò Ñ Ð × Ó ÓÒÚ Ü × Ø×̧ Û Ð×Ó × × Ú Ö Ð ØÓÔÓÐÓ Ð Ö Ð Ø Ú ×o ÓÖ Ø × Ö × ÓÒ̧ Ø × Ó Ø Ò Ú Û × Ñ ×ÙÖ 1Ø ÓÖ Ø ÕÙ Ú Ð ÒØ Ó À ÐÐÝ3× Ø ÓÖ Ño © 2004 by Chapman & Hall/CRC 311
¿1⁄23⁄4 Êo Ìo Ú Ð Ú ÈÈÄ Á Ì ÁÇÆË Æ Ê Ä Ì Ê ËÍÄ ÌË × ÒÓØ Ý Å ÐÐ Ö Ò Ì ÙÖ ×ØÓÒ ́× ÅÌÌÎ ̧ ÅÌÌÎ μ̧ Ø ÒØ Ö ÔÓ ÒØ Ø ÓÖ Ñ Ò Ø ÃÓ Ø ÓÖ Ñ ÓÒ Ø × Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó ÔÐ Ò Ö Ö Ô × Ò Ù× ØÓ ÔÖÓÚ Ø Ü ×Ø Ò Ó ×Ñ ÐÐ × Ô Ö ØÓÖ ÓÖ ÔÐ Ò Ö Ö Ô ̧ Ö ×ÙÐ Ø ÔÖ ÓÚ ÓÖ Ò ÐÐÝ ́ Ý Ä ÔØÓÒ Ò Ì Ö Òμ Ý « Ö ÒØ Ñ Ø Ó ×o Ì Ö Ö ×× ÓÒ ÔØ Ö È ́Àμ Ó ÝÔ ÖÔÐ Ò À Ö Ð Ø Ú Ø Ó ÓÐÐ Ø ÓÒ È Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ê × Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ÔÓ ÒØ× Ø Ø À ÑÙ ×Ø Ô ×× Ø ÖÓÙ Ò ÑÓÚ Ò ØÓ Ø Ú ÖØ Ð ÔÓ× Ø ÓÒo Ù Ð ÐÝ̧ ÚÒ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ À Ó Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ò Ê ̧ Ø Ö Ö ×× ÓÒ ÔØ Ö À ́Ü μÓ Ô ÓÒ Ø Ü Ö Ð Ø Ú Ø ÓÀ × Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø ×Ù Ø Ø Ü ÒÒÓØ × Ô ØÓ Ò¬Ò ØÝ Û Ø ÓÙØ Ö Ó×× Ò ́ÓÖ ÑÓÚ Ò Ô Ö ÐÐ Ð ØÓμ Ø Ð ×Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò ×o Ì ÔÖÓ Ð Ñ Ó ¬Ò Ò ÔÓ ÒØ ́Ö ×Ôo ÝÔ ÖÔÐ Ò μ Û Ø Ñ Ü ÑÙÑ Ö Ö ×× ÓÒ ÔØ Ö Ð Ø Ú ØÓ À ́Ö ×Ôo Èμ × × ÓÛÒ Ò Ì1⁄41⁄4 ØÓ ÒØ Ñ Ø ÐÝ ÓÒÒ Ø Û Ø Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó ¬Ò Ò ÒØ Ö ÔÓ ÒØ×o Ì Ñ Ò Ö × ÙÐØ ́ ÓÒ¬Ö Ñ Ò ÓÒ ØÙÖ Ó Ê ÓÙ×× ÙÛ Ò ÀÙ ÖØμ × Ø Ø Ø Ö ÐÛ Ý× Ü ×Ø× ÔÓ ÒØ Û Ø Ö Ö ×× ÓÒ ÔØ Ò ́ ·1⁄2 μ o ÔØ Ö Ó Ø × À Ò ÓÓ o 1⁄2 o3⁄4o¿ ÆÌ Ê ÌÊ ÆËÎ ÊË Ä ÌÀ ÇÊ Å ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o3⁄4o ÒØ Ö Ì Ö Ò×Ú Ö× Ð Ì ÓÖ Ñ Î 1⁄4 Ä Ø 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄2̧ ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó Ä × Ù 1Ñ ×ÙÖ Ð × Ø× Ò Ê ÓÖ̧ ÑÓÖ Ò Ö Ð ÐÝ̧ Ð Ø 1⁄4 1⁄2 × ÕÙ Ò Ó Ñ ×ÙÖ ×o Ì Ò Ø Ö Ü ×Ø× 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÆÒ ×Ù ×Ô Ê ×Ù Ø Ø ÓÖ Ú ÖÝ ÐÓ× Ð ×Ô À́Ú «μ Ü 3⁄4 Ê Ü Ú « Ò Ú ÖÝ 3⁄4 1⁄4 1⁄2 ̧ À́Ú «μ μ Ñ́ À́Ú «μμ Ñ́ μ ·1⁄2 Á ÓÖ ÑÙÐ Ø ÓÖ ×ÕÙ Ò 1⁄4 Ó ÑÓÖ Ò Ö Ð Ñ ×ÙÖ ×̧ Ø Ö ×ÙÐ Ø Ù Ö1 ÒØ × Ø Ø ́À ́Ú «μμ ́Ê μ ́ ·1⁄2 μ ÓÖ ÐÐ Ò ÐÐ À́Ú «μ o ÌÇÈÇÄ Ç Á Ä Ã ÊÇÍ Æ Ì ÒØ Ö ØÖ Ò×Ú Ö× Ð Ø ÓÖ Ñ ÓÒØ Ò× Ø Ñ × Ò Û Ò Ò Ø Ö ÔÓ ÒØØ Ó 1 Ö Ñ× × ØÛÓ ÓÙÒ ÖÝ × × Î 1⁄4 o Ì ØÓÔ ÓÐÓ Ð ÔÖ Ò ÔÐ Ø Ø × Ø Ø ÖÓÓØ Ó Ø × Ö × ÙÐØ × ÓÙÐ × ØÖÓÒ ÒÓÙ ÓÖ Ø × ÔÙÖÔ Ó× o Ì × Ö × ÙÐØ × × Ú Ö Ð Ò ÖÒ Ø ÓÒ× o ÇÒ Ó Ø Ņ̃ Ò Ø Ð Ò Ù Ó Ø Ë»ÌÅ1× Ñ ̧ × Ø ÓÖ Ñ Ó o ÐÐ Ò Ëo ÀÙ× × Ò À Ø Ø Ð Ñ× Ø ÒÓÒ Ü ×Ø Ò Ó ̈ 3⁄4 1 ÕÙ Ú Ö ÒØ Ñ Ô Î Ò ́Ê μ Ò Ò 1⁄4 ÖÓÑ Ø ËØ Ð Ñ Ò ÓÐ Ó ÐÐ ÓÖØ ÓÒÓÖ Ñ Ð 1 Ö Ñ × Ò Ê Ò ØÓ Ø ×ÙÑ Ó Ò ÓÔ × Ó Ê o Ì Ö ÓÙÔ ̈ 3⁄4 Ò ÒØ ¬ Û Ø Ø Ö ÓÙÔ Ó ÐÐ ÓÒ Ð Ñ ØÖ × Ò ËḈ μ Ò Ø× Ø ÓÒ ÓÒ Ê × Ò Ù ÝØ Ó Ú ÓÙ× Ø ÓÒ Ó ËḈ μo Ö Ð Ø Ö ×ÙÐ Ø À ̧ Î 1⁄4 × Ø Ø Ø Ú ØÓÖ ÙÒ1 Ð ̈́Ò μ Ó × ÒÓØ Ñ Ø ÒÓÒÞ ÖÓ̧ ÓÒØ ÒÙÓÙ× ÖÓ××1× Ø ÓÒ̧ Û Ö × Ø Ø ÙØÓÐ Ó Ð 1ÔÐ Ò ÙÒ Ð ÓÚ Ö Ø Ö ××Ñ ÒÒ Ñ Ò ÓÐ ́Ê Ò μo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 312
ÔØ Ö 1⁄2 Ì ÓÔÓÐÓ Ð Ñ Ø Ó × ¿1⁄2¿ ÈÈÄ Á Ì ÁÇÆË Æ Ê Ä Ì Ê ËÍÄ ÌË Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò À ÐÐ Ý1ØÝ Ô ØÖ Ò×Ú Ö× Ð Ø ÓÖ Ņ̃ Ù ØÓ ÓÐ 3Ò ÓÚ̧ × ÓÒ× ÕÙ Ò Ó Ø × Ñ ØÓÔ ÓÐÓ Ð ÔÖ Ò ÔÐ Ø Ø × Ø Ø ÖÓÓØ Ó Ø ÒØ Ö ØÖ Ò×Ú Ö× Ð Ø ÓÖ Ño ÅÓÖ ÓÚ Ö̧ Ø ÒØ Ö ØÖ Ò×Ú Ö× Ð Ø ÓÖ Ñ × Ö Ð Ø ØÓ ÓÐ3 Ò ÓÚ 3× Ö ×ÙÐ Ø Ò Ø × Ñ Û Ý Ø Ø Ø ÒØ Ö ÔÓ ÒØ Ø ÓÖ Ñ × Ö Ð Ø ØÓ À ÐÐ Ý3× Ø ÓÖ Ño ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o3⁄4o ÓÐ3 ¿ Ä Ø Ã 1⁄4 Ã Ñ Ð × Ó ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø×o Ë ÙÔÔÓ× Ø Ø ÓÖ Ú ÖÝ ̧ Ò ÓÖ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ù ×Ô Î Ê ̧ Ø Ö Ü × Ø × ØÖ Ò×Ð Ø Î Ó Î ÒØ Ö× Ø Ò Ú ÖÝ × Ø Ò Ã o Ì Ò Ø Ö Ü ×Ø× ÓÑÑÓÒ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ØÖ Ò×Ú Ö× Ð Ó Ø Ñ ÐÝ Ã Ë 1⁄4 à ̧ o o̧ Ø Ö Ü ×Ø× Ò ÆÒ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ù ×Ô Ó Ê ÒØ Ö× Ø Ò ÐÐ Ø × Ø× Ò Ão Ä Ø Ã Ã 1⁄4 Ã Ñ ÐÝ Ó ÓÒÚ Ü Ó × Ò Ê Ò ̧1⁄2 Ò 1⁄2o Ì Ò Ò ÆÒ Ð 1ÔÐ Ò Ê Ò × ÐÐ ÓÑÑÓ Ò Ñ Ü Ñ Ð Ð 1ØÖ Ò×Ú Ö× Ð Ó Ã Ñ́à μ Ñ́à ́ · Üμμ ÓÖ 3⁄4 1⁄4 Ò Ü 3⁄4 Ê Ò ̧ Û Ö Ñ × Ð1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ä × Ù Ñ ×ÙÖ Ò Ò · Ü̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o ÁØ Û × × ÓÛÒ Ò ÅÎ 1⁄41⁄2 Ø Ø̧ Ú Ò Ñ ÐÝ Ã Ã 1⁄4 Ó ÓÒÚ Ü Ó × Ò Ê Ò ́ Ð μ̧ Ø × Ø Ð ́Ãμ Ó ÐÐ ÓÑÑ ÓÒ Ñ Ü Ñ Ð Ð 1ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× Ó Ã × ØÓ Ð Ö ÖÓÑ ÓØ Ø Ñ ×ÙÖ 1Ø ÓÖ Ø Ò Ø ØÓÔ ÓÐÓ Ð ÔÓ ÒØ Ó Ú Ûo À Ö Ò ÓÒ Ù× × Ø × Ñ ØÓÔÓÐÓ Ð ÔÖ Ò ÔÐ Ö ×ÔÓÒ× Ð ÓÖ ÐÐ Ö × ÙÐØ× Ò Ø × × Ø ÓÒ ØÓ Ø Ö Û Ø ×ÓÑ ÒØ Ö Ð ÓÑ ØÖÝ Ð ÙÐ Ø ÓÒ× ØÓ × ÓÛ Ø Ø Ó ÓÑÓÐ Ó ÐÐÝ ×Ù ×Ô Ó Ø Ö ××Ñ ÒÒ Ñ Ò ÓÐ ́Ê Ò μ × ØÓ Ð Ö Ð×Ó Ò Ñ ×ÙÖ 1Ø ÓÖ Ø × Ò× o 1⁄2 o3⁄4o ÉÍÁÈ ÊÌÁÌ ÁÇÆ Ç Å ËË Ë À È ÊÈÄ Æ Ë Ú ÖÝ Ñ ×ÙÖ Ð × Ø Ê ¿ Ò Ô ÖØ Ø ÓÒ Ý Ø Ö ÔÐ Ò × ÒØÓ Ô × Ó ÕÙ Ð Ñ ×ÙÖ o Ì × × Ò Òר Ò Ó Ø Ò Ö Ð ÔÖÓ Ð Ñ Ó Ö Ø Ö Þ Ò ÐÐ ØÖ ÔÐ × ́ μ× Ù Ø Ø ÓÖ ÒÝ Ñ ×× ×ØÖ ÙØ ÓÒ× ́Ñ ×ÙÖ Ð × Ø×μ Ò Ê ̧ Ø Ö Ü ×Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò ×̧ ̧× Ù Ø Ø Ó Ø 3⁄4 ÓÖØ ÒØ× ÓÒØ Ò× Ø Ö Ø ÓÒ 1⁄2 3⁄4 Ó Ó Ø Ñ ×× ×o ËÙ ØÖ ÔÐ ́ μÛÐ Ð Ð Ð Ñ ×× Ð o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø Ñ × Ò Û Ø ÓÖ Ñ ÑÔÐ × Ø Ø ́ 1⁄2μ × Ñ ×× Ð o ÁØ × ÒÓÛ Ò ́ o Ê ÑÓ×̧ Ê Ñ μ Ø Ø ́3⁄4 1⁄2μ × Ò ×× ÖÝ ÓÒ Ø ÓÒ Ò 3⁄4 1⁄2 ×ÙÆ ÒØ ÓÒ ÓÖ ØÖ ÔÐ ́ μ ØÓ Ñ ×× Ð o Ê ÑÓ× 3× Ñ Ø Ó Ý Ð × Ñ ÒÝ Ò Ø Ö ×Ø Ò Ö × ÙÐØ× Ò ÐÓÛ Ö Ñ Ò× ÓÒ× ̧ Ò ÐÙ Ò Ø Ñ ×× Ð ØÝÓ Ø ØÖ ÔÐ × ́ ¿ ¿μ̧ ́ 3⁄4μ̧ Ò ́ 1⁄2 μo Ì ÑÓ× Ø ÒØ Ö ×Ø Ò ×Ô Ð × Ø Ø ×Ø ÐÐ × Ñ× ØÓ ÓÙØ Ó Ö × Ø ØÖ ÔÐ ́ 1⁄2 μo Ì Ý Ò Ø × ÔÖÓ Ó × × ØÓ Ù× ̧ ÓÖ Ø × ÔÙÖÔ Ó× ̧ ×Ô ÐÐÝ × Ò ̧ Ò Ö Ð Þ ÓÖÑ Ó Ø ÓÖ ×Ù 1ÍÐ Ñ Ø ÓÖ Ñ ÓÖ ÓÒØ ÒÙÓÙ× ̧ Ú Ò1Ó Ñ Ô× Ó Ø ÓÖÑ Ë 1⁄2 ¢ ¢ Ë 1⁄2 Ê Ð o ÈÈÄ Á Ì ÁÇÆË Æ Ê Ä Ì Ê ËÍÄ ÌË ÓÖ Ò ØÓ Å Ø1⁄4¿ ̧ Ò ÖÐÝ ÒØ Ö ×Ø Ó ÓÑ ÔÙØ Ö × ÒØ ×Ø× Ò Ô ÖØ Ø ÓÒ Ò Ñ ×× ×ØÖ ÙØ ÓÒ× Ý ÝÔ ÖÔÐ Ò × Û × ×Ø ÑÙÐ Ø Ò Ô ÖØ Ý ÓÑ ØÖ Ö Ò × Ö Ò o ÔØ Ö ¿ Ó Ø × À Ò ÓÓ o × ÒÓØ Ý Å ØÓÙ× ̧ Ø Ð ×× Ð Ñ ×× Ô ÖØ 1 Ø ÓÒ Ò Ö ×ÙÐ Ø× Û Ö Ú ÒØÙ ÐÐÝ ×ÙÔ Ö× Ý Ö Ò ÓÑ × ÑÔÐ Ò Ò Ö Ð Ø Ö ×ÙÐ Ø×o ÀÓÛ Ú Ö̧ ÓÒ ×Ø ÐÐ ÛÓÒ Ö× ÓÙØ Ø Ô Ó×× Ð ÑÔ Ø Ó ÔÓ× Ø Ú Ò × ÛÖ ØÓ Ø © 2004 by Chapman & Hall/CRC 313
¿1⁄2 Êo Ìo Ú Ð Ú ÓÐÐ ÓÛ Ò ÓÒ ØÙÖ ́ ×Ô Ð × Ó Ø ÓÒ ØÙÖ Ø Ø ́ 1⁄2 μ × Ñ ×× Ð μ ØÓ Ø ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ Ò ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ó ÓÑ ØÖ Ð ÓÖ Ø Ñ×o ÇÆÂ ÌÍÊ 1⁄2 o3⁄4o ÓÖ ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó 1⁄2 ר Ò Ø ÔÓ ÒØ× 1⁄2 1⁄2 Ò Ê ̧ Ø Ö Ü ×Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò × À 1⁄2 À ×Ù Ø Ø Ó Ø ××Ó Ø 1⁄2 ÓÔ Ò ÓÖØ ÒØ× ÓÒØ Ò× Ø ÑÓר ÓÒ Ó Ø Ú Ò ÔÓ ÒØ×o ÁØ × ÒÓÛ Ò Ø Ø Ø Ò×Û Ö ØÓ Ø ÓÒ ØÙÖ × ÔÓ× Ø Ú Ø ÔÓ ÒØ× Ö ×ØÖ ÙØ ÐÓÒ ÓÒÚ Ü ÙÖÚ Ò Ê ́ ÙÖÚ Ò Ê Ñ × ÓÒÚ Ü ̧ Ð Ø ÑÓÑ ÒØ ÙÖÚ ̧ Ø ÒØ Ö× Ø× ÝÔ ÖÔÐ Ò Ò Ø Ñ Óר Ñ ×Ø Ò Ø ÔÓ ÒØ×μo Ì × ×Ô Ð × Ó Ø ÓÒ ØÙÖ ÓÐ ÐÓÛ× Ê Ñ ÖÓÑ Ø Ü ×Ø Ò Ó ÙÒ ÓÖÑ Ö Ý Ó × ÓÒ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ù × ÃÒÙ o Ê ÐÐ Ø Ø ÙÒ ÓÖÑ Ö Ý Ó ÓÒ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ù × À Ñ ÐØÓÒ Ò Ö Ù Ø ÓÒ Ø Ö Ô Ó ÐÐ × Ó Ø Ù Ø Ø × Ð Ò Ò Ø × Ò× Ø Ø Ø Ù× × Ø × Ñ ÒÙÑ Ö Ó × ÖÓÑ Ó Ô Ö ÐÐ Ð Ð ×× ×o 1⁄2 o3⁄4o Ê Á Ä È ÊÌÁÌ ÁÇÆË ÈÇÄ À Ê Ä ÆË Ò ÓÐ Ö ×ÙÐ Ø Ó Êo Ù Ò o Ù × Ý× Ø Ø ÓÖ Ó Ò Ø ÒÙÓÙ× Ñ ×× ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ò Ø ÔÐ Ò ̧ Ø Ö Ü ×Ø Ø Ö ÓÒ ÙÖÖ ÒØ Ð Ò × Ð 1⁄2 Ð 3⁄4 Ð ¿ Ê 3⁄4 Ø Ø Ô ÖØ Ø ÓÒ Ê 3⁄4 ÒØÓ × Ü × ØÓÖ× Ó ÕÙ Ð Ñ ×ÙÖ o ÁØ × Ò ØÙÖ Ð ØÓ × Ö ÓÖ Ö Ñ Ò× ÓÒ Ð Ò ÐÓ × Ó Ø × Ö ×ÙÐ Øo ËÙÔÔ Ó× Ø Ø É Ê × ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝØÓÔ Ò ×× ÙÑ Ø Ø Ø ÓÖ Ò Ç 3⁄4 Ê ÐÓÒ × ØÓ Ø ÒØ Ö ÓÖ ÒǾÉμÓ Éo Ä Ø 1⁄2 Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÐÐ Ø× Ó Éo Ä Ø Ò́Éμ Ø ××Ó Ø Ò̧ o o̧ 1⁄2 Û Ö ÓÒ ́ μ × Ø ÓÒÚ Ü ÐÓ× ÓÒ Û Ø Ú ÖØ Ü Ç Ò Ö Ø Ý o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o3⁄4o Å 1⁄41⁄2 Ä Ø É Ö ÙÐ Ö Ó ÖÓÒ Û Ø Ø ÓÖ Ò Ç 3⁄4 Ê ¿ × Ø× ÖÝ ÒØ Öo Ì Ò ÓÖ ÒÝ ÒØÖ ÐÐÝ ×ÝÑÑ ØÖ ̧ ÓÒØ ÒÙ ÓÙ× Ñ ×× ×ØÖ ÙØ ÓÒ ÓÒ Ê ¿ ̧ Ø Ö Ü ×Ø× Ð Ò Ö Ñ Ô Ä 3⁄4 Ä́¿ Êμ ×Ù Ø Ø ́Ä́ 1⁄2 μμ ́Ä́ 3⁄4 μμ ́Ä́ μμ Å Ú ØÙ ÐÐÝ × ÓÛ× Ò Å 1⁄41⁄2 Ø ØÄ Ò ÓÙÒ Ò Ø × Ø Ó ÐÐ Ñ ØÖ × Ó Ø ÓÖÑ ¡Ø̧ Û Ö Ø × Ò ÙÔÔ Ö ØÖ Ò ÙÐ Ö Ñ ØÖ Ü Ò 3⁄4 Ä́¿ Êμ × Ñ Ø ÖÜ Ú Ò Ò Ú Ò o ÁÒ Ò ÖÐ Ö Ô Ô Ö ́× Å μ × ÓÛ Ø Ø Ö Ð Ô ÖØ Ø ÓÒ Ý Ò Ø ÖÑ Ò Ý Ø Ø× Ó Ù ÐÛ Ý× Ü ×Ø× ÓÖ Ò Ö ØÖ ÖÝ Ñ ×ÙÖ Ò Ê ¿ o ÅÓÖ ÓÚ Ö̧ × ÓÛ× Ò Å 1⁄41⁄2 Ø Ø Ö ×ÙÐ Ø Ò ÐÓ ÓÙ× ØÓ Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o3⁄4o Ð×Ó ÓÐ × ÓÖ Ö ÓÑ Ó Ö o Ê ÐÐ Ø Ø Ø Ö ÓÑ Ó ÖÓÒ Í ¿ × Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ ÓÙÒ ÝØ Û ÐÚ ÔÐ Ò ×̧ ÓÒØ Ò Ò Ò Ó Ù Ò Ô Ö ÐÐ Ð ØÓ ÓÒ Ó Ø Ö Ø ÓÒ Ð ÔÐ Ò ×o Ö Ñ Ò× ÓÒ Ð Ò ÐÓ Ù Ó Ø Ö ÓÑ Ó ÖÓÒ × Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ Í Ò Ò Ê Ò × Ö × Ø Ù Ð Ó Ø « Ö Ò Ó Ý Ó Ö ÙÐ Ö × ÑÔÐ Üo ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o3⁄4o Ä Ø Ì Ê Ò Ö ÙÐ Ö × ÑÔÐ Ü Ò É Ì Ì Ø ××Ó Ø « Ö Ò Ô ÓÐ ÝØÓÔ o Ä Ø Í Ò É Æ Ø ÔÓÐÝØÓÔ ÔÓÐ Ö ØÓ Éo Ð ÖÐÝ Í Ò × ÒØÖ ÐÐÝ ×ÝÑÑ ØÖ ÔÓÐ ÝØÓÔ Û Ø Ò 3⁄4 · Ò Ø× 1⁄2 Ò 3⁄4 · Òo Ä Ø Ã Ò 3⁄4 ·Ò 1⁄2 Ø ××Ó Ø ÓÒ Ð ×× Ø ÓÒ Ó Ê Ò ̧ Û Ö Ã ÓÒ ́ μo Á× Ø ØÖÙ Ø Ø ÓÖ ÒÝ ÓÒØ ÒÙÓÙ× © 2004 by Chapman & Hall/CRC 314
ÔØ Ö 1⁄2 Ì ÓÔÓÐÓ Ð Ñ Ø Ó × ¿1⁄2 Ñ ×× ×ØÖ ÙØ ÓÒ ÓÒ Ê Ò Ø Ö Ü ×Ø× ÒÓÒ Ò Ö Ø ÆÒ Ñ Ô Ê Ò Ê Ò ×Ù Ø Ø ́ ́à 1⁄2 μμ ́ ́à 3⁄4 μμ ́ ́Ã Ò 3⁄4 ·Ò μμ Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö ×ÙÐ Ø Ó Î Ö Ò Ú Ð Ú × Ò Ü ÑÔÐ Ó Ö Ð Ô ÖØ Ø ÓÒ Ö × ÙÐØ ÓÖ × Ò Ð Ñ ×ÙÖ Ò Ê Ò Û Ø Ö Ø Ó× ÔÖ × Ö Ý ÔÓ× Ø Ú Ú ØÓÖ «o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o3⁄4o1⁄21⁄4 Î 1⁄41⁄2 Ä Ø ¡ Ê Ò ÒÓÒ Ò Ö Ø × ÑÔÐ Ü Û Ø Ç 3⁄4 ÒØ ́¡μo ËÙÔÔÓ× Ø Ø × ÓÒØ ÒÙÓÙ× Ñ ×× ×ØÖ ÙØ ÓÒ ÓÒ Ê Ò ̧ Ò Ð Ø « ́ « 1⁄4 « Ò μ Ú Ò ÔÓ× Ø Ú Ú ØÓÖ ×Ù Ø Ø « 1⁄4 · · « Ò 1⁄2 o Ì Ò Ø Ö Ü ×Ø× Ú ØÓÖ Ú 3⁄4 Ê Ò ×Ù Ø Ø ́Ú · Ã μ « ́Ê Ò μ ÓÖ 1⁄4 Ò ̧ Û Ö Ò́¡μ Ã Ò 1⁄4 × Ø Ö Ð Ò ××Ó Ø Ø Ó¡o 1⁄2 o3⁄4o ÉÍÁÈ ÊÌÁÌ ÁÇÆË Ï ÄÁÃ ÇÆ Ë Ì ÒØ Ö ØÖ Ò×Ú Ö× Ð Ø ÓÖ Ñ × ÓÑ ÑÓÒ Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ø Ñ × Ò Û Ø ÓÖ Ñ Ò Ø ÒØ Ö ÔÓ ÒØ Ø ÓÖ Ño Ì Ö × ÒÓØ Ö Ò Ö Ð ×Ø Ø Ñ ÒØ Ü1 Ø Ò Ò Ø Ñ × Ò Û Ø ÓÖ Ñ Ø Ø̧ × ×Ô Ð ÓÙÒ ÖÝ × ̧ Ò ÐÙ × Ø ÕÙ Ô ÖØ Ø ÓÒ × Ó Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o3⁄4o 1⁄21⁄4o ¬Ò Ø ÓÒ Ä Ø ¡ ÓÒÚ́ Ñ 1⁄4 μ Ö ÙÐ Ö × ÑÔÐ Ü Ó Ñ Ò× ÓÒ Ñ Ò Ð Ø È « ¡ Ø× ÆÒ ÙÐÐo Ì Ò ́¡μ Ñ 1⁄4 Ö ÔÖ × ÒØ× Ø ×× Ø ÓÒ Ó Ê ÒØÓ Ñ ·1⁄2Û Ð ÓÒ ×̧ Û Ö È ̈ ÓÒ ́ ÓÒÚ́ μμo ÇÆÂ ÌÍÊ 1⁄2 o3⁄4o1⁄21⁄2 Ä Ø 1⁄4 Ñ ÐÝ Ó ÓÒØ ÒÙÓÙ× Ñ ×× ×ØÖ ÙØ ÓÒ× ́Ñ ×ÙÖ ×μ̧ 1⁄4 1⁄2̧ ¬Ò ÓÒ Ê o Ì Ò Ø Ö Ü ×Ø× ́ μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ö ÙÐ Ö × ÑÔÐ Ü ¡ ×Ù Ø Ø ÓÖ Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ×× Ø ÓÒ̧ ́¡μ̧ ÓÖ ×ÓÑ Ü 3⁄4 Ê ̧ Ò ÓÖ ÐÐ ̧ ́Ü · μ ́Ê μ ·1⁄2 Ì × ÓÒ ØÙÖ × ÒÓØ Ò Î 3⁄4 Ý ́ μo Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o3⁄4o 1⁄21⁄4 ÑÔÐ × ́ 1⁄4μ̧ Ò Ø Ñ × Ò Û Ø ÓÖ Ñ × ́ 1⁄2μo Ì ÓÒ ØÙÖ × Ð×Ó ÓÒ¬ÖÑ Ò Ø × ́ 3⁄4μ ÓÖ ÐÐ o ÅÓÖ ÓÚ Ö̧ Ø Ö Ü ×Ø× Ò ØÙÖ Ð ØÓÔ ÓÐÓ 1 Ð ÓÒ ØÙÖ ÑÔÐ Ý Ò ́ μ Ø Ø × ÐÓ× ÐÝ Ö Ð Ø ØÓ Ø Ò ÐÓ ÓÙ× ×Ø Ø Ñ ÒØ Ò ÓÖ Ø ÒØ Ö ØÖ Ò×Ú Ö× Ð Ø ÓÖ Ño Ì × ×Ø Ø Ñ ÒØ̧ ÒÓØ Ò Î 3⁄4 Ý ́ μ̧ Ò Ø ×Ô Ö Ø Ó Ø Ë»ÌÅ1× Ñ ̧ ×× ÒØ ÐÐÝ Ð Ñ× Ø Ø Ø Ö × ÒÓ ·1⁄2 1 ÕÙ Ú Ö ÒØ Ñ Ô ÖÓÑ Ø ËØ Ð Ñ Ò ÓÐ Î ́Ê Ò μ ØÓ Ø ÙÒ Ø ×Ô Ö Ë́Î μ Ò Ò ÔÔÖÓÔÖ Ø ·1⁄2 1Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Î o 1⁄2 o3⁄4o È ÊÌ ÁÌÁÇÆË ÇÆÎ Ë ÌË ÇÆÂ ÌÍÊ 1⁄2 o3⁄4o1⁄23⁄4 Ä Ø Ò Ò Ò Ø Ö× Û Ø Ò 3⁄4o ××Ù Ñ Ø Ø 1⁄2 Ö ÓÒØ ÒÙ ÓÙ× Ñ ×× ×ØÖ ÙØ ÓÒ× ×Ù Ø Ø 1⁄2 ́Ê μ ́Ê μ Òo Ì Ò Ø Ö Ü ×Ø× Ô ÖØ Ø ÓÒ Ó © 2004 by Chapman & Hall/CRC 315
¿1⁄2 Êo Ìo Ú Ð Ú Ê ÒØÓ Ò × Ø× 1⁄2 Ò ×Ù Ø Ø Ø ÒØ Ö ÓÖ× ÒǾ μ Ö ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ø Ø ́ μ 1⁄2 ÓÖ 1⁄2 Ò o Ì × ÓÒ ØÙÖ Û × ÓÖÑÙÐ Ø Ò ÃÃ Ý o Ã Ò Ó Ò Åo à ÒÓ ÓÖ Ø × 3⁄4o Ã Ò Ó Ò Ã ÒÓ ÓÖ Ò ÐÐÝ ÓÖ ÑÙÐ Ø Ø ÓÒ ØÙÖ ÓÖ ¬Ò Ø × Ø× Ö Ø Ö Ø Ò ÓÖ ÓÒØ ÒÙÓÙ× Ñ ×× ×ØÖ ÙØ ÓÒ× ̧ ÙØ Ø × × ÒÓØ ×× ÒØ Ðo ÆÓØ Ø Ø Ø × Ò 3⁄4 × ØÖÙ Ý Ø Ñ × Ò Û Ø ÓÖ Ño Ì × 3⁄4 Û × Ò Ô Ò ÒØÐÝ ×Ø Ð × ÝË o × Ô Ñ Ý ØÒ ̧ o Ã Ö Ô ØÖ ̧ Ò Âo ËÒÓ Ý Ò ̧ ÝÌ oË ̧ Ò Ý Ào ÁØÓ̧ Ào Í Ö ̧ Ò Åo Ó ÓÝ Ñ × Å1⁄41⁄2 ÓÖ Ø ÓÒ Ð Ò ÓÖÑ Ø ÓÒo 1⁄2 o3⁄4o È ÊÌ ÁÌÁÇÆË 1 ÆË ÁÆ ÈÊ Ë ÊÁ Ê Ì ÁÇË Ì ÓÒ ØÙÖ Ó Ã Ò Ó Ò Ã ÒÓ ́Ø × 3⁄4Ò ¿μ ÑÓØ Ú Ø Áo Ö ÒÝ Ò Âo Å ØÓÙ × Ò Å1⁄41⁄2̧ Å 1⁄4 3⁄4 ØÓ ×ØÙ Ý Ò Ö Ð ÓÒ Ð Ô ÖØ Ø ÓÒ× Ó ÔÐ Ò Ö ÓÖ ×Ô Ö Ð Ñ ×ÙÖ × Ò ÔÖ × Ö Ö Ø Ó×o Ï ×× ÙÑ ̧ Ò Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ×Ø Ø Ñ ÒØ×̧ Ø Ø ÐÐ Ñ ×ÙÖ × Ö ÓÒØ ÒÙÓÙ× Ñ ×× ×ØÖ ÙØ ÓÒ× o Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØÓ × Ñ Ð Ò × Ò Ø Ù Ð Ò ́ÔÖÓ Ø Ú μ ÔÐ Ò ÓÖ ÓÒ Ø 3⁄41× Ô Ö × ÐÐ 1 Ò ÐÐ × Ñ Ð Ò × ×Ø ÖØ ÖÓÑ Ø × Ñ ÔÓ ÒØo 1 Ò × Ò «1Ô ÖØ Ø ÓÒ ÓÖ ÔÖÓ Ð ØÝ Ñ ×ÙÖ ́ μ « ÓÖ 1⁄2 ̧ Û Ö 1⁄2 Ö ÓÒ Ð × ØÓÖ× ××Ó Ø Û Ø Ø 1 Ò Ò « ́ « 1⁄2 « μ × Ú Ò Ú ØÓÖ o Ì × Ø Ó ÐÐ « ́ « 1⁄2 « Ñ μ ×Ù Ø Ø ÓÖ ÒÝ ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÔÖÓ Ð ØÝ Ñ ×ÙÖ × 1⁄2 Ñ Ø Ö Ü ×Ø× ÓÑ ÑÓÒ «1Ô ÖØ Ø ÓÒ Ý 1 Ò × ÒÓØ Ý Ñ o ÁØ Û × × ÓÛÒ Ò Å1⁄41⁄2 Ø Ø Ø ÒØ Ö ×Ø Ò × × Ó Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó Ü ×Ø Ò Ó «1Ô ÖØ Ø ÓÒ× Ö ́ Ñμ ́ 3⁄4 ¿μ ́¿ 3⁄4μ ́ 3⁄4μo ÇÆÂ ÌÍÊ 1⁄2 o3⁄4o1⁄2¿ Ë ÙÔÔÓ× Ø Ø ́ Ñμ × ÕÙ Ð ØÓ ́3⁄4 ¿μ ́¿ 3⁄4μ ÓÖ ́ 3⁄4μ o Ì Ò « 3⁄4 Ñ Ò ÓÒ ÐÝ « 1⁄2 · · « Ñ 1⁄2 Ò « 1⁄4 ÓÖ 1⁄2 Ñ Ì ÓÒÐÝ Ò ÓÛÒ Ð Ñ ÒØ× Ò 3⁄4 Ö ̧ ÙÔ ØÓ Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ Ó ÓÓÖ Ò Ø ×̧ ́ 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 μ Ò ́ 1⁄2 1⁄2 1⁄2 3⁄4 μo Ì Ý Û Ö × ÓÚ Ö Ý Ö ÒÝ Ò Å ØÓÙ × Ý Ò Ò Ò ÓÙ× ÔÔÐ Ø ÓÒ Ó Ø Ë»ÌÅ × Ñ Å1⁄41⁄2̧ Å1⁄43⁄4 o ÖÓÑ Ø × Ö ÒÝ Ò Å ØÓÙ × Ù Ø Ø ́ 1⁄2 ¿ 1⁄2 ¿ 1⁄2 ¿ μ ́ 1⁄2 3⁄4 1⁄2 1⁄2 μ ́ Ô Õ Ö μ Ô Õ Ö 3⁄4 Æ · Ô· Õ · Ö ¿ 3⁄4 o 1⁄2 o3⁄4o ÇÌÀ Ê ÉÍÁÈ ÊÌÁÌ ÁÇÆË Ì Ö Ö ÓØ Ö ØÝÔ × Ó Ô ÖØ Ø ÓÒ× Ó Ñ ×× ×ØÖ ÙØ ÓÒ×o Ó Û Ô ÖØ Ø ÓÒ Ø 1 ÓÖ Ñ Ó Ë ÙÐÑ Ò Ë ¿ Ù Ö ÒØ × Ò ÕÙ Ô ÖØ Ø ÓÒ Ó ÔÐ Ò Ñ ×× ×ØÖ ÙØ ÓÒ ÒØÓ Ô × Ý Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó Ð Ò × Ö × Ñ Ð Ò Ó Û o Ö × ÙÐØ Ó È Ø Ö ×ÓÒ ́× Å Ø1⁄4¿ μ × Ò ÒØ Ö ×Ø Ò Ü ÑÔÐ Ó Ñ1× Ò Û 1 ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ Ø Ø Ð× Û Ø Ô ÖØ Ø ÓÒ× Ó Ð Ò × Ö Ø Ö Ø Ò Ó ÔÓ ÒØ×o ÁØ × Ý× Ø Ø ÓÖ Ú ÖÝ × Ø Ó Ð Ò × Ò Ê ¿ ̧ Ø Ö Ü ×Ø ¿ ÑÙØÙ ÐÐÝ Ô ÖÔ Ò ÙÐ Ö ÔÐ Ò × ×Ù Ø Ø Ø ÒØ Ö ÓÖ Ó Ó Ø Ö ×ÙÐ Ø Ò Ó Ø ÒØ× × ÒØ Ö× Ø Ý ÒÓ ÑÓÖ Ø Ò Ð Ó Ø Ð Ò ×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 316
ÔØ Ö 1⁄2 Ì ÓÔÓÐÓ Ð Ñ Ø Ó × ¿1⁄2 1⁄2 o¿ ÌÀ ÈÊÇ Ä ÅË Ç ÇÊ ËÍÃ Æ ÃÆ ËÌ Ê Ì ØÓÔ ÓÐÓ Ð Ñ Ø Ó × Ù× Ò ÔÖÓ Ó × Ó Ñ ×ÙÖ Ô ÖØ Ø ÓÒ Ö ×ÙÐ Ø× Ö ØÙ ÐÐÝ ÔÔÐ Ð ØÓ ÑÙ Û Ö Ð ×× Ó ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ò ÓÑ ØÖ ÔÖÓ Ð Ñ×o ÁÒ Ø ÕÙ Ø « Ö ÒØ ÔÖÓ Ð Ñ×̧ Û ÓÒ Ø ×ÙÖ Ú ÚÖÝ Ð ØØÐ Ò ÓÑ ÑÓÒ ́× ÝÓ Ò Ó Ø Ñ Ñ Ý × Ö Ø Ò Ø ÓØ Ö ÒÓØμ̧ Ñ Ý ØÙ ÐÐÝ Ð ØÓ Ø × Ñ ÓÖ ÐÓ× ÐÝ Ö Ð Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô × Ò Ø ×Ø Ñ Ô×o Ì × Ò ØÙÖÒ ÑÔÐ × Ø Ø ×Ù ÔÖÓ Ð Ñ× ÓØ ÓÐÐ ÓÛ ÖÓÑ Ø × Ñ Ò Ö Ð ØÓÔÓÐÓ Ð ÔÖ Ò ÔÐ Ò Ø Ø Ø Ý ÓÙÐ ̧ ×Ô Ø ÔÔ Ö Ò ×̧ Ð ×× ¬ × Ö Ð Ø Ú ×o 1⁄2 o¿o1⁄2 ÇÊËÍ Ã3Ë ÈÊÇ Ä Å ÓÖ× Ù 3× Û ÐÐ1 ÒÓÛÒ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ ¿¿ Ó Ù Ø Ó Ú Ö Ò × Ø× Ò Ê Ò Û Ø × Ø× Ó ×Ñ ÐÐ Ö Ñ Ø Ö Û × × ÓÐÚ Ò Ø Ò Ø Ú Ý Âo Ã Ò Ò o à РÃà ¿ Û Ó ÔÖ ÓÚ Ø Ø Ø × Þ Ó Ñ Ò Ñ Ð ÓÚ Ö × ÜÔÓÒ ÒØ Ð Ò Ò × ÔØ Ö× 1⁄2 Ò 3⁄4 Ó Ø × À Ò ÓÓ o Ì ×̧ ÓÛ Ú Ö̧ Ú Ò Û ÑÔ ØÙ× ØÓ Ø ×ØÙ Ý Ó ÓÖ× Ù ÒÙÑ Ö× Ø Ö Ø ÓÐ ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × ×Ù ÒÐÝ Ñ ÑÓÖ ÔÐ Ù× Ð o Ì × Ñ Ý ÓÒ Ó Ø Ö ×ÓÒ× Û Ý Ö ×ÙÐ Ø× ÓÙØ ÙÒ Ú Ö× Ð ÓÚ Ö×̧ ÓÖ Ò ÐÐÝ Ù× ÓÖ Ø × ×Ø Ñ Ø ×̧ Ú Ö Ú Ò Û ØØ ÒØ ÓÒ Ò Ø Ð ×Ø Û Ý Ö×o Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö ×ÙÐ Ø Û × ÔÖÓÚ ÓÖ Ò ÐÐÝ Ý Îo Å Ú × Ð×Ó ÀÅË1⁄43⁄4̧ ÃÙÔ o Ê ÐÐ Ø Ö ÓÑ Ó ÖÓÒ Í ¿ ̧ Ø Ô ÓÐÝØÓÔ ÓÙÒ Ý ØÛ ÐÚ Ö ÓÑ Ø×̧ Û ÔÔ Ö Ò Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o3⁄4o o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o¿o1⁄2 Å Ö ÓÑ Ó ÖÓÒ Ó Û Ø 1⁄2 × ÙÒ Ú Ö× Ð ÓÚ Ö ÓÖ ÐÐ × Ø× Ë Ê ¿ Ó Ñ Ø Ö 1⁄2o ÁÒ ÓØ Ö ÛÓÖ ×̧ × Ø Ó Ñ Ø Ö 1⁄2 Ò ¿1×Ô Ò ÓÚ Ö Ý Ö ÓÑ Ó ÖÓÒ Û Ó× ÓÔÔÓ× Ø × Ö 1⁄2 ÙÒ Ø Ô ÖØo Ä Ø ¦ Ê Ò Ö ÙÐ Ö × ÑÔÐ Ü Ó 1Ð Ò Ø 1⁄2̧ Û Ø Ú ÖØ × Ú 1⁄2 Ú Ò·1⁄2 o Ì Ò Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ò́Ò ·1⁄2 μ 3⁄4 Ô Ö ÐÐ Ð ×ØÖ Ô× Ë Ó Û Ø 1⁄2̧ Û Ö Ë × ÓÙÒ Ý Ø ́Ò 1⁄2μ1ÔÐ Ò × ÓÖØ Ó ÓÒ Ð ØÓ Ø × Ñ ÒØ Ú Ú Ô ×× Ò Ø ÖÓÙ Ø Ú ÖØ × Ú Ò Ú ́ μ̧ × Ö Ñ Ò× ÓÒ Ð Ò ÐÓ Ó Ø Ö ÓÑ Ó 1 ÖÓÒo ÁØ × ×Ý ØÓ × Ø Ø Ø × × Ùר ÒÓØ Ö × Ö ÔØ ÓÒ Ó Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ Í Ò Ø Ø Û ÒÓ Ù Ò Ø Ö Ò ÈÖÓ Ð Ñ 1⁄2 o3⁄4o o ÇÆÂ ÌÍÊ 1⁄2 o¿o3⁄4 Å Ú3× ÓÒ ØÙÖ Å Ì ÔÓÐÝØÓÔ Í Ò × ÙÒ Ú Ö× Ð ÓÚ Ö Ò Ê Ò o ÁÒ ÓØ Ö ÛÓÖ ×̧ ÓÖ × Ø Ë Ê Ò Ó Ñ Ø Ö 1⁄2̧Ø Ö Ü ×Ø× Ò ×ÓÑ ØÖÝ Á Ê Ò Ê Ò ×Ù Ø Ø Ë Á́Í Ò μo Ì Ö Ð Ú Ò Ó Ø Å Ú ÓÒ ØÙÖ ÓÖ Ø Ò Ö Ð ÓÖ ×Ù ÔÖÓ Ð Ñ × Ó Ú ÓÙ× × Ò Ò ÐÓÛ Ñ Ò× ÓÒ× ̧ 3⁄4 Ò ¿̧ Ø ×ÓÐ ÙØ ÓÒ× Û Ö × ÓÒ Ø ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ Ó ×Ù Ø Ð ÙÒ Ú Ö× Ð ÓÚ Ö×o ́ÆÓØ Ø Ø Ø × Ó Ø ÓÖ ×Ù Ô ÖØ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ × ×Ø ÐÐ ÓÔ Ò μ Ì ÓÐ ÐÓÛ Ò × ØÖÓÒ Ö ÓÒ ØÙÖ × Ý Ø ÒÓØ Ö Ü ÑÔÐ Ó ØÓÔÓÐÓ Ð ×Ø Ø Ñ ÒØ Û Ø ÔÓØ ÒØ ÐÐÝ ÒØ Ö ×Ø Ò ÓÒ× ÕÙ Ò × Ò × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ o ÇÆÂ ÌÍÊ 1⁄2 o¿o¿ ÀÅË1⁄43⁄4 Ä Ø Ë Ò 1⁄2 Ê Ò Ó ÙÒ Ø ÓÒ̧ Ò Ð Ø ¦ Ò Ê Ò Ö ÙÐ Ö × ÑÔÐ Ü Ó © 2004 by Chapman & Hall/CRC 317
¿1⁄2 Êo Ìo Ú Ð Ú 1Ð Ò Ø 1⁄2̧ Û Ø Ú ÖØ × Ú 1⁄2 Ú Ò·1⁄2 o Ì Ò Ø Ö Ü ×Ø× Ò ÓÖØ Ó ÓÒ Ð Ð Ò Ö Ñ Ô 3⁄4 ËḈÒμ ×Ù Ø Ø Ø Ò́Ò ·1⁄2 μ 3⁄4 ÝÔ ÖÔÐ Ò × À 1⁄2 Ò ·1⁄2 ̧ Ö ÓÒ ÙÖÖ ÒØ̧ Û Ö À Ü 3⁄4 Ê Ò Ü ́Ú Ú μ ́ ́Ú Ú μμ o ÃÙÔ Ö Ö × ÓÛ Ò ÃÙÔ Ø Ø̧ ÙÒÐ Ø × × Ò 3⁄4 Ò Ò ¿ ̧ Ó Ö Ò Ø Ö × ÓÑÓÐ Ó ÐÐÝ Ò Ú Ò ÒÙÑ Ö Ó ×ÓÑ ØÖ × Á Ê Ò Ê Ò ×Ù Ø Ø Ë Á́Í Ò μ Ó Ö Ú Ò × Ø Ë Ó ÓÒר ÒØ Û Ø o ÃÙÔ Ö Ö × ÓÛ Ø Ø Ø Å Ú ÓÒ ØÙÖ Ò Ö Ù ́ ×× ÒØ ÐÐÝ Ò Ø ×Ô Ö Ø Ó Ø Ë»ÌÅ1× Ñ μ ØÓ Ø ÕÙ ×Ø ÓÒ Ó Ø Ü ×Ø Ò Ó 1 ÕÙ Ú Ö ÒØÑ Ô ËḈÒμ Î Ò 1⁄4 ̧ Û Ö × Ö ÓÙÔ Ó ×ÝÑ Ñ ØÖ × Ó Ø ÖÓÓØ ×Ý× Ø Ñ Ó ØÝÔ Ò Ò Ø Ø ×Ø ×Ô Î × Ò Ò́Ò 1⁄2μ 3⁄41 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó o Ì Ø Ø Ø ×Ù Ñ Ô Ü ×Ø× Ò ÓÒÐ Ý Ò ÑÝ Ò Ò Ø ÓÒ Ø Ø Ø Å Ú ÓÒ ØÙÖ × Ð× Ò Ö Ñ Ò× ÓÒ×o 1⁄2 o¿o3⁄4 ÃÆ ËÌ Ê3Ë ÈÊÇ Ä Å ÃÒ ×Ø Ö3× ÔÖÓ Ð Ñ × ÓÒ Ó Ø ÓÐ ÓÒ ØÙÖ × Ó × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ Û Ø ×Ø Ò Ø ØÓÔÓÐÓ Ð ­ ÚÓÖo Ì ÓÒ ØÙÖ × ÒÓÛ ÒÓÛÒ ØÓ Ð× Ò Ò Ö Ð̧ ÙØ Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ö Ñ Ò× ÓÔ Ò Ò Ñ ÒÝ Ò Ø Ö ×Ø Ò ×Ô Ð × ×o ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o¿o ÃÒ ×Ø Ö3× ÔÖÓ Ð Ñ ÃÒ Ú Ò ¬Ò Ø ×Ù × Ø Ë × 1⁄2 × Ë Ò Ó Ø Ò1×Ô Ö ̧ Ø ÖÑ Ò Ø ÓÒ 1 Ø ÓÒ× ÓÒ Ò Ò ×Ó Ø Ø ÓÖ ÓÒØ ÒÙÓÙ× Ñ Ô Ë Ò Ê Ñ Ø Ö Û ÐÐ Ü ×Ø Ò ×ÓÑ ØÖÝ Ç 3⁄4 ËḈÒ ·1⁄2 μÛ Ø ́Ç ́× 1⁄2 μμ ́Ç ́× 3⁄4 μμ ́Ç ́× μμ ÃÒ ×Ø Ö ÓÖ Ò ÐÐÝ ÓÒ ØÙÖ Ø Ø ×Ù Ò ×ÓÑ ØÖÝ Ç ÐÛ Ý× Ü ×Ø× Ò Ñ ·3⁄4 o ÂÙר × Ò Ø × Ó Ø ÓÖ× Ù ÔÖÓ Ð Ņ̃ Ø ¬Öר ÓÙÒØ Ö Ü ÑÔÐ × ØÓÓ ÐÓÒ Ø Ñ ØÓ ÔÔ Öo Îo Å Ú Å ̧ Å 1⁄4 ̧ Ò ×ÓÑ Û Ø Ð Ø Ö Ão Ò Ó Ò Ëo Ó ØÝ ̧ × ÓÛ Ø Ø Ø ÓÒ Ø ÓÒ Ò Ñ · 3⁄4 × ÒÓØ ×ÙÆ ÒØ Ø ÓÖ Ò Ð × Ø Ë × ×ÙÆ ÒØÐ Ý ­ Øo ÁÒ ̧ Ïo Ò ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ò Û ÓÙÒØ Ö Ü ÑÔÐ × ÓÒ¬ÖÑ Ò Ø Ø Ø ́ÓÖ Ò Ðμ ÃÒ ×Ø Ö ÓÒ ØÙÖ × Ð× ÓÖ ÐÐ Ò Ñ 3⁄4o Ì Ø Ø Ø ÃÒ ×Ø Ö3× ÓÒ ØÙÖ × Ð× Ò Ò Ö Ð Ó × ÒÓØ ÖÙÐ ÓÙØ Ø ÔÓ×× Ð ØÝ Ø Ø ÓÖ ×ÓÑ ×Ô Ð ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ë Ë Ò Ø Ò×Û Ö × ×Ø ÐÐ ÔÓ× Ø Ú o Ì × Û Ö Ë × Ø × Ø Ó Ú ÖØ × Ó Ö ÙÐ Ö × ÑÔÐ Ü Ò Ë Ò × Ó ×Ô Ð ÒØ Ö ×Ø × Ò Ø Ö ØÐÝ Ò Ö Ð Þ × Ø ÓÖ ×Ù 1ÍÐ Ñ Ø ÓÖ Ño ÉÙ ×Ø ÓÒ× ÐÓ× ÐÝ Ö Ð Ø ØÓ ÃÒ ×Ø Ö3× ÓÒ ØÙÖ Ö Ø ÔÖÓ Ð Ñ× Ó Ò× Ö Ò ÓÖ Ö ÙÑ× Ö Ò Ô ÓÐÝ Ö ØÓ ÓÒÚ Ü Ó × Ò Ê Ò × ÀÅË1⁄43⁄4̧ ÃÙÔ o o ÃÙ1 Ô Ö Ö Ó × ÖÚ Ø Ø ÓØ Ø Ö ÙÑ× Ö ÔØ ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ ÓÒ× Ø ÒØ1Û Ø Ó × Ò ÃÒ ×Ø Ö3× ÔÖÓ Ð Ñ Ö ×Ô Ð × × Ó Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÔÖÓ Ð Ño ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o¿o ÃÙÔ Ú Ò ¬Ò Ø × Ø Ì Ó ÔÓ ÒØ× ÓÒ Ë 1⁄2 Ò Ð Ò Ö ×Ù ×Ô Ä Ó Ø ×Ô Ó ÐÐ ÙÒ Ø ÓÒ× ÖÓÑ Ì ØÓ Ê Ò ̧ ̧ ÓÖ ÓÒØ ÒÙ ÓÙ× ÙÒ Ø ÓÒ Ë 1⁄2 Ê Ò ̧ Ø Ö × Ò ×ÓÑ ØÖÝ Ç ×Ù Ø Ø Ø Ö ×ØÖ Ø ÓÒ Ó Æ Ç ØÓ Ì × Ò Ð Ñ ÒØ Ó Äo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 318
ÔØ Ö 1⁄2 Ì ÓÔÓÐÓ Ð Ñ Ø Ó × ¿1⁄2 1⁄2 o ÌÎ Ê Ê 1Ì È ÌÀ ÇÊ ÅË Æ ÌÀ ÁÊ ÈÈÄÁ ÌÁÇÆË Ú ÖÝ ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó × Ú Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò Ò Ô ÖØ Ø ÓÒ ÒØÓ Ø Ö ÒÓÒ Ñ ÔØÝ ̧ × Ó ÒØ ×Ù × Ø× ×Ó Ø Ø Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ÓÒÚ Ü ÙÐ Ð× Ú ÒÓÒ Ñ ÔØÝ Ò Ø Ö× 1 Ø ÓÒo Á Û Ø ÛÓ ÑÓÖ ÔÓ ÒØ× Ò ÓÐ ÓÖ ÐÐ Ø ÔÓ ÒØ× Û Ø Ø Ö ÓÐ ÓÖ× ×Ó Ø Ø ÓÐÓÖ × ÕÙ ÐÐÝ Ö ÔÖ × ÒØ ̧ Ø Ò Ø Ö Ü ×Ø× Ô ÖØ Ø ÓÒ Ó Ø × × Ø Ó Ò Ò ÓÐ ÓÖ ÔÓ ÒØ× ÒØÓ Ø Ö ÑÙÐØ ÓÐ ÓÖ Ø Ö 1ÔÓ ÒØ× Ø ×× Ù Ø Ø Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ÑÙÐ Ø ÓÐÓÖ ØÖ Ò Ð × Ú ÒÓÒ Ñ ÔØÝ Ò Ø Ö× Ø ÓÒo ËÓÑ Ø Ò × Ñ Ð Ö × Ô Ó×× Ð Ò ¿1× Ô ̧ ÙØ Ø × Ø Ñ Û Ò ¬Ú ÔÓ ÒØ× Ó ÓÐÓÖ Ò ÓÖ Ö ØÓ Ù Ö ÒØ Ô ÖØ Ø ÓÒ Ó Ø × Ò o ÁÒ × ÓÖ Ø̧ Ú Ò ÓÒר ÐÐ Ø ÓÒ Ó ¬Ú ÐÙ ̧ ¬Ú Ö ̧ Ò ¬Ú Ý Ð ÐÓÛ ×Ø Ö× Ò ×Ô ̧ Ø × ÐÛ Ý× ÔÓ×× Ð ØÓ ÓÖÑ Ø Ö Ú ÖØ Ü1 × Ó ÒØÑ ÙÐØ ÓÐ1 ÓÖ ØÖ Ò Ð × Û Ø ÒÓÒ ÑÔØÝ Ò Ø Ö× Ø ÓÒo Ì × Ö Ø × ÑÔÐ ×Ø ÒÓÒØÖ Ú Ð × × Ó Ø ÌÚ Ö Ö 1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ×̧ Û ̧ ØÓ Ø Ö Û Ø Ø Ö ÓÒ× ÕÙ Ò × Ò ÑÓ× Ø ÑÔÓÖØ ÒØ ÔÔÐ Ø ÓÒ×̧ Ö × ÓÛÒ Ò ÙÖ 1⁄2 o o1⁄2o ÓÒØ ÒÙÓÙ× ÌÚ Ö Ö Ø ÓÖ Ñ ÆÒ ÌÚ Ö Ö Ø ÓÖ Ñ ËÔÐ ØØ Ò Ò Ð × ÓÑÑ ÓÒ ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× Ò Ø ÌÚ Ö Ö 1Î Ö ÔÖÓ Ð Ñ Ì ÓÔÓÐÓ Ð Ò Ü Ø ÓÖÝ Ó ÐÓÖ ÌÚ Ö Ö Ø ÓÖ Ñ×̧ ØÝÔ ÓÐÓ Ö ÌÚ Ö Ö Ø ÓÖ Ñ×̧ ØÝÔ À ÐÚ Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ò Ø 1× Ø ÔÖÓ Ð Ñ ÈÓ ÒØ × Ð Ø ÓÒ× Ò Û ̄1Ò Ø× À Û Ö1 ÖÙÒÒ Ö ́Ô Õ μ1ÔÖÓ Ð Ñ ÓÑ Ò ØÓÖ × Ó ×× Ó Ö ÓÑÔÐ Ü × ̈ ̈ ̈ À À À Á ÍÊ 1⁄2 o o1⁄2 ÌÚ Ö Ö 1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ×o Ä ÇËË Ê ÌÚ Ö Ö 1ØÝ Ô ÔÖ Ó Ð Ñ ÔÖÓ Ð Ñ Ò Û ¬Ò Ø × Ø Ê × ØÓ Ô ÖØ 1 Ø ÓÒ ÒØÓ ÒÓÒ ÑÔØÝ ̧ × Ó ÒØ Ô × 1⁄2 Ô ̧ ÔÓ×× ÐÝ ×Ù Ø ØÓ ×ÓÑ ÓÒ1 ×ØÖ ÒØ× ̧ ×Ó Ø Ø Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ÓÒÚ Ü ÙÐÐ× ÓÒÚ́ μ Ô 1⁄2 ÒØ Ö× Øo ÓÐ ÓÖ× × Ø Ó ·1⁄2 ÓÐÓÖ × × ÓÐÐ Ø ÓÒ 1⁄4 Ó × Ó ÒØ ×Ù × Ø× Ó Ê ̧ o × Ø Ê × ÑÙÐØ ÓÐ ÓÖ Ø ÓÒØ Ò× ÔÓ ÒØ ÖÓÑ Ó Ø × Ø× Ò Ø × × ÓÒÚ × ÐÐ Ö Ò ÓÛ × ÑÔÐ Ü ́ÔÓ×× ÐÝ Ò Ö Ø μo Ì ÝÔ Ò Ì ÝÔ ÓÐÓÖ ÌÚ Ö Ö ÔÖÓ Ð Ñ× Ö Ó ØÝÔ ÓÖ ØÝÔ 1 Ô Ò Ò ÓÒ Û Ø Ö ÓÖ ́Ö × Ôoμ̧ Û Ö ·1⁄2 × Ø Ò ÙÑ Ö Ó ÓÐÓÖ×o ÌÚ Ö Ö ÒÙÑ Ö× Ì ́Ö μ̧ Ì ́Ö μ Ì ́Ö μ × Ø Ñ Ò Ñ Ð × Þ Ó Ó Ø ÓÐÓÖ × 1⁄4 ̧ Ø Ø Ù Ö ÒØ × Ø Ø Ø Ö ÐÛ Ý× Ü ×Ø Ö ÒØ Ö× Ø Ò Ö Ò ÓÛ × ÑÔÐ ×o Ì ́Ö μ Ì ́Ö μo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 319
¿3⁄41⁄4 Êo Ìo Ú Ð Ú 1⁄2 o o1⁄2 ÅÇÆÇ ÀÊÇÅ ÌÁ ÌÎ Ê Ê ÌÀ ÇÊ ÅË ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o1⁄2 ÆÒ ÌÚ Ö Ö Ì ÓÖ Ñ ÌÚ Ú ÖÝ × Ø Ã ́Õ 1⁄2μ́ ·1⁄2μ 1⁄4 Ê Û Ø ́ · 1⁄2μ́Õ 1⁄2μ·1⁄2 Ð Ñ ÒØ× Ò Ô ÖØ Ø ÓÒ ÒØÓ Õ ÒÓÒ ÑÔØÝ̧ × Ó ÒØ ×Ù × Ø× à 1⁄2 Ã Õ ×Ó Ø Ø Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ÓÒÚ Ü ÙÐ Ð× Ú ÒÓÒ ÑÔØÝ ÒØ Ö× Ø ÓÒ Õ 1⁄2 ÓÒÚ́ à μ ́Ì ×Ô Ð × Õ 3⁄4 × Ê ÓÒ3× Ø ÓÖ Ñ × ÔØ Ö oμ ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o3⁄4 ÓÒØ ÒÙÓÙ× ÌÚ Ö Ö Ì ÓÖ Ñ ËË 1⁄2 Ä Ø ¡ Ñ ÒÑ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ Ü Ò ××ÙÑ Ø Ø Õ × ÔÖ Ñ ÒØ Öo Ì Ò ÓÖ Ú ÖÝ ÓÒØ ÒÙ ÓÙ× Ñ Ô ¡ ́Õ 1⁄2μ́ ·1⁄2μ Ê Ø Ö Ü ×Ø Ú ÖØ Ü1 × Ó ÒØ × ¡ Ø 1⁄2 ¡ Ø Õ ¡ ́Õ 1⁄2μ́ ·1⁄2μ ×Ù Ø Ø Ì Õ 1⁄2 ́¡ Ø μ o ÈÈÄ Á Ì ÁÇÆË Æ Ê Ä Ì Ê ËÍÄ ÌË Ì ÆÒ ÌÚ Ö Ö Ø ÓÖ Ñ Û × ÔÖÓÚ Ý À Ð ÌÚ Ö Ö Ò 1⁄2 o Ì ÓÒØ ÒÙÓÙ× ÌÚ Ö Ö Ø ÓÖ Ņ̃ ÔÖÓÚ Ý Ö ÒÝ ̧Ë Ð Ó × ÑÒ ̧ Ò ËÞÙ ×̧ Ö Ù × ØÓ Ø ÆÒ Ú Ö× ÓÒ × Ò ÆÒ ́× ÑÔÐ Ðμ Ñ Ôo ÁØ × ÒÓØ ÒÓÛ Ò Ø × Ö ×ÙÐ Ø Ö Ñ Ò× ØÖÙ ÓÖ Ö ØÖ ÖÝ Õ̧ ÐØ ÓÙ × Ú Ö Ð ÙØ ÓÖ× Ú Ò Ô Ò ÒØÐÝ ÓÒ¬ÖÑ Ø × Õ × ÔÖ Ñ ÔÓÛ Ö × Ú ÓÖ ×ØÓÖ Ð ÓÙÒØo ËÓÑ Ó Ø Ö Ð Ú ÒØ Ö Ö Ò × ÓÖ Ø × ØÛÓ Ø ÓÖ Ñ× Ò Ø Ö ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ö Ö ¿̧ Ó ̧ Ë Ö 3⁄4̧ ¿̧Î ÓÐ ̧ Ú ̧Å Ø 1⁄4 3⁄4 ̧ Å Ø1⁄4¿ o Ì ÓÐ ÐÓÛ Ò Ò Ð 1× ÔÐ ØØ Ò Ø ÓÖ Ñ Ó ÆÓ ÐÓÒ × Ú ÖÝ Ò ÔÔÐ 1 Ø ÓÒ Ó Ø ÓÒØ ÒÙÓÙ× ÌÚ Ö Ö Ø ÓÖ Ño ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o¿ ÐÓ ××Ù Ñ Ø Ø Ò ÓÔ Ò Ò Ð × × Ó ÓÐÓÖ ̧ 1⁄2 Ø̧ 3⁄4o Ì Ò Ø × ÔÓ×× Ð ØÓ ÙØ Ø × Ò Ð Ø Ǿ 1⁄2μ ÔÐ × Ò ×× Ñ Ð Ø Ö ×ÙÐ Ø Ò ÒØ ÖÚ Ð× ÒØÓ ÓÐÐ Ø ÓÒ ×̧ ÓÒØ Ò Ò Ü ØÐÝ × Ó ÓÐÓÖ o Ê Å Êà 1⁄2 o o Ì ÔÖÓ Ó Ó Ø Ò Ð 1× ÔÐ ØØ Ò Ø ÓÖ Ñ ÔÖÓÚ × Ú ÖÝ Ò Ü ÑÔÐ Ó Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ Ó Ø Ë»ÌÅ × Ñ ́Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o1⁄2μo ÓÒØ ÒÙÓÙ× ÑÓ Ð Ó Ò Ð × Ò ÒØ ÖÚ Ð 1⁄4 1⁄2 ØÓ Ø Ö Û Ø Ñ ×ÙÖ Ð ×Ù × Ø× 1⁄2 Ö ÔÖ × ÒØ Ò × Ó « Ö ÒØ ÓÐÓÖ ×o ÁØ × Û ÐÐ ÒÓÛÒ Ø Ø Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô Ó ÐÐ × ÕÙ Ò × 1⁄4 Ü 1⁄2 Ü Ñ 1⁄2 ר Ñ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ Ü̧ Ò Ø ØÓØ Ð ØÝ Ó ÐÐ Ñ1 ÙØ× Ó Ò Ð × ÒØ ¬ Û Ø Ò Ñ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ Ü ¦o Ú Ò ÙØ 3⁄4 ¦̧ Ø ×× Ñ Ð Ò Ó Ø Ö ×ÙÐ Ø Ò ×Ù ÒØ ÖÚ Ð× Á 1⁄4 ́ μ Á Ñ ́ μÓ 1⁄41⁄2 ÒØÓ ÓÐÐ Ø ÓÒ× × Ø ÖÑ Ò Ý ÙÒ Ø ÓÒ Ñ ·1⁄2 o À Ò ̧ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô ××Ó Ø ØÓ Ø Ò Ð 1× ÔÐ ØØ Ò ÔÖÓ Ð Ñ × Ó Ø Ò Ý ÐÙ Ò ØÓ Ø Ö Ñ1× ÑÔÐ × ¦ ̧ ÓÒ ÓÖ ÙÒ Ø ÓÒ 3⁄4 ÙÒ́ Ñ ·1⁄2 μo Ì ÓÑÔÐ Ü Ñ Ó Ø Ò Ý Ø × ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ ØÙÖ Ò× ÓÙØ̧ Ò Ø̧ ØÓ ÚÖÝ ÑÔÓÖØ ÒØ Ü ÑÔÐ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 320
ÔØ Ö 1⁄2 Ì ÓÔÓÐÓ Ð Ñ Ø Ó × ¿3⁄41⁄2 Ó ÓÑ ÔÐ Ü Ó Ø Ò ÖÓÑ × ÑÔÐ Ü Ý Ð Ø Ó Ò ÓÔ Ö Ø ÓÒo Ì Ö Ö × Ö ÖÖ ØÓ Å Ø1⁄4¿ Ò Ú ÓÖ Ø Ð× ÓÙØ Ø ÖÓÐ Ó ́ Ð Ø μ Ó Ò× Ò ÓÑ Ò ØÓÖ ×o Ò ÒØ Ö ×Ø Ò ÓÒÒ Ø ÓÒ × Ñ Ö Ö ÒØÐ Ý ØÛ Ò Ñ1× Ò Û 1 Ò ÌÚ Ö Ö 1ØÝÔ ÔÖÓ Ð Ñ×o Ò Ü ÑÔÐ Ó Ø × × Ø ×Ó1 ÐÐ ÌÚ Ö Ö 1Î Ö ÓÒ1 ØÙÖ ̧ Û Ò ÓÖÔÓÖ Ø × ÓØ Ø ÒØ Ö ØÖ Ò×Ú Ö× Ð Ø ÓÖ Ñ ́Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o3⁄4o μ Ò Ø ́ ÆÒ μ ÌÚ Ö Ö Ø ÓÖ Ñ Ò × Ò Ð Ò Ö Ð ×Ø Ø Ñ ÒØo ÇÆÂ ÌÍÊ 1⁄2 o o ÌÎ ¿ ××Ù Ñ Ø Ø 1⁄4 1⁄2 Ò Ð Ø Ë 1⁄4 Ë 1⁄2 Ë ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ¬Ò Ø × Ø× Ò Ê Ó Ú Ò Ö Ò Ð Ø × Ë ́ Ö 1⁄2μ́ ·1⁄2 μ·1⁄2 1⁄41⁄2 o Ì Ò Ë Ò ×ÔÐ Ø ÒØÓ Ö ÒÓÒ ÑÔØÝ × Ø×̧ Ë 1⁄2 Ë Ö ̧ ×Ó Ø Ø ÓÖ ×ÓÑ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÆÒ ×Ù ×Ô Ê Ó ÒÚ́Ë μ ÓÖ ÐÐ Ò 1⁄4 1⁄2 Ö o Ì × ÓÒ ØÙÖ Û × ÓÒ¬ÖÑ Ò Ú ÓÖ Ø × Û Ö ÓØ Ò Ö Ó ÒØ Ö× Ò Ö Õ ÓÖ ̧ Û Ö Õ × Ò Ó ÔÖ Ñ ÒÙÑ Öo Ê ÒØÐ Ý Ëo Î Ö ÓÒ¬Ö Ñ Ø × ÓÒ ØÙÖ Ð×Ó Ò Ø × Ö 1⁄2 Ö 3⁄4 Î Ö 1⁄4¿ o Ì ÜÔ Ó× ØÓÖÝ ÖØ Ð Ã Ð1⁄41⁄2 × Ö ÓÑÑ Ò × × ÓÙÖ Ó Ø ÓÒ Ð Ò ÓÖ1 Ñ Ø ÓÒ ÓÙØ ÌÚ Ö Ö 1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ× ÒÓØ ÓÚ Ö Ö o ÖÓÑ ÑÓÒ Ã Ð 3× Ô ÓÒ ØÙÖ ×̧ ÙØ ÙÐ Ú × ÓÒ× ̧ Ò ÙÒ ÜÔ Ø Ô Ó×× Ð ÓÒÒ Ø ÓÒ× ́ o o̧ Û Ø Ø 1 ÓÐÓÖ Ø ÓÖ Ñμ̧ Û × Ð Ø Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ÓÒ ØÙÖ o ÇÆÂ ÌÍÊ 1⁄2 o o o à Р́1⁄2 μ Ú Ò × Ø Ê ̧ Ð Ø Ì Ö ́ μ Ø × ØÓ Ð ÐÔ Ó ÒØ× Ò Ê Ø Ø ÐÓÒ ØÓ Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ö Ô ÖÛ × × Ó ÒØ ×Ù × Ø× Ó o Ý ÓÒÚ ÒØ ÓÒ Ð Ø Ñ́ μ 1⁄2o Ì Ò Ö 1⁄2 Ñ́Ì Ö ́ μμ 1⁄4 1⁄2 o o3⁄4 ÇÄÇÊ ÌÎ Ê Ê ÌÀ ÇÊ ÅË Ä Ø Ì ́Ö μ Ø Ñ Ò Ñ Ð ÒÙÑ Ö Ø ×Ó Ø Ø ÓÖ Ú ÖÝ ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÓÐÓÖ× 1⁄4 Û Ø Ø ÔÖ ÓÔ ÖØÝ Ø ÓÖ ÐÐ 1⁄4 ̧ Ø Ö Ü ×Ø Ö ÑÙÐ 1 Ø ÓÐ ÓÖ × Ø× 1⁄4 ̧ 1⁄2 Ö ̧ Ø Ø Ö Ô ÖÛ × × Ó ÒØ ÙØ Û Ö Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò Ö Ò ÓÛ × ÑÔÐ × ÓÒÚ Ú ÒÓÒ Ñ ÔØÝ Ò Ø Ö× Ø ÓÒ̧ Ì Ö 1⁄2 o Ì ÓÐ ÓÖ ÌÚ Ö Ö ÔÖÓ Ð Ñ × ØÓ ר Ð × Ø Ü ×Ø Ò Ó ̧ Ò Ø Ò ØÓ Ú ÐÙ Ø ÓÖ ×Ø Ñ Ø ̧ Ø ÒØ Ö Ì Ì ́Ö μo Ì × × Ò Ö Ö Ð Ø ̧ ÙØ Ø Ö × Ð×Ó Ò ×× ÒØ Ð « Ö Ò o ÁÒ Ø × ̧ ÔÖÓÚ Ø × Ð Ö ÒÓÙ ̧ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÒØ Ö× Ø Ò Ö Ò ÓÛ × ÑÔÐ × Ò Ö ØÖ Ö ÐÝ Ð Ö o ÁÒ Ø × ̧ ÓÖ Ñ Ò× ÓÒ Ö × ÓÒ×̧ ÓÒ ÒÒÓØ ÜÔ Ø ÑÓÖ Ø Ò Ö ́ μ Ò Ø Ö× Ø Ò 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ö Ò ÓÛ × ÑÔÐ ×o Ì × × Ø Ö ×ÓÒ Û Ý ÓÐÓÖ ÌÚ Ö Ö Ø ÓÖ Ñ× Ö Ð ×× ¬ × ØÝÔ ÓÖ ØÝÔ ̧ Ô Ò Ò ÓÒ Û Ø Ö ÓÖ o ÁÒ Ø ØÝÔ × ̧ Û Ö Ì ́Ö μ × Ö Ú Ø × ÑÔÐ Ý × Ì ́Ö μ̧ Ø × ×Ý ØÓ × Ø Ø ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÓÖ Ø × ÙÒ Ø ÓÒ × Öo ÁØ × ÓÒ ØÙÖ Ø Ø Ø × ÐÓÛ Ö ÓÙÒ × ØØ Ò © 2004 by Chapman & Hall/CRC 321
¿3⁄43⁄4 Êo Ìo Ú Ð Ú ÇÆÂ ÌÍÊ 1⁄2 o o ́ÌÝÔ μ Ä 3⁄4 Ì ́Ö μ Ö ÓÖ ÐÐ Ö Ò o Ì × ÓÒ ØÙÖ × Ò ÓÒ¬ÖÑ ÓÖ Ö 3⁄4 Ò ÓÖ 3⁄4 Ä 3⁄4 o Ì ÓÐÓÖ ÌÚ Ö Ö ÔÖÓ Ð Ñ ́ØÝ Ô μÛ × ÓÖ Ò ÐÐÝ ÓÒ ØÙÖ Ò × Ò × ØÓ ÓÐ ÓÖ × ÓÐÚ Ò ÑÔÓÖØ ÒØ ÔÖÓ Ð Ñ× Ó ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ ́× Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o o¿μo Ì Û ÓÖÑ Ó Ø ÓÒ ØÙÖ ̧ Ì ́Ö μ ·1⁄2 Ä 1⁄4 ̧ × ÐÖ Ý Ö ÖÓÑ Ó Ú ÓÙ×o Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò Ø ÓÖ Ñ Ó Ú Ð Ú Ò Î Ö ́× Ö ¿̧ Å Ø1⁄4¿̧ Ú μ ÔÖ ÓÚ × Ø ×Ø ÓÙÒ × ÒÓÛÒ Ò Ø Ò Ö Ð × o ÁØ ÑÔÐ × Ø Ø Ì ́Ö μ Ö ¿ ÓÖ ÐÐ Ö Ò o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o ́ÌÝÔ μ Î 3⁄4 ÓÖ Ú ÖÝ ÒØ Ö Ö Ò Ú ÖÝ ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ·1⁄2 × Ó ÒØ × Ø× ́ ÓÐÓÖ × μ 1⁄4 1⁄2 Ò Ê ̧ Ó Ö Ò Ð ØÝ Ø Ð ×Ø Ö ¿̧ Ø Ö Ü× ØÖ × Ó ÒØ̧ ÑÙÐ Ø ÓÐ ÓÖ ×Ù × Ø× Ë Ë 1⁄4 ×Ù Ø Ø Ö 1⁄2 ÓÒÚ Ë Á Ö × ÔÓÛ Ö Ó ÔÖ Ñ ÒÙÑ Ö Ø Ò Ø ×ÙÆ × ØÓ ××ÙÑ Ø Ø Ø × Þ Ó Ó Ø ÓÐ ÓÖ× × Ø Ð ×Ø 3⁄4Ö 1⁄2o ÁÒ ÓØ Ö ÛÓÖ ×̧ Ì ́Ö μ 3⁄4Ö 1⁄2 Ö × ÔÖ Ñ ÔÓÛ Ö Ò Ì ́Ö μ Ö ¿ Ò Ø Ò Ö Ð × o ÁÒ Ø ØÝÔ × ̧ Ð Ø Ù× ×× ÙÑ Ø Ø Ö ́ μ̧ Û × Ò ×× ÖÝ ÓÒ Ø ÓÒ ÓÖ ÓÐÓÖ ÌÚ Ö Ö Ø ÓÖ Ñ Ó ØÝÔ o ÇÆÂ ÌÍÊ 1⁄2 o o ́ÌÝÔ μ Ì ́Ö μ 3⁄4 Ö 1⁄2o Ì Ö Ü ×Ø Ü ÑÔÐ × × ÓÛ Ò Ø Ø Ì ́Ö μ 3⁄4Ö 1⁄2o Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò Ø ÓÖ Ñ Î ̧ Ú ÓÒ¬Ö Ñ× ÓÒ ØÙÖ 1⁄2 o o ÓÚ ÓÖ Ø × Ó ÔÖ Ñ ÔÓÛ Ö Öo ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o1⁄21⁄4 ́ ÌÝÔ μ Ä Ø 1⁄4 ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ·1⁄2 × Ó ÒØ ¬Ò Ø × Ø× ́ ÓÐ ÓÖ× μ Ò Ê o Ä Ø Ö ÔÖ Ñ ÔÓÛ Ö ×Ù Ø Ø Ö ́ μ Ò Ð Ø Ø 3⁄4Ö 1⁄2o Ì Ò Ø Ö Ü ×Ø Ö ÑÙÐ Ø ÓÐ ÓÖ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ × Ë ̧ 1⁄2 Ö ̧ Ø Ø Ö Ô ÖÛ × Ú ÖØ Ü1 × Ó ÒØ ×Ù Ø Ø Ö 1⁄2 ÓÒÚ Ë Ì Ù×Ù Ð ÔÖ ÓÖ Ù× Ò ØÓÔÓÐÓ Ð ́ ÕÙ Ú Ö ÒØμ Ñ Ø Ó × × Ø ÜØÖ ×1 × ÙÑÔØ ÓÒ Ø Ø Ö × ÔÖ Ñ ÓÖ ÔÓÛ Ö Ó ÔÖ Ñ ÒÙÑ Öo ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ Ø Ö × ÙÐØ× Ó Ø Ò Ý Ø × Ñ Ø Ó × ÓÐ Ò Ö Ø Ö Ò Ö Ð ØÝ Ò Ò ÐÙ ÒÓÒÐ Ò Ö Ú Ö× ÓÒ× Ó Ì ÓÖ Ñ× 1⁄2 o o Ò 1⁄2 o o1⁄21⁄4 × Ú ÓÖ Ø Ð× Ò Ü ÑÔÐ ×o ÅÈÄ 1⁄2 o o1⁄21⁄2 Ì × ÑÔÐ ×Ø Òר Ò Ó Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o1⁄21⁄4 × Ø × 3⁄4̧ 1⁄2̧ Ò Ö 3⁄4o Ì Ò̧ Ò Ø Ò ÓÒÐ Ò Ö Ú Ö× ÓÒ Ó Ø × Ø ÓÖ Ņ̃ Û Ö Ó Ò Þ Ø Û ÐÐ1 ÒÓÛ Ò Ø Ø Ø Ø ÓÑÔÐ Ø Ô ÖØ Ø Ö Ô Ã ¿ ¿ × ÒÓØ ÔÐ Ò Öo Ì × × ÓÒ Ó Ø ÖÐ ×Ø Ö ×ÙÐ Ø× Ò ØÓÔÓÐ Ó Ý̧ ÐÖ Ý ÒÓÛ Ò ØÓ ÙÐ Ö̧ Û Ó ÓÖÑÙ Ð Ø Ø × ÔÖÓ Ð Ñ ÓÙØ Ø Ö ÓÙ× × Ò Ø Ö Û Ð Ð×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 322
ÔØ Ö 1⁄2 Ì ÓÔÓÐÓ Ð Ñ Ø Ó × ¿3⁄4¿ 1⁄2 o o¿ ÈÈÄ Á Ì ÁÇÆË Ç ÇÄÇÊ ÌÎ Ê Ê ÌÀ ÇÊ ÅË Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o ÔÖÓÚ Ò Ö Ð ÓÙÒ Ó Ø ÓÖÑ Ì ́ ·1⁄2 μ · 1⁄2̧ Û ÓÔ Ò Ø ÔÓ×× Ð ØÝÓ Ô Ö Ó Ú Ò Ñ ÒÝ Ò Ø Ö ×Ø Ò Ö × ÙÐØ× Ò × Ö Ø Ò ÓÑ ÔÙ1 Ø Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ o À Ä ÎÁÆ À È ÊÈÄ Æ Ë Æ ÌÀ 1Ë Ì ÈÊÇ Ä Å Ì ÒÙÑ Ö ́Òμ Ó ÐÚ Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ó × Ø Ó × Þ Ò Ò Ê ̧ o o̧ Ø ÒÙÑ Ö Ó ×× ÒØ ÐÐÝ ×Ø Ò Ø ÔÐ Ñ ÒØ× Ó ÝÔ ÖÔÐ Ò Ø Ø ×ÔÐ Ø Ø × Ø Ò Ð ̧ ÓÖ Ò ØÓ Ö ÒÝ ̧ ÙÖ ̧ Ò ÄÓÚ ×Þ Ä 1⁄4 ̧ × Ø ×¬ × ́Òμ ḈÒ ̄ μ Û Ö ̄ Ì ́ ·1⁄2 μ ́ ·1⁄2μ ÈÇÁÆÌ Ë Ä ÌÁÇÆË Æ Ï Ã ̄1Æ ÌË Ì ÕÙ Ú Ð Ò Ó Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ×Ø Ø Ñ ÒØ× Û × ×Ø Ð × Ò Ã 3⁄4 ÓÖ Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o Û × Ô ÖÓÚ o ÓÒ× Ö Ð ÔÖÓ Ö ×× × × Ò Ò Ñ Ò Ø × Ö Å Ø1⁄43⁄4 ̧ Ò « Ö ÒØ Ó Ñ Ò ØÓÖ Ð Ø Ò ÕÙ × ÓÖ Ô ÖÓÚ Ò Ø × ×Ø Ø Ñ ÒØ× Ú Ñ Ö Ò Ø Ñ ÒØ Ñ o ̄ Ï ÓÐÓÖ ÌÚ Ö Ö Ø ÓÖ Ñ Ì ́ ·1⁄2 μ ׬ Ò Øo ̄ ÈÓ ÒØ × Ð Ø ÓÒ Ø ÓÖ Ñ Ì Ö Ü ×Ø× ÓÒר ÒØ × × ̧ Û Ó× Ú ÐÙ 1 Ô Ò × ÓÒ Ø ÓÙÒ ÓÖ Ì ́ ·1⁄2 μ̧ ×Ù Ø Ø Ò Ý Ñ ÐÝ À Ó ́ ·1⁄2μ1 Ð Ñ ÒØ ×Ù × Ø× Ó × Ø Ê Ó × Þ À Ô ·1⁄2 ¡ ÓÒØ Ò× Ô Ö Ð ×Ù Ñ1 ÐÝ À 1⁄4 ×Ù Ø Ø À 1⁄4 Ô × ·1⁄2 ¡ o ́À 1⁄4 × Ô Ö Ð Ì Ë3⁄4À 1⁄4 ÓÒÚ Ë o 1⁄2 ́ μ · 3⁄4 ́ μ̧ Û Ö 1⁄2 ́ μ 1⁄4 Ò 3⁄4 ́ μ Ö ÓÒר ÒØ× Ô Ò Ò ÓÒÐ Ý ÓÒ Ø Ñ Ò× ÓÒ oμ ̄ Ï ̄1Ò Ø Ø ÓÖ Ñ ÓÖ ÒÝ Ê Ø Ö Ü ×Ø× Û ̄1Ò Ø ÓÖ ÓÒÚ Ü × Ø× Û Ø ̄ ́ · 1⁄2μ́1⁄2 1⁄2 ×μ ̧ Û Ö × × × × ÓÚ o ́Ë ÔØ Ö ¿ ÓÖ Ø ÒÓØ ÓÒ Ó ̄1Ò Ø Û ̄1Ò Ø × × Ñ Ð Ö̧ Ü ÔØ Ø Ø Ø Ò ÒÓØ Ô ÖØ Ó oμ ̄ À ØØ Ò × Ø Ø ÓÖ Ñ ÓÖ Ú ÖÝ 1⁄4 Ò ÚÖÝ Ê Ø Ö Ü ×Ø× × Ø Ê Ø Ø Ñ ×× × Ø ÑÓ× Ø ·1⁄2 ¡ × ÑÔÐ × Ó Ò × × Þ 1⁄2 × ̧ Û Ö × × × ÓÚ o ÇÌÀ Ê Ê Ä Ì Ê ËÍÄ ÌË ØÓÔ ÓÐÓ Ð ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô Ø Ø Ö × × Ú Ø Ë»ÌÅ1× Ñ Ò ÔÖÓ Ó × Ó Ì ÓÖ Ñ× 1⁄2 o o Ò 1⁄2 o o1⁄21⁄4 × Ø ×Ó1 ÐÐ ×× Ó Ö Ó ÑÔÐ Ü ¡ Ö Ø ̧ Û Ó Û × Ø× Ò Ñ ØÓ Ø Ø Ø Ø Ø Ò × Ö × Ø ÓÑ ÔÐ Ü Ó ÐÐ ÒÓÒØ Ò ÖÓÓ ÔÐ Ñ ÒØ× ÓÒ Ò Ö ¢ Ø ×× Ó Ö o Ì × × Ò ÒØ Ö ×Ø Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ó Ø Ø Ø Ö × × Ò Ô Ò ÒØÐ Ý × Ø Ó× Ø ÓÑ ÔÐ Ü Ó Ø × ÝÑÑ ØÖ Ö ÓÙÔ̧ × Ø ÓÑ ÔÐ Ü Ó Ô ÖØ Ð Ñ Ø Ò × Ò ÓÑ ÔÐ Ø Ô ÖØ Ø Ö Ô ̧ Ò × Ø ÓÑÔÐ Ü Ó ÐÐ Ô ÖØ Ð Ò Ø Ú ÙÒ Ø ÓÒ× o ÁÒ Ð Ø Ó Ø Ø Ø Ø Ø ÓÒÒ Ø Ú ØÝ Ó ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô × ÔÖÓÔ ÖØÝ Ó ÒØÖ Ð ÑÔÓÖØ Ò ÓÖ ÔÔÐ Ø ÓÒ× ́ o Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o 1⁄2μ̧ ×× Ó Ö ÓÑÔÐ Ü × Ú Ò ×ØÙ ÖÓÑ Ø × ÔÓ ÒØÓ Ú Û Ò ÒÙÑ Ö ÓÙ× Ô Ô Ö× × Ø Ò Ï ÓÖ Ö ÒØ Ú Ò × Ò Ö Ö Ò ×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 323
¿3⁄4 Êo Ìo Ú Ð Ú 1⁄2 o ÌÇÇÄ Ë ÊÇÅ ÉÍÁ Î ÊÁ ÆÌ ÌÇÈÇÄ Ç Ì Ñ Ø Ó Ó ÕÙ Ú Ö ÒØÑ Ô × × ÚÖ× Ø Ð ØÓ ÓÐ ÓÖ Ô ÖÓÚ Ò Ö ×ÙÐ Ø× Ò × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ Ò ÓÑ Ò ØÓÖ ×o ÓÖ Ñ ÒÝ Ö ×ÙÐ Ø× Ø × Ö Ø ÓÒÐ Ý ÔÖÓÓ × Ú Ð Ð o ÕÙ Ú Ö ÒØ Ñ Ô× Ö ØÝÔ ÐÐÝ Ò ÓÙÒØ Ö Ø Ø ¬Ò Ð ×Ø Ó ÔÔÐ Ø ÓÒ Ó Ø Ë»ÌÅ1× Ñ ́Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o1⁄2μo Ä ÇËË Ê 1×Ô ̧ 1 Ø ÓÒ ÖÓÙÔ Ø× ÓÒ ×Ô Ð Ñ ÒØ Ó × ÓÒØ ÒÙÓÙ× ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ Ó Ò ÑÙÐØ ÔÐ Ø ÓÒ Ò ÓÖÖ ×ÔÓÒ × ØÓ ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ Ó ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ×o ÓÖÑ ÐÐÝ ̧ 1 Ø ÓÒ « × ÓÒØ ÒÙÓÙ× Ñ Ô « ¢ ×Ù Ø Ø «́ «́ Üμμ «́ Üμo Ì Ò × ÐÐ 1×Ô Ò «́ Üμ × Ó Ø Ò Ö Ú Ø × ¡ Ü ÓÖ Üo Ö 1 Ø ÓÒ Ò Ø ÓÒ × Ö ¡ Ü Ü ÓÖ ×ÓÑ Ü 3⁄4 ÑÔÐ × ̧Û Ö × Ø ÙÒ Ø Ð Ñ ÒØ Ò o 1 ÕÙ Ú Ö ÒØ Ñ Ô Ñ Ô Ó ØÛÓ 1×Ô × Ò × ÕÙ Ú Ö ÒØ ÓÖ ÐÐ 3⁄4 Ò Ü 3⁄4 ́ ¡ Üμ ¡ ́Ü μo Ó Ö×Ù 1ÍÐ Ñ1ØÝ Ô Ø ÓÖ Ñ ÒÝ Ø ÓÖ Ñ ×Ø Ð × Ò Ø ÒÓÒ Ü ×Ø Ò Ó 1 ÕÙ Ú Ö ÒØ Ñ Ô ØÛ Ò ØÛÓ 1×Ô × Ò o Ò1 ÓÒÒ Ø ×Ô Ô Ø 1 ÓÒÒ Ø Ò × Ñ ÔÐÝ ÓÒÒ Ø ×Ô Û Ø ØÖ Ú Ð ÓÑÓÐ Ó Ý Ò Ñ Ò× ÓÒ× 1⁄2 3⁄4 Ò o Ô Ø 1 ÓÒÒ Ø ×Ô × × Ñ ÔÐÝ ÓÒ1 Ò Ø ÓÖ 1⁄21 ÓÒÒ Ø Ú ÖÝ ÐÓ× ÐÓÓÔ Ë 1⁄2 Ò ÓÖÑ ØÓ ÔÓ ÒØo Ì ÓÐ ÐÓÛ Ò Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ø ÓÖ× Ù 1ÍÐ Ñ Ø ÓÖ Ñ × Ø Ý Ö × ÙÐØ Ù× Ò ÔÖÓ Ó × Ó Ñ ÒÝ ÌÚ Ö Ö 1ØÝÔ ×Ø Ø Ñ ÒØ×o ÆÓØ Ø Ø Ë Ò Ë Ò 1⁄2 ̧ Ò 3⁄4 ̧ Ø ×Ô Ð Þ × ØÓ Ø Ó ÓÖÑ Ó Ø ÓÖ× Ù 1ÍÐ Ñ Ø ÓÖ Ñ Ú Ò Ò Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o3⁄4 ́ ÓÐÐ ÓÛ Ò Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o3⁄4o 3⁄4μo ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o1⁄2 ÓÐ ¿ Ë ÙÔÔÓ× Ò Ö × ÑÔÐ Ð ́ÑÓÖ Ò Ö ÐÐÝ Ïμ ÓÑÔÐ Ü × ÕÙ ÔÔ ÛØ Ø Ö Ø ÓÒ Ó ¬Ò Ø ÖÓÙ Ô ̧ Ò Ø Ø × Ñ1 ÓÒÒ Ø ̧ Û Ö Ñ Ñ o Ì Ò Ø Ö Ó× ÒÓØ Ü ×Ø 1 ÕÙ Ú Ö ÒØ Ñ Ô o Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o1⁄2 × × ØÖÓÒ ÒÓÙ ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ØÝ Ó ÔÔÐ Ø ÓÒ× o Æ Ú ÖØ Ð ××̧ Ò ×ÓÑ × × ÑÓÖ ×ÓÔ ×Ø Ø ØÓÓÐ× Ö Ò o Ø Ó Ô ÓÐÓ Ð Ò Ü Ø ÓÖÝ × ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ø ÓÖÝ ÓÖ 1×Ô × Ø Ø ÐÐ ÓÛ× Ù× ØÓ ÓÒ ÐÙ Ø Ø Ø Ö Ó × ÒÓØ Ü ×Ø 1 ÕÙ Ú Ö ÒØ Ñ Ô Ø 1×Ô × Ó Ð Ö Ö ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ø Ò Ø 1×Ô o Ñ ×ÙÖ Ó ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ó Ú Ò 1×Ô × Ø ×Ó1 ÐÐ ÕÙ Ú Ö ÒØ Ò Ü ÁÒ ́ μo ÁÒ Ò Ö Ð̧ Ò Ò Ü ÙÒ Ø ÓÒ × ¬Ò ÓÒ Ð ×× Ó 1×Ô ×̧ × Ý ÐÐ ¬Ò Ø 1 Ï ÓÑ ÔÐ Ü ×̧ Ò Ø × Ú ÐÙ × Ò ×Ù Ø Ð Ô ÖØ ÐÐÝ ÓÖ Ö × Ø ao ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ 3⁄4 ̧ Ò Ò Ü ÙÒ Ø ÓÒ ÁÒ 3⁄4 ́ μ × ¬Ò × Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÒØ Ö Ò ×Ù Ø Ø Ø Ö Ü ×Ø× 3⁄4 1 ÕÙ Ú Ö ÒØÑ Ô Ë Ò o ÁÒ Ø × × a Æ × Ø ÔÓ× Ø Ó ÒÓÒÒ Ø Ú Ò Ø Ö×o ÆÓØ Ø Ø Ø ÓÖ× Ù 1ÍÐ Ñ Ø ÓÖ Ñ × Ñ ÔÐÝ ×Ø Ø × Ø Ø ÁÒ 3⁄4 ́Ë Ò μ Òo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 324
ÔØ Ö 1⁄2 Ì ÓÔÓÐÓ Ð Ñ Ø Ó × ¿3⁄4 ÈÊÇÈÇËÁÌ ÁÇÆ 1⁄2 o o3⁄4 Å Ø1⁄4¿̧ Ú ÓÖ Ò ÓÒØÖ Ú Ð ¬Ò Ø ÖÓÙÔ ̧ Ø Ö Ü ×Ø× Ò ÒØ Ö1Ú ÐÙ Ò Ü ÙÒ Ø ÓÒ ÁÒ ́¡μ ¬Ò ÓÒ Ø Ð ×× Ó ¬Ò Ø ̧ 1× ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü × ×Ù Ø Ø ́ μ Á ÁÒ ́ μ ÁÒ ́ μ̧Ø Ò 1 ÕÙ Ú Ö ÒØ Ñ Ô Ó × ÒÓØ Ü ×Øo ́ μ Á × ́Ò 1⁄2μ1 ÓÒÒ Ø Ø Ò ÁÒ ́ μ Òo ́ μ Á × Ò Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð̧ Ö 1 ÓÑÔÐ Ü Ø Ò ÁÒ ́ μ Òo ́ Úμ ÁÒ ́ £ μ ÁÒ ́ μ·Á Ò ́ μ·1⁄2 ̧Û Ö £ × Ø Ó Ò Ó ×Ô ×o ÁØ × Ð Ö Ø Ø Ø ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ ÓÖ ÓÓ ×Ø Ñ Ø × Ó Ø ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ò × ÁÒ ́ μ Ö ×× ÒØ Ð ÓÖ ÔÔÐ Ø ÓÒ× o Ç × ÓÒ ÐÐÝ Ø × Ò ÓÒ Ú Ò Ø Ø Ð× Ó ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ Ó Ø Ò Ü ÙÒ Ø ÓÒ Ö ÒÓØ ÒÓÛÒo ËÙ ØÓÓÐ ÓÖ ¬Ò Ò Ø ÐÓÛ Ö ÓÙÒ × ÓÖ Ò Ò Ü ÙÒ Ø ÓÒ × Ö Ò ÈÖÓÔÓ× Ø ÓÒ 1⁄2 o o3⁄4 × ÔÖÓÚ Ý Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ò ÕÙ Ð ØÝ o ÈÊÇÈÇËÁÌ ÁÇÆ 1⁄2 o o¿ Ë Ö Ö Ò ÕÙ Ð ØÝ Å Ø1⁄4¿̧ Ú Ä Ø Ä Ö 1 ÓÑÔÐ Ü Ò Ä 1⁄4 Ä 1 ÒÚ Ö ÒØ̧ × ÑÔÐ Ð ×Ù ÓÑÔÐ Üo Ä Ø ¡́Ä Ò Ä 1⁄4 μ Ø Ó Ö Ö ÓÑÔÐ Ü ́ o ÔØ Ö 3⁄41⁄2μ Ó Ø ÓÑÔÐ Ñ ÒØ ÖÝ ÔÓ× Ø Ä Ò Ä 1⁄4 o Ì Ò ÁÒ ́Ä 1⁄4 μ ÁÒ ́Äμ ÁÒ ́¡́Ä Ò Ä 1⁄4 μμ 1⁄2 ÁÒ ×ÓÑ ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ø × ÑÓÖ Ò ØÙÖ Ð̧ Ò ×ÓÑ Ø Ñ × ×× ÒØ Ð̧ ØÓ Ù× ÑÓÖ ×ÓÔ ×Ø Ø Ô ÖØ ÐÐÝ ÓÖ Ö × Ø× Ó 1 Ö × Ó ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ o ÒÓØ Ð Ü ÑÔÐ × Ø Ð Ú ÐÙ Ò Ü Ø ÓÖÝ Ó Ëo ÀÙ×× Ò Ò o ÐÐ À ̧ Û Ô Ö Ó Ú Ù× ÙÐ Ò ×Ø Ð × Ò Ø Ü ×Ø Ò Ó ÕÙ Ð Ö ÙÑ ÔÓ ÒØ× Ò Ò ÓÑÔÐ Ø Ñ Ö Ø× ́Ñ Ø Ñ Ø Ð ÓÒÓÑ ×μo 1⁄2 o ËÇÍÊ Ë Æ Ê Ä Ì Å Ì ÊÁ Ä ÍÊÌ À Ê Ê ÁÆ Ì Ö Ö Û ÐÐ ¬Ò Ø ÓÒ Ð Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÙØ ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó ØÓÔ ÓÐÓ Ð Ñ Ø 1 Ó × Ò × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ Ò ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ × Û ÐÐ × ÑÓÖ ÓÑÔÖ Ò× Ú 1 Ð Ó Ö Ô Ý ̧ Ò Ø × ÙÖÚ Ý Ô Ô Ö× ÐÓ ̧ Ö ¿̧ Ó ̧ ¿̧ ËØ ̧ Ú ×Û ÐÐ × Ò Ø ÓÓ × Å Ø1⁄43⁄4̧ Å Ø1⁄4¿ o Ì Ö Ö ÒØ Ö ×Ø Ò ÖÓ Ö ×Ô Ø× Ó Ø ØÓÔ ÓÐÓ Ý» ÓÑÔÙØ Ö × Ò Ò1 Ø Ö Ø ÓÒ × Ö Ø ØÓ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ×ÓÙÖ × ́1⁄2μ ÓØ · Ò ̧ × ÙÖÚ Ý× Ó Ü ×Ø Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ×̧ Ñ Ý Ð×Ó × Ò × ÔÖÓ Ö Ñ× Ó« Ö Ò Ò Ò× Ø ÒØÓ ÙØÙÖ Ö × Ö Ò ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔ ÓÐÓ Ý ̧ Ò Ø Ý Ò ×ÓÑ Ó Ø ÑÓ× Ø ÑÔÓÖØ ÒØ Ò Ö Ð Ö × Ö Ø Ñ × Ò Ø × ¬ Ð o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 325
¿3⁄4 Êo Ìo Ú Ð Ú ́3⁄4μ Ì Ï Ô Ó Ø Ó ÓÑ ØÖÝ ÔÖÓ Ø̧ Ó ̧ Ð×Ó Ò ÐÙ × Ò ÓÖÑ 1 Ø ÓÒ ́« 1× Ô ×̧ ØÓÔ ÓÐÓ Ð Ô Ö× ×Ø Ò ̧ Ø oμ ÓÙØ Ø ØÓÔ ÓÐÓ Ð ×Ô Ø× Ó Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó × Ò Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ø Ò ÕÙ × Ò Ô Ö Ñ× ÓÖ Ö ÔÖ 1 × ÒØ Ò ̧ רÓÖ Ò ̧ × Ö Ò ̧ × ÑÙÐ Ø Ò ̧ Ò ÐÝÞ Ò ̧ Ò Ú ×Ù Ð Þ Ò ÓÐÓ Ð ×ØÖ Ù ØÙÖ ×o ́¿μ Ì ÓÑÔÙ Ì ÓÔo ÓÖ ËÓ ØÛ Ö Ö Ú ́Ñ ÒØ Ò Ý Æ Ø Ò ÙÒ¬ Ð μ × Ó1 Ù× ÓÒ ×Ó ØÛ Ö ÓÖ Ð ÓÛ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ØÓÔ ÓÐÓ Ð ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ× ÙÒ o ́ μ Ì Ä ×Ô ÓÑÔÙØ Ö ÔÖÓ Ö Ñ Ã ÒÞÓ Ë Ö Ü ÑÔÐ ¬ × Ø ÔÓÛ Ö ÙÐ ÓÑ ÔÙØ 1 Ø ÓÒ Ð Ø Ò ÕÙ × ÒÓÛ Ú Ð Ð Ò « Ø Ú Ð Ö ØÓÔÓÐÓ Ýo ́ μ ÓÖ Ò Ö Ð Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÙØ Ð Ö ØÓÔ ÓÐÓ Ý Ø Ö Ö Ñ Ý ¬Ò Ø Ï × Ø Ï Ó Ø ÀÓÔ Ì ÓÔÓÐÓ Ý Ö Ú Ò Ø ××Ó Ø Ì ÓÔÓÐÓ Ý × Ù×× ÓÒ Ö ÓÙÔ ́ o Ï Ð Ö× ÓÒ̧ o Ú ×μ ÜØÖ Ñ ÐÝ Ù× ÙÐo Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö 1⁄2 Ò Ø ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× ÔØ Ö À ÐÐ Ý1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ× Ò ÓÑ ØÖ ØÖ Ò×Ú Ö× Ð× ÔØ Ö ¿3⁄4 ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔÓÐÓ Ý ÔØ Ö ¿ ÓÐÓ Ð ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔ ÓÐÓ Ý Ê Ê Æ Ë Âo Ý Ñ Ò Æo ÐÓÒ o × Ó ÒØ × ÑÔÐ × Ò ÓÑ ØÖ ÝÔ Ö Ö Ô ×o ÁÒ oËo ÐÙ Ņ̃ Ê oÄo Ö Ņ̃ Ò Âo Å Ð Ú Ø ̧ ØÓÖ×̧ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Å Ø Ñ Ø × ÈÖÓ Ò × Ó Ø Ì Ö ÁÒØ ÖÒ Ø ÓÒ Ð ÓÒ Ö Ò ́Æ Û ÓÖ 1⁄2 μ̧Ú ÓÐo ̧ Ô × 1⁄2ß¿o ÒÒo Æ Û ÓÖ o Ë o̧ 1⁄2 o ÐÓ Æo Ð ÓÒo ËÔÐ ØØ Ò Ò Ð ×o Úo Å Ø o̧ ¿ 3⁄4 ß3⁄4 ¿̧ 1⁄2 o ÐÓ Æo Ð ÓÒo ËÓÑ Ö ÒØ Ó Ñ Ò ØÓÖ Ð ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó ÓÖ×Ù 1ØÝ Ô Ø ÓÖ Ñ×o ÁÒ ÅoÅo Þ ̧ È o Ö Ò Ð̧ Ò o o ÊÓ× Ò Ö ̧ ØÓÖ×̧ Ð Ö ̧ ÜØÖ Ñ Ð̧ Ò Å ØÖ ÓÑ1 Ò ØÓÖ ×̧ Ô × 1⁄2ß1⁄23⁄4o Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 o à 3⁄4 Æo ÐÓÒ ̧ Áo Ö ÒÝ̧ o ÙÖ ̧ Ò o ÃÐ ØÑ Òo ÈÓ ÒØ × Ð Ø ÓÒ× Ò Û ̄1Ò Ø× ÓÖ ÓÒÚ Ü ÙÐ Ð×o ÓÑ Òo ÈÖÓ o ÓÑÔÙØo̧ 1⁄2 1⁄2 13⁄41⁄41⁄4̧ 1⁄2 3⁄4o Ì1⁄41⁄4 Æo Ñ ÒØ ̧ o ÔÔר Ò̧ Ò Ë1Ào Ì Ò o Ê Ö ×× ÓÒ ÔØ Ò ÒØ Ö ÔÓ ÒØ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄4¿ ¿1⁄4 ß¿3⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o Ø o Ø Ò × ×o ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ× Ò ÓÒÒ Ø Ú ØÝ Ó Ñ Ø Ò Ò ×× Ó Ö ÓÑ1 ÔÐ Ü ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ ØÓ ÔÔ Öo Áo Ão Ò Ó Ò Ëo o Ó ØÝ o ÇÒ Ø Ñ ÔÔ Ò Ó ×Ô Ö ÒØÓ Ù Ð Ò ×Ô ́Ê Ù×× Òμo Å Øo Ñ Ø ̧ ¿ß ̧ 1⁄2 ØÖ Ò×Ð Ø Ò Å Ø o ÆÓØ ×̧ ¿ß ̧ 1⁄2 o Ö ¿ Áo Ö ÒÝo ÓÑ ØÖ Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó ÓÖ×Ù 3× Ø ÓÖ Ño ÁÒ Âo È ̧ ØÓÖ̧ Æ Û Ì Ö Ò × Ò × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ ̧Î ÓÐÙ Ñ 1⁄21⁄4 Ó Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÑ Òo ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 ¿o Ä 1⁄4 Áo Ö ÒÝ̧ o ÙÖ ̧ Ò Äo ÄÓÚ ×Þo ÇÒ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÐÚ Ò ÔÐ Ò ×o ÓÑ Ò ØÓÖ ̧ 1⁄21⁄4 1⁄2 ß1⁄2 ¿̧ 1⁄2 1⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 326
ÔØ Ö 1⁄2 Ì ÓÔÓÐÓ Ð Ñ Ø Ó × ¿3⁄4 Ä 3⁄4 Áo Ö ÒÝ Ò o o Ä ÖÑ Òo ÓÐ ÓÖ Ú Ö× ÓÒ Ó ÌÚ Ö Ö 3× Ø ÓÖ Ño Âo ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o̧ ¿1⁄2 ß¿3⁄41⁄4̧ 1⁄2 3⁄4o Å1⁄41⁄2 Áo Ö ÒÝ Ò Âo Å ØÓÙ × o Ë ÑÙ ÐØ Ò ÓÙ× Ô ÖØ Ø ÓÒ× Ó Ñ ×ÙÖ × Ý 1 Ò×̧ × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄4 ¿1⁄2 ß¿¿ ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Å1⁄43⁄4 Áo Ö ÒÝ Ò Âo Å ØÓÙ× o ÕÙ Ô ÖØ Ø ÓÒ× Ó ØÛÓ Ñ ×ÙÖ × Ý 1 Òo × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄4 3⁄4 ¿ß¿1⁄41⁄2̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o ËË 1⁄2 Áo Ö ÒÝ̧ Ëo o Ë ÐÓ×Ñ Ò̧ Ò o ËÞÙ ×o ÇÒ ØÓÔ ÓÐÓ Ð Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ø ÓÖ Ñ Ó ÌÚ Ö Ö o Âo ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o̧ 3⁄4¿ 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄2o Ó Ó ÓÑ ØÖÝ ÔÖÓ Øo ØØÔ »» Ó ÓÑ ØÖÝo Ù o Ùo Ó o ÓÖÒ Öo ÌÓÔÓÐÓ Ð Ñ Ø Ó ×o ÁÒ Êo Ö Ņ̃ Åo ÖÓØ× Ð̧ Ò Äo ÄÓÚ ×Þ̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ Ô × 1⁄2 1⁄2 ß1⁄2 3⁄4o ÆÓÖØ 1ÀÓÐ Ð Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o · Åo ÖÒ Ø Ðo Ñ Ö Ò ÐÐ Ò × Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔÓÐÓ Ý o Å ÓÑÔÙØ Ò Ê 1 × Ö Ê ÔÓ× ØÓÖÝo Ö Ú ×o » 1⁄4 1⁄41⁄41⁄2o ÓÖ¿¿ Ão ÓÖ×Ù o Ö Ë ØÞ Ù Ö Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ù Ð × ËÔ Ö o ÙÒ o Å Ø o̧ 3⁄41⁄4 1⁄2 ß1⁄2 1⁄4̧ 1⁄2 ¿¿o Ö ¿ o o Ö ÓÒo Ì ÓÔÓÐÓ Ý Ò ÓÑ Ø ÖÝo Î ÓÐÙ Ñ 1⁄2¿ Ó Ö Ù Ø Ì ÜØ× Ò Å Ø o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Å Û ÓÖ ̧ 1⁄2 ¿o ÖÓ Äo oÂo ÖÓÙÛ Öo ÓÐÐ Ø ÏÓÖ ×o ÆÓÖØ ÀÓÐ Ð Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 ̧ 1⁄2 o Êo o Ù Ò o o Ù o ÕÙ Ô ÖØ Ø ÓÒ Ó ÓÒÚ Ü × Ø×o Å Ø o Å o 3⁄43⁄4 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ö1⁄4¿ o ÖÐ××ÓÒ ̧ ØÓÖo ÈÖÓ Ò × Ó Ø ÓÒ Ö Ò ÓÒ Ð Ö ÌÓÔÓÐÓ Ð Å Ø Ó × Ò ÓÑÔÙØ Ö Ë Ò ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o ÀÓÑÓÐÓ Ý ÀÓÑÓØÓÔÝ ÔÔ Ðo̧ ́3⁄4μ̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o Ïo Òo Ó ÙÒØ Ö Ü ÑÔÐ × ØÓ ÃÒ ×Ø Ö3× ÓÒ ØÙÖ o ÌÓÔÓÐ Ó Ý̧ ¿ 1⁄41⁄2ß 1⁄4 ̧ 1⁄2 o Ì oÃo Ý ̧ Ào Ð× ÖÙÒ Ò Ö̧ Ò Ëo Ù o ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ì ÓÔ ÓÐÓ Ýo ÁÒ o Þ ÐÐ ̧ Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ Ò Êo ÈÓÐ Ð ̧ ØÓÖ×̧ Ú Ò × Ò × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð 1 ÓÑ ØÖÝoÎ ÓÐÙ Ñ 3⁄43⁄4¿ Ó ÓÒØ ÑÔo Å Ø o̧ Ô × 1⁄21⁄4 ß1⁄2 ¿o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 o Æ Ì oÃo Ý̧ Ào Ð× ÖÙ ÒÒ Ö̧ Ëo Ù ̧ Ò oÎo Æ Ý Úo Ì ÓÔ ÓÐÓ Ý ÔÖ × ÖÚ Ò ÓÒØÖ Ø ÓÒo ÈÙ Ðo ÁÒרo Å Ø o ́ Ó Ö μ ́Æo Ëo μ̧ 3⁄4¿ß ̧ 1⁄2 o Âo Ù ÓÒÒ o À ר ÓÖÝ Ó Ð Ö Ò « Ö ÒØ Ð Ì ÓÔÓÐÓ Ýo Ö Ù× Ö̧ ÓרÓÒ̧ 1⁄2 o ÓÐ ¿ o ÓÐ o Ë ÑÔÐ ÔÖÓÓ × Ó ×ÓÑ ÓÖ×Ù 1ÍÐ Ñ Ö ×ÙÐ Ø×o ÓÒØ ÑÔo Å Ø o̧ 1⁄2 ß ̧ 1⁄2 ¿o ÓÐ3 ¿ Îo Äo ÓÐ3 Ò ÓÚo ÌÖ Ò×Ú Ö× Ð× Ó Ñ Ð × Ó × Ø× Ò Ê Ò Ò Ö Ð Ø ÓÒ× Ô ØÛ Ò À ÐÐÝ Ò ÓÖ×Ù Ø ÓÖ Ñ×o Å Øo Ë o̧ 1⁄2 1⁄21⁄21⁄2ß1⁄2¿1⁄2̧ 1⁄2 ¿o ÙÒ ÓÑÔ ÙÌÓ Ô ËÓ ØÛ Ö Ö Ú o ØØÔ »»ÛÛÛoÑ Ø o ÖÚ Ö o Ù» Ò Ø Ò » ÓÑÔÙØÓÔ»o ¿ Âo Ó«o À Ð ÐÝ̧ Ê ÓÒ̧ Ò Ö Ø Ó ÓÖÝ ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ×o ÁÒ ÈoÅo ÖÙ Ö Ò Â oÅo Ï Ð Ð×̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖÝ ̧ Ô × ¿ ß o ÆÓÖØ 1ÀÓÐÐ Ò ̧ Ñר Ö1 Ņ̃ 1⁄2 ¿o À o ÐÐ Ò Ëo ÀÙ ×× Ò o Ò Ð1Ú ÐÙ Ó ÓÑÓÐ Ó Ð Ò Ü Ø ÓÖÝ Û Ø ÔÔÐ Ø ÓÒ× ØÓ ÓÖ×Ù 1ÍÐ Ñ Ò ÓÙÖ Ò1 Ò Ø ÓÖ Ñ×o Ö Ó Ì ÓÖÝ ÝÒ Ño ËÝ ×Ø Ñ×̧ £ ¿ß ̧ 1⁄2 o ÀÅË 1⁄43⁄4 Ìo À Ù× Ð̧ o Å ̧ ÂÖo̧ Ò o ËÞÙ ×o ÁÒ× Ö Ò Ù × Ò ÓÚ Ö Ò Ý Ö ÓÑ Ó Ö Ú ÕÙ Ú Ö ÒØ ØÓÔÓÐÓ Ý o Å Ø Ñ Ø ̧ ¿ 1⁄2ß¿ ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o ÀÊ Åo À ÖÐ Ý Ò Ëo Ê × ÙÑo Ð Ö ØÓÔÓÐÓ Ý Ò ×ØÖ ÙØ ÓÑÔÙØ Ò ÔÖ Ñ Öo ÁÒ ÓÑÔÙØ Ö Ë Ò Ì Ó Ý̧Î ÓÐÙ Ñ 1⁄21⁄41⁄41⁄4 Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ô × 3⁄41⁄4¿ß 3⁄41⁄2 o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 327
¿3⁄4 Êo Ìo Ú Ð Ú ÀÊ 1⁄41⁄4 Åo À ÖÐ Ý Ò o ÊÙÔÔ ÖØo ÇÒ Ø Ü ×Ø Ò Ó Ó Óר Ö ØÝÔ ×o ÁÒ ÈÖÓ o ¿3⁄4Ò ÒÒÙo Á ËÝ ÑÔÓ× o ÓÙÒ o ÓÑÔÙØo Ë o̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4̧ Ô × ¿ß ¿o Ãà ¿ Âo Ã Ò Ò o à Рo ÓÙ ÒØ Ö Ü ÑÔÐ ØÓ ÓÖ×Ù 3× ÓÒ ØÙÖ o ÙÐ Ðo Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 3⁄4 1⁄4ß 3⁄4̧ 1⁄2 ¿o à 1⁄2 Ëo Ã ÙØ Ò o Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó ÖÓÙÛ Ö3× ¬Ü ÔÓ ÒØ Ø ÓÖ Ño Ù Å Ø o Âo̧ ß ̧ 1⁄2 1⁄2o à Ð1⁄41⁄2 o à Рo ÓÑ Ò ØÓÖ × Û Ø ÓÑ ØÖ ­ ÚÓÖo ÁÒ Æo ÐÓÒ ̧ Âo ÓÙÖ Ò̧ o ÓÒÒ ×̧ Åo ÖÓÑÓÚ ̧ Ò Îo Å ÐÑ Ò̧ ØÓÖ×̧ Î × ÓÒ× Ò Å Ø Ñ Ø ×o Ì ÓÛ Ö × 3⁄41⁄41⁄41⁄4o ÓÑo ÙÒ Øo Ò Ðo 3⁄41⁄41⁄41⁄4̧ ËÔ Ð Î ÓÐ ÙÑ ̧ È ÖØ ÁÁ̧ Ô × 3⁄4ß 1⁄2o Ö Ù× Ö̧ × Ð̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ãà o Ã Ò Ó Ò Åo à ÒÓo Ð Ò Ô ÖØ Ø ÓÒ× Ó ØÛÓ × Ø ×Ó Ô ÓÒ Ø× Ò Ø ÔÐ Ò o ÓÑÔÙØo ÓÑo Ì ÓÖo ÔÔÐo̧ 1⁄2¿ 3⁄4 ¿ß3⁄4 1⁄2̧ 1⁄2 o ÃÒ o ÃÒ ×Ø Öo ÈÖÓ Ð Ñ o ÓÐÐÓÕo Å Ø o̧ 1⁄2 ¿1⁄4̧ 1⁄2 o ÃÒÙ o o ÃÒÙØ o Ò Ö Ø Ò ÐÐ Ò1ØÙ ÔÐ ×̧ ÔØ Ö o 3⁄4o1⁄2o 1⁄2̧ ÔÖ × Ð 3⁄4 Ó Ì ÖØ Ó ÓÑÔÙØ Ö ÈÖÓ Ö ÑÑ Ò ̧ ÚÓ Ðo ̧ Ö Ð × Ë ÔØ Ñ Ö 3⁄41⁄41⁄41⁄2̧ ØØÔ »»ÛÛÛ1 ×1 ÙÐØÝo ר Ò ÓÖ o Ù» ÒÙØ » × 3⁄4 oÔ×o Þo ÃÙÔ o ÃÙÔ Ö Ö o Ö ÙÑ× Ö Ò ÓÒ ×Ø ÒØ1Û Ø Ó × Û Ø Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o Æ Û ÓÖ Âo Å Ø o̧ 1⁄2ß1⁄21⁄41⁄4̧ 1⁄2 o ÅÎ 1⁄41⁄2 o Å ̧ Ëo ÎÖ ̧ Ò Êo Ú Ð Ú o ÈÐ Ò × Ø ÓÒ× Ó ÓÒÚ Ü Ó × Ó Ñ Ü Ñ Ð ÚÓÐÙ Ñ o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄4 ¿¿ß ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Å Îo Îo Å Úo ËÓÑ ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒØ ÒÙ ÓÙ× Ñ ÔÔ Ò × Ó ×Ô Ö × Ò ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÑ ØÖÝoÁ ÒÄ o oÁ Ú ÒÓÚ̧ ØÓÖ̧ ÓÑ ØÖ ÉÙ ×Ø ÓÒ× Ò Ø Ì ÓÖÝ Ó ÙÒ Ø ÓÒ× Ò Ë Ø× ́Ê Ù×× Òμ̧ Ã Ð Ò Ò ËØ Ø ÍÒ Úo̧ 1⁄2 ̧ Ô × ß o Å 1⁄4 Îo Îo Å Úo Ì ÃÒ ×Ø Ö ÔÖÓ Ð Ñ ÓÒ Ø ÓÒØ ÒÙÓÙ× Ñ ÔÔ Ò × ÖÓÑ ×Ô Ö ØÓ Ù Ð Ò ×Ô o Âo ËÓÚ Ø Å Ø o̧ 3⁄4 3⁄4 ß3⁄4 1⁄4̧ 1⁄2 1⁄4o Å Îo Îo Å Úo ÁÒ× Ö Ò Ö ÙÑ× Ö ÔÓÐÝ ÓÒ× Ó ÓÒÚ Ü Ó Ýo Å Øo Ñ Ø ̧ 1⁄23⁄4 ß1⁄2¿1⁄4̧ 1⁄2 ØÖ Ò×Ð Ø Ò Å Ø o ÆÓØ ×̧ 3⁄4¿ß 3⁄4 ̧ 1⁄2 o Å Îo Îo Å Úo ËÓÑ ×Ô Ð ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ó ÔÐ Ò × Ø Ø Ö ××Ó Ø Û Ø ÓÒÚ Ü ÓÑÔ Ø ́ÊÙ ×× Òμo Ôo Æ Ù Òo Ë Ño Ëo1 È Ø Ö× ÙÖ ́ÈÇÅÁμ̧ 3⁄4 3⁄4 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Å 1⁄41⁄2 Îo Îo Å Úo ÕÙ Ô ÖØ Ø ÓÒ Ó Ñ ×× ÓÒØ ÒÙÓÙ ×ÐÝ ×ØÖ ÙØ ÓÒ ×Ô Ö Ò Ò ×Ô ́ÊÙ ×× Òμo Ôo Æ Ù Òo Ë Ño Ëo1 È Ø Ö× ÙÖ ́ÈÇÅÁμ̧ 3⁄4 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Å Ø Âo Å ØÓÙ × o ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÔÖÓÓ Ó ÃÒ × Ö3× ÓÒ ØÙÖ o ÓÑ Ò ØÓÖ ̧ ØÓ ÔÔ Öo Å Ø1⁄43⁄4 Âo Å ØÓÙ × o Ä ØÙÖ × ÓÒ × Ö Ø ÓÑ Ø ÖÝo Î ÓÐÙÑ 3⁄41⁄23⁄4 Ó Ö Ù Ø Ì ÜØ× Ò Å Ø o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o Å Ø1⁄4¿ Âo Å ØÓÙ × o Í× Ò Ø ÓÖ× Ù 1ÍÐ Ñ Ì ÓÖ Ño Ä ØÙÖ × ÓÒ Ì ÓÔÓÐÓ Ð Å Ø Ó × Ò ÓÑ Ò ØÓÖ × Ò ÓÑ Ø ÖÝo ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o ÅÌ ÌÎ oÄo Å ÐÐ Ö̧ Ë o1Ào Ì Ò ̧ Ïo Ì ÙÖרÓÒ ̧ Ò Ëo Î Ú × ×o Ë Ô Ö ØÓÖ× ÓÖ ×Ô Ö 1Ô Ò × Ò Ò Ö ×Ø Ò ÓÖ Ö Ô ×o Âo ××Ó o ÓÑÔÙØo Å o̧ 1⁄2ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o ÅÌ ÌÎ oÄo Å ÐÐ Ö̧ Ëo1Ào Ì Ò ̧ Ïo Ì ÙÖרÓÒ ̧ Ëo o Î Ú × ×o ÓÑ ØÖ × Ô Ö ØÓÖ× ÓÖ ¬Ò Ø 1 Ð Ñ ÒØ Ñ × ×o ËÁ Å Âo Ë o ÓÑ ÔÙ Øo̧ 1⁄2 ¿ ß¿ ̧ 1⁄2 o ÅÙÒ ÂoÊo ÅÙÒ Ö ×o Ð Ñ ÒØ× Ó Ð Ö Ì ÓÔÓÐÓ Ýo ×ÓÒ 1Ï ×Ð Ý ̧ Å ÒÐÓ È Ö ̧ 1⁄2 o Ê Êo Ê Óo Ì ÓÖ Ñ ÓÒ Ò Ö Ð Ñ ×ÙÖ o Âo ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o̧ 3⁄41⁄2 3⁄4 1⁄2ß¿1⁄41⁄4̧ 1⁄2 o Ê Ñ o Ê ÑÓ×o ÕÙ Ô ÖØ Ø ÓÒ× Ó Ñ ×× ×ØÖ ÙØ ÓÒ× Ý ÝÔ ÖÔÐ Ò ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 1⁄2 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ë Ö 3⁄4 Ão Ëo Ë Ö Ö o ÌÚ Ö Ö 3× Ø ÓÖ Ñ Ú ÒÙÑ Ö ¬ Ð ×o Á×Ö Ð Âo Å Ø o̧ ¿1⁄2 ß¿3⁄41⁄4̧ 1⁄2 3⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 328
ÔØ Ö 1⁄2 Ì ÓÔÓÐÓ Ð Ñ Ø Ó × ¿3⁄4 Ë Ö1⁄41⁄4 Ão Ëo Ë Ö Ö o ÌÚ Ö Ö Ô ÖØ Ø ÓÒ× Ò ÓÖ×Ù 1ÍÐ Ñ Ø ÓÖ Ñ×o È ¬ Âo Å Ø o̧ 1⁄2 3⁄4¿1⁄2ß3⁄4 1⁄2̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o Ë ¿ Äo Âo Ë ÙÐÑ Òo Ò ÕÙ Ô ÖØ Ø ÓÒ Ó ÔÐ Ò Ö × Ø×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 ¿o Ë Ö o Ë Ö Ö ÖØo à ÒÞÓ ̧ ÓÑÔÙØ Ö ÔÖÓ Ö Ñ ÓÖ Ñ Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ× Ó ÓÑ Ó1 ØÓÔÝ» ÓÑÓÐ Ó Ý ÖÓÙÔ ×o ØØÔ »»ÛÛÛ1 ÓÙÖ ÖoÙ 1 Ö ÒÓ Ð o Ö» × Ö Ö Ö»Ã ÒÞÓ»o ËÓ 1⁄43⁄4 o ËÓ ÐÑ Òo ÌÓÔÓÐÓ Ð ÓÖ×Ù ÔÖÓ Ð Ņ̃ Ö Ú Ñ Ø o Ç»1⁄43⁄41⁄4 3⁄43⁄41⁄2o ËØ Ào ËØ ÒÐ Òo ÓÖ×Ù 3× ÒØ ÔÓ Ð Ø ÓÖ Ñ Ò Ø× Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ× ×Ù ÖÚ Ýo ÁÒ Ì ÓÔÓÐÓ Ð Å Ø Ó × Ò ÆÓ ÒÐ Ò Ö Ò ÐÝ× ×̧Ú ÓÐÙÑ Ó Ë Ño Å Ø o ËÙÔo̧ Ô × 1⁄2 ß3⁄4¿ o ÈÖ ×× × Ð3 ÍÒ Ú Ö× Ø Å Ó Ò ØÖ Ð̧ 1⁄2 o ÌÚ Ào ÌÚ Ö Ö o Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ê ÓÒ 3× Ø ÓÖ Ño Âo ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄2 1⁄23⁄4¿ß1⁄23⁄4 ̧ 1⁄2 o ÌÎ ¿ Ào ÌÚ Ö Ö Ò Ëo Î Ö o ÇÒ Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ó Ê ÓÒ 3× Ø ÓÖ Ñ Ò Ø Ñ × Ò 1 Û Ø ÓÖ Ño ÙÖÓ Ô Ò Âo ÓÑ Òo̧ 1⁄2 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 ¿o Î ÓÐ o Ùo Î ÓÐ ÓÚ ÓÚo ÇÒ ØÓÔÓÐÓ Ð Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ø ÌÚ Ö Ö Ø ÓÖ Ño Å Ø o ÆÓØ ×̧ ¿3⁄4 ß¿3⁄4̧ 1⁄2 o Î Ö 1⁄4¿ Ëo ÎÖ o ÌÚ Ö Ö 3× ÓÒ ØÙÖ o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄4 1⁄4 ß 1⁄21⁄4̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o Î 3⁄4 Ëo ÎÖ Ò Êo Ú Ð Ú o Ì Ñ × Ò Û Ø ÓÖ Ñ Ö Ú × Ø o Á×Ö Ð Âo Å Ø o̧ 3⁄41⁄2ß¿3⁄4̧ 1⁄2 3⁄4o Î Ëo ÎÖ Ò Êo Ú Ð Ú o Æ Û × × Ó Ø ÓÐÓÖ ÌÚ Ö Ö Ø ÓÖ Ño ÁÒ Ào Ö ÐÓ Ò o à Р̧ ØÓÖ×̧  ÖÙ× Ð Ñ ÓÑ Ò ØÓÖ × 3 ¿̧ Ô × ¿3⁄4 ß¿¿ o Î ÓÐ ÙÑ 1⁄2 Ó ÓÒØ ÑÔo Å Ø o̧ Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 o Î 1⁄41⁄2 Ëo Î Ö Ò Êo Ú Ð Ú o ÓÒ Ð ÕÙ Ô ÖØ Ø ÓÒ× Ó Ñ ×× ×ØÖ ÙØ ÓÒ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄4 ¿¿ ß¿ 1⁄4̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ï Åo Äo Ï ×o ÌÓÔÓÐÓ Ý Ó Ñ Ø Ò ̧ ×× Ó Ö ̧ Ò Ò Ö Ð ÓÙÒ Ö Ö Ô ÓÑ ÔÐ Ü ×o Ð Ö ÍÒ Ú Ö× Ð × ́ Ò1 ÖÐÓ ÊÓØ Ñ ÑÓÖ Ð ××Ù μ̧ ØÓ ÔÔ Öo Ï ÀÓÔ ÌÓÔÓÐÓ Ý Ö Ú o ØØÔ »» ÓÔ oÑ Ø oÔÙÖ Ù o Ù»ÔÙ » ÓÔ o ØÑÐ o 1⁄43⁄4 oÅo Ð Öo Ò Ö Ð Þ ÃÒ × Ö ÓÐÓÖ Ò Ø ÓÖ Ñ× Û Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÔÖÓÓ ×o ÁÒÚ ÒØo Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄2ß 1⁄2̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o Ú Êo Ú Ð Ú o Í× Ö3× Ù ØÓ ÕÙ Ú Ö ÒØ Ñ Ø Ó × Ò ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ Á Ò ÁÁo ÈÙ Ðo ÁÒרo Å Ø o ́ Ó Ö μ ́Æ oËoμ ̧ ́Áμ ́ ¿μ 1⁄21⁄2 ß1⁄2¿1⁄4̧ 1⁄2 Ò ́Á Áμ ́ μ 1⁄21⁄4 ß1⁄2¿3⁄4̧ 1⁄2 o Ú Êo Ú Ð Ú o Ì ÌÚ Ö Ö 1Î Ö ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÑ ØÖÝ ÓÒ Ú ØÓÖ ÙÒ Ð ×o Á×Ö Ð Âo Å Ø o̧ 1⁄21⁄21⁄2 ¿ß ̧ 1⁄2 o Î 1⁄4 Êo Ú Ð Ú Ò Ëo Î Ö o Ò ÜØ Ò× ÓÒ Ó Ø Ñ × Ò Û Ø ÓÖ Ño ÙÐ Ðo ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o̧ 3⁄43⁄4 1⁄2 ¿ß1⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄4o Î 3⁄4 Êo Ìo Ú Ð Ú Ò Ëo Ìo Î Ö o Ì ÓÐÓÖ ÌÚ Ö Ö 3× ÔÖÓ Ð Ñ Ò ÓÑ ÔÐ Ü × Ó Ò Ø Ú ÙÒ Ø ÓÒ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 1⁄2 ¿1⁄4 ß¿1⁄2 ̧ 1⁄2 3⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 329
330
1⁄2 ÈÇÄ ÇÅÁÆÇ Ë ËÓÐ ÓÑÓÒ Ïo ÓÐÓÑ Ò Ú o ÃÐ ÖÒ Ö 1⁄2 ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ ÔÓÐ ÝÓÑ ÒÓ × ¬Ò Ø ̧ ÓÒÒ Ø ×Ù Ö Ô Ó Ø ×ÕÙ Ö 1 Ö Ö Ô ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ò¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ ÙÒ Ø ÐÐ× Ñ Ø 1ØÓ1 ̧ Û Ø Ô Ö× Ó ÒØ ÐÐ× ÓÖÑ Ò × Ó Ø Ö Ô o ÈÓÐÝÓÑ ÒÓ × Ú ÐÓÒ ×ØÓÖ Ý ̧ Ó Ò ØÓ Ø ×Ø ÖØ Ó Ø 3⁄41⁄4Ø ÒØÙÖÝ ̧ ÙØ Ø Ý Û Ö Ô ÓÔÙÐ Ö Þ Ò Ø ÔÖ × ÒØ Ö Ò Ø ÐÐÝ Ý ËÓÐ ÓÑÓÒ ÓÐÓÑ ̧ Ø Ò Ý Å ÖØ Ò Ö Ò Ö Ò × Ë ÒØ ¬ Ñ Ö Ò ÓÐ ÙÑÒ× Å Ø Ñ Ø 1 Ð Ñ ×o Ì Ý ÒÓÛ ÓÒ× Ø ØÙØ ÓÒ Ó Ø ÑÓ× Ø Ô ÓÔÙÐ Ö ×Ù Ø× Ò Ñ Ø Ñ Ø Ð Ö Ö Ø ÓÒ× ̧ Ò Ú ÓÙÒ ÒØ Ö ×Ø ÑÓÒ Ñ Ø Ñ Ø Ò×̧ Ô Ý× × Ø×̧ ÓÐÓ ×Ø× ̧ Ò ÓÑ ÔÙØ Ö × ÒØ ×Ø× × Û ÐÐo 1⁄2 o1⁄2 ËÁ ÇÆ ÈÌË Ä ÇËË Ê ÐÐ ÙÒ Ø ×ÕÙ Ö Ò Ø ÖØ × Ò ÔÐ Ò Û Ø Ø× × × Ô Ö ÐÐ Ð ØÓ Ø ÓÓÖ Ò Ø Ü × Ò Û Ø Ø× ÒØ Ö Ø Ò ÒØ Ö ÔÓ ÒǾ Ù Úμo Ì × ÐÐ × ÒÓØ Ù Ú Ò ÒØ ¬ Û Ø Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò Ñ Ñ Ö Ó 3⁄4 o ÒØ ÐÐ× ÌÛÓ ÐÐ×̧ Ù Ú Ò Ö ×̧ Û Ø Ù Ö · Ú × 1⁄2 o ËÕÙ Ö 1 Ö Ö Ô Ì Ö Ô Û Ø Ú ÖØ Ü × Ø 3⁄4 Ò Ò ÓÖ Ô Ö Ó ÒØ ÐÐ ×o ÈÓÐÝÓÑ ÒÓ ¬Ò Ø × Ø Ë Ó ÐÐ× ×Ù Ø Ø Ø Ò Ù ×Ù Ö Ô Ó Ø ×ÕÙ Ö 1 Ö Ö Ô Û Ø Ú ÖØ Ü × Ø Ë × ÓÒÒ Ø o ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ Û Ø Ü ØÐÝ Ò ÐÐ× × ÐÐ Ò Ò 1ÓÑ ÒÓo ÈÓÐ ÝÓÑ ÒÓ × Ö Ð×Ó ÒÓÛÒ × Ò Ñ Ð×o Á ÍÊ 1⁄2 o 1⁄2o1⁄2 ÌÛÓ × Ø× Ó ÐÐ× Ø × Ø ÓÒ Ø Ð Ø × ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ̧ Ø ÓÒ ÓÒ Ø Ö Ø × ÒÓØo 1⁄2 Ì × × Ö Ú × ÓÒ̧ Ý Ë oÏo ÓÐÓ Ñ ̧ Ó Ø ÔØ Ö Ó Ø × Ñ Ø ØÐ ÓÖ Ò ÐÐÝ ÛÖ ØØ Ò ÓÖ Ø ¬ Öר Ø ÓÒ Ý Ø Ð Ø o o ÃÐ ÖÒ Öo ¿¿1⁄2 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 331
¿¿3⁄4 ËoÏo ÓÐ ÓÑ Ò o o ÃÐ ÖÒ Ö 1⁄2 o3⁄4 ÉÍÁ Î Ä Æ Ç ÈÇÄ ÇÅÁÆÇ Ë ÆÓØ ÓÒ× Ó ÕÙ Ú Ð Ò ÓÖ Ô ÓÐÝÓÑ ÒÓ × Ö ¬Ò Ò Ø ÖÑ× Ó Ö ÓÙÔ× Ó ÆÒ Ñ Ô× Ø Ø Ø ÓÒ Ø × Ø 3⁄4 Ó ÐÐ× Ò Ø ÔÐ Ò o Ä ÇËË Ê Ì Ö Ò×Ð Ø ÓÒ Ý ́Ö̧ ×μ Ì Ñ ÔÔ Ò ÖÓÑ 3⁄4 ØÓ Ø× Ð Ø Ø Ñ Ô× Ù Ú Ø Ó Ù · Ö Ú· × Ø × Ò × ÒÝ ×Ù × Ø Ë 3⁄4 ØÓ Ø× ØÖ Ò×Ð Ø Ë ·́ Ö × μ Ù · Ö Ú· × Ù Ú 3⁄4 Ë o Ì Ö Ò×Ð Ø ÓÒ1 ÕÙ Ú Ð ÒØ Ë Ø× Ë Ë 1⁄4 Ó ÐÐ× ×Ù Ø ØË 1⁄4 × ØÖ Ò×Ð Ø Ó Ëo Ü Ô ÓÐÝÓÑ ÒÓ ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ1 ÕÙ Ú Ð Ò Ð ×× Ó Ô ÓÐÝÓÑ ÒÓ × ǾÒμ ÒÓØ × Ø ÒÙÑ Ö Ó ¬Ü Ò1ÓÑ ÒÓ ×o Ê ÔÖ × ÒØ Ø Ú × Ó Ø × Ü ¬Ü ¿1ÓÑ ÒÓ × Ö × ÓÛÒ Ò ÙÖ 1⁄2 o3⁄4o 1⁄2o Á ÍÊ 1⁄2 o 3⁄4o1⁄2 Ì × Ü ¬Ü ¿1 ÓÑ ÒÓ ×o Ä Ü Ó Ö Ô ÐÐÝ Ñ Ò ÑÙÑ ÐÐ Ì ÙÒ ÕÙ Ñ Ñ Ö Ù Ú Ó ¬Ò Ø × Ø Ë 3⁄4 Û Ø Ú ÑÒ Ú 1⁄4 Ù 1⁄4 Ú 1⁄4 3⁄4 Ë Ù ÑÒ Ù 1⁄4 Ù 1⁄4 Ú 3⁄4 Ë o ËØ Ò Ö Ô Ó× Ø ÓÒ Ì ØÖ Ò×Ð Ø Ë ́Ù ÚμÓ Ȩ̈Û Ö Ù Ú × Ø Ð Ü Ó Ö Ô 1 ÐÐÝ Ñ Ò ÑÙÑ ÐÐ Ò Ëo ÊÓØ Ø ÓÒ1ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ Ö ÓÙÔ Ì ÖÓÙÔ Ê Ó Ñ ÔÔ Ò × Ó 3⁄4 ØÓ Ø× Ð Ó Ø ÓÖÑ Ù Ú Ù Ú 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄4 ·́ Ö × μo ́Ì Ñ ØÖ Ü 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄4 ̧ Û × 1 ÒÓØ Ý Ȩ̂ Ñ Ô× Ù Ú ØÓ Ú Ù Ý Ö Ø ÑÙÐ Ø ÔÐ Ø ÓÒ̧ Ò Ö ÔÖ × ÒØ× ÐÓ Û × ÖÓØ Ø ÓÒ Ó 1⁄4 Æ oμ ÊÓØ Ø ÓÒ ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ Ë Ø× Ë Ë 1⁄4 Ó ÐÐ× Û Ø Ë 1⁄4 Ë ÓÖ ×ÓÑ 3⁄4Ê o Ö Ð ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ̧ ÓÖ Ò ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ ÖÓØ Ø ÓÒ Ð1 ÕÙ Ú Ð Ò Ð ×× Ó ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ × Ö́Ò μ ÒÓØ × Ø ÒÙÑ Ö Ó Ö Ð Ò1ÓÑ ÒÓ ×o Ì ØÓÔ ÖÓÛ Ó 1ÓÑ ÒÓ × Ò ÙÖ 1⁄2 o 3⁄4o3⁄4 ÓÒ× ×Ø× Ó Ø × Ø Ó ÐÐ× 1⁄4 1⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄2 ̧ ØÓ Ø Ö Û Ø Ê ̧ Ê 3⁄4 ̧ Ò Ê ¿ o ÐÐ ÓÙÖ Ó Ø × 1ÓÑ ÒÓ × Ö ÖÓØ Ø ÓÒ ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØo Ì ÓØØÓÑ ÖÓÛ Ò ÙÖ 1⁄2 o3⁄4o3⁄4 × ÓÛ× Ø × × Ñ ÓÙÖ 1ÓÑ ÒÓ × Ö ­ Ø ÓÙØ Ø Ü1 Ü ×o Ì × ÓÙÖ 1ÓÑ ÒÓ × Ö ÖÓØ Ø ÓÒ ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ × Û ÐÐ̧ ÙØ ÒÓÒ Ó Ø Ñ × ÖÓØ Ø ÓÒ ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ ÒÝ Ó Ø 1ÓÑ ÒÓ × × ÓÛÒ Ò Ø ØÓÔ ÖÓÛo Ê ÔÖ × ÒØ Ø Ú × Ó Ø × Ú Ò Ö Ð 1ÓÑ ÒÓ × Ö × ÓÛÒ Ò ÙÖ 1⁄2 o 3⁄4o¿o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 332
ÔØ Ö 1⁄2 ÈÓÐÝÓÑ ÒÓ × ¿¿¿ Á ÍÊ 1⁄2 o3⁄4o 3⁄4 Ì 1ÓÑ ÒÓ × Ò Ø ØÓÔ Ö ÓÛ Ö ÖÓØ Ø ÓÒ ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ̧ Ò ×Ó Ö Ø Ö Ö ­ Ø ÓÒ× Ò Ø ÓØØÓÑ ÖÓÛ ̧ ÙØ Ø ØÛÓ × Ø× Ö Ö ÓØ Ø ÓÒ ÐÐÝ ×Ø Ò Øo FM FRM M FR M FR2 3 FF RF RF R 3 2 Á ÍÊ 1⁄2 o3⁄4o¿ Ì × Ú Ò Ö Ð 1ÓÑ ÒÓ ×o ÓÒ ÖÙ Ò ÖÓÙÔ Ì ÖÓÙÔ Ë Ó ÑÓØ ÓÒ× Ò Ö Ø Ý Ø Ñ ØÖ Ü Å 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄2 ́Ö ­ Ø ÓÒ Ò Ø Ü1 Ü ×μ Ò Ø ÖÓØ Ø ÓÒ1ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ ÖÓÙÔ Êo ́ ØÝÔ Ð Ð Ñ ÒØÓ Ë × Ø ÓÖÑ Ù Ú Ù Ú Ê Å ·́Ö × μ̧ ÓÖ ×ÓÑ 1⁄4 1⁄2 3⁄4̧ ÓÖ ¿̧ ×ÓÑ 1⁄4 ÓÖ 1⁄2̧ Ò ×ÓÑ Ö ×3⁄4 oμ ÓÒ ÖÙ ÒØ Ë Ø× Ë Ë 1⁄4 Ó ÐÐ× ×Ù Ø ØË 1⁄4 ́Ëμ ÓÖ ×ÓÑ 3⁄4Ë o Ö ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ ÓÒ ÖÙ Ò Ð ×× Ó ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ × ×́Òμ ÒÓØ × Ø ÒÙÑ Ö Ó Ö Ò1ÓÑ ÒÓ ×o Ì ØÛ ÐÚ Ö 1ÓÑ ÒÓ × Ö × ÓÛÒ Ò ÙÖ 1⁄2 o3⁄4o o Á ÍÊ 1⁄2 o3⁄4o Ì ØÛ ÐÚ Ö 1ÓÑ ÒÓ ×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 333
¿¿ ËoÏo ÓÐ ÓÑ Ò o o ÃÐ ÖÒ Ö ËØ Ò Ö ÔÓ× Ø ÓÒ ¬Ò Ø × Ø Ë 3⁄4 × Ò ×Ø Ò Ö ÔÓ× Ø ÓÒ Ò ÓÒÐÝ 1⁄4 1⁄4 3⁄4 Ȩ̈1⁄4 Ú ÓÖ ÐÐ Ù Ú 3⁄4 Ȩ̈ Ò 1⁄4 Ù ÓÖ ÐÐ Ù 1⁄4 3⁄4 Ëo ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o3⁄4o1⁄2 Ñ Ò Ì ÓÖ Ñ ÓÖ Ò̧ Ð Ø Í Ò ÓÒ× ×Ø Ó Ø Ò 3⁄4 Ò · 1⁄2 ÐÐ× Ó Ø ÓÖÑ Ù Ú ̧ Û Ö 1⁄4 Ù Ò ÓÖ Ú 1⁄4 Ù · Ú Ò ÓÖ Ú 1⁄4 o ́Ë ÙÖ 1⁄2 o3⁄4o ÓÖ Ø × Ò oμ Ì Ò Ú1 ÖÝ Ò1ÓÑ ÒÓ Ò ×Ø Ò Ö Ô Ó× Ø ÓÒ × ×Ù × Ø Ó Í Ò o Á ÍÊ 1⁄2 o3⁄4o × Ø Ó Ò 3⁄4 Ò ·1⁄2 ÐÐ× Ø Ø ÓÒØ Ò× Ú ÖÝ Ò1Ó Ñ ÒÓ Ò ×Ø Ò Ö Ô Ó× Ø ÓÒo x y ÇÊÇÄ Ä Ê 1⁄2 o3⁄4o3⁄4 Ì ÒÙÑ Ö Ó ¬Ü Ò1ÓÑ ÒÓ × × ¬Ò Ø ÓÖ Òo 1⁄2 o¿ ÀÇÏ Å Æ Ò1ÇÅÁÆÇ Ë Ê ÌÀ Ê Ì Ð 1⁄2 o¿o 1⁄2̧ Ð ÙÐ Ø Ý Ê ÐÑ Ö Ê 1⁄2 ̧ Ò Ø × Ø Ú ÐÙ × Ó ǾÒμ̧ Ö ́Òμ̧ Ò ×́Òμ ÓÖ Ò 1⁄2 3⁄4 o Ì Ú ÐÙ × × Ñ ØÓ ÖÓÛ Ò ÜÔ ÓÒ ÒØ ÐÐÝ ̧ Ò Ò Ø Ý Ú ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð ÓÙÒ ×o ÁØ × ×Ý ØÓ × Ø Ø ÓÖ Ò̧ ǾÒμ × ́Òμ Ö ́Òμ ǾÒμ Ò Ö × ÙÐØ× Ó ÃÐ ÖÒ Ö Ò Ê Ú ×Ø ÃÊ ¿ ̧ Ò Ó ÃÐ ÖÒ Ö Ò Ë ØØ Ö¬ Ð ÃË ̧ Ù× Ò ÙØÓÑ Ø Ø ÓÖÝ Ò Ù Ð Ò ÓÒ ÖÐ Ö ÛÓÖ Ó Ò̧ ÃÐ ÖÒ Ö̧ Ò Ê ̧ Ú × ÓÛÒ ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o¿o1⁄2 Ð Ñ Ò 1⁄2 ́ǾÒμμ 1⁄2 Ò Ü ×Ø×̧ Ò ¿ o  Ò× Ò Ò ÙØØÑ ÒÒ Â 1⁄41⁄4 ̧ Ù× Ò Ò ÑÔÖ ÓÚ Ð ÓÖ Ø Ņ̃ Ú ÜØ Ò Ø ÒÙÑ Ö Ø ÓÒ Ó Ô ÓÐÝÓÑ ÒÓ × ØÓ Ò ̧ ÙØ Û Ø ÓÙØ ÔÙ Ð × Ò Ò ÜØ Ò× ÓÒ Ó Ì Ð o¿o 1⁄2o Ì Ý ÔÖÓÚ ¿ 1⁄4¿1⁄2 ̧ Ò Ó Ø Ò Ø ×Ø Ñ Ø 1⁄4 3⁄4 1⁄4 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 334 15
ÔØ Ö 1⁄2 ÈÓÐÝÓÑ ÒÓ × ¿¿ Ì Ä 1⁄2 o¿o1⁄2 Ì ÒÙÑ Ö Ó ¬Ü ̧ Ö Ð̧ Ò Ö Ò1ÓÑ ÒÓ × ÓÖ Ò 3⁄4 o Ò ǾÒμ Ö́Òμ ×́ Òμ 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 3⁄4 3⁄4 1⁄2 1⁄2 ¿ 3⁄4 3⁄4 1⁄2 ¿ 1⁄2 1⁄23⁄4 3⁄41⁄2 1⁄4 ¿ 1⁄4 1⁄2 1⁄21⁄4 3⁄4 3⁄4 1⁄4 ¿ 1⁄21⁄4 3⁄4 1⁄41⁄4 1⁄23⁄4 1⁄21⁄4 ¿ 1⁄2 1⁄21⁄2 1⁄2¿ 3⁄4 ¿¿ 1⁄2 1⁄4 ¿ 1⁄23⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄23⁄4 ¿ 1⁄41⁄4 1⁄2¿ 1⁄2 1⁄4¿ 1⁄4 3⁄4 1⁄4 3⁄4¿ 1⁄2 1⁄2 3⁄41⁄4 1⁄2 1⁄43⁄4¿1⁄23⁄4 1⁄41⁄2 1⁄2 1⁄2 3⁄4 ¿ ¿ 3⁄4 1⁄2 1⁄21⁄4 3⁄4 ¿ 3⁄4 1⁄2 3⁄4 1⁄2 1⁄2¿1⁄4 3⁄4 1⁄2 1⁄41⁄4 1⁄21⁄41⁄43⁄41⁄4¿1⁄2 1⁄41⁄21⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄4 3⁄41⁄4 3⁄4 ¿ 3⁄43⁄4 1⁄21⁄2 ¿ 1⁄2 3⁄4 3⁄43⁄41⁄4 3⁄4 1⁄2 1⁄4 ¿ 1⁄2 3⁄41⁄41⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4¿3⁄4 3⁄41⁄4 3⁄43⁄4 1⁄4 1⁄23⁄4 3⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄4 3⁄41⁄2 ¿ 1⁄23⁄4 ¿ 3⁄43⁄43⁄4 1⁄4 1⁄21⁄21⁄23⁄4¿1⁄4 1⁄4 3⁄43⁄4 ¿ ¿3⁄4 3⁄4 ¿ ¿¿ 3⁄4 3⁄4 ¿1⁄2 1⁄2 3⁄4¿ 1⁄2¿ ¿ 3⁄4¿¿ 3⁄4 ¿¿ 1⁄4 ¿¿3⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄41⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4¿ 1⁄43⁄4 1⁄2¿1⁄4 1⁄23⁄4 1⁄4 1⁄41⁄4 1⁄4¿ Ö Ð Ø ̧ ×Ð ØÐÝ ÖÐ Ö Ô Ô Ö Ý ÙØØÑ ÒÒ̧  Ò× Ò̧ Ø Ðo ÂÏ 1⁄41⁄4 × Ö × Ñ Ø Ó ÓÖ ÒÙÑ Ö Ø Ò ÔÙÒ ØÙÖ ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ × ́ o o̧ Ø Ó× ÓÒØ Ò Ò ÓÐ ×μo Ä ÇÊÁÌ ÀÅË ÓÒ× Ö Ð «ÓÖØ × Ò ÜÔ Ò ØÓ ¬Ò ÓÖÑÙÐ ÓÖ Ø ÒÙÑ Ö Ó ¬Ü Ò1 ÓÑ ÒÓ × ́× Ýμ̧ Û Ø ÒÓ ×Ù ××o Ê ÐÑ Ö3× Ð ÓÖ Ø Ņ̃ Û ÔÖÓ Ù Ø ÒØÖ × Ò Ì Ð 1⁄2 o¿o 1⁄2 ́ Ò ØÓÓ ÓÚ Ö Ø Ò Ñ ÓÒØ × Ó ÓÑÔÙØ Ö Ø Ñ ØÓ Ö ÙÒμ̧ Ò Ö Ø × Ø ¬Ü Ò1ÓÑ ÒÓ × ÓÒ Ý ÓÒ Ò ÓÙ ÒØ× Ø Ño ÐØ ÓÙ Ø ÖÙÒÒ Ò Ø Ñ × ́Ò 1 ×× Ö ÐÝμ ÜÔÓÒ ÒØ Ð̧ Ø Ð ÓÖ Ø Ñ Ø × ÓÒÐ Ý Ç ́Òμ ×Ô o ÁÑ ÔÖÓÚ Ð ÓÖ Ø Ñ× Ú × Ò Ò ÓÙÒ Â 1⁄41⁄4 ̧ ÙØ ÒÓÒ × ×Ù ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð Ö ÙÒÒ Ò Ø Ñ o ÍÆËÇÄ Î ÈÊÇ Ä ÅË ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o¿o3⁄4 Ò ǾÒμ Ó ÑÔÙØ Ý Ô ÓÐÝÒ ÓÑ Ð1Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ Ö Ð Ø ÔÖÓ Ð Ñ ÓÒ ÖÒ× Ø ÓÒר ÒØ ¬Ò ÓÚ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 335
¿¿ ËoÏo ÓÐ ÓÑ Ò o o ÃÐ ÖÒ Ö ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o¿o¿ Á× Ø Ö Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ð ÓÖ Ø Ñ ØÓ ¬Ò ̧ ÓÖ Ò̧ Ò ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ò Ó × Ø1 × Ý Ò 1⁄21⁄4 Ò Ò 1⁄21⁄4 Ò·1⁄2 Ì ÐÓÛ Ö1 ÓÙÒ Ñ Ø Ó Ó ÃË1⁄2 Ú × Ò Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ÔÔÖÓÜ Ñ Ø Ò ÖÓÑ ÐÓÛ Ø Ø × ÜÔÓÒ ÒØ Ð ÓÑÔÐ Ü ØÝ ÒÓ ×Ù Ñ Ø Ó × ÒÓÛÒ ÓÖ ÔÔÖÓÜ Ñ Ø Ò ÖÓÑ ÓÚ o ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o¿o ¬Ò ×ÓÑ Ö × Ò × ÕÙ Ò ¬ ́¬ 1⁄2 ¬ 3⁄4 μ Ø Ø Ø Ò × ØÓ ̧ Ò Ú Ò Ð ÓÖ Ø Ñ ØÓ ÓÑÔÙ Ø ¬ Ò ÓÖ Ú ÖÝ Òo ÁØ × Ò ÓÛÒ Ø Ø ́ǾÒμμ 1⁄2 Ò ÓÖ ÐÐ Ò̧ Ò Ø × Ñ× Ø Ø Ø Ö Ø Ó× ́Òμ ǾÒ ·1⁄2 μ ǾÒμ Ò Ö × ÓÖ ÐÐ Òo Á Ø Ð ØØ Ö × ØÖÙ ̧ ́Òμ ÛÓÙÐ ÔÔÖ Ó ÖÓÑ ÐÓÛo Ì × Ú × ØÛÓ ÑÓÖ ÙÒ×ÓÐ Ú ÔÖÓ Ð Ñ× ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o¿o Ë ÓÛ Ø Ø ́ǾÒμμ 1⁄2 Ò ́ǾÒ · 1⁄2μμ 1⁄2 ́Ò· 1⁄2μ ÓÖ ÐÐ Òo ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o¿o Ë ÓÛ Ø Ø ́Òμ ́Ò ·1⁄2 μ ÓÖ ÐÐ Òo 1⁄2 o Æ Ê ÌÁÆ ÈÇÄ ÇÅÁÆÇ Ë Ì Ð ÓÖ Ø Ñ Û × Ö ØÓ Ò Ö Ø ÐÐ Ò1ÓÑ ÒÓ ×̧ Û × ×× ÒØ ÐÐÝ Ù ØÓ Ê ÐÑ Ö Ê 1⁄2 ̧ Ð×Ó ÔÖ ÓÚ × Û Ý Ó Ò Ó Ò Ò1ÓÑ ÒÓ ×o ËØ ÖØ Ò Û Ø ÐÐ Ò1ÓÑ ÒÓ × Ò ×Ø Ò Ö ÔÓ× Ø ÓÒ̧ Û Ø ÐÐ Ò Ò ÓÖ Ò ÐÐ ÒÙÑ Ö ̧ Ø ÓÒ× ØÖÙ Ø× ÐÐ ÒÙÑ Ö ́Ò·1⁄2μ1ÓÑ ÒÓ × Ò ×Ø Ò Ö ÔÓ× Ø ÓÒo Ä ÇËË Ê ÓÖ Ö ÐÐ Ó Ò Ò1ÓÑ ÒÓ Ë ÐÐ Ù Ú ̧ Û Ø Ú 1⁄4Ó ÖÛØ Ú 1⁄4 Ò Ù 1⁄4̧ ÒØ ØÓ ×ÓÑ ÐÐ Ó Ëo Ì × Ø Ó ÐÐ ÓÖ Ö ÐÐ ×̧ Û × ÒÓØ Ý ́Ë μ̧ Ò × ÓÛÒ Ý Ò Ù Ø ÓÒ ØÓ Ú Ò ÓÑ Ó Ö Ø Ò3⁄4 Ò Ð Ñ ÒØ×o Ì Ð Ü Ó Ö Ô ÐÐ ÓÖ Ö Ò ÓÒ 3⁄4 × ¬Ò Ý Ö × Ù Ú × Ú ̧Ó Ö × Ú Ò Ö Ù o Ì Ð ÓÖ Ø Ņ̃ ÐÐ Ù×ØÖ Ø Ò ÙÖ 1⁄2 o o1⁄2 ÓÖ Ò 1⁄2̧ 3⁄4̧ Ò ¿̧ Ò× Û Ø ÐÐ 1⁄2 Ò ÔÓ× Ø ÓÒ 1⁄4 1⁄4 ̧ Û Ø Ø× ÓÖ Ö ÐÐ× Ñ Ö 3⁄4 Ò ¿̧ Ò Ø Ò × Ø × ÓÒ Ø Ø Ñ ØÑ Ò ÙÑ Ö Ò Ò Û ÓÖ Ö ÐÐ× Ò Ø Ö Ð Ü Ó Ö Ô ÓÖ Öo Ï Ò Ú Ö ÒÙÑ Ö Ù× ÓÖ ÓÖ Ö ÐÐ × ÒÓØ Ð Ö Ö Ø Ò Ø Ð Ö ×Ø ÒØ ÖÒ Ð ÒÙÑ Ö̧ Ø × Ö Ð ̧ Ò Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ÐÐ × ÒÓØ Ø Ø Ò ÜØ ר o ÙÖ 1⁄2 o o3⁄4 × ÓÛ× ÐÐ Ø 1ÓÑ ÒÓ × ÔÖÓ Ù Ò Ø × Û Ý ̧ Û Ø Ø Ö ÓÖ Ö ÐÐ× Ñ Ö ÓÖ Ø Ò ÜØ ר Ô Ó Ø Ð ÓÖ Ø Ño © 2004 by Chapman & Hall/CRC 336
ÔØ Ö 1⁄2 ÈÓÐÝÓÑ ÒÓ × ¿¿ Á ÍÊ 1⁄2 o o1⁄2 12 35 124 6 435 12 7 635 124 357 246 7 356 124 86 7435 12 68 4357 12 9 768 435 12 1 3 Á ÍÊ 1⁄2 o o3⁄4 {1,2,3,4} 4 7 9 5 3 6 8 4 2 1 {1,2,3,5} 9 8 7 65 4 3 2 1 {1,2,3,6} 9 8 7 65 4 3 2 1 {1,2,3,7} 10 9 87 65 4 3 2 1 {1,2,4,5} 8 7 6 5 3 4 2 1 {1,2,4,6} 9 8 7 6 5 4 3 2 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 10 9 87 6 5 4 3 2 1 10 9 8 7 6 5 43 2 11 2 3 45 6 7 89 10 10 9 8 7 6 5 43 2 1 10 98 7 6 5 43 2 1 10 98 7 6 5 43 2 11 2 3 45 6 7 89 10 12 3 45 6 7 8 9 10 11 11 10 9 8 76 5 43 2 1 11 10 9 8 76 5 43 2 1 12 11 109 8 76 5 43 2 1 Ì × ÔÖÓ ×× ×× Ò× ÙÒ ÕÙ × Ø Ó ÔÓ× Ø Ú Ò Ø Ö× ØÓ Ò1ÓÑ ÒÓ Ȩ̈ Ð × Ó ÐÐÙ×ØÖ Ø Ò ÙÖ 1⁄2 o o3⁄4o Ì × Ø Ö Ø Ö ÙÒ Ø ÓÒ× ÓÖ Ø × ÒØ Ö × Ø×̧ Ò ØÙÖÒ̧ ØÖÙÒ Ø Ø Ö Ø Ö ¬Ò Ð 1⁄23×̧ ÔÖÓÚ Ò ÖÝ Ó ÛÓÖ ́Ëμ ÓÖ Ò1 ÓÑ ÒÓ Ëo ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø Ó ÛÓÖ × ÓÖ Ø ¬Öר Ø Ö 1ÓÑ ÒÓ × Ò ÙÖ 1⁄2 o o3⁄4 ÛÓÙÐ 1⁄21⁄21⁄21⁄2̧ 1⁄21⁄21⁄21⁄41⁄2̧ Ò 1⁄21⁄21⁄21⁄41⁄41⁄2o ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o o1⁄2 Ï Ò ÖÝ ×ØÖ Ò × Ö × × Ó ÛÓÖ × ÓÖ Ò1ÓÑ ÒÓ × © 2004 by Chapman & Hall/CRC 337
¿¿ ËoÏo ÓÐ ÓÑ Ò o o ÃÐ ÖÒ Ö Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò × ×Ý ØÓ × ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o3⁄4 ǾÒ ·1⁄2 μ È Ò · ́Ëμ ́Ëμ ̧ Û Ö Ø ×ÙÑ ÜØ Ò × ÓÚ Ö ÐÐ Ò1ÓÑ ÒÓ × Ë Ò ×Ø Ò Ö Ô Ó× Ø ÓÒ̧ Ò ́Ëμ × Ø ÒÙÑ Ö Ó Ø× Ò Ø Ó ÛÓÖ Ó Ëo ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o o¿ Á× Ø Ò Ö Ø Ò ÙÒ Ø ÓÒ Ì ́Þμ È 1⁄2 Ò 1⁄2 ǾÒμÞ Ò Ö Ø ÓÒ Ð ÙÒ Ø ÓÒ Á× Ì ́Þμ Ú Ò Ð Ö 1⁄2 o ËÈ Á Ä Ì È Ë Ç ÈÇÄ ÇÅÁ ÆÇ Ë È ÖØ ÙÐ Ö Ò × Ó Ô ÓÐÝÓÑ ÒÓ × Ö × Ò Ú Ö ÓÙ× ÓÒØ ÜØ×o Ï Û Ð ÐÐ Ó Ó Ø×ÚÖ Ð Ó Ø ÑÓ× Ø ÒØ Ö ×Ø Ò ÓÒ ×o Ä ÇËË Ê Ó ÑÔÓ× Ø ÓÒ Ó Ò Û Ø Ô ÖØ× × Ò ÓÖ Ö 1ØÙÔÐ ́Ô 1⁄2 Ô μ Ó ÔÓ× Ø Ú ÒØ Ö× Û Ø Ô 1⁄2 · · Ô Òo ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ × ÐÐ ÖÓÛ 1 ÓÒÚ Ü Ú ÖÝ ́ ÓÖ ÞÓÒØ Ðμ ÖÓÛ ÓÒ× ×Ø× Ó × Ò Ð ×ØÖ Ô Ó ÐÐ×o ÁØ × ÖÓ Û1 ÓÐ ÙÑÒ1 ÓÒÚ Ü Ø × ÓÐ × ÓÖ Ú ÖÝ ÓÐ ÙÑÒ × Û ÐÐo Ë ÑÔ ÐÝ ÓÒÒ Ø ÔÓÐÝÓ Ñ ÒÓ Ô Ó Ð Ý ÓÑ ÒÓ Û Ø ÓÙØ ÓÐ ×o ́ ÓÐÓÑ ÐÐ× Ø × ÒÓÒ ÓÐ Ý ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ × ÔÖ Ó Ò oμ Û Ø 1 ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ ÇÒ Ó Û Ó× Ú ÖØ Ð ÖÓ× × × Ø ÓÒ× ¬Ø× Ò ¢ 1⁄2 ×ØÖ Ô Ó ÐÐ×o Ö Ø Ô ÓÐÝÓÑ ÒÓ × ¬Ò Ö ÙÖ× Ú ÐÝ × ÓÐÐ ÓÛ× ÒÝ × Ò Ð ÐÐ × Ö Ø Ô ÓÐÝÓÑ ÒÓo Ò ́Ò· 1⁄2μ1ÓÑ ÒÓ × Ö Ø Ø Ò Ó Ø Ò Ý Ò Ò Û ÐÐ ÑÑ Ø ÐÝ ÓÚ ̧ ÓÖ ØÓ Ø Ö Ø Ó ̧ ÐÐ ÐÓÒ Ò ØÓ ×ÓÑ Ö Ø Ò1ÓÑ ÒÓo ÇÅÈÇËÁÌ ÁÇÆË Æ ÊÇÏ1 ÇÆÎ ÈÇÄ ÇÅÁÆÇ Ë Ì Ö × Ò ØÙÖ Ð 1⁄211⁄2 ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ØÛ Ò ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ× Ó Ò Ò ÖØ Ò Ð ×× Ó Ò1ÓÑ ÒÓ × Ò ×Ø Ò Ö ÔÓ× Ø ÓÒ̧ × Ò Ø Ò ÙÖ 1⁄2 o o1⁄2 ÓÖ Ø × Ò o Á ÍÊ 1⁄2 o o1⁄2 Ó ÑÔÓ× Ø ÓÒ× Ó ÓÖÖ ×ÔÓ Ò Ò ØÓ ÖØ Ò 1ÓÑ ÒÓ ×o (3,1) (2,2) (1,3) (4) (2,1,1) (1,2,1) (1,1,2) (1,1,1,1) © 2004 by Chapman & Hall/CRC 338
ÔØ Ö 1⁄2 ÈÓÐÝÓÑ ÒÓ × ¿¿ Ä Ø Ù×̧ Òר ̧ ×× Ò ØÓ ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ ́ 1⁄2 μÓ Ò Ò Ò1Ó Ñ ÒÓ Û Ø ÓÖ ÞÓÒ Ø Ð ×ØÖ Ô Ó ÐÐ× Ò ÖÓÛ o Ì × Ò ÓÒ Ò Ñ ÒÝ Û Ý×̧ Ò Ø Ö ×ÙÐ Ø× Ö ÐÐ Ø ÖÓÛ1 ÓÒÚ Ü Ò1ÓÑ ÒÓ ×o Ë Ò Ø Ö Ö Ñ · Ò 1⁄2Û Ý× ØÓ ÓÖÑ Ò ́Ñ·Òμ1ÓÑ ÒÓ Ý ÔÐ Ò ×ØÖ Ô Ó Ò ÐÐ× ØÓÔ ×ØÖ Ô Ó Ñ ÐÐ×̧ Ø ÓÐÐÓÛ× Ø Ø ÓÖ ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ ́ 1⁄2 μÓ Ò ÒØÓ ÔÓ× Ø Ú Ô ÖØ× ̧ Ø Ö Ö ́ 1⁄2 · 3⁄4 1⁄2μ́ 3⁄4 · ¿ 1⁄2μ ¡¡¡ ́ 1⁄2 · 1⁄2μ Ò ÓÑ ÒÓ × Ú Ò ×ØÖ Ô Ó ÐÐ× Ò Ø Ø ÖÓÛ ÓÖ ́× ÙÖ 1⁄2 o o3⁄4 ÓÖ Ò Ü ÑÔÐ Ö × Ò ÖÓÑ Ø ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ ¿ · 1⁄2 · 3⁄4μo Á ÍÊ 1⁄2 o o3⁄4 Ì Ö ÓÛ1 ÓÒÚ Ü 1ÓÑ ÒÓ × ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ØÓ Ø Ó ÑÔÓ× Ø ÓÒ ́¿ 1⁄2 3⁄4μ Ó o ÁØ ÓÐÐ ÓÛ× Ø Ø ́Òμ ר Ò ÙÑ Ö Ó ÖÓ Û1 ÓÒÚ Ü Ò1ÓÑ ÒÓ ×̧ Ø Ò ́Òμ ́ 1⁄2 · 3⁄4 1⁄2μ́ 3⁄4 · ¿ 1⁄2μ ¡¡¡́ 1⁄2 · 1⁄2μ Û Ö Ø ×ÙÑ ÜØ Ò × ÓÚ Ö ÐÐ ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ× ́ 1⁄2 μÓ Ò ÒØÓ Ô ÖØ× ̧ ÓÖ ÐÐ o ́Òμ̧ Ò Ø Ò Ö Ø Ò ÙÒ Ø ÓÒ ́Þμ È 1⁄2 Ò 1⁄2 ́ÒμÞ Ò ̧ Ö ÚÒ Ý ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o1⁄2 ÃÐ ́Ò ·¿ μ ́Ò ·3⁄4 μ ́Ò ·1⁄2 μ· ́Òμ̧ Ò ́Þμ Þ́1⁄2 Þμ ¿ 1⁄2 Þ · Þ 3⁄4 Þ ¿ o ÇÊÇÄ Ä Ê 1⁄2 o o3⁄4 Ð Ñ Ò 1⁄2 ́ ́Òμμ 1⁄2 Ò ¬̧ Û Ö ¬ × Ø Ð Ö ×Ø Ö Ð ÖÓÓØ Ó Þ ¿ Þ 3⁄4 · Þ 1⁄4 ¿ 3⁄41⁄4 ¬ ¿ 3⁄41⁄2o ÊÇÏ1 ÇÄÍ ÅÆ1 ÇÆÎ ÈÇÄ ÇÅ ÁÆÇ Ë Á ÍÊ 1⁄2 o o¿ ØÝÔ Ð Ö ÓÛ1 ÓÐÙÑÒ1 ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝ ÓÑ ÒÓo Ì ÔÖÓ Ð Ñ Ó ¬Ò Ò Ø ÒÙÑ Ö̧ ́Òμ̧ Ó ÖÓÛ1 ÓÐÙÑ Ò1 ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ × Û × © 2004 by Chapman & Hall/CRC 339
¿ 1⁄4 ËoÏo ÓÐ ÓÑ Ò o o ÃÐ ÖÒ Ö ¬Ö ר ÔÓ× Ý oÃ Ò ÙØ ÃÒÙ 3⁄4 o Ì Ü ×Ø Ò Ó Ò Ö Ø Ò ÙÒ Ø ÓÒ ÓÖ ́Òμ Û Ø ×Ô Ð ÔÖ ÓÔ ÖØ ×̧ ÔÖÓÚ Ò ÃÊ ̧ Ò Ð Ò Ö ØÓ ÔÖÓÚ Ø ÓÐÐÓÛ Ò × ÝÑÔØÓØ ÓÖÑÙÐ ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o¿ Ò ́Òμ Ò ̧Û Ö 3⁄4 Ò 3⁄4¿1⁄4 1⁄2 o Ì ÓÐ ÐÓÛ Ò ÔÖÓ Ð Ñ ÓÒ ÖÒ× ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ × Ö ÐÐÝ « Ö ÒØ Ö Ó ÑÖ Ó Û1 ÓÐ ÙÑÒ1 ÓÒÚ Ü ÓÒ ×o ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o o Ò Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø Ò ØÙÖ Ð ÒÙÑ Ö Ò ×Ù Ø Ø Ø Ö Ü ×Ø× Ò Ò1ÓÑ ÒÓ Û Ø ÒÓ ÖÓÛ ÓÖ ÓÐ ÙÑÒ ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ùר × Ò Ð ×ØÖ Ô Ó ÐÐ×o ́ Ò Ü ÑÔÐ Ó 3⁄41⁄21ÓÑ ÒÓ Û Ø Ø × ÔÖ ÓÔ ÖØÝ ×× Ó ÛÒ Ò ÙÖ 1⁄2 o o oμ Á ÍÊ 1⁄2 o o 3⁄41⁄21Ó Ñ ÒÓ Û Ø ÒÓ ÖÓÛ ÓÖ ÓÐÙ ÑÒ × Ò Ð ×ØÖ Ô Ó Ð Ð×o ËÁÅÈÄ ÇÆÆ Ì ÈÇÄ ÇÅÁÆÇ Ë Ä Ø Ø £ ́Òμ̧ × £ ́Òμ̧ Ò Ö £ ́Òμ ÒÓØ Ø ÒÙÑ Ö× Ó ÔÖÓ Ò ¬Ü ̧ Ö ̧ Ò Ö Ð Ò1ÓÑ ÒÓ ×̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o ÆÓØ ÑÙ × ÒÓÛÒ ÓÙØ Ø Ö Ú ÐÙ ×o ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o o ÓÑÔÙØ Ø £ ́Òμ̧ × £ ́Òμ̧ Ò Ö £ ́Òμ ÓÖ × Ñ ÒÝ Ú ÐÙ × Ó Ò × ÔÓ×× Ð o ÁØ × ×Ý ØÓ × Ø Ø ́Ø £ ́Òμμ 1⁄2 Ò ̧ ́× £ ́Òμμ 1⁄2 Ò ̧ Ò ́Ö £ ́Òμμ 1⁄2 Ò ÐÐ ÔÔÖÓ Ø × Ñ Ð Ñ Ø̧ £ ̧ × Ò 1⁄2̧ Ò Ø Ø £ ́ Ð Ñ Ò 1⁄2 ́ǾÒμμ 1⁄2 Ò × ¬Ò Ò Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o¿μo ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o o ÓÐ Ó × £ Ï ÓÒ ØÙÖ Ø Ø Ø Ò×Û Ö × ÒÓo ÏÁ ÌÀ1 ÈÇÄ ÇÅÁÆÇ Ë Ø ÝÔ Ð Û Ø 1¿ ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ × × ÓÛÒ Ò ÙÖ 1⁄2 o o o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o Ê 3⁄4̧Ã Ë Ä Ø ǾÒ μ Ø Ò Ù Ñ Ö Ó ¬Ü Û Ø 1 Ò1ÓÑ ÒÓ ×̧ Ò Ì ́Þμ È 1⁄2 Ò 1⁄2 ǾÒ μÞ Ò o Ì Ò Ì ́Þμ È ́Þμ É ́Þμ ÓÖ ×ÓÑ ÔÓÐÝÒÓÑ Ð× È ́Þμ É ́Þμ Û Ø ÒØ Ö Ó 1 ¬ ÒØ×̧ ÒÓ ÓÑÑÓÒ Þ ÖÓ ×̧ Ò É ́1⁄4μ 1⁄2o ÕÙ Ú Ð ÒØÐÝ̧ Ø × ÕÙ Ò ǾÒ μ̧ Ò 1⁄2 3⁄4 ̧ × Ø ×¬ × Ð Ò Ö̧ ÓÑÓ Ò ÓÙ× « Ö Ò ÕÙ Ø ÓÒ Û Ø ÓÒר ÒØ Ó 1 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 340
ÔØ Ö 1⁄2 ÈÓÐÝÓÑ ÒÓ × ¿ 1⁄2 Á ÍÊ 1⁄2 o o Û Ø 1¿ ÔÓÐÝ ÓÑ ÒÓo ¬ ÒØ× ÓÖ ¬Ü Ø ÓÖ Ö Ó Ø ÕÙ Ø ÓÒ × ÖÓÙ ÐÝ ¿ o ÙÖØ ÖÑÓÖ ̧ Ø × ÕÙ Ò ́ǾÒ μμ 1⁄2 Ò ÓÒÚ Ö × ØÓ Ð Ñ Ø × Ò 1⁄2̧ Ò Ð Ñ 1⁄2 ́× Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o¿μo ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÓÖ Ø ¬Ü Û Ø 13⁄4 Ò1ÓÑ ÒÓ × ́× ÓÛÒ Ò ÙÖ 1⁄2 o o ÓÖ ×Ñ ÐÐ Òμ̧ Û Ú Ì 3⁄4 ́Þμ Þ 1⁄2 3⁄4Þ Þ 3⁄4 Þ ·3⁄4 Þ 3⁄4 · Þ ¿ ·1⁄2 3⁄4 Þ · Ò ǾÒ ·3⁄4 3⁄4μ 3⁄4ǾÒ ·1⁄2 3⁄4μ · ǾÒ 3⁄4μ ÓÖ Ò 1⁄2o Á ÍÊ 1⁄2 o o Ï Ø 13⁄4 Ò1ÓÑ ÒÓ × ÓÖ Ò 1⁄2 3⁄4 ¿ o ÁÊ Ì ÈÇÄ ÇÅÁÆÇ Ë ÔÓÖØ ÓÒ Ó Ø Ñ ÐÝ ØÖ ÓÖ Ö Ø ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ ×̧ ÓÒרÖÙ Ø × Ñ Ð ÖÐÝ ØÓ Ø ÓÒ Ò ÙÖ 1⁄2 o o1⁄2̧ × × ÓÛÒ Ò ÙÖ 1⁄2 o o o × Ò Ë Ø ÓÒ ̧ Ó ÛÓÖ × Ò ¬Ò ÓÖ Ö Ø ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ ×̧ Ò ÓÒÚ ÖØ ÒØÓ Ò ÖÝ ÛÓÖ ×o Ä Ø Î Ø Ð Ò Ù ÓÖÑ Ý ÐÐ Ó Ø × o ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o o Ö Ø Ö Þ Ø ÛÓÖ × Ò Îo ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ × Î Ò ÙÒ Ñ ÙÓÙ× ÓÒØ ÜØ1 Ö Ð Ò1 Ù ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o ÓÙ Á ́Òμ × Ø ÒÙÑ Ö Ó Ö Ø Ò 1ÓÑ ÒÓ × Ò ×Ø Ò Ö ÔÓ× Ø ÓÒ̧ Ò ́Þμ È ́ÒμÞ Ò ̧ Ø Ò ́Þμ 1⁄2 3⁄4 Ö 1⁄2·Þ 1⁄2 ¿Þ 1⁄2 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 341
¿ 3⁄4 ËoÏo ÓÐ ÓÑ Ò o o ÃÐ ÖÒ Ö Á ÍÊ 1⁄2 o o Ñ ÐÝ ØÖ ÓÖ ¬Ü Ö Ø Ô ÓÐÝÓÑ ÒÓ ×o 12 34 56 7 8 9 12 34 5 6 7 8 9 12 3 4 56 78 9 12 3 4 56 7 8 9 12 34 5 6 7 8 12 34 5 6 78 9 12 34 56 78 9 12 34 12 3 12 3 4 5 6 7 8 12 3 4 5 67 8 12 3 4 5 6 7 8 9 12 3 4 5 6 78 9 12 3 4 5 6 7 8 12 3 4 5 6 7 8 12 3 4 5 6 7 1 11 1 1 2 22 2 2 3 33 3 3 4 44 44 5 55 55 6 66 6 77 7 ÇÊÇÄÄ Ê 1⁄2 o o1⁄21⁄4 ́Òμ 1⁄2 3⁄4 Ò 1⁄4 1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4 Ò ́ ¿μ Ò Ò ́Òμ × Ø ×¬ × Ø Ö ÙÖÖ Ò ÖÐ Ø ÓÒ ́Òμ ¿ Ò 1⁄2 Ò 1⁄2 1⁄2 ́ μ ́Ò μ o Ã × Ö Ã Ù× Ø ÓÖÓÐÐ ÖÝ ØÓ Ò Ö Ø Ì Ð 1⁄2 o o1⁄2o 1⁄2 o ÌÁÄÁÆ ÏÁ ÌÀ ÈÇÄ ÇÅÁÆÇ Ë Ï ÓÒ× Ö Ø ×Ô Ð × Ó Ø Ø Ð Ò ÔÖÓ Ð Ñ ́× ÔØ Ö ¿μ Ò Û Ø ×Ô Û Û × ØÓ Ø Ð × × Ø Ë Ó ÐÐ× Ò Ø ÔÐ Ò Ò Ø Ø Ð × Ö ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ ×o Í×Ù ÐÐÝ Ë Û ÐÐ Ö Ø Ò ÙÐ Ö × Øo ÄÇËË Ê 1ØÝÔ Á Ë × ¬Ò Ø × Ø Ó ÐÐ×̧ ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ×Ù × Ø× Ó Ȩ̈ ́ Ë 1⁄2 Ë μ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 342
ÔØ Ö 1⁄2 ÈÓÐÝÓÑ ÒÓ × ¿ ¿ Ì Ä 1⁄2 o o1⁄2 Ì ¬Öר ¿1⁄4 Ú ÐÙ × Ó ́Òμ̧ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ö Ø Ò1ÓÑ ÒÓ × Ò ×Ø Ò Ö ÔÓ× Ø ÓÒo Ò ́Òμ Ò ́Òμ Ò ́Òμ 1⁄2 1⁄2 1⁄21⁄2 1⁄2 ¿1⁄4¿ 3⁄41⁄2 1⁄2¿ 1⁄4 3⁄4 3⁄4 1⁄23⁄4 3⁄41⁄2 3⁄43⁄4 3⁄41⁄2 ¿3⁄4 ¿1⁄23⁄4 ¿ 1⁄2¿ 1⁄2 ¿¿ 3⁄4¿ ¿ 1⁄2 1⁄2 3⁄4 1⁄2¿ 1⁄2 1⁄2 3⁄4 1⁄2 ¿1⁄4 3⁄43⁄4 3⁄4 ¿ 1⁄2 1⁄23⁄41⁄41⁄2 1⁄2 3⁄4 1⁄4 3⁄4 ¿ 1⁄2 1⁄2 ¿ 3⁄41⁄21⁄2 3⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄4¿1⁄23⁄43⁄4 3⁄4 1⁄2 1⁄21⁄41⁄2 3⁄4 1⁄2 1⁄21⁄2 1⁄4 1⁄2 3⁄4 ¿ 1⁄4 3⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄2 3⁄4 1⁄4 3⁄41⁄2 3⁄4¿ 1⁄2 ¿1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4 3⁄4¿ ¿ 1⁄21⁄4 1⁄4 3⁄41⁄4 3⁄4 ¿1⁄2 1⁄21⁄21⁄2 ¿1⁄4 1⁄23⁄43⁄41⁄2 ¿ 1⁄4 1⁄4 Ô ÖØ Ø ÓÒ ́ÓÖ ÓÚ Öμ Ó Ȩ̈ Ò Ì Ȩ̈Ø 1ØÝÔ Ó Ì × ¬Ò × ́ Ìμ ́Ë 1⁄2 Ì Ë Ì μ × × Á Ú ÖÝ Ö Ø Ò Ð Ò × Ø Ê Ò Ø Ð Û Ø ØÖ Ò×Ð Ø × Ó Ö Ø Ò Ð × ÐÓÒ Ò ØÓ ¬Ò Ø ×Ù × Ø Ȩ̂ Ò × Ñ Ò Ñ Ð Û Ø Ø × ÔÖ ÓÔ ÖØÝ ̧ × ÐÐ × × Ó Êo ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o1⁄2 ÃÐ 1⁄4 Ë ÙÔÔÓ× Ë × ¬Ò Ø × Ø Ò ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ×Ù × Ø× Ó Ëo Ì Ò Ø Ð × Ë Ò ÓÒ ÐÝ ̧ ÓÖ Ú ÖÝ Ô ÖØ Ø ÓÒ ́ÓÖ ÓÚ Öμ Ó Ȩ̈ ́ Ëμ × Ò ÓÒÒ Ø Ú ÒØ Ö ÓÑ Ò Ø ÓÒ Ó Ø ØÝÔ × ́ Ìμ Û Ö Ì Ö Ò × ÓÚ Ö o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÓÒ Ò Ù× Ø × ØÓ × ÓÛ Ø Ø 1⁄2¿ ¢ 1⁄2 Ö Ø Ò ÙÐ Ö ÖÖ Ý Ó ×ÕÙ Ö × ÒÒÓØ Ø Ð Û Ø 3⁄4 ¢ 3⁄4 Ò ¿ ¢ ¿ ×ÕÙ Ö × Ä Ø Ø Ô ÖØ Ø ÓÒ Ó Ø 1⁄2¿ ¢ 1⁄2 ÖÖ Ý Ë ÒØÓ Ð Ò Û Ø ÐÐ× × ÓÛÒ Ò ÙÖ 1⁄2 o o1⁄2̧ Ò Ø × Ø Ó ÐÐ 3⁄4 ¢ 3⁄4 Ò ¿ ¢ ¿ ×ÕÙ Ö × Ò Ëo Á ÍÊ 1⁄2 o o1⁄2 Ó ÐÓÖ Ò Ó Ø 1⁄2¿ ¢ 1⁄2 Ö Ø Ò Ð o type (2,2) type (6,3) type (3,6) © 2004 by Chapman & Hall/CRC 343
¿ ËoÏo ÓÐ ÓÑ Ò o o ÃÐ ÖÒ Ö Ì Ò 3⁄4 ¢3⁄4 ×ÕÙ Ö Ò × ØÝÔ ́3⁄4 3⁄4μ̧ Û Ð Ø ¿¢¿ ×ÕÙ Ö × Ú Ø ÝÔ × ́ ¿μ Ò ́¿ μo Á Ø Ð Ò Û Ö Ô Ó×× Ð ̧ Û Ø Ü 3⁄4 ¢ 3⁄4 ×ÕÙ Ö ×̧ Ò Û Ø Ý 1⁄2 Ò Ý 3⁄4 ¿ ¢ ¿ ×ÕÙ Ö × Ó ØÝÔ × ́ ¿μ Ò ́¿ μ ́Ö ×Ô Ø Ú ÐÝμ̧ Ø Ò Û Û ÓÙÐ Ú ́ ¡ 1⁄2¿ ¡ 1⁄2¿μ Ǘ3⁄4 3⁄4μ · Ý 1⁄2 ́ ¿μ · Ý 3⁄4 ́¿ μ Û Ú × 1⁄2¿ ¿́Ý 1⁄2 Ý 3⁄4 μ̧ ÓÒØÖ Ø ÓÒo ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o3⁄4 Ä Ø ¬Ò Ø ÙÒ ÓÒ Ó ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ Ð ×× × Ó ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ ×̧ Ò Ð Ø Û ¬Ü ÔÓ× Ø Ú ÒØ Öo Ì Ò ÓÒ Ò ÓÒ ×ØÖÙ Ø ¬Ò Ø Ù ØÓÑ ØÓÒ Ø Ø Ò Ö Ø × ÐÐ 1 Ø Ð Ò × Ó Û ¢ Ò Ö Ø Ò Ð × ÓÖ ÐÐ ÔÓ×× Ð Ú ÐÙ × Ó Òo ÇÊÇÄ Ä Ê 1⁄2 o o¿ Á Û × ¬Ü Ò × Ú Ò̧ Ø Ò Ø × ÔÓ×× Ð ØÓ Û Ø Ö Ø Ö Ü ×Ø× ×ÓÑ Ò ÓÖ Û Ø Ð × Û ¢ Ò Ö Ø Ò Ð o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Û Û ÒØØ ÓØÐ ¿ ¢ Ò Ö Ø Ò Ð Û Ø ÓÔ × Ó Ø Ä1Ø ØÖÓÑ ÒÓ × ÓÛÒ Ò ÙÖ 1⁄2 o o3⁄4 Ò ÐÐ Ø ÔÓ×× Ð ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ×̧ Ø ÙØÓÑ ØÓÒ Ó ÙÖ 1⁄2 o o3⁄4 × ÓÛ× Ø Ø Ø × Ò ×× ÖÝ Ò ×ÙÆ ÒØ Ó ÖÒ ØÓ ÑÙÐ Ø ÔÐ Ó o Á ÍÊ 1⁄2 o o3⁄4 Ò ÙØ ÓÑ ØÓÒ ÓÖ Ø Ð Ò ¿ ¢ Ò Ö Ø Ò Ð Û Ø Ä1Ø Ø ÖÓÑ ÒÓ ×o ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 2 2 21 1 1 1 12 1 1 21 1 1 1 12 1 1 An L-tetromino ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o à ̧ Ã Ä Ø Ê Ò Ò¬Ò Ø × Ø Ó ÓÖ ÒØ Ö Ø Ò Ð × Û Ø ÒØ Ö Ñ Ò× ÓÒ×o Ì Ò Ê × ¬Ò Ø × ×o ́Ì × Ø ÓÖ Ņ̃ Û Û × ÓÖ Ò ÐÐÝ ÓÒ ØÙÖ Ý o Ó Ð̧ ÜØ Ò × ØÓ Ö Ñ Ò× ÓÒ× × Û ÐÐ Ã oμ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 344
ÔØ Ö 1⁄2 ÈÓÐÝÓÑ ÒÓ × ¿ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ð Ø Ê Ø × Ø Ó ÐÐ Ö Ø Ò Ð × Ø Ø Ò Ø Ð Û Ø Ø Ä1 Ø ØÖ ÓÑ ÒÓ Ó ÙÖ 1⁄2 o o3⁄4̧ Ò Ð Ø 3⁄4 ¢ ¢ 3⁄4 ¿ ¢ ¢ ¿ Êo Ì Ò Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ø Ö Ø× Ö Ö Ð Ø ́ μ Ê × Ø × Ø Ó ÐÐ ¢ Ö Ø Ò Ð × Û Ø 1⁄2 Ò ́ μ × × × Ó Ê ́ μ Ñ Ñ Ö Ó × Ø Ð Ð Û Ø Ø Ä1Ø ØÖÓÑ ÒÓo ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o o Ì ×Ñ ÐÐ ×Ø Ö Ø Ò Ð Ø Ø Ò Ø Ð Û Ø Ø 1Ô Ò ØÓÑ ÒÓ ́× ÓÛÒ Ò ÙÖ 1⁄2 o o¿μ × ¢ 1⁄21⁄4o Ò × × ÓÖ Ø × Ø Ê Ó ÐÐ Ö Ø Ò Ð × Ø Ø Ò Ø Ð Û Ø 1Ô Ò ØÓÑ ÒÓ ×o Á ÍÊ 1⁄2 o o¿ ¢ 1⁄21⁄4 Ö Ø Ò Ð Ø Ð ÛØ 1Ô ÒØ ÓÑ ÒÓ ×o 1⁄2 o Ê Ì Æ Ä Ë Ç ÈÇÄ ÇÅÁÆÇ Ë À Ö Û ÓÒ× Ö Ø ÕÙ ×Ø ÓÒ Ó Û Ô Ó Ð Ý ÓÑ ÒÓ × Ô × Ú Ø ÔÖÓÔ ÖØÝ Ø Ø ×ÓÑ ¬Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó ÓÔ ×̧ Ð ÐÓÛ Ò ÐÐ ÖÓØ Ø ÓÒ× Ò Ö ­ Ø ÓÒ×̧ Ò ×× Ñ Ð ØÓ ÓÖÑ Ö Ø Ò Ð o ÆÓ ÔÖ ÓÖ Ð Ñ Ø Ò ×Ø Ð × ̧ Ú Ò Ò Ö ØÖ ÖÝ Ò1 ÓÑ ÒÓ̧ ÓÒ Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ÓÔ × Ø Ø Ñ Ý Ö ÕÙ Ö ØÓ ÓÖÑ Ö Ø Ò Ð o ́Ë ̧ o o̧ Ö oμ ÓÖØÙÒ Ø ÐÝ ̧ Ò ÒÝ ×Ô ¬ × ̧ Ø Ö × Ð Ð ÓÓ Ó Ò×Û Ö Ò Ø ÕÙ ×Ø ÓÒo ÙØ Ø Ö Ò ÒÓ ÔÖÓ ÙÖ Ø Ø Ò ÖÓÙØ Ò ÐÝ ÔÔÐ ØÓ Ò Ø Û Ø Ö Ú Ò ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ × Ô Û ÐÐ Ø Ð ×ÓÑ ́ÔÓ×× ÐÝ Ù μ Ö Ø Ò Ð o ÁÒ 1⁄2 ̧ o o ÃÐ ÖÒ Ö ÃÐ ¬Ò Ø ÓÖ Ö Ó ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ È × Ø Ñ Ò 1 ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔ × Ó È Ø Ø Ò ×× Ñ Ð ́ ÐÐ ÓÛ Ò ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ̧ ÖÓØ Ø ÓÒ̧ Ò Ö ­ Ø ÓÒμ ØÓ ÓÖÑ Ö Ø Ò Ð o ÓÖ Ø Ó× ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ × Ø Ø Û ÐÐ ÒÓØ Ø Ð ÒÝ Ö Ø Ò Ð ̧ Ø ÓÖ Ö × ÙÒ ¬Ò o ́ ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ × ÓÖ Ö 1⁄2 Ò ÓÒÐÝ Ø × Ø× Ð Ö Ø Ò Ð oμ ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ × ÓÖ Ö 3⁄4 Ò ÓÒÐÝ Ø × Ð Ö Ø Ò Ð ̧ × Ò ØÛÓ Ò Ø Ð ÓÔ × Ó Ø ÑÙר ÓÖÑ Ö Ø Ò Ð o Ì × Ò ×× Ö ÐÝ Ñ Ò× Ø Ø Ø ØÛÓ ÓÔ × Û ÐÐ 1⁄2 1⁄4 Æ ÖÓØ Ø ÓÒ× Ó ÓØ Ö Û Ò ÓÖÑ Ò Ö Ø Ò Ð o ËÓÑ Ü ÑÔÐ × Ö × ÓÛÒ Ò ÙÖ 1⁄2 o o1⁄2o Á ÍÊ 1⁄2 o o1⁄2 ËÓÑ ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ × Ó ÓÖ Ö 3⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 345
¿ ËoÏo ÓÐ ÓÑ Ò o o ÃÐ ÖÒ Ö Ì Ö Ö ÒÓ ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ × Ó ÓÖ Ö ¿o ́Ì × Û × Ô ÖÓÚ Ò ËÏ 3⁄4 Ý Á Ò ËØ Û ÖØo μ ÁÒ Ø̧ Ø ÓÒÐ Ý Û Ý Ò Ý Ö Ø Ò Ð Ò Ú ÙÔ ÒØÓ Ø Ö ÒØ Ð ÓÔ × Ó Û ÐÐ1 Ú ÓÑ ØÖ ¬ ÙÖ × ØÓ Ô ÖØ Ø ÓÒ Ø ÒØÓ Ø Ö Ö Ø Ò Ð × ́× ÙÖ 1⁄2 o o3⁄4μ̧ Ò Ý ¬Ò Ø ÓÒ Ö Ø Ò Ð × ÓÖ Ö 1⁄2o Á ÍÊ 1⁄2 o o3⁄4 ÀÓÛ Ø Ö ÒØ Ð Ö Ø Ò Ð × Ò ÓÖÑ Ö Ø Ò Ð o Ì Ö Ö Ú Ö ÓÙ× Û Ý× Ò Û ÓÙÖ ÒØ Ð Ô ÓÐÝÓÑ ÒÓ × Ò ÓÑ Ò ØÓ ÓÖÑ Ö Ø Ò Ð o ÇÒ Û Ý ̧ ÐÐ Ù×ØÖ Ø Ò ÙÖ 1⁄2 o o¿̧ × ØÓ Ú Ó Ù Ö 1⁄4 Æ ÖÓØ Ø ÓÒ× Ó × Ò Ð × Ô ÓÖÑ Ò ×ÕÙ Ö o Á ÍÊ 1⁄2 o o¿ ÈÓÐÝÓÑ ÒÓ × Ó ÓÖ Ö ÙÒ Ö 1⁄4 Æ ÖÓØ Ø ÓÒo ÒÓØ Ö Û Ý ØÓ ÓÑ Ò ÓÙÖ ÒØ Ð × Ô × ØÓ ÓÖÑ Ö Ø Ò Ð Ù× × Ø ÓÙÖ ÓÐ × ÝÑÑ ØÖÝ Ó Ø Ö Ø Ò Ð Ø× Ð Ð Ø1Ö Ø̧ ÙÔ1 ÓÛÒ̧ Ò 1⁄2 1⁄41Ö ÓØ Ø ÓÒ Ð ×ÝÑ Ñ ØÖÝ o ËÓÑ Ü ÑÔÐ × Ó Ø × ÔÔ Ö Ò ÙÖ 1⁄2 o o o Á ÍÊ 1⁄2 o o ÈÓÐÝÓÑ ÒÓ × Ó ÓÖ Ö ÙÒ Ö Ö Ø Ò ÙÐ Ö ×Ý ÑÑ Ø ÖÝo Ì Ö Ö Ð×Ó ÑÓÖ ÓÑÔÐ Ø ÓÖ Ö1 Ô ØØ ÖÒ× Ø Ø Û Ö ÓÙÒ Ý ÃÐ ÖÒ Ö ÃÐ ̧ ØÛÓ Ó Û Ö ÐÐÙ×ØÖ Ø Ò ÙÖ 1⁄2 o o o Á ÍÊ 1⁄2 o o ÒÓØ Ö ÓÖ Ö1 ÓÒרÖÙ Ø ÓÒ Ý ÃÐ ÖÒ Öo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 346
ÔØ Ö 1⁄2 ÈÓÐÝÓÑ ÒÓ × ¿ ÝÓÒ ÓÖ Ö ̧ Ø Ö × × Ýר Ñ Ø ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ ÓÐ Ø Ø Ú × Ü ÑÔÐ × Ó ÓÖ Ö × ÓÖ Ú ÖÝ ÔÓ× Ø Ú Ò Ø Ö × Ò ÙÑ Ö ÓÙ× ×ÓÐ Ø Ü ÑÔÐ × Ó ×Ñ ÐÐ Ô ÓÐÝ1 ÓÑ ÒÓ × Û Ø ÓÖ Ö× Ò ÐÙ Ò 1⁄21⁄4̧ 1⁄2 ̧ 3⁄4 ̧ 3⁄4 ̧ 1⁄4̧ ̧ 3⁄4̧ ̧ 1⁄2¿ ̧ 1⁄2 3⁄4̧ Ò ¿1⁄23⁄4 Ö Ð×Ó ÒÓÛÒ o ÙÖ 1⁄2 o o × ÓÛ× Ø ×ÓÐ Ø Ü ÑÔÐ × Ó ÓÖ Ö 1⁄21⁄4 ÓÐ Ò ÓÖ Ö× 1⁄2 ̧ 3⁄4 ̧ Ò 3⁄4 ÃÐ o Á ÍÊ 1⁄2 o o ÓÙÖ ×ÔÓ Ö ÔÓÐÝ ÓÑ ÒÓ ×̧ Ó ÓÖ Ö× 1⁄21⁄4̧ 1⁄2 ̧ 3⁄4 ̧ Ò 3⁄4 ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝo n=10 n=18 n=24 n=28 ÙÖ 1⁄2 o o × ÓÛ× Ò Ü ÑÔÐ Ó ÓÖ Ö 1⁄4̧ ÓÙÒ Ý Ï ÐÐ Ñ Ê Ü Å Ö× ÐÐ Ó ÙÒ Ò̧ Æ Û Ð Ò ̧ Ò 1⁄2 1⁄4 Å Ö 1⁄4 o Á ÍÊ 1⁄2 o o Ò 1⁄21⁄21ÓÑ ÒÓ Ó ÓÖ Ö 1⁄4o ÙÖ 1⁄2 o o × ÓÛ× Ü ÑÔÐ × Ó ÓÖ Ö× Ò 3⁄4̧ ÓÙÒ Ý Ã ÖÐ o Ð Ò 1⁄2 ̧ ÙØ ÒØ Ô Ø Ý Ìo Ïo Å ÖÐ ÓÛ Ò 1⁄2 o Ì ÔØÓÑ ÒÓ Ó ÓÖ Ö Ò ÙÖ 1⁄2 o o ÒÒÓØ Ø Ð Ø× Ñ Ò ÑÙÑ Ö Ø Ò Ð Û Ø 1⁄2 1⁄4 Æ ÖÓØ Ø ÓÒ Ð × ÝÑÑ ØÖÝ o Ì × × Ð×Ó ØÖÙ Ó Ø ÓÑ ÒÓ Ò ÙÖ 1⁄2 o o Ó ÓÖ Ö ̧ Û Ó× Ñ Ò ÑÙÑ Ö Ø Ò Ð ́Ø ¿1⁄4¢¿3⁄4μ Û × × ÓÚ Ö Ý ÏoÊo Å Ö× ÐÐ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 347
¿ ËoÏo ÓÐ ÓÑ Ò o o ÃÐ ÖÒ Ö Á ÍÊ 1⁄2 o o ÔØ ÓÑ ÒÓ Ó ÓÖ Ö Ò ÜÓÑ ÒÓ Ó ÓÖ Ö 3⁄4o Ò 1⁄2 1⁄2 Ò 1⁄2 ̧ Å Ö× ÐÐ Ð×Ó ÓÙÒ Ø Ñ Ò ÑÙÑ Ö Ø Ò Ð × ÓÖ Ø ÓÖ Ö 1⁄2 3⁄4 Ó ØÓÑ ÒÓ ́¿3⁄4¢ μ Ò Ø ÓÖ Ö 1⁄2¿ ́¿1⁄4¢ μ ÓÑ ÒÓ Å Ö ̧ Ð Ø Ö ÔÙ Ð × Ò Å Ö o Á ÍÊ 1⁄2 o o ÓÑ ÒÓ Ó ÓÖ Ö o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 348
ÔØ Ö 1⁄2 ÈÓÐÝÓÑ ÒÓ × ¿ ÆÓ ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ Û Ó× ÓÖ Ö × Ò Ó ÒÙÑ Ö Ö Ø Ö Ø Ò 1⁄2 × Ú Ö Ò ÓÙÒ ̧ ÙØ Ø ÔÓ×× Ð ØÝØ Ø× Ù Ô Ó Ð Ý ÓÑ ÒÓ × Ü ×Ø ́Û Ø ÓÖ Ö× Ö Ø Ö Ø Ò ¿μ × ÒÓØ Ò ÖÙÐ ÓÙØo Ì ÒÓÛÒ Ú Ò ÓÖ Ö× Ó ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ × Ö ÐÐ Ø ÑÙ Ð ØÔ Ð ×Ó ̧ ×Û ÐÐ × Ø ÒÙÑ Ö× 3⁄4̧ 1⁄21⁄4̧ 1⁄2 ̧ 1⁄4̧ Ò 1⁄2¿ o Ì ×Ñ ÐÐ ×Ø Ú Ò ÓÖ Ö ÓÖ Û ÒÓ Ü ÑÔÐ × ÒÓÛÒ × o ÙÖ 1⁄2 o o1⁄21⁄4 × ÓÛ× ÓÒ Û Ý ÒÛ × Ü ÓÔ × Ó Ô ÓÐÝÓÑ ÒÓ Ò ¬ØØ ØÓ Ø Ö ØÓ ÓÖÑ Ö Ø Ò Ð ̧ ÙØ Ø ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ Ò ÕÙ ×Ø ÓÒ ́ × × ÓÛÒμ ØÙ ÐÐÝ × ÓÖ Ö 3⁄4o Å Ð Ê ÓÙÒ ÔØ ÓÐÓ ́ ¬ ÙÖ Ñ Ó × Ú Ò ÓÒ ÖÙ ÒØ ×Ó× Ð × Ö Ø ØÖ Ò Ð ×μ Ó ÓÖ Ö ̧ Ð×Ó × ÓÛÒ Ò ÙÖ 1⁄2 o o 1⁄21⁄4o ́Ë Ð×Ó Ê oμ Á ÍÊ 1⁄2 o o1⁄21⁄4 1⁄23⁄41ÓÑ ÒÓ Ó ÓÖ Ö 3⁄4 Ø Ø ×Ù ×Ø× Ò ÓÖ Ö1 Ø Ð Ò ̧ Ò Å Ð Ê 3× ÓÖ Ö1 ÔØ Ó ÐÓo ́Á× Ø Ö ÒÝ ÔÓÐÝ ÓÑ ÒÓ Ó ÓÖ Ö μ Ì ÓÐÓÑ ÓÒרÖÙ Ø ÓÒ ÓÖ ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ × Ó ÓÖ Ö × Ú × Ø× ¬Öר Ò Û Ü Ñ1 ÔÐ ̧ ÓÖ Ö ̧ Û Ò × 3⁄4 o Ì ÙÒ ÖÐÝ Ò Ø Ð Ò ÓÒ ÔØ Ó ÓÛ ØÓ ¬Ø ÓÒ ÖÙ ÒØ × Ô × ØÓ Ø Ö ØÓ ÓÖÑ Ö Ø Ò Ð × × ÓÛÒ Ò ÙÖ 1⁄2 o o1⁄21⁄2o Á ÍÊ 1⁄2 o o1⁄21⁄2 Ö Ø Ò Ð ÓÖÑ Ö ÓÑ Ø ÓÒ ÖÙ ÒØ Ô ×o ÐØ ÓÙ Ø × Ô Ù× Ò ÙÖ 1⁄2 o o1⁄21⁄2 × ÒÓØ ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ̧ Ø × Ñ ÓÒ ÔØ Ò Ö Ð Þ Ù× Ò Ø 1⁄23⁄41ÓÑ ÒÓ × ÓÛÒ Ò ÙÖ 1⁄2 o o1⁄23⁄4o Á ÍÊ 1⁄2 o o1⁄23⁄4 Ô ÓÐÝÓÑ ÒÓ Ó ÓÖ Ö o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 349
¿ 1⁄4 ËoÏo ÓÐ ÓÑ Ò o o ÃÐ ÖÒ Ö ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o o1⁄2 Ú Ò ÔÓÐ ÝÓÑ ÒÓ̧ Û ÐÐ Ø ÓÖ ÛÓÒ 3Ø Ø Ø Ð ÁÒ Ö ÒØÝ Ö×̧ Û Ò Ú Ö ×Ô ¬ Ô ÓÐÝÓÑ ÒÓ Û Ó× Ð ØÝ ØÓ Ø Ð ÒÝ Ö Ø Ò Ð ÒÓØ Ý Ø Ò Û × ÔÙ Ð Þ ̧ ×ÓÑ ÓÒ Û Ø ÓÓ ÓÑÔÙØ Ö ÔÖÓ Ö Ñ × Ù×Ù ÐÐÝ ÓÙÒ Ö Ø Ò Ð 1Ø Ð Ò × ÓÐÙØ ÓÒ Û Ø Ò Ý Öo Ò Ò¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ ×̧ Ø ¬Öר × Ú Ö Ð Ó Û Ö ÒÓÛ Ò ØÓ Ø Ð Ö Ø Ò Ð ×̧ × × Ú ÖÝ ÓÙÖØ ÓÒ Ø ÖÓÙ ÓÙØ Ø Ñ ÐÝ ̧ × ÐÐ Ù×ØÖ Ø Ò ÙÖ 1⁄2 o o1⁄2¿o ÌÛÓ Ó Ø Ñ Ò ÑÙÑ Ö Ø Ò Ð ×̧ × ÓÚ Ö Ò 1⁄2 Ý Å Ö× ÐÐ ́× Å Ö μ Ö × ÓÛÒ Ò ÙÖ 1⁄2 o o1⁄2 o Ì Ò Ö Ð × × ×Ø ÐÐ ÓÔ Òo Á ÍÊ 1⁄2 o o1⁄2¿ ÁÒ¬ Ò Ø Ñ ÐÝ Ó ÔÓÐÝ ÓÑ ÒÓ ×o Ó × ÓÒ Ø Ð Ö Ø Ò Ð ́Ì ÒÙÑ Ö ÐÓÛ ¬ ÙÖ × Ø× ÓÖ Ö̧ ÒÓÛÒoμ 4 18 192 138 8 ? ? ? 12 ? Á ÍÊ 1⁄2 o o1⁄2 ÒÓØÓÑ ÒÓ Ó ÓÖ Ö 1⁄2 3⁄4 Ò ÓÑ ÒÓ Ó ÓÖ Ö 1⁄2¿ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 350
ÔØ Ö 1⁄2 ÈÓÐÝÓÑ ÒÓ × ¿ 1⁄2 1⁄2 o ËÇÍÊ Ë Æ Ê Ä Ì Å Ì ÊÁ Ä ÍÊÌ À Ê Ê ÁÆ ÓÑ ÔÖ Ò× Ú Ö ÒØ ×ÙÖÚ Ý Ó Ø ×Ù Ø̧ ÓÑÔÐ Ø Û Ø Ò ÙÒ Ò Ó Ö Ö Ò ×̧ × ÓÐ o ÒÓØ Ö ÓÓ ÓÒ Ø ×Ù Ø × Å Ö 1⁄2 o Ò ÐÐÝ ̧ Ø Ö Ö Ö Ø Ñ ÒÝ ÖØ Ð ×̧ ÔÙÞ ÞÐ ×̧ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÒ ÖÒ Ò ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ × ØÓ ÓÙÒ Ò Ø ÂÓÙÖ Ò Ð Ó Ê Ö Ø ÓÒ Ð Å Ø Ñ Ø ×o Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö ¿ Ì Ð Ò × Ê Ê Æ Ë Ò o o Ò Öo ÓÒÚ Ü Ò1ÓÑ ÒÓ ×o × Ö Ø Å Ø o̧ 3⁄41⁄2 ß3⁄43⁄4 ̧ 1⁄2 o Ö Êo Ö Öo Ì ÙÒ Ð ØÝ Ó Ø ÓÑ ÒÓ ÔÖÓ Ð Ño Å Ño Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄2ß 3⁄4̧ 1⁄2 o ÓÙ Åo ÓÙ ×ÕÙ Ø1Å ÐÓÙ o ÈÓ ÐÝÓÑ ÒÓ × Ò ÔÓÐÝ ÓÒ ×o ÓÒØ ÑÔo Å Ø o̧ 1⁄2 ß 1⁄4̧ 1⁄2 o à Æo o ÖÙ Ò Ò o o ÃÐ ÖÒ Öo ¬Ò Ø × × Ø ÓÖ Ñ ÓÖ Ô Ò ÓÜ × Û Ø Ö ×o ÁÒ È Ô Ö× Ø ØÓ oÂo ÓÙÛ ÑÔ̧ È Ð Ô× Ê × Ö Ê Ô ÓÖØ×̧ ¿1⁄4 ¿¿ ß¿ ¿̧ 1⁄2 o ÓÐ ËoÏo ÓÐ ÓÑ o È Ö×ÓÒ Ð ÓÑÑÙÒ Ø ÓÒo ÓÐ ËoÏo ÓÐ ÓÑ o Ì Ð Ò Û Ø ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ̧ 1⁄2 3⁄4 1⁄4ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o ÓÐ ËoÏo ÓÐ ÓÑ o ÈÓÐÝÓÑ ÒÓ × Û Ø Ð Ö Ø Ò Ð ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 1⁄2 1⁄21⁄2 ß1⁄23⁄4 ̧ 1⁄2 o ÓÐ ËoÏo ÓÐ ÓÑ o ÈÓÐÝÓÑ ÒÓ ×̧ 3⁄4Ò Ø ÓÒo ÈÖ Ò ØÓÒ ÍÒ Úo ÈÖ ××̧ 1⁄2 o ÓÐ ËoÏo ÓÐ ÓÑ o Ì Ð Ò Ö Ø Ò Ð × Û Ø Ô ÓÐÝÓÑ ÒÓ ×o Å Ø o ÁÒØ ÐÐ Ò Ö̧ 1⁄2 ¿ ß ̧ 1⁄2 o  Ï1⁄41⁄4 oÂo ÙØØÑ ÒÒ̧ Áo  Ò× Ò̧ ÄoÀo Ï ÓÒ ̧ Ò Áo o ÒØ Ò o ÈÙÒ ØÙÖ Ô ÓÐÝ ÓÒ× Ò ÔÓÐÝ1 ÓÑ ÒÓ × ÓÒ Ø ×ÕÙ Ö Ð ØØ o Âo È Ý×o ̧ ¿¿ 1⁄2 ¿ ß1⁄2 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o  1⁄41⁄4 Áo  Ò× Ò Ò oÂo Ù ØØÑ ÒÒo ËØ Ø ×Ø × Ó Ð ØØ Ò Ñ Ð× ́Ô ÓÐÝÓÑ ÒÓ ×μ Ò Ô ÓÐÝ ÓÒ×o Âo È Ý×o ̧ ¿¿ Ä3⁄4 ßÄ3⁄4 ¿̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o à o Ã × Öo È Ö×ÓÒ Ð ÓÑÑÙÒ Ø ÓÒ̧ 1⁄2 o ÃÐ o o ÃÐ ÖÒ Öo ÐÐ ÖÓÛ Ø ÔÖÓ Ð Ñ×o Ò o Âo Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄2ß ¿̧ 1⁄2 o ÃÐ o o ÃÐ ÖÒ Öo È Ò Ö Ø Ò Ð Û Ø ÓÒ ÖÙ ÒØ Æ 1ÓÑ ÒÓ ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ ̧ 1⁄21⁄4 ß 1⁄21⁄2 ̧ 1⁄2 o ÃÐ 1⁄4 o o ÃÐ ÖÒ Öo Ô Ò Ø ÓÖÝo Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ ̧ 3⁄4 3⁄4ß3⁄4 ̧ 1⁄2 1⁄4o à o o ÃÐ ÖÒ Ö Ò o Ó Ðo È Ò ÓÜ × Û Ø ÓÒ ÖÙ ÒØ ¬ ÙÖ ×o ÁÒ o Å Ø o̧ ¿1⁄2 ß 3⁄4̧ 1⁄2 o ÃÊ ¿ o o ÃÐ ÖÒ Ö Ò Ê oÄo Ê Ú ×Øo ÔÖÓ ÙÖ ÓÖ ÑÔ ÖÓÚ Ò Ø ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÖ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ò1ÓÑ ÒÓ ×o Ò o Âo Å Ø o̧ 3⁄4 ß 1⁄43⁄4̧ 1⁄2 ¿o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 351
¿ 3⁄4 ËoÏo ÓÐ ÓÑ Ò o o ÃÐ ÖÒ Ö ÃÊ o o ÃÐ ÖÒ Ö Ò Ê oÄo Ê Ú ×Øo ×Ý ÑÔ ØÓØ ÓÙÒ × ÓÖ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÓÒÚ Ü Ò1ÓÑ ÒÓ ×o × Ö Ø Å Ø o̧ ¿1⁄2ß 1⁄4̧ 1⁄2 o ÃË o o ÃÐ ÖÒ Ö Ò Ïo Ë ØØ Ö¬ Ð o Ì ÒÙÑ Ö Ó Û Ø 1 Ò 1ÓÑ ÒÓ ×o ÍÒÔ Ù Ð × o ÃÒÙ 3⁄4 o o ÃÒÙØ o È Ö×ÓÒ Ð ÓÑÑÙÒ Ø ÓÒ̧ 1⁄2 3⁄4o Å Ö 1⁄4 ÏoÊo Å Ö× ÐÐo È Ö×ÓÒ Ð ÓÑÑÙÒ Ø ÓÒ̧ 1⁄2 1⁄4o Å Ö ÏoÊo Å Ö× ÐÐo È Ö×ÓÒ Ð ÓÑÑÙÒ Ø ÓÒ×̧ 1⁄2 o Å Ö ÏoÊo Å Ö× ÐÐo È Ò Ö Ø Ò Ð × Û Ø ÓÒ ÖÙ ÒØ ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 3⁄4̧ 1⁄2 o Å Ö 1⁄2 o o Å ÖØ Òo ÈÓÐÝ ÓÑ ÒÓ ×o Ù ØÓ ÈÙÞÞÐ × Ò ÈÖÓ Ð Ñ× Ò Ì Ð Ò o Å Ø o ××Ó o Ñ Öo̧ Ï × Ò ØÓÒ̧ 1⁄2 1⁄2o Ê 3⁄4 Êo o Ê o ÓÒØÖ ÙØ ÓÒ× ØÓ Ø ÐÐ ÖÓÛØ ÔÖÓ Ð Ño Ò o Âo Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄2ß3⁄41⁄4̧ 1⁄2 3⁄4o Ê 1⁄2 oÀo Ê ÐÑ Öo ÓÙÒØ Ò Ô ÓÐÝÓÑ ÒÓ × Ý Ø ÒÓØ Ö ØØ o × Ö Ø Å Ø o̧ ¿ 1⁄2 1⁄2ß 3⁄41⁄4¿̧ 1⁄2 1⁄2o Ê Åo Ê o Ì Ð Ò Ö Ø Ò Ð × Ò Ð ×ØÖ Ô× Û Ø ÓÒ ÖÙ ÒØ ÔÓÐÝÓÑ ÒÓ ×o Âo ÓÑ Òo Ì 1 ÓÖÝ Ë Öo ̧ 1⁄4 1⁄21⁄4 ß1⁄23⁄4¿̧ 1⁄2 o ËÏ 3⁄4 Áo ËØ Û ÖØ Ò o ÏÓÖÑר Òo ÈÓÐÝÓÑ ÒÓ × Ó ÓÖ Ö ¿ Ó ÒÓØ Ü ×Øo Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 1⁄2 1⁄2¿1⁄4ß1⁄2¿ ̧ 1⁄2 3⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 352
353 POLYTOPES AND POLYHEDRA
354
1⁄2 ËÁ ÈÊÇÈ ÊÌÁ Ë Ç ÇÆÎ ÈÇÄ ÌÇÈ Ë Å ÖØ Ò À Ò ̧ ÂÙÖ Ò Ê Ø Ö1 ÖØ̧ Ò ÙÒØ Ö Åo Ð Ö ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝØÓÔ × Ö ÙÒ Ñ ÒØ Ð ÓÑ ØÖ Ó Ø× Ø Ø Ú Ò ÒÚ ×Ø Ø × Ò ÒØ ÕÙ ØÝ o Ì ÙØÝ Ó Ø Ö Ø ÓÖÝ × ÒÓÛ Ý× ÓÑ ÔÐ Ñ ÒØ Ý Ø Ö Ñ1 ÔÓÖØ Ò ÓÖ Ñ ÒÝ ÓØ Ö Ñ Ø Ñ Ø Ð ×Ù Ø×̧ Ö Ò Ò ÖÓÑ ÒØ Ö Ø ÓÒ Ø ÓÖÝ ̧ Ð Ö ØÓÔÓÐÓ Ý ̧ Ò Ð Ö ÓÑ ØÖÝ ́ØÓÖ Ú Ö Ø ×μ ØÓ Ð Ò Ö Ò ÓÑ Ò 1 ØÓÖ Ð ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒo ÁÒ Ø × ÔØ Ö Û ØÖÝ ØÓ Ú × ÓÖØ ÒØÖÓ Ù Ø ÓÒ̧ ÔÖÓÚ × Ø Ó Û Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÐÓÓ Ð Ò ÓÛ Ø Ý Ú ̧ Û Ø Ñ ÒÝ ÜÔÐ Ø Ü ÑÔÐ ×̧ Ò Ö ­Ý ר Ø ×ÓÑ Ñ Ò Ö ×ÙÐ Ø× ́Û Ö ÙÖØ Ö Ø Ð× Ö Ò Ø ×Ù × ÕÙ ÒØ ÔØ Ö× Ó Ø × À Ò ÓÓ μo Ï ÓÒ ÒØÖ Ø ÓÒ ØÛÓ Ñ Ò ØÓÔ × ̄ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÔÖÓÔ ÖØ × × ́Ú ÖØ ×̧ ×̧ oo o̧ Ø×μ Ó Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò Ø Ö Ö Ð Ø ÓÒ×̧ Û Ø ×Ô Ð ØÖ ØÑ ÒØ× Ó Ø Ð ×× × Ó ÐÓÛ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÓÐÝ1 ØÓÔ × Ò Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Û Ø Û Ú ÖØ × ̄ ÓÑ ØÖ ÔÖ ÓÔ ÖØ × ÚÓÐÙÑ Ò ×ÙÖ Ö ̧ Ñ Ü ÚÓÐÙÑ ×̧ Ò ÕÙ Ö1 Ñ ×× ÒØ Ö Ð×̧ Ò ÐÙ Ò ÜÔÐ Ø ÓÖ ÑÙÐ × ÓÖ Ø × × Ó Ø Ö ÙÐ Ö × ÑÔÐ ×̧ Ù ×̧ Ò Ö Ó×× 1Ô ÓÐÝØÓÔ ×o Ï Ö Ö ØÓ ÖÙÒ ÙÑ Ö Ù1⁄4¿ ÓÖ ÓÑ ÔÖ Ò× Ú Ú Û Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ø ÓÖÝ ̧ Ò ØÓ Ð Ö Ò Ë Ò Ö Ë ¿ ÓÖ Ø ÓÖ ÓÙ ØÖ ØÑ ÒØ× Ó Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ́Ö ×Ôo ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖ μ ×Ô Ø× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ø ÓÖÝ o 1⁄2 o1⁄2 ÇÅ ÁÆ Ì ÇÊÁ Ä ËÌÊ Í ÌÍÊ Ä ÇËË Ê Î1Ô ÓÐÝØÓÔ Ì ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó ¬Ò Ø × Ø Ü 1⁄2 Ü Ò Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ê È Ó Ò Ú́ μ Ò Ò 1⁄2 Ü ¬ ¬ ¬ 1⁄4 Ò 1⁄2 1⁄2 Ó À1ÔÓ ÐÝ ØÓÔ ÓÙÒ × ÓÐÙØ ÓÒ × Ø Ó ¬Ò Ø ×Ý× Ø Ñ Ó Ð Ò Ö Ò ÕÙ Ð Ø × È È ́ μ ̈ Ü 3⁄4 Ê Ì Ü ÓÖ 1⁄2 Ñ © Û Ö 3⁄4 Ê Ñ¢ × Ö Ð Ñ ØÖ Ü Û Ø ÖÓÛ× Ì ̧ Ò 3⁄4 Ê Ñ × Ö Ð Ú ØÓÖ Û Ø ÒØÖ × o À Ö ÓÙÒ Ò ×× Ñ Ò× Ø Ø Ø Ö × ÓÒ× Ø ÒØ Æ ×Ù Ø Ø Ü Æ ÓÐ × ÓÖ ÐÐ Ü 3⁄4 È o ¿ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 355
¿ Åo À Ò ̧ Âo Ê Ø Ö1 ÖØ̧ Ò oÅo Ð Ö ÈÓÐÝØÓÔ ×Ù × Ø È Ê Ø Ø Ò ÔÖ × ÒØ × Î 1ÔÓÐÝØÓÔ ÓÖ ́ ÕÙ Ú 1 Ð ÒØÐ Ý ̧ Ý Ø Ñ Ò Ø ÓÖ Ñ ÐÓÛ μ × Ò À1ÔÓÐÝØÓÔ o Ñ Ò× ÓÒ Ì Ñ Ò× ÓÒ Ó Ò Ö ØÖ ÖÝ ×Ù × Ø Ë Ê × ¬Ò × Ø Ñ Ò× ÓÒ Ó Ø× ÆÒ ÙÐÐ Ñ́Ë μ Ñ́ «́Ë μμo ́Ê ÐÐ Ø Ø «́Ë μ̧ Ø ÆÒ ÙÐÐ Ó × Ø Ȩ̈ × ̈ È Ô 1⁄2 Ü Ü 1⁄2 Ü Ô 3⁄4 Ë È Ô 1⁄2 1⁄2 © ̧ Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø ÆÒ ×Ù ×Ô Ó Ê ÓÒØ Ò Ò Ëoμ 1ÔÓÐ ÝØÓ Ô 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ o ÁÒ Û Ø Ó ÐÐ ÓÛ×̧ ×Ù × Ö ÔØ Ò Ø Ò Ñ Ó Ô ÓÐÝØÓÔ Ù×Ù ÐÐÝ ÒÓØ × Ø× Ñ Ò× ÓÒo ÁÒØ Ö ÓÖ Ò Ö Ð Ø Ú ÒØ Ö ÓÖ Ì ÒØ Ö ÓÖ ÒǾÈ μ × Ø × Ø Ó ÐÐ ÔÓ ÒØ× Ü 3⁄4 È ×Ù Ø Ø ÓÖ ×ÓÑ ̄ 1⁄4̧ Ø ̄1 ÐÐ ̄ ́Üμ Ö ÓÙÒ Ü × ÓÒØ Ò Ò È o Ë Ñ Ð ÖÐÝ ̧ Ø Ö Ð Ø Ú Ò Ø Ö ÓÖ Ö Ð ÒǾÈ μ × Ø × Ø Ó ÐÐ ÔÓ ÒØ× Ü 3⁄4 È ×Ù Ø Ø ÓÖ ×ÓÑ ̄ 1⁄4̧ Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ ̄ ́Üμ «́È μ × ÓÒØ Ò Ò È o ÆÒ ÕÙ Ú Ð Ò ÓÖ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × È Ê Ò É Ê ̧ Ò ÆÒ Ñ Ô Ê Ê ̧ Ü Ü · Ñ ÔÔ Ò È Ø Ú ÐÝ ØÓ Éo Ò ÒÓØ Ò Ø Ú ÓÖ ×ÙÖ Ø Ú o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø × ØÓ Ö ×ØÖ Ø ØÓ Ø Ú Ñ Ô «́È μ «́Éμo ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ È Ò É Ö ÆÒ ÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ̧ Ø Ò Ø Ý Ú Ø × Ñ Ñ Ò× ÓÒo ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o1⁄2o1⁄2 Å Ò Ì ÓÖ Ñ Ó ÈÓÐ ÝØÓÔ Ì ÓÖÝ ́ o ̧ ÔÔo 3⁄4 μ Ì ¬Ò Ø ÓÒ× Ó Î 1 ÔÓÐÝØÓÔ × Ò Ó À 1 ÔÓÐÝØÓÔ × Ö ÕÙ Ú Ð ÒØo Ì Ø ×̧ Ú ÖÝ Î1 ÔÓÐ ÝØÓÔ × × Ö ÔØ ÓÒ Ý ¬Ò Ø ×Ýר Ñ Ó Ò ÕÙ Ð Ø ×̧ Ò Ú ÖÝ À1ÔÓÐ ÝØÓÔ Ò Ó Ø Ò ×Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó ¬Ò Ø × Ø Ó ÔÓ ÒØ× ́ Ø× Ú ÖØ ×μo ÓÑ ØÖ ÐÐÝ ̧ Î 1Ô ÓÐÝØÓÔ × Ø ÔÖÓ Ø ÓÒ Ó Ò ́Ò 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ Ü̧ Û Ð Ò À 1Ô ÓÐÝØÓÔ × Ø ÓÙÒ ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ñ ÐÓ× Ð ×Ô × ̧ Ä ØÙÖ 1⁄2 o Ì Ó × Ø Ñ Ò Ø ÓÖ Ñ Ø ÛÓÖ ̧ ÓÒ× Ö Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ØÛÓ ×Ø Ø Ñ ÒØ× Ø ¬Ö ר ÓÒ × ×Ý ØÓ × ÓÖ Î 1ÔÓÐÝØÓÔ ×̧ ÙØ ÒÓØ ÓÖ À 1Ô ÓÐÝØÓÔ ×̧ Ò ÓÖ Ø × ÓÒ ×Ø Ø Ñ ÒØÛ Ú Ø ÓÔÔ Ó× Ø « Øo 1⁄2o ÈÖÓ Ø ÓÒ× Ú ÖÝ Ñ Ó ÔÓÐÝØÓÔ È ÙÒ Ö Ò ÆÒ Ñ Ô Ü Ü · × Ô ÓÐ ÝØÓÔ o 3⁄4o ÁÒØ Ö× Ø ÓÒ× ÒÝ ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ô ÓÐÝØÓÔ Û Ø Ò ÆÒ ×Ù ×Ô × ÔÓÐÝØÓÔ o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ×Ø Ô ÖÓÑ ÓÒ Ó Ø Ñ Ò Ø ÓÖ Ñ3× × Ö ÔØ ÓÒ× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ØÓ Ø ÓØ Ö ÓÒÚ Ü ÙÐÐ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ × Ö ÖÓÑ ØÖ Ú Ðo ×× Ò1 Ø ÐÐÝ ̧ Ø Ö Ö Ø Ö ØÝÔ × Ó Ð ÓÖ Ø Ñ× Ú Ð Ð Ò Ù Ø Ú Ð ÓÖ Ø Ñ× ́ Ò× ÖØ Ò Ú ÖØ ×̧ Ù× Ò ×Ó1 ÐÐ Ò Ø 1 ÝÓÒ Ø Ò ÕÙ μ̧ ÔÖÓ Ø ÓÒ Ö ×Ôo ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ð ÓÖ Ø Ñ× ́ ÒÓÛ Ò × ÓÙÖ Ö 1ÅÓØÞ Ò Ð Ñ Ò Ø ÓÒ Ö ×Ôo ÓÙ Ð × Ö ÔØ ÓÒ Ð Ó1 Ö Ø Ñ ×μ̧ Ò Ö Ú Ö× × Ö Ñ Ø Ó × ́ × ÒØÖ Ó Ù Ý Ú × Ò Ù Ù μo ÓÖ ÜÔÐ Ø ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ× ÓÒ Ò Ù× ÔÙ Ð ÓÑ Ò Ó × × ÒØ Ö Ø Ò Ø ×Ó Ø1 Û Ö Ô ÔÓÐÝÑ Â1⁄41⁄4 Ø ØÛ Ù× Ö × Ð×Ó ÔØ Ö× 3⁄43⁄4 Ò o ÁÒ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ¬Ò Ø ÓÒ× Ó 1× ÑÔÐ ×̧ 1 Ù ×̧ Ò 1 ÖÓ× ×1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Û Ú ÓØ Î1 Ò Ò À 1ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ò × o ÖÓÑ Ø × ÓÒ Ò × Ø Ø Ø À 1ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ò Ú ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð × Þ Ò Ø ÖÑ× Ó Ø × Þ Ó Ø Î 1ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ ́ o o̧ ÓÖ Ø 1 ÖÓ× ×1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×μ̧ Ò Ú Ú Ö× ́ ÓÖ Ø 1 Ù ×μo ¬Ò Ø ÓÒ ́Ö ÙÐ Öμ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ Ü Ò Ê × Ú Ò Ý Ì ÓÒÚ ̈ 1⁄2 3⁄4 1⁄2 Ô ·1⁄2 ́ 1⁄2 · · μ © © 2004 by Chapman & Hall/CRC 356
ÔØ Ö 1⁄2 × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ ØÓÔ × ¿ Ò Ü 3⁄4 Ê ¬ ¬ 1⁄2 Ü 1⁄2 ́1⁄2 · Ô ·1⁄2· μÜ · 1⁄2 Ü 1⁄2 ÓÖ 1⁄2 Ó Û Ö 1⁄2 ÒÓØ × Ø ÓÓÖ Ò Ø ÙÒ Ø Ú ØÓÖ× Ò Ê o Ì × ÑÔÐ × Ì Ö Ö ÙÐ Ö ÔÓÐ ÝØÓ Ô × ́Û Ø × ÝÑÑ ØÖÝ Ö ÓÙÔ Ø Ø × ­ 1 ØÖ Ò× Ø Ú × ÔØ Ö 1⁄2 μ Ø Ô Ö Ñ Ø Ö× Ú Ò Ó× Ò ×Ó Ø Ø ÐÐ × Ó Ì Ú ÐÒ Ø Ô 3⁄4o ÙÖØ Ö ÑÓÖ ̧ Ø ÓÖ Ò 1⁄4 3⁄4 Ê × Ò Ø ÒØ Ö ÓÖ Ó Ì Ø × × Ð Ö ÖÓÑ Ø À1ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒo ÀÓÛ Ú Ö̧ ÓÖ Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ø ÓÖÝ ÓÒ ÓÒ× Ö× Ô ÓÐÝØÓÔ × Ø Ø « Ö ÓÒÐ Ý Ý Ò Ó ÓÓÖ Ò Ø × ́ Ò ÆÒ ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒμ ØÓ ÕÙ Ú Ð ÒØo Ì Ù×̧ Û ÛÓÙÐ Ö Ö ØÓ ÒÝ 1ÔÓÐÝØÓÔ Ø Ø Ò ÔÖ × ÒØ × Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó ·1⁄2 ÔÓ ÒØ× × 1× ÑÔÐ Ü̧ × Ò ÒÝØ ÛÓ× Ù Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ö ÕÙ Ú Ð ÒØ Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ò ÆÒ Ñ Ôo ÇØ Ö ×Ø Ò Ö Ó × Ò ÐÙ ¡ ÓÒÚ 1⁄4 1⁄2 3⁄4 Ò Ü 3⁄4 Ê ¬ ¬ 1⁄2 Ü 1⁄2 Ü 1⁄4 ÓÖ 1⁄2 Ó Ò Ø ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ Ü Ò Ê Ú Ò Ý ¡ 1⁄4 1⁄2 ÓÒÚ 1⁄2 3⁄4 Ò Ü 3⁄4 Ê ¬ ¬ 1⁄2 Ü 1⁄2 Ü 1⁄4 Ó Ö1⁄2 Ó Á ÍÊ 1⁄2 o 1⁄2o1⁄2 ¿1× ÑÔÐ Ü̧ ¿1 Ù ̧ Ò ¿1 Ñ Ò1 × ÓÒ Ð ÖÓ××1ÔÓÐÝØÓÔ ́ ÓØ ÖÓÒ μo ¬Ò Ø ÓÒ 1 Ù ́ o o o Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÝÔ Ö Ù μ × ÓÒÚ ̈ « 1⁄2 1⁄2 · « 3⁄4 3⁄4 · · « « 1⁄2 « 3⁄4 ·1⁄2 1⁄2 © Ò Ü 3⁄4 Ê ¬ ¬ 1⁄2 Ü 1⁄2 Ó Ö1⁄2 Ó Ò 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÖÓ××1ÔÓ ÐÝ Ø ÓÔ Ò Ê ́ ÒÓÛ Ò × Ø Ó Ø ÖÓÒ ÓÖ ¿ μ × Ú Ò Ý ¡ ÓÒÚ ¦ 1⁄2 ¦ 3⁄4 ¦ Ò Ü 3⁄4 Ê ¬ ¬ 1⁄2 Ü 1⁄2 Ó Ò̧ Ø Ö Ö ÓØ Ö Ò ØÙÖ Ð Ó ×̧ ÑÓÒ Ø Ñ 1⁄4 1⁄2 ÓÒÚ ̈ 3⁄4Ë ¬ ¬ Ë 1⁄2 3⁄4 © Ò Ü 3⁄4 Ê ¬ ¬ 1⁄4 Ü 1⁄2 Ó Ö1⁄2 Ó © 2004 by Chapman & Hall/CRC 357
¿ Åo À Ò ̧ Âo Ê Ø Ö1 ÖØ̧ Ò oÅo Ð Ö Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÙÒ Ø Ù o × ÒÓØ Ö Ü ÑÔÐ ØÓ ÐÐÙ×ØÖ Ø ÓÒ ÔØ× Ò Ö ×ÙÐ Ø× Û Û ÐÐ Ó × ÓÒ ÐÐÝ Ù× Ø ÙÒÒ Ñ Ô ÓÐÝØÓÔ Û Ø × Ü Ú ÖØ × × ÓÛÒ Ò ÙÖ 1⁄2 o 1⁄2o3⁄4o Á ÍÊ 1⁄2 o 1⁄2o3⁄4 ÇÙÖ ÙÒÒ Ñ ØÝÔ Ð ¿1ÔÓÐÝØÓÔ o ÁØ × Ú ÖØ ×̧ 1⁄21⁄2 ×̧ Ò Ø×o Ì × Ô ÓÐÝØÓÔ Û Ø ÓÙØ Ò Ñ Ò ÔÖ × ÒØ × Î 1ÔÓÐÝØÓÔ Ý Ð ×Ø Ò Ø× × Ü Ú ÖØ ×o Ì Ó ÐÐÓÛ Ò ÓÓÖ Ò Ø × Ñ Ø Ò ØÓ ×Ù Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ó Ø ¿1 Ù ¿ Ø Ú ÖØ Ü × Ø ÓÒ× ×Ø× Ó ÐÐ ÙØ ØÛÓÚ ÖØ × Ó ¿ o ÇÙÖ Ð ×Ø ÐÓÛ ́ÓÒ Ø Ð Øμ × ÓÛ× Ø Ú ÖØ × Ó ÓÙÖ ÙÒÒ Ñ Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ò ÓÖÑ Ø Ù× × ÒÔÙØ ÓÖ Ø ÔÓÐÝÑ ÔÖÓ Ö Ņ̃ o o̧ Ø Ú ÖØ × Ö Ú Ò Ò ÓÑÓ Ò ÓÙ× ÓÓÖ Ò Ø × Û Ø Ò Ø ÓÒ Ð 1⁄2 × ¬Ö ר ÒØÖ Ý o ÖÓÑ Ø × Ø Ø ÔÓÐÝÑ ÔÖÓ Ö Ñ ÔÖÓ Ù × × Ö ÔØ ÓÒ ́ÓÒ Ø Ö Øμ Ó Ø Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò À1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ̧ o o̧ Ø ÓÑ ÔÙØ × Ø× ¬Ò Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò × Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ø ÓÑÓ Ò ÓÙ× ÓÓÖ Ò Ø ×o ÓÖ Òר Ò ̧ Ø ÒØÖ × Ò Ø Ð ×Ø ÖÓÛ Ó Ø × Ø ÓÒ ÌË × Ö Ø Ð ×Ô 1⁄2 Ü 1⁄4 1⁄2 Ü 1⁄2 ·1⁄2Ü 3⁄4 1⁄2 Ü ¿ 1⁄4 Û ÓÖÖ ×Ô ÓÒ × ØÓ Ø Ø1 ¬Ò Ò Ò ÕÙ Ð ØÝ Ü 1⁄2 Ü 3⁄4 · Ü ¿ 1⁄2 Ó ÓÙÖ ¿1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÙÒÒ Ñ Ô ÓÐÝØÓÔ o ÈÇÁÆÌË ÌË 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄4 11⁄2 1⁄4 1⁄2 11⁄2 11⁄2 1⁄2 1⁄2 11⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄2 11⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄2 11⁄2 11⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄2 11⁄2 1⁄2 11⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄2 11⁄2 11⁄2 11⁄2 1⁄2 1⁄2 11⁄2 11⁄2 1⁄2 11⁄2 1⁄2 11⁄2 ÍÒ ÓÙÒ ÔÓÐÝ Ö Ò̧ Ú ÔÖÓ Ø Ú ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ× ̧ ØÖ Ø × ÔÓÐÝ1 ØÓÔ × Û Ø ×Ø Ò Ù × Ø ́× ̧ Ôo μo ÁÒ Ø × Ö ×Ô Ø̧ Û Ó ÒÓØ ÐÓ× ÒÝØ Ò ÓÒ Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ð Ú Ð Û Ö ×ØÖ Ø Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò × Ù×× ÓÒ ØÓ Ø × ØØ Ò Ó ÙÐÐ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × 1ÔÓÐÝØÓÔ × Ñ Ò Ê o 1⁄2 o1⁄2o1⁄2 Ë Ä ÇËË Ê ËÙÔ ÔÓÖØ ÙÒ Ø ÓÒ Ú Ò Ô ÓÐÝØÓÔ È Ê ̧ Ø ÙÒ Ø ÓÒ ́È ¡μ Ê Ê ́È Üμ × Ù Ô Ü Ý Ý 3⁄4 È Û Ö Ü Ý ÒÓØ × Ø ÒÒ Ö ÔÖÓ Ù Ø ÓÒ Ê o ́Ë Ò È × ÓÑÔ Ø ÓÒ Ñ Ý Ö ÔÐ ×ÙÔ ÝÑ Ü oμ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 358
ÔØ Ö 1⁄2 × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ ØÓÔ × ¿ ÓÖ Ú 3⁄4 Ê Ò 1⁄4 Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò À́È Úμ Ü 3⁄4 Ê Ü Ú ́È Úμ × Ø ×ÙÔÔÓ ÖØ Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò Ó È Û Ø ÓÙØ Ö ÒÓÖÑ Ð Ú ØÓÖ Úo ÆÓØ Ø Ø À́È Úμ À́È Úμ ÓÖ 3⁄4 Ȩ̂ 1⁄4o ÓÖ Ú ØÓÖ Ù Ó Ø ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÙÒ Ø ×Ô Ö Ë 1⁄2 ̧ ́È Ùμ × Ø × Ò ×Ø Ò Ó Ø × ÙÔÔ ÓÖØ Ò ÔÐ Ò À́È Ùμ ÖÓÑ Ø ÓÖ Òo ́ ÓÖ Ú 1⁄4Û ×ØÀ́È 1⁄4μ Ê ̧Û ×Ò Ó Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò oμ Ì ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó È Û Ø ×ÙÔÔ ÓÖ Ø Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò À́È Úμ × Ð Ð ́ Ò Ó Ò ØÖ Ú Ðμ ̧ ÓÖ ÑÓÖ ÔÖ × ÐÝ 1 Ø Ñ Ò× ÓÒ Ó «́È À́È Úμμ × o × Ø× Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ o Ì × Ø Ó ÐÐ 1 × × ÒÓØ Ý ́È μ Ò Ø× Ö Ò Ð ØÝ Ý ́È μo 1Ú ØÓÖ Ì Ú ØÓÖ Ó ÒÙÑ Ö× ́È μ ́ 1⁄4 ́È μ 1⁄2 ́È μ 1⁄2 ́È μμ × ×Ó1 Ø Û Ø 1ÔÓÐÝØÓÔ o Ì Ñ ÔØÝ × Ø Ò Ø Ô ÓÐÝØÓÔ È Ø× Ð Ö ÓÒ× Ö ØÖ Ú Ð × Ó È ̧ Ó Ñ Ò× ÓÒ× 1⁄2 Ò Ñ́È μ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o ÐÐ × ÓØ Ö Ø Ò È Ö ÔÖ ÓÔ Ö ×o Ì × Ó Ñ Ò× ÓÒ 1⁄4 Ò 1⁄2 Ö ÐÐ Ú ÖØ × Ò ×̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o Ì ́ Ñ́È μ 1⁄2μ1 × Ó È Ö ÐÐ Ø×o Ø1Ú ÖØ Ü Ò Ò Ñ ØÖ Ü Ì Ñ ØÖ Ü Å 3⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄2 ́È μ¢ 1⁄4 ́Èμ Ø Ø × Ò ÒØÖ Ý Ǻ Úμ 1⁄2 Ø Ø ÓÒØ Ò× Ø Ú ÖØ Ü Ú̧ Ò Ǻ Úμ 1⁄4 ÓØ ÖÛ × o Ö ÔÓ× Ø Ô ÖØ ÐÐÝ ÓÖ Ö × Ø ́È μ Û Ø ÙÒ ÕÙ Ñ Ò Ñ Ð Ð Ñ ÒØ 1⁄4̧ ÙÒ ÕÙ Ñ Ü Ñ Ð Ð Ñ ÒØ 1⁄2̧ Ò Ö Ò ÙÒ Ø ÓÒ Ö È Æ 1⁄4 Ø Ø × Ø ×¬ × ́1⁄2μ Ö́1⁄4 μ 1⁄4 ̧ Ò Ô Ô 1⁄4 ÑÔÐ × Ö ́Ôμ Ö ́Ô 1⁄4 μ̧ Ò ́3⁄4μ Ô Ô 1⁄4 Ò Ö́Ô 1⁄4 μ Ö ́Ôμ 1⁄2 ÑÔÐ × Ø Ø Ø Ö × Ô 1⁄41⁄4 3⁄4 È Û Ø Ô Ô 1⁄41⁄4 Ô 1⁄4 o Ä ØØ Ä Ô ÖØ ÐÐÝ ÓÖ Ö × Ø ́È μ ÒÛ Ú ÖÝ Ô Ö Ó Ð Ñ ÒØ× Ô Ô 1⁄4 3⁄4 È × ÙÒ ÕÙ Ñ Ü Ñ Ð ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ̧ ÐÐ Ø Ñ Ø Ô Ô 1⁄4 ̧ Ò ÙÒ ÕÙ Ñ Ò Ñ Ð ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ̧ ÐÐ Ø Ó Ò Ô Ô 1⁄4 o ØÓ Ņ̃ Ó ØÓÑ Á Ä × Ö Ð ØØ ̧ Ø Ñ Ò Ñ Ð Ð Ñ ÒØ× Ó Ä Ò 1⁄4 ́ o o̧ Ø Ð Ñ ÒØ× Ó Ö Ò 1⁄2μ Ö Ø ØÓÑ× Ó Äo Ë Ñ Ð ÖÐÝ ̧ Ø Ñ Ü Ñ Ð Ð Ñ ÒØ× Ó ÄÒ 1⁄2 ́ o o̧ Ø Ð Ñ ÒØ× Ó Ö Ò Ö́1⁄2μ 1⁄2μ Ö Ø Ó ØÓÑ× Ó Äo Ö Ð ØØ × ØÓÑ Ú ÖÝ Ð Ñ ÒØ × Ó Ò Ó × Ø Ó ØÓÑ ×̧ Ò Ø × Ó ØÓÑ Ú ÖÝ Ð Ñ ÒØ × Ñ Ø Ó × Ø Ó Ó ØÓÑ× o Ð ØØ Ä́È μ Ì × Ø Ó ÐÐ × Ó È ̧ Ô ÖØ ÐÐÝ ÓÖ Ö Ý Ò ÐÙ× ÓÒo ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ ×Ó ÑÓÖÔ ÈÓÐÝØÓÔ × Û Ó× Ð ØØ × Ö ×ÓÑÓÖÔ × ×ØÖ Ø ́ÙÒÐ Ð μ Ô ÖØ ÐÐÝ ÓÖ Ö × Ø× »Ð ØØ ×o ÕÙ Ú Ð ÒØÐ Ý ̧ È Ò È 1⁄4 Ö ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ Ø Ö Ø1Ú ÖØ Ü Ò 1 Ò Ñ ØÖ × « Ö ÓÒÐÝ Ý ÓÐÙÑÒ Ò ÖÓÛ Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ× o ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ØÝÔ Ò ÕÙ Ú Ð Ò Ð ×× Ó Ô ÓÐÝØÓÔ × ÙÒ Ö ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÕÙ Ú Ð Ò o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o1⁄2o3⁄4 Ä ØØ × Ó ÈÓÐÝØÓÔ × ́ o ̧ ÔÔo 1⁄2 μ Ì Ð ØØ × Ó ÓÒÚ Ü ÔÓÐ ÝØÓÔ × Ö ¬ ÒØ ̧ Ö ̧ ØÓÑ ̧ Ò Ó ØÓÑ Ð ØØ ×o Ì Ñ Ø ÓÔ Ö Ø ÓÒ À × Ú Ò Ý ÒØ Ö× Ø ÓÒ̧ Û Ð Ø Ó Ò À × Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ÐÐ Ø× Ø Ø ÓÒØ Ò ÓØ Ò Ào Ì Ö Ò ÙÒ Ø ÓÒ ÓÒ Ä́È μ × Ú Ò Ý Ö́ μ Ñ ́ μ·1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 359
¿ 1⁄4 Åo À Ò ̧ Âo Ê Ø Ö1 ÖØ̧ Ò oÅo Ð Ö Ì Ñ Ò Ñ Ð ÒÓÒ ÑÔØÝ × Ó ÔÓÐÝØÓÔ Ö Ø× Ú ÖØ × Ø Ý ÓÖÖ ×ÔÓÒ ØÓ ØÓÑ × Ó Ø Ð ØØ Ä́È μo Ú ÖÝ × Ø Ó Ò Ó Ø× Ú ÖØ ×̧ Ò Ä́È μ × ØÓÑ o Ë Ñ Ð ÖÐÝ ̧ Ø Ñ Ü Ñ Ð ÔÖ ÓÔ Ö × Ó ÔÓÐÝØÓÔ Ö Ø× Ø× Ø Ý ÓÖÖ ×ÔÓÒ ØÓ Ø Ó ØÓÑ × Ó Ä́È μo Ú ÖÝ × Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ø Ø× Ø × ÓÒØ Ò Ò̧ Ò Ð ØØ × Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ö Ó ØÓÑ o Á ÍÊ 1⁄2 o 1⁄2o¿ Ì Ð ØØ Ó ÓÙÖ ÙÒÒ Ñ ¿1ÔÓÐÝØÓÔ oÌ Ó ØÓ Ñ× ́ Ø×μ Ò Ø ØÓÑ× ́Ú ÖØ ×μ Ú Ò Ð Ð Ò Ø ÓÖ Ö Ó Ø Ö ÔÔ Ö Ò Ò Ø Ð ×Ø× ÓÒ Ô ¿ o Ì Ù×̧ Ø ÓÛ ÒÛ Ö ×1Ô Ø ÖÓÑ Ø Ó ØÓÑ ØÓ Ø ØÓÑ 3⁄4 Ö ÔÖ × ÒØ× Ø Ø Ø Ø Ø Ó ÙÖØ Ø ÓÒØ Ò× Ø × ÓÒ Ú ÖØ Üo 761 2 5 34 123456 Ì Ð ØØ × ÓÑÔÐ Ø Ò Ó Ò Ó Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ×ØÖÙ ØÙÖ Ó ÔÓÐÝØÓÔ o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ò Ò Ö Ð Ø Ò Ó Ò Ý Ø1Ú ÖØ Ü Ò Ò Ñ ØÖ Ü × ÑÓÖ Æ ÒØo Ì ÓÐÐÓÛ Ò Ñ ØÖ Ü Ð×Ó ÔÖÓÚ Ý ÔÓÐÝÑ Ö ÔÖ × ÒØ× ÓÙÖ ÙÒÒ Ñ ¿1ÔÓÐÝØÓÔ Å 1⁄4 1⁄2 3⁄4 ¿ 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄4 3⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄4 ¿ 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄2 ÀÓÛ ÓÛ Û Ø Ö × Ø Ó Ú ÖØ × Ú 1⁄2 Ú × ́Ø Ú ÖØ Ü × Ø Ó μ Ó È Ì × × Ø × Ò ÓÒÐÝ ÒÓ ÓØ Ö Ú ÖØ Ü Ú 1⁄4 × ÓÒØ Ò Ò ÐÐ Ø Ø× Ø Ø ÓÒØ Ò Ú 1⁄2 Ú o Ì × Ö Ø Ö ÓÒ Ñ × Ø ÔÓ×× Ð ̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ØÓ Ö Ú Ø × Ó ÔÓÐÝØÓÔ È ÖÓÑ Ø1Ú ÖØ Ü Ñ ØÖ Üo ÓÖ ÐÓÛ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÓÐÝØÓÔ ×̧ Ø Ö Ø Ö ÓÒ Ò × ÑÔÐ ¬ ̧ Ø Ò ØÛÓ Ú ÖØ × Ö ÓÒÒ Ø Ý Ò Ò ÓÒÐÝ Ø Ö Ö Ø Ð ×Ø 1⁄2 « Ö ÒØ Ø× Ø Ø ÓÒØ Ò Ø Ñ ÓØ o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø × Ñ × ÒÓØ ØÖÙ ÒÝ ÐÓÒ Ö ÓÖ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÓÐÝØÓÔ ×̧ Û Ö Ú ÖØ × Ñ Ý ÒÓÒ ÒØ ×Ô Ø Ò ÓÒØ Ò Ò Ñ ÒÝ ÓÑÑÓÒ Ø×o ́Ì ×Ø Û Ý ØÓ × Ø × × Ý Ù× Ò ÔÓÐ Ö ØÝ × ÐÓÛoμ 1⁄2 o1⁄2o3⁄4 ÈÇÄ ÊÁÌ ÄÇËË Ê ÈÓÐ Ö ØÝ Á È Ê × 1ÔÓÐÝØÓÔ Û Ø Ø ÓÖ Ò Ò Ø× ÒØ Ö ÓÖ̧ Ø Ò Ø ÔÓÐ Ö Ó È × Ø 1ÔÓÐÝØÓÔ È ¡ Ý 3⁄4 Ê Ý Ü 1⁄2 ÓÖ ÐÐ Ü 3⁄4 È © 2004 by Chapman & Hall/CRC 360
ÔØ Ö 1⁄2 × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ ØÓÔ × ¿ 1⁄2 ËØ ÐÐ Ö ×Ù Ú × ÓÒ Ì ×Ø ÐÐ Ö ×Ù Ú × ÓÒ Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ È Ò × Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ ÓÒÚ́È Ü μ̧ Û Ö Ü × ÔÓ ÒØ Ó Ø ÓÖÑ Ý ̄́Ý È Ý μ̧ Û Ö Ý È × Ò Ø ÒØ Ö ÓÖ Ó È ̧ Ý × Ò Ø Ö Ð Ø Ú Ò Ø Ö ÓÖ Ó ̧ Ò ̄ × ×Ñ ÐÐ ÒÓÙ o Î ÖØ Ü ¬ ÙÖ È »Ú Á Ú × ÚÖØ Ü Ó È ̧ Ø Ò È Ú È À × Ø ÔÓÐÝØÓÔ Ó Ø Ò Ý Ò Ø Ö× Ø Ò È Û Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò À Ø Ø × Ú ÓÒ ÓÒ × Ò ÐÐ Ø ÓØ Ö Ú ÖØ × Ó È ÓÒ Ø ÓØ Ö × o ÙØØ Ò Ó« Ú ÖØ Ü Ì Ô ÓÐ ÝØÓÔ È À Ó Ø Ò Ý Ò Ø Ö× Ø Ò È Û Ø ÐÓ× Ð ×Ô À Ø Ø Ó × ÒÓØ ÓÒØ Ò Ø Ú ÖØ Ü Ú̧ ÙØ ÓÒØ Ò× ÐÐ ÓØ Ö Ú ÖØ × Ó È Ò Ø× ÒØ Ö ÓÖo ́ÁÒ Ø × × ØÙ Ø ÓÒ̧ È À · × ÔÝÖ Ñ ÓÚ Ö Ø Ú ÖØ Ü ¬ ÙÖ È Úoμ ÉÙÓ Ø ÒØ Ó È Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ó Ø Ò ÖÓÑ È Ý Ø Ò Ú ÖØ Ü ¬ ÙÖ × ́Ô Ó×× ÐÝμ × Ú Ö Ð Ø Ñ ×o Ë ÑÔÐ Ð ÔÓÐ ÝØÓ Ô Ô ÓÐ ÝØÓÔ ÐÐ Ó Û Ó× Ø× ́ ÕÙ Ú Ð ÒØÐÝ ̧ ÔÖÓÔ Ö ×μ Ö × ÑÔÐ ×o Ë ÑÔÐ ÔÓÐÝØÓÔ ÔÓÐÝØÓÔ ÐÐ Ó Û Ó× Ú ÖØ Ü ¬ ÙÖ × ́ ÕÙ Ú Ð ÒØÐÝ ̧ ÔÖÓÔ Ö ÕÙÓØ ÒØ× μ Ö × ÑÔÐ ×o ÈÓÐ Ö ØÝ × ÙÒ Ñ ÒØ Ð ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ Ò Ø Ø ÓÖÝ Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ÇÒ ÐÛ Ý× × È ¡¡ È ̧ ÙÒ Ö Ø ×× ÙÑÔØ ÓÒ Ø Ø È × Ø ÓÖ Ò Ò Ø× ÒØ Ö ÓÖo Ì × ÓÒ1 Ø ÓÒ Ò ÐÛ Ý× Ó Ø Ò Ø Ö Ò Ó ÓÓÖ Ò Ø ×o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Û ×Ô Ó ́ ÓÑ Ò ØÓÖ Ðμ ÔÓÐ Ö ØÝ Ø Û Ò 1ÔÓÐÝØÓÔ × É Ò Ê Ø Ø Ö ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ ×ÓÑÓÖÔ ØÓ È Ò È ¡ ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o ÒÝ Î 1ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó È Ý Ð × Ò À 1ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó È ¡ ̧ Ò ÓÒÚ Ö× ÐÝ ̧Ú È ÓÒÚ Ú 1⁄2 Ú Ò ́ μ È ¡ Ü 3⁄4 Ê Ú Ü 1⁄2 ÓÖ 1⁄2 Ò Ì Ö Ö × Ö Ð Ø ÓÒ× ØÛ Ò Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ð ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ× ÙÒ Ö ÔÓÐ Ö ØÝ o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø Ø Ø Ø Ø 1 ÖÓ× ×1Ô ÓÐÝØÓÔ × ¡ Ö Ø ÔÓÐ Ö× Ó Ø 1 Ù × × Ù ÐØ ÒØÓ ÓÙÖ ÒÓØ Ø ÓÒo ÅÓÖ Ò Ö ÐÐÝ ̧ Ø ÔÓÐ Ö× Ó × ÑÔÐ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ö × ÑÔÐ Ð̧ Ò ÓÒÚ Ö× ÐÝ o Ì × Ò Ù ÖÓÑ Ø Ø Ø Ø Ø Ø× Ó Ô ÓÐÝØÓÔ È ÓÖÖ ×ÔÓÒ ØÓ Ø Ú ÖØ Ü ¬ ÙÖ × È ¡ Ú Ó Ø× ÔÓÐ Ö È ¡ o ÁÒ Ø̧ Ò È ¡ Ú Ö ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ ÔÓÐ Ö Ò Ø × × ØÙ Ø ÓÒo ÅÓÖ Ò Ö ÐÐÝ ̧ ÓÒ × ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ØÛ Ò × Ò ÕÙÓØ ÒØ× ÙÒ Ö ÔÓÐ Ö ØÝ o Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ð Ú Ð̧ ÐÐ Ø × Ò Ö Ú ÖÓÑ Ø Ø Ø Ø Ø Ð ØØ × Ä́È μ Ò Ä́È ¡ μ Ö ÒØ 1 ×ÓÑ ÓÖÔ Ä́È ¡ μÑ Ý Ó Ø Ò ÖÓÑ Ä́È μ Ý Ö Ú Ö× Ò Ø ÓÖ Ö Ö Ð Ø ÓÒ×o Ì Ù×̧ ÐÓÛ Ö ÒØ ÖÚ Ð× Ò Ä́È μ̧ ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ØÓ × Ó È ̧ ØÖ Ò×Ð Ø ÙÒ Ö ÔÓÐ Ö ØÝ Ò ØÓ ÙÔÔ Ö ÒØ ÖÚ Ð× Ó Ä́È ¡ μ̧ ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ØÓ ÕÙÓØ ÒØ× Ó È ¡ o 1⁄2 o1⁄2o¿ ËÁ ÇÆËÌÊÍ ÌÁÇÆË Ä ÇËË Ê ÓÖ Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ×̧ Ð Ø È Ê 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÓÐÝØÓÔ Û Ø Ò Ú ÖØ × Ò Ñ Ø×̧ Ò È 1⁄4 Ê 1⁄4 1⁄4 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÓÐÝØÓÔ Û Ø Ò 1⁄4 Ú ÖØ × Ò Ñ 1⁄4 Ø×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 361
¿ 3⁄4 Åo À Ò ̧ Âo Ê Ø Ö1 ÖØ̧ Ò oÅo Ð Ö Ë Ð Ö ÑÙÐ Ø ÔÐ ÓÖ 3⁄4 Ȩ̂ Ø × Ð Ö ÑÙÐØ ÔÐ È × ¬Ò Ý È Ü Ü 3⁄4 È o È Ò È Ö ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ ́ Ò Ø̧ ÆÒ ÐÝμ ×ÓÑ ÓÖÔ ÓÖ ÐÐ 1⁄4 o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ ́ 1⁄2μÈ È Ô Ô 3⁄4 È ̧ Ò ́ · 1⁄2μÈ È o Å Ò ÓÛ× ×ÙÑ È · È 1⁄4 Ô · Ô 1⁄4 Ô 3⁄4 È Ô 1⁄4 3⁄4 È 1⁄4 o ÁØ × Ð×Ó Ù× ÙÐ ØÓ ¬Ò Ø « Ö Ò × È È 1⁄4 È ·́ È 1⁄4 μo Ì Ô ÓÐ ÝØÓÔ × È · È 1⁄4 Ö ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ ×ÓÑÓÖÔ ÓÖ ÐÐ 1⁄4̧ Ò × Ñ Ð ÖÐÝ ÓÖ 1⁄4o Á È 1⁄4 Ô 1⁄4 × ÓÒ × Ò Ð ÔÓ ÒØ̧ Ø Ò È Ô 1⁄4 × Ø Ñ Ó È ÙÒ Ö Ø ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ Ø Ø Ø × Ô 1⁄4 ØÓ Ø ÓÖ Òo ÈÖ Ó Ù Ø Ì ́ · 1⁄4 μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÓÐÝØÓÔ È ¢ È 1⁄4 ́Ô Ô 1⁄4 μ 3⁄4 Ê · 1⁄4 Ô 3⁄4 È Ô 1⁄4 3⁄4 È 1⁄4 o È ¢ È 1⁄4 × Ò ¡ Ò 1⁄4 Ú ÖØ × Ò Ñ · Ñ 1⁄4 Ø×o ÂÓ Ò Ì ÓÒÚ Ü ÙÐÐ È £ È 1⁄4 Ó È È 1⁄4 ̧ Ø Ö Ñ Ò È Ò È 1⁄4 Ò ×Ô Û Ö Ø Ö ÆÒ ÙÐÐ × Ö × Ûo ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ È £ È 1⁄4 ÓÒÚ́ ́Ô 1⁄4 1⁄4μ 3⁄4 Ê · 1⁄4 ·1⁄2 Ô 3⁄4 È ́1⁄4 Ô 1⁄4 1⁄2μ 3⁄4 Ê · 1⁄4 ·1⁄2 Ô 1⁄4 3⁄4 È 1⁄4 μo È £È 1⁄4 × Ñ Ò× ÓÒ · 1⁄4 ·1⁄2 Ò Ò·Ò 1⁄4 Ú ÖØ ×o ÁØ× 1 × Ö Ø Ó Ò× Ó 1 × Ó È Ò ́ 1⁄2μ1 × Ó È 1⁄4 ̧ Ò ́È £ È 1⁄4 μ È 1⁄2 ́È μ 1⁄2 ́È 1⁄4 μo Ö ×ÙÑ Ì Ö ×ÙÑ × Ø ́ · 1⁄4 μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ È ̈ È 1⁄4 Ó ÒÚ́ ́Ô 1⁄4μ 3⁄4 Ê · 1⁄4 Ô 3⁄4 È ́1⁄4 Ô 1⁄4 μ 3⁄4 Ê · 1⁄4 Ô 1⁄4 3⁄4 È 1⁄4 μo Ì Ù× Ø Ö ×ÙÑ È ̈ È 1⁄4 × ÔÖÓ Ø ÓÒ Ó Ø Ó Ò È £ È 1⁄4 o Á ÓØ È Ò È 1⁄4 Ú Ø ÓÖ Ò Ò Ø Ö ÒØ Ö ÓÖ× Ø × × Ø Ù×Ù Ð × ØÙ Ø ÓÒ ÓÖ Ö Ø Ò Ö ×ÙÑ ×̧ Ø Ò È ̈ È 1⁄4 × Ò · Ò 1⁄4 Ú ÖØ × Ò Ñ ¡ Ñ 1⁄4 Ø×o ÈÝÖ Ñ Ì Ó Ò ÔÝÖ́È μ È £ 1⁄4 Ó È Û Ø ÔÓ ÒØ ́ 1⁄41 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÓÐÝØÓÔ È 1⁄4 1⁄4 Ê 1⁄4 μo Ì ÔÝÖ Ñ ÔÝÖ́È μ × Ò ·1⁄2 Ú ÖØ × Ò Ñ ·1⁄2 Ø×o ÈÖ ×Ñ Ì ÔÖÓ Ù Ø ÔÖ ×Ñ ́È μ È ¢ Á̧ Û Ö Á ÒÓØ × Ø Ö Ð ÒØ ÖÚ Ð Á 1⁄2 ·1⁄2 Êo ÔÝÖ Ñ Á È × Ø ÓÖ Ò Ò Ø× ÒØ Ö ÓÖ̧ Ø Ò Ø ÔÝÖ Ñ ÓÚ Ö È × Ø ́ · 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ ÓÒ×ØÖ Ù Ø × Ø Ö ×ÙÑ ÔÝÖ́È μ È ̈ Áo Ä ÛÖ Ò ÜØ Ò× ÓÒ Á Ô 3⁄4 Ê × ÔÓ ÒØ ÓÙØ× Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ È ̧ Ø Ò Ø Ö ×ÙÑ ́È Ô μ ̈ 1⁄2 3⁄4 × Ä ÛÖ Ò ÜØ Ò× ÓÒ Ó È Ø Ôo ́ ÓÖ Ô 3⁄4 È Ø × × Ùר Ô ÝÖ Ñ oμ Ç ÓÙÖ× ̧ Ø Ñ ÒÝ ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ× Ð ×Ø Ò Ø Ð Ó×× ÖÝ ÓÚ Ö ÒÓØ Ò 1 Ô Ò ÒØ Ó ÓØ Öo ÓÖ Òר Ò ̧ ×ÓÑ Ó Ø × ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ× Ö Ö Ð Ø Ý ÔÓÐ Ö ØÝ ÓÖ Ô ÓÐÝØÓÔ × È Ò È 1⁄4 Û Ø Ø ÓÖ Ò Ò Ø Ö ÒØ Ö ÓÖ× ̧ Ø ÔÖÓ Ù Ø Ò Ø Ö ×ÙÑ ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ× Ö Ö Ð Ø Ý ÔÓÐ Ö ØÝ ̧ È ¢ È 1⁄4 ́È ¡ ̈ È 1⁄4¡ μ ¡ Ò Ø × ×Ô Ð Þ × ØÓ ÔÓÐ Ö ØÝ Ö Ð Ø ÓÒ× ÑÓÒ Ø ÔÝÖ Ñ ̧ ÔÝÖ Ñ ̧ Ò ÔÖ ×Ñ ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ×̧ ÔÝÖ́È μ ́ÔÝÖ́È ¡ μμ ¡ Ò ÔÖ ×Ñ ́È μ ́ ÔÝÖ́È ¡ μμ ¡ Ë Ñ Ð ÖÐÝ ̧ ÙØØ Ò Ó« Ú ÖØ Ü × ÔÓÐ Ö ØÓ ר ÐÐ Ö ×Ù Ú × ÓÒ Ò Øo ÁØ × ÒØ Ö ×Ø Ò ØÓ ×ØÙ Ý Ò Ø × × ÒÓØ Ò ÓÒ ×Ý× Ø Ñ Ø ÐÐÝ ÓÛØ × Ô ÓÐÝØÓÔ ÓÔ Ö Ø ÓÒ× Ò Ö Ø ÓÑÔÐ Ø ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÖÓÑ × ÑÔÐ Ö ÓÒ ×o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ר ÖØ Ò ÖÓÑ ÓÒ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÓÐÝØÓÔ Á 1⁄2 1⁄2 ·1⁄2 Ȩ̂Ø © 2004 by Chapman & Hall/CRC 362
ÔØ Ö 1⁄2 × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ ØÓÔ × ¿ ¿ Ö Ø ÔÖÓ Ù Ø ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ Ò Ö Ø × Ø Ù × ̧ Û Ð Ö ×ÙÑ × Ò Ö Ø Ø Ö Ó×× 1Ô ÓÐÝØÓÔ × ¡ o Ú Ò ÑÓÖ ÓÑ ÔÐ Ø ÒØÖ ÐÐÝ ×ÝÑ Ñ ØÖ Ô ÓÐÝØÓÔ ×̧ Ø À ÒÒ Ö ÔÓÐÝØÓÔ ×̧ Ö Ó Ø Ò ÖÓÑ ÓÔ × Ó Ø ÒØ ÖÚ Ð Á Ý Ù× Ò ÔÖÓ Ù Ø× Ò Ö ×ÙÑ ×o Ì Ý Ö ÒØ Ö ×Ø Ò × Ò Ø Ý Ú Û Ø ÕÙ Ð ØÝ Ø ÓÒ ØÙÖ ÓÙÒ Ø Ø ÐÐ ÒØÖ ÐÐÝ ×ÝÑ Ñ ØÖ 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ú Ø Ð ×Ø ¿ ÒÓÒ Ñ ÔØÝ × ́à Рà Рμo Ú ÖÝ Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ò Ú Û × Ö ÓÒ Ó ÝÔ ÖÔÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ ÓÖ Ø ×̧ Ø × È Ø × Ø Ó ÐÐ ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ó Ø ÓÖÑ «́ μ̧ Û Ö × Ø Ó È o ÓÖ Ø ÓÒ Ð ÔÓ ÒØ ×̧ ×Ù × Ø ÔÓ ÒØ× ÓÙØ× Ø Ô ÓÐÝØÓÔ Ù× ÓÖ Ä ÛÖ Ò ÜØ Ò× ÓÒ×̧ ÓÖ Ø Ó× Ù× ÓÖ ×Ø ÐÐ Ö ×Ù Ú × ÓÒ×̧ Ø × Ó Ø Ò ÑÔÓÖØ ÒØÓ Ò Ð Ý ÒÛ Ö ÓÒ̧ ÓÖ Ò Û Ð Ó Û Ö1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ö ÓÒ̧ Ó Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ È Ø Ý Ð o Ì Ä ÛÖ Ò ÜØ Ò× ÓÒ̧ Ý Ø Û Ý ̧ Ñ Ý × Ñ Ð ÕÙ Ø ÖÑÐ ×× Ð ØØÐ ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒo ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø × Ø Ñ Þ Ò ÔÖ ÓÔ ÖØÝ Ø Ø Ø Ò Ò Ó Ø ×ØÖ Ù ØÙÖ Ó ÔÓ ÒØ ÓÙ Ø× 1ÔÓÐÝØÓÔ ÒØÓ Ø ÓÙÒ ÖÝ ×ØÖ Ù ØÙÖ Ó ́ ·1⁄2μ1ÔÓÐÝØÓÔ o Ì × ÓÙÒØ× ÓÖ Ð Ö Ô ÖØ Ó Ø ×Ô Ð 1 Ò 1Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò Ø Ð Ø Ö ØÙÖ ̧ ×Ù × Ø 1Ô ÓÐÝØÓÔ × ÓÖ Û Ø̧ ÓÖ Ú Ò 3⁄41 ̧ ÒÒÓØ ÔÖ × Ö Ò × Ô Ê o 1⁄2 o1⁄2o ÅÇÊ ÅÈÄ Ë Ì Ö Ö Ñ ÒÝ Ò Ø Ö ×Ø Ò Ð ×× × Ó Ô ÓÐÝØÓÔ × Ö × Ò ÖÓÑ Ú Ö× Ö × Ó Ñ Ø 1 Ñ Ø × ́ × Û ÐÐ × Ô Ý× ×̧ ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ̧ ÖÝ× Ø ÐÐÓ Ö Ô Ý ̧ Ø oμo ËÓÑ Ó Ø × Ö × Ù×× ÐÓÛo ÓÙ Û ÐÐ ¬Ò Ñ ÒÝ ÑÓÖ Ð ×× × Ó Ü ÑÔÐ × × Ù×× Ò ÓØ Ö ÔØ Ö× Ó Ø × À Ò ÓÓ o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ö ÙÐ Ö Ò × Ñ Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ö ×1 Ù×× Ò ÔØ Ö 1⁄2 ̧ Û Ð Ô ÓÐÝØÓÔ × Ø Ø Ö × × Î ÓÖÓÒÓ ÐÐ× Ó Ð ØØ × ÔÔ Ö Ò ÔØ Ö× ¿̧ ̧ Ò 3⁄4o Ä ÇËË Ê Ö Ô Ó ÔÓ ÐÝ ØÓÔ Ì Ö Ô ́È μ ́ Î ́È μ ́È μμ Û Ø Ú ÖØ Ü × Ø Î ́È μ 1⁄4 ́È μ Ò × Ø ́È μ Ú 1⁄2 Ú 3⁄4 Î 3⁄4 ¡ ÓÒÚ Ú 1⁄2 Ú 3⁄4 3⁄4 1⁄2 ́È μ o ÓÒÓ ØÓÔ ÒÝ Ô ÓÐÝØÓÔ Ø Ø Ò Ö ÔÖ × ÒØ × Ø Ñ Ó Ò Ò1 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ù Ò ÙÒ Ö Ò ÆÒ Ñ Ô ÕÙ Ú Ð ÒØÐÝ ̧ Ò Ý Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ø Ø Ò ÛÖ ØØ Ò × Å Ò ÓÛ× ×ÙÑ Ó Ò Ð Ò × Ñ ÒØ× ́1⁄21 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×μo Ì ×Ñ ÐÐ ×Ø Ò ×Ù Ø Ø × Ò Ñ Ó Ò × Ø ÒÙÑ Ö Ó ÞÓÒ × Ó o ÅÓÑ ÒØ ÙÖÚ Ì ÙÖÚ ­ Ò Ê ¬Ò Ý ­ Ê Ê ̧ Ø ́Ø Ø 3⁄4 Ø μ Ì o Ý Ð ÔÓ ÐÝ ØÓÔ Ì ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó ¬Ò Ø × Ø Ó ÔÓ ÒØ× ÓÒ ÑÓÑ ÒØ Ù Ö Ú̧ ÓÖ ÒÝ ÔÓÐÝØÓÔ ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØØ Ó Ø o 1Ò Ó ÖÐÝ ÔÓ ÐÝ ØÓÔ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×Ù Ø Ø × Ù ×ØÓ ØÑ Ó × Ø Ú ÖØ × ÓÖ Ñ× Ø Ú ÖØ Ü × Ø Ó o Ì Ù× Ú ÖÝ Ô ÓÐÝØÓÔ × 1⁄21Ò ÓÖÐÝ ̧ Ò ÔÓÐÝ1 ØÓÔ × 3⁄41Ò ÓÖ ÐÝ Ò ÓÒÐÝ Ø× Ö Ô × ÓÑÔÐ Ø o Æ Ó ÖÐÝ ÔÓÐ ÝØÓ Ô 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÓÐÝØÓÔ Ø Ø × 3⁄4 1Ò ÓÖ ÐÝ o ́ 1⁄4̧1⁄2μ 1ÔÓÐ ÝØÓ Ô ÔÓÐÝØÓÔ ÐÐ Ó Û Ó× Ú ÖØ Ü ÓÓÖ Ò Ø × Ö 1⁄4 ÓÖ 1⁄2̧ Ø Ø ×̧ Û Ó× Ú ÖØ Ü × Ø × ×Ù × Ø Ó Ø Ú ÖØ Ü × Ø 1⁄4 1⁄2 Ó Ø ÙÒ Ø Ù o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 363
¿ Åo À Ò ̧ Âo Ê Ø Ö1 ÖØ̧ Ò oÅo Ð Ö ÇÆÇÌ ÇÈ Ë ÓÒÓØÓÔ × ÔÔ Ö Ò ÕÙ Ø « Ö ÒØ Ù × ×o Ì Ý Ò ÕÙ Ú Ð ÒØÐÝ ¬Ò × Ø Å Ò ÓÛ× ×ÙÑ× Ó ¬Ò Ø × Ø× Ó Ð Ò × Ñ ÒØ× ́1⁄21 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÓÐÝØÓÔ ×μ̧ × Ø ÆÒ ÔÖÓ Ø ÓÒ× Ó 1 Ù ×̧ ÓÖ × ÔÓÐÝØÓÔ × ÐÐ Ó Û Ó× × ́ ÕÙ Ú Ð ÒØ ÐÝ̧ ÐÐ 3⁄41 ×μ Ü Ø ÒØÖ Ð × ÝÑÑ ØÖÝ o Ì Ù× 3⁄41 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Þ ÓÒÓØÓÔ Ò ÓÒÐÝ Ø × ÒØÖ ÐÐÝ × ÝÑÑ ØÖ o Á ÍÊ 1⁄2 o1⁄2o 3⁄41 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ò ¿1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÞÓÒÓØÓÔ ̧ Û Ø ÞÓÒ ×o ́Ì 3⁄41 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÓÒ × ÔÖÓ Ø ÓÒ Ó Ø ¿1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÓÒ ÒÓØ Ø Ø Ú ÖÝ ÔÖÓ Ø ÓÒ Ó ÞÓÒÓØÓÔ × ÞÓÒÓØÓÔ oμ ÑÓÒ Ø ÑÓר ÔÖÓÑ Ò ÒØ ÞÓÒÓØÓÔ × Ö Ø Ô ÖÑÙØÓ Ö Ì Ô ÖÑÙ1 ØÓ ÖÓÒ ¥ 1⁄2 × ÓÒרÖÙ Ø Ý Ø Ò Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó ÐÐ 1Ú ØÓÖ× Û Ó× ÓÓÖ Ò Ø × Ö 1⁄2 3⁄4 ̧ Ò ÒÝ ÓÖ Öo Ì Ô ÖÑÙØÓ ÖÓÒ ¥ 1⁄2 × ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÓÐÝØÓÔ ́ ÓÒØ Ò Ò Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò Ü 3⁄4 Ê È 1⁄2 Ü ́ ·1⁄2μ 3⁄4 μ Û Ø ÚÖØ × Ò 3⁄4 3⁄4 Ø×o Á ÍÊ 1⁄2 o1⁄2o Ì ¿1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÖÑÙØÓ ÖÓÒ ¥ ¿ o Ì Ú Ö1 Ø × Ö Ð Ð Ý Ø Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ× Ø Ø̧ Û Ò ÔÔÐ ØÓ Ø ÓÓÖ Ò Ø Ú ØÓÖ Ò Ê ̧ Ý Ð ́1⁄2 3⁄4 ¿ μ Ì o 4132 4123 1423 1243 1432 1342 4312 3412 3142 3421 3124 1324 2134 1234 2143 2314 3214 3241 ÇÒ ÙÒÙ×Ù Ð ØÙÖ Ó Ô Ö ÑÙØÓ Ö × Ø Ø Ø Ý Ö × ÑÔÐ ÞÓÒÓØÓÔ × Ø × Ö Ö Ö Ò Ò Ö Ð̧ Ò Ø ́ÙÒ×ÓÐ Ú μ ÔÖÓ Ð Ñ Ó Ð ×× Ý Ò Ø Ñ × ÕÙ Ú Ð ÒØØ Ó Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó Ð ×× Ý Ò ÐÐ × ÑÔÐ Ð ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ÝÔ ÖÔÐ Ò × ́× Ë Ø ÓÒ o¿o ¿μo ÓÒÓØÓÔ × Ö ÑÔÓÖØ ÒØ Ù× Ø Ö Ø ÓÖÝ × ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ Ø Ø ÓÖ × Ó Ú ØÓÖ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× ́Ö Ð Þ Ð ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ×μ Ò Ó ÝÔ ÖÔÐ Ò ÖÖ Ò 1 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 364
ÔØ Ö 1⁄2 × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ ØÓÔ × ¿ Ñ ÒØ×o ÁÒ Ø̧ Ø ×Ý× Ø Ñ Ó Ð Ò × Ñ ÒØ× Ø Ø Ò Ö Ø × Þ ÓÒÓØÓÔ Ò ÓÒ× Ö × Ú ØÓÖ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ̧ Ò Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ø Ø Ö ÓÖØ Ó ÓÒ Ð ØÓ Ø Ð Ò × Ñ ÒØ× ÔÖ ÓÚ Ø ××Ó Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØo Ï Ö Ö ØÓ ÄË · ̧ Ë Ø ÓÒ 3⁄4o3⁄4 Ò ̧ Ä ØÙÖ o Ò ÐÐÝ ̧Û Ñ ÒØ ÓÒ Ò Ô ×× Ò × ÙÖÔÖ × Ò Ø Ú ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ØÛ Ò Ø Ø Ð Ò × Ó ÞÓÒÓØÓÔ Û Ø ×Ñ ÐÐ Ö ÞÓÒÓØÓÔ × Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ð Ø Ò × ́Ö Ð Þ Ð ÓÖ ÒÓØμ Ó Ø ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ó Þ ÓÒÓØÓÔ o Ì × ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò × ÒÓÛ Ò × Ø Ó Ò 1 Ö ×× Ø ÓÖ Ñ Û Ö Ö ØÓ Ê Ø Ö1 ÖØ Ò Ð Ö Ê o ÄÁ ÈÇÄ ÌÇÈ Ë Ý Ð Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò ÓÒ× ØÖÙ Ø Ý Ø Ò Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ò ÔÓ ÒØ× ÓÒ Ø ÑÓÑ ÒØ Ù Ö Ú ÒÊ o Ì ×Ø Ò Ö ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ × ØÓ ¬Ò Ý Ð Ô ÓÐÝØÓÔ ́Òμ × Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ò ÒØ Ö ÔÓ ÒØ× ÓÒ Ø × ÙÖÚ ̧ ×Ù × ́Òμ ÓÒÚ ­ ́1⁄2μ ­ ́3⁄4μ ­ ́Òμ ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ØÝÔ Ó ́Òμ × Ú Ò Ý Ø ÒØ Ö ÐÝ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ð Ú ÒÒ ×× Ö Ø Ö ÓÒ Á ́Òμ ÓÒÚ ­́Ø 1⁄2 μ ­ ́Ø Ò μ ̧ Û Ø Ø 1⁄2 Ø Ò ̧ Ø Ò ­́Ø 1⁄2 μ ­ ́Ø μ Ø ÖÑ Ò Ø Ò ÓÒÐÝ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ò × Ò 1⁄2 ÐÝ Ò ØÛ Ò ÒÝ ØÛÓ Ò × ÒÓØ Ò Ø Ø × Ø × Ú Òo Ì Ù×̧ Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ØÝÔ Ó × ÒÓØ Ô Ò ÓÒ Ø ×Ô ¬ Ó Ó ÔÓ ÒØ× ÓÒ Ø ÑÓÑ ÒØ ÙÖÚ ̧ Ü ÑÔÐ 1⁄4o Ì ÓÖ Ñ 1⁄4o o Á ÍÊ 1⁄2 o1⁄2o ¿1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ý Ð ÔÓÐÝ ØÓ Ô ¿ ́ μ Û Ø Ú ÖØ ×o ́ÁÒ ÔÖÓ Ø ÓÒ Ó ­ ØÓ Ø Ü 1⁄2 Ü 3⁄4 1ÔÐ Ò ̧ Ø ÙÖÚ ­ Ò Ò Ø Ú ÖØ × Ó ¿ ́ μ Ð ÓÒ Ø Ô Ö ÓÐ Ü 3⁄4 Ü 3⁄4 1⁄2 oμ Ì ¬Öר ÔÖÓÔ ÖØÝ Ó Ý Ð ÔÓÐÝØÓÔ × ØÓ ÒÓØ × Ø Ø Ø Ý Ö × ÑÔÐ Ðo Ì × ÓÒ ̧ ÑÓÖ ×ÙÖÔÖ × Ò ̧ ÔÖÓÔ ÖØÝ × Ø Ø Ø Ý Ö Ò ÓÖÐÝo Ì × ÑÔÐ × Ø Ø ÑÓÒ ÐÐ 1ÔÓÐÝØÓÔ × È Û Ø Ò Ú ÖØ ×̧ Ø Ý Ð ÔÓÐÝØÓÔ × Ñ Ü Ñ Þ Ø ÒÙÑ Ö ́È μÓ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÓÖ 3⁄4 o Ì × Ñ Ø ÓÐ × ÓÖ ÐÐ Ø × × Ô ÖØ Ó Å ÅÙÐÐ Ò3× ÙÔÔ Ö ÓÙÒ Ø ÓÖ Ñ ́× ÐÓÛμo ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ý Ð Ô ÓÐÝØÓÔ × Ú Ú ÖÝ Ð Ö ÒÙÑ Ö Ó Ø×̧ 1⁄2 ́Òμ ¡ Ò 3⁄4 3⁄4 · Ò 1⁄2 1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4 ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Û Ø Ø Ø Ý Ð 1ÔÓÐÝØÓÔ ́Òμ × Ò́Ò ¿μ 3⁄4 Ø×o Ì Ù× ́ μ × Ú ÖØ ×̧ ÒÝØ ÛÓÓ Ø Ñ Ò Ø̧ Ò 3⁄41⁄4 Ø×o Ì × × ÑÓÖ Ø Ò Ø 1⁄2 Ø× Ó Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÖÓ××1ÔÓÐÝØÓÔ ̧ Û Ð×Ó × Ú ÖØ × © 2004 by Chapman & Hall/CRC 365
¿ Åo À Ò ̧ Âo Ê Ø Ö1 ÖØ̧ Ò oÅo Ð Ö Æ Á À ÇÊÄ ÈÇÄ ÌÇÈ Ë À Ö Ö Û Ó × ÖÚ Ø ÓÒ× ÓÙØ Ò ÓÖÐ Ý Ô ÓÐÝØÓÔ ×o ÓÖ ÑÓÖ Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ̧ × ÄË · ̧ Ë Ø ÓÒ o Ò Ø Ö Ö Ò × ÕÙÓØ Ø Ö o Ì ¬Ö× Ø Ó × ÖÚ Ø ÓÒ × Ø Ø Ô ÓÐÝØÓÔ × 1Ò ÓÖ ÐÝ ÓÖ ×ÓÑ 3⁄4 ̧ Ø Ò Ø × × ÑÔÐ Üo Ì Ù×̧ ÓÒ ÒÓÖ × Ø × ÑÔÐ ×̧ Ø Ò 3⁄4 1Ò ÓÖ ÐÝ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÓÖÑ Ø ÜØÖ Ñ × ̧ Û ÑÓØ Ú Ø × ÐÐ Ò Ø Ñ × ÑÔÐ Ý Ò ÓÖÐÝ o ÀÓÛ Ú Ö̧ ÓÒÐ Ý Ò Ú Ò Ñ Ò× ÓÒ× 3⁄4 Ñ Ó Ø Ò ÓÖÐ Ý Ô ÓÐÝØÓÔ × Ú ÚÖÝ ×Ô Ð × ØÖÙ ØÙÖ o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÓÒ Ò × ÓÛ Ø Ø Ú Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ò ÓÖ ÐÝ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ö Ò ×× Ö ÐÝ × ÑÔÐ Ð̧ ÙØ Ø × × ÒÓØ ØÖÙ Ò Ò Ö Ðo ÓÖ Ø Ð ØØ Ö̧ ÒÓØ Ø Ø̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÐÐ ¿1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÓÐÝØÓÔ × Ö Ò ÓÖÐ Ý Ý ¬Ò Ø ÓÒ̧ Ò Ø Ø È × Ò ÓÖ ÐÝ Ô ÓÐÝØÓÔ Ó Ñ Ò× ÓÒ 3⁄4 Ņ̃Ø ÒÔ ÝÖ́È μ × Ò ÓÖ ÐÝ Ó Ñ Ò× ÓÒ 3⁄4Ñ·1⁄2 o ÐÐ × ÑÔÐ Ð Ò ÓÖ ÐÝ 1 Ô ÓÐÝØÓÔ × Û Ø Ò Ú ÖØ × Ú Ø × Ñ ÒÙÑ Ö Ó Ø× ́ Ò Ø̧ Ø × Ñ 1Ú ØÓÖ ́ 1⁄4 1⁄2 1⁄2 μμ × ́Òμo Ì Ý ÓÒר ØÙØ Ø Ð ×× Ó ÔÓÐÝØÓÔ × Û Ø Ø Ñ Ü Ñ Ð ÒÙÑ Ö Ó 1 × ÓÖ ÐÐ Ø × × Ø ×Ø Ø Ñ ÒØ Ó Å ÅÙÐ Ð Ò3× ÙÔÔ Ö ÓÙÒ Ø ÓÖ Ño Ï Ö Ö ØÓ ÔØ Ö 1⁄2 ÓÖ Ø ÓÖ ÓÙ × Ù×× ÓÒ Ó 1Ú ØÓÖ Ø ÓÖÝ o ÓÖ Ò ·¿̧ Ú ÖÝ Ò ÓÖÐÝ Ô ÓÐÝØÓÔ × ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ ×ÓÑ ÓÖÔ ØÓ Ý Ð Ô ÓÐÝØÓÔ o Ì × ÓÚ Ö×̧ ÓÖ Òר Ò ̧ Ø ÔÓÐ Ö Ó Ø ÔÖÓ Ù Ø Ó ØÛÓ ØÖ Ò Ð ×̧ ́¡ 3⁄4 ¢ ¡ 3⁄4 μ ¡ ̧ Û × × ÐÝ × Ò ØÓ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ò ÓÖ ÐÝ Ô ÓÐ ÝØÓÔ Û Ø ÚÖØ × × ÙÖ 1⁄2 o1⁄2o o Ì ¬Ö ר Ü ÑÔÐ Ó Ò Ú Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ò ÓÖ ÐÝ Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ø Ø × ÒÓØ Ý Ð ÔÔ Ö× ÓÖ Ò Ò o ÁØ Ò × ÐÝ × Ö Ò Ø ÖÑ× Ó Ø× ÆÒ Ð Ö Ñ × ÐÓÛ o Æ ÓÖÐÝ ÔÓÐÝØÓÔ × Ñ Ý Ø ¬Öר Ð Ò × Ñ ØÓ Ú ÖÝ Ô ÙÐ Ö Ò Ö Ö Ó Ø×̧ ÙØ Ø Ö Ö × Ú Ö Ð Ò Ø ÓÒ× Ø Ø Ø Ý Ö ÒÓØ ÕÙ Ø × ÙÒÙ ×Ù Ð × Ø Ý × Ño ÁÒ Ø̧ Ø Ð ×× Ó Ò ÓÖÐÝ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × × Ð Ú ØÓ Ú ÖÝ Ö o Ì Ù×̧ Ë Ñ Ö Ë 3⁄4 ×× Ó ÛÒ Ø Ø ÓÖ ¬Ü Ú Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó ÒÓÒ ×ÓÑ ÓÖÔ Ò ÓÖ ÐÝ 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Û Ø Ò Ú ÖØ × ÖÓÛ× ×ÙÔ Ö ÜÔ ÓÒ ÒØ ÐÐÝ Û Ø Òo Ð ×Ó̧ Ñ ÒÝ Ó Ø ́1⁄4̧ 1⁄2μ1Ô ÓÐÝØÓÔ × ×ØÙ Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ØÙÖ Ò ÓÙØ ØÓ Ø Ð ×Ø 3⁄41Ò ÓÖ ÐÝ o ÓØ Ø × « Ø× ÐÐ Ù×ØÖ Ø Ø Ø Ò ÓÖÐ Ò ×× × ÒÓØ Ò ×ÓÐ Ø Ô ÒÓÑ ÒÓÒo ÇÈ Æ ÈÊÇ Ä ÅË 1⁄2o Ò Ú ÖÝ Ò ÓÖ ÐÝ 1 Ô ÓÐÝØÓÔ È Ê Û Ø Ò Ú ÖØ × ÜØ Ò Ý Ò Û Ú ÖØ Ü Ú 3⁄4 Ê ØÓ Ò ÓÖÐ Ý Ô ÓÐÝØÓÔ È 1⁄4 ÓÒÚ́È Ú μ Û Ø Ò·1⁄2 Ú ÖØ × Ë 3⁄4̧Ô o¿ 1⁄2 3⁄4o ÁØ × Ð ×× ÔÖÓ Ð Ñ Ó È ÖÐ × Û Ø Ö Ú ÖÝ × ÑÔÐ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÕÙÓØ ÒØ Ó Ò ÓÖ ÐÝ Ô ÓÐÝØÓÔ o ́ ÓÖ Ô ÓÐÝØÓÔ × Û Ø Ø Ñ Óר · Ú ÖØ × Ø × Û × ÓÒ¬ÖÑ Ý ÃÓÖ Ø Ò ÑÔ ÃÓÖ oμ ¿o ÁÒ ×ÓÑ ÑÓ Ð× Ó Ö Ò ÓÑ Ô ÓÐÝØÓÔ × × × Ñ× Ø Ø ̄ ÓÒ Ó Ø Ò× Ò ÓÖ ÐÝ Ô ÓÐ ÝØÓÔ Û Ø ÔÖÓ Ð ØÝ ́Û Ò Ö × × Ö Ô ÐÝ Û Ø Ø Ñ Ò× ÓÒ Ó Ø ×Ô μ̧ ̄ Ø Ñ Óר ÔÖÓ Ð ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ØÝÔ × Ý Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ ̧ ̄ ÙØ ר ÐÐ Ø × ÔÖÓ Ð ØÝ Ó Ý Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ø Ò × ØÓ Þ ÖÓo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 366
ÔØ Ö 1⁄2 × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ ØÓÔ × ¿ ÀÓÛ Ú Ö̧ ÒÓÒ Ó Ø × × Ò ÔÖ ÓÚ o ́Ë Ó ÓÛ× Ò ËØÙÖÑ Ð× Ë ̧ Ôo 1⁄21⁄41⁄2 ̧ Ó ÓÛ× ̧ Ê Ø Ö1 ÖØ̧ Ò Ë Ò Ð Ö ÊË 3⁄4 ̧ Ò Î Ö× Ò ËÔÓÖÝ Ú ÎË 3⁄4 oμ ́1⁄4̧1⁄2μ 1ÈÇÄ ÌÇÈ Ë Ì Ö × ́1⁄4 1⁄2μ1Ô ÓÐÝØÓÔ ́ Ú Ò Ò Ø ÖÑ× Ó Î 1ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒμ ××Ó Ø Û Ø Ú ÖÝ ¬Ò Ø × Ø ×Ý× Ø Ñ Ë 3⁄4 ́Û Ö × ¬Ò Ø × Ø̧ Ò 3⁄4 ÒÓØ × Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÐÐ Ó Ø× ×Ù × Ø× μ̧ Ú È Ë ÓÒÚ Ò 3⁄4 ¬ ¬ 3⁄4Ë Ó Ê ÁÒ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ̧ Ø Ö × Ò ÜØ Ò× Ú Ð Ø Ö ØÙÖ Ú Ð Ð ÓÒ À1 ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ× Ó ×Ô Ð ́1⁄4 1⁄2μ1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ ×Ù × ̄ Ø ØÖ Ú Ð Ò × Ð ×Ñ Ò ÔÓ ÐÝ ØÓÔ × Ì Ò ̧Û Ö × Ø × Ø Ó ÓÑÔÐ Ø Ö Ô Ã Ò ̧ Ò × Ø × Ø Ó ÐÐ ́Ò 1⁄2μ À Ñ ÐØÓÒ Ý Ð × ́× ÑÔÐ Ö Ù Ø× Ø ÖÓÙ ÐÐ Ø Ú ÖØ ×μ Ò ́× Ö ÓØ× Ð Ò È Ö È μ ̄ Ø ÙØ Ò ÕÙ ÙØ ÔÓ ÐÝ ØÓÔ ×̧ Û Ö × Ò Ø × Ø Ó ÓÑÔÐ Ø Ö Ô ̧ Ò Ë Ö ÔÖ × ÒØ× ̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø Ñ ÐÝ Ó ÐÐ ÙØ× ̧ ÓÖ ÐÐ ÕÙ ÙØ× ̧ Ó Ø Ö Ô ́× Þ Ò Ä ÙÖ ÒØ Ä μo × × Ø Ö ÑÔÓÖØ Ò ÓÖ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ̧ Ø Ö × Ö Ø Ð Ó ÒØ Ö ×Ø Ò Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ø ÓÖÝ ××Ó Ø Û Ø ×Ù Ô ÓÐÝØÓÔ ×o ÓÖ ×ØÖ Ò Ü ÑÔÐ ̧ × Ø ÕÙ ÙØ Ô ÓÐÝØÓÔ × Ù× Ý Ã Ò Ò Ã Ð Ãà ¿ Ò Ø Ö ×ÔÖÓÓ Ó ÓÖ× Ù 3× ÓÒ ØÙÖ ́× Ð×Ó 1⁄41⁄2 μo ×Ô Ø Ø Ø Ð × ØÖÙ ØÙÖ Ø ÓÖÝ ÓÖ Ø ×Ô Ð ́1⁄4 1⁄2μ1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ó ÓÑ1 Ò ØÓÖ Ð ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ̧ Ø Ö × Ú ÖÝ Ð ØØÐ ÒÓÛÒ ÓÙØ Ò Ö Ð ́1⁄4 1⁄2μ1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Û Ø × Ø ØÝÔ Ð ̧ ÓÖ Ø Ñ Ü Ñ Ð̧ ÒÙÑ Ö Ó Ø× Ó ́1⁄4 1⁄2μ1 Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÓÒ Ö Ò ÓÑ ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ Ö ÒÝ Ò ÈÓÖ È1⁄41⁄2 ÔÖ ÓÚ Ø Ü ×Ø Ò Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ́1⁄4 1⁄2 μ1Ô ÓÐÝØÓÔ × Û Ø ́ ÐÓ μ Ø×̧ Û Ö × ÙÒ Ú Ö× Ð ÓÒר ÒØo Ì × Ø Ò Ó ÛÒ ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × Ö Ó ÓÖ Ö ́ 3⁄4μ o ÒÓØ Ö ÕÙ ×Ø ÓÒ̧ Û × ÒÓØ ÓÒÐ Ý ÒØÖ Ò× ÐÐÝ ÒØ Ö ×Ø Ò ÙØ Ñ Ø Ð×Ó ÔÖ ÓÚ Ò Û ÐÙ × ÓÖ × ÕÙ ×Ø ÓÒ× Ó Ð Ò Ö Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ̧ × Ï Ø × Ø Ñ Ü Ñ Ð ÒÙÑ Ö Ó × Ò 3⁄41 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÖÓ Ø ÓÒ Ó ́1⁄4 1⁄2μ1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ÓÖ × ÙÖÚ Ý ÓÒ ́1⁄4 1⁄2μ1Ô ÓÐÝØÓÔ × × 1⁄41⁄4 o 1⁄2 o1⁄2o ÌÀÊ 1 ÁÅ ÆËÁÇÆ Ä ÈÇÄ ÌÇÈ Ë Æ ÈÄ Æ Ê Ê ÈÀË Ä ÇËË Ê 1 ÓÒÒ Ø Ö Ô ÓÒÒ Ø Ö Ô Ø Ø Ö Ñ Ò× ÓÒÒ Ø ÒÝ 1⁄2 Ú ÖØ × Ö Ð Ø o Ö Û Ò Ó Ö Ô Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ò Ø ÔÐ Ò Û Ö Ø Ú ÖØ × Ö Ö Ô1 Ö × ÒØ Ý ×Ø Ò Ø ÔÓ ÒØ× ̧ Ò × ÑÔÐ ÂÓÖ Ò Ö × Ö Ö ÛÒ ØÛ Ò Ø Ô Ö× Ó ÒØÚ ÖØ ×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 367
¿ Åo À Ò ̧ Âo Ê Ø Ö1 ÖØ̧ Ò oÅo Ð Ö ÈÐ Ò Ö Ö Ô Ö Ô Ø Ø Ò Ö ÛÒ Ò Ø ÔÐ Ò Û Ø ÂÓÖ Ò Ö × Ø Ø Ö × Ó ÒØ Ü ÔØ ÓÖ Ø Ö Ò ÔÓ ÒØ×o Ê Ð Þ Ø ÓÒ ×Ô Ì × Ø Ó ÐÐ ÓÓÖ Ò Ø Þ Ø ÓÒ× Ó ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ×ØÖ Ù ØÙÖ ̧ ÑÓ ÙÐÓ ÆÒ ÓÓÖ Ò Ø ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ×o ́Ë Ë Ø ÓÒ o¿o3⁄4oμ Á ×ÓØÓ ÔÝ ÔÖ ÓÔ ÖØÝ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð × ØÖÙ ØÙÖ ́×Ù × ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ØÝÔ Ó Ô ÓÐÝØÓÔ μ × Ø ×ÓØÓÔÝ ÔÖÓÔ ÖØÝ Ò ÝØ ÛÓ Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ò ÓÖÑ ÒØÓ ÓØ Ö ÓÒØ ÒÙÓÙ×Ð Ý ̧ Û Ð Ñ ÒØ Ò Ò Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ØÝÔ o ÕÙ Ú Ð ÒØÐÝ ̧ Ø × ÓØÓÔÝÔ Ö Ó ÔÖ Ø Ý ÓÐ × ÓÖ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð × ØÖÙ ØÙÖ Ò ÓÒÐ Ý Ø× Ö Ð1 Þ Ø ÓÒ ×Ô × ÓÒÒ Ø o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o1⁄2o¿ ËØ Ò ØÞ 3× Ì ÓÖ Ñ ËÊ¿ ÓÖ Ú ÖÝ ¿1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÓÐ ÝØÓÔ È ̧Ø Ö Ô ́È μ × ÔÐ Ò Ö̧ ¿1 ÓÒÒ Ø Ö Ô o ÓÒÚ Ö× ÐÝ̧ ÓÖ Ú ÖÝ ÔÐ Ò Ö ¿1 ÓÒÒ Ø Ö Ô ̧ Ø Ö × ÙÒ ÕÙ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ØÝÔ Ó ¿1ÔÓÐÝØÓÔ È Û Ø ́È μ o ÙÖØ ÖÑÓÖ ̧ Ø Ö Ð Þ Ø ÓÒ ×Ô ẾÈ μ Ó ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ØÝÔ Ó ¿1 ÔÓÐÝØÓÔ × ÓÑ ÓÑÓÖ Ô ØÓ Ê 1⁄2 ́Èμ ̧ Ò ÓÒØ Ò× Ö Ø ÓÒ Ð ÔÓ ÒØ×o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ ¿1 Ñ Ò× ÓÒ1 Ð ÔÓÐÝØÓÔ × Ú Ø ×ÓØÓÔÝ ÔÖÓÔ ÖØÝ̧ Ò Ø Ý Ò Ö Ð Þ Û Ø ÒØ Ö Ú ÖØ Ü ÓÓÖ Ò Ø ×o Á ÍÊ 1⁄2 o1⁄2o ́ÔÐ Ò Ö Ö Û Ò Ó μ ¿1 ÓÒÒ Ø ̧ ÔÐ Ò Ö̧ ÙÒÒ Ñ Ö Ô o Ì ÓÖÑ Ð Ø × Ó ÒÝ Ô ÖÓÓ Ó ËØ Ò ØÞ 3× Ø ÓÖ Ñ × ØÓ ÓÒרÖÙ Ø ¿1ÔÓÐÝ ØÓ Ô Û Ø Ø × Ö Ô o Ì Ö Ö ØÛÓ ×× ÒØ ÐÐÝ « Ö ÒØÛ Ý× ÒÓÛ Ò ØÓ ÔÖÓÚ ËØ Ò ØÞ3× Ø ÓÖ Ño Ì ¬Öר ÓÒ ËÊ¿ Ô Ö Ó Ú × ÓÒרÖÙ Ø ÓÒ × ÕÙ Ò ÓÖ ÒÝØ ÝÔ Ó ¿1ÔÓÐÝØÓÔ ̧ ר ÖØ Ò ÖÓÑ Ø ØÖ ÖÓÒ̧ Ò Ù× Ò ÓÒÐÝ ÐÓ Ð ÓÔ Ö Ø ÓÒ× ×Ù × ÙØØ Ò Ó« Ú ÖØ × Ò ÔÓÐ Ö ØÝ o Ì × ÓÒ ØÝÔ Ó ÔÖÓÓ Ö Ð Þ × ÒÝ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ØÝÔ Ý ÐÓ Ð Ñ Ò Ñ Þ Ø ÓÒ Ö ÙÑ ÒØ̧ Û × Ò ÒØ ÖÑ Ø ×Ø Ô Ô ÖÓÚ × ×Ô Ð ÔÐ Ò Ö Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó Ø Ö Ô Ý Ö Ñ ÛÓÖ Û Ø ÔÓ× Ø Ú × Ð 1×ØÖ ×× Å Å ̧ ÇË o ÇÈ Æ ÈÊÇ Ä ÅË Ù× Ó ËØ Ò ØÞ3× Ø ÓÖ Ñ Ò Ø× ÜØ Ò× ÓÒ× Ò ÓÖÓÐÐ Ö ×̧ Ø Ø ÓÖÝ Ó ¿1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÓÐÝØÓÔ × × ÕÙ Ø ÓÑÔÐ Ø Ò × Ø × ØÓÖÝo Æ Ú ÖØ Ð ××̧ ×ÓÑ × ÓÔ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× Ö Ñ Òo 1⁄2o ÁØ Ò × ÓÛÒ Ø Ø Ú ÖÝ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ØÝÔ Ó ¿1ÔÓÐÝØÓÔ Û Ø Ò Ú Ö1 Ø × Ò ØÖ Ò ÙÐ Ö Ø Ò Ö Ð Þ Û Ø ÒØ Ö ÓÓÖ Ò Ø × ÐÓÒ Ò ØÓ 1⁄2 3⁄4 ¿ Ò ¿ ́Âo Ê Ø Ö1 ÖØ Ò o ËØ Ò̧ ÑÔÖÓÚ Ò ÓÒ ÇÒÒ Ò ËØÙÖÑ Ð× ÇË μ̧ ÙØ Ø × ÒÓØ Ð Ö Û Ø Ö Ø ÓÙÒ Ó ¿ Ò Ò Ö ÔÐ Ý ÔÓÐÝÒÓÑ Ð ÓÙÒ o 3⁄4o Á È × ÖÓÙÔ Ó ×ÝÑÑ ØÖ ×̧ Ø Ò Ø Ð×Ó × ×ÝÑÑ ØÖ Ö Ð Þ Ø ÓÒo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 368
ÔØ Ö 1⁄2 × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ ØÓÔ × ¿ ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø × ÒÓØ Ð Ö Û Ø Ö Ø ×Ô Ó ÐÐ 1×ÝÑ Ñ ØÖ Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ê ́È μ × ×Ø ÐÐ ÓÑ ÓÑ ÓÖÔ ØÓ ×ÓÑ Ê o ́ÁØ Ó × ÒÓØ ÓÒØ Ò Ö Ø ÓÒ Ð ÔÓ ÒØ× Ò Ò Ö Ð̧ o o̧ ÓÖ Ø Ó× ÖÓÒ μ 1⁄2 o1⁄2o ÇÍ Ê1 ÁÅ ÆËÁÇÆ Ä ÈÇÄ ÌÇÈ Ë Æ Ë ÀÄ Ä Á Ê ÅË Ä ÇËË Ê Ë Ð Ð Ö Ñ ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ ́È μ Ó 1 Ñ Ò1 × ÓÒ Ð Ô ÓÐÝØÓÔ È ̧ Ó Ø Ò × ÓÐÐ ÓÛ×o Ì Ô Ó Ò ØÓ Ú ÛÚÖÝ ÐÓ× ØÓ ́ Ò ÒØ Ö ÓÖ ÔÓ ÒØ Ó μ Ø Ø ̧ Ò ÐØ ́È μ Ø ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ Ó Ú Ò Ý ÐÐ Ø ÓØ Ö Ø× Ó È ̧ × × Ò ÖÓÑ Ø × ÔÓ ÒØ Ó Ú Ûo ́ 1⁄2μ1 Ö Ñ Ô ÓÐÝØÓÔ Ð ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ Ó ́ 1⁄2μ1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×Ù Ø Ø ́1⁄2μ × Ô ÓÐÝØÓÔ Ð ÓÑÔÐ Ü ́ o o̧ ¬Ò Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÐÓ× ÙÒ Ö Ø Ò ×̧ ×Ù Ø Ø Ò Ý Ò Ø Ö× Ø ÓÒ Ó ØÛÓ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò Ø ÓÑÔÐ Ü × Ó μ̧ Ò ́3⁄4μ Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ÒÝ Ô ÓÐÝØÓÔ Ò Û Ø Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó × Ó ́Û Ñ Ý Ñ Ô Ø Ýμo × ÔÖ Ñ ÖÝ × Ñ Ð Ö × Ø ¬Ò ÓÚ Ö Ì ×ÓÐÙØ ÓÒ × Ø Ë Ê Ó ¬Ò Ø × Ø Ó ÕÙ Ø ÓÒ× Ò ×ØÖ Ø Ò ÕÙ Ð Ø × Ó Ø ÓÖÑ ́Üμ 1⁄4 Ö ×Ôo ́Üμ 1⁄4̧ Û Ö Ø Ò Ö Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð× Ò Ú Ö Ð × Û Ø ÒØ Ö Ó Æ ÒØ×o ËØ Ð ÕÙ Ú Ð Ò ÕÙ Ú Ð Ò Ö Ð Ø ÓÒ ØÛ Ò × Ñ Ð Ö × Ø× Ò Ö Ø Ý Ö Ø ÓÒ Ð Ò × Ó ÓÓÖ Ò Ø × Ò ÖØ Ò ØÝÔ × Ó ×Ø Ð ÔÖÓ Ø ÓÒ× Û Ø ÓÒØÖ Ø Ð ¬ Ö×o ́Ë Ê Ø Ö1 ÖØ Ê ̧ Ë Ø ÓÒ 3⁄4o oμ ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ ØÛÓ × Ø× Ö ×Ø ÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ̧ Ø Ò Ø Ý Ú Ø × Ñ ÓÑÓØÓÔÝ ØÝÔ ̧ Ò Ø Ý Ú Ø × Ñ Ö Ø Ñ Ø ÔÖ ÓÔ ÖØ × Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ ×Ù ¬ Ð × Ó Ê o o̧ Ø Ö ÓØ ÓÖ Ò Ø Ö Ó Ø Ñ ÓÒØ Ò Ö Ø ÓÒ Ð ÔÓ ÒØo Ì × ØÙ Ø ÓÒ ÓÖ 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × × ÙÒ Ñ ÒØ ÐÐÝ « Ö ÒØ ÖÓÑ Ø Ø ÓÖ ¿1 Ñ Ò1 × ÓÒ Ð ÔÓÐÝØÓÔ ×o ÇÒ Ö ×ÓÒ × Ø Ø Ø Ö × ÒÓ × Ñ Ð Ö Ö Ù Ø ÓÒ Ó 1ÔÓÐÝØÓÔ Ø ÓÖÝ ØÓ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ́ Ö Ô μ ÔÖÓ Ð Ño Ì Ñ Ò Ö ×ÙÐ Ø× ÓÙØ Ö Ô × Ó 1ÔÓÐÝØÓÔ × Ö Ø Ø Ø Ý Ö 1 ÓÒÒ Ø ́ Ð Ò× 1⁄2 μ̧ Ò Ø Ø Ó Ò Ø Ò× ×Ù Ú × ÓÒ Ó Ø ÓÑÔÐ Ø Ö Ô ÓÒ ·1⁄2 Ú ÖØ ×̧ à ·1⁄2 ́Ì μ ́ ÖÙÒ ÙŅ̃ ÖÙ1⁄4¿̧ ÔÔo 3⁄41⁄41⁄4 μo ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ ÐÐ Ö Ô × Ó 1Ô ÓÐÝØÓÔ × Ö 1 ÓÒÒ Ø ̧ Ò ÒÓÒ Ó Ø Ñ × ÔÐ Ò Öo ́Ë Ð×Ó Ô1 Ø Ö 3⁄41⁄4oμ Ë Ð Ð Ö Ñ× Ô ÖÓÚ Ö ×ÓÒ ÐÝ Æ ÒØ ØÓ ÓÐ ÓÖ Ú ×Ù Ð Þ Ø ÓÒ Ó 1 Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Û Ú ¬ Ø Ò Ò ØÓ ÙÒ Öר Ò ×ÓÑ Ó Ø Ö Ø ÓÖÝ Ò Ø ÖÑ× Ó Ø ¿1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ́ μ ÓÑ ØÖÝ Ó Ë Ð Ð Ö Ñ×o ́ 1⁄2μ1 Ö Ñ × Ô ÓÐÝØÓÔ Ð ÓÑÔÐ Ü Ø Ø ÐÓÓ × Ð Ë Ð Ð Ö Ņ̃ ÐØ ÓÙ Ø Ö Ö Ö Ñ× ́ Ú Ò 3⁄41 Ö Ñ×μ Ø Ø Ö ÒÓØ Ë Ð Ð Ö Ñ×o Ì × ØÙ Ø ÓÒ × ×ÓÑ Û Ø Ò Ö ÓÖ × ÑÔÐ 1Ô ÓÐÝØÓÔ ×o Ì × Ö Ø ÖÑ Ò Ý Ø Ö Ö Ô × ́ Ð Ò Ò Å Ò 1Ä Ú Ø× Å ̧ Ò ÓÖ Û ÓÒ Ö ÙÐ ÔÖÓÓ × Ã Ð Ã Ð μ̧ Ò Ø Ý Ò ÙÒ ÖרÓÓ Ò Ø ÖÑ× Ó ¿1 Ö Ñ× ÐÐ × ÑÔÐ ¿1 Ö Ñ× Ö ÔÖÓ Ø ÓÒ× Ó ÒÙ Ò 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÓÐÝØÓÔ × ́Ï Ø Ð Ý̧ × ÊÝ 1 Ò ÓÚ Ê Ý μo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 369
¿ 1⁄4 Åo À Ò ̧ Âo Ê Ø Ö1 ÖØ̧ Ò oÅo Ð Ö Á ÍÊ 1⁄2 o1⁄2o ÌÛÓ Ë Ð Ð Ö Ñ× Ó ÓÙÖ ÙÒÒ Ñ ¿1ÔÓÐÝ ØÓ Ô ̧ Ø ¬Ö× Ø × ÓÒ ØÖ Ò Ð Ø̧ Ø × ÓÒ ÓÒ Ø ÓØØÓÑ ×ÕÙ Ö o Á ÍÊ 1⁄2 o1⁄2o Ë Ð Ð Ö Ñ Ó Ø ÔÖÓ Ù Ø Ó ØÛÓ ØÖ Ò Ð ×o ́Ì × × 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÓÐÝØÓÔ Û Ø ØÖ Ò ÙÐ Ö ÔÖ ×Ñ× × Ø×̧ ÒÝ ØÛÓ Ó Ø Ñ ÒØ μ Ì ÙÒ Ñ ÒØ Ð « Ö Ò ØÛ Ò Ø Ø ÓÖ × ÓÖ ÔÓÐÝØÓÔ × Ò Ñ Ò× ÓÒ× ¿ Ò × ÑÓר ÔÔ Ö ÒØ Ò Ø ÓÒØÖ ×Ø ØÛ Ò ËØ Ò ØÞ3× Ø ÓÖ Ñ Ò Ø ÓÐÐÓÛ Ò Ö ×ÙÐØ̧ Û ×Ø Ø × × ÑÔÐÝ Ø Ø ÐÐ Ø Ò ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ¿1ÔÓÐÝØÓÔ × ×Ø Ð × Ò ËØ Ò ØÞ3× Ø ÓÖ Ñ Ð Ö Ñ Ø ÐÐÝ ÓÖ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÓÐÝØÓÔ ×o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o1⁄2o Ê Ø Ö1 ÖØ3× ÍÒ Ú Ö× Ð ØÝ Ì ÓÖ Ñ ÓÖ 1ÈÓÐÝØÓÔ × Ê Ì Ö Ð Þ Ø ÓÒ ×Ô Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÓÐÝØÓÔ Ò Ö ØÖ Ö ÐÝ Û Ð ÓÖ Ú ÖÝ × ÔÖ Ñ ÖÝ × Ñ Ð Ö × Ø Ë ¬Ò ÓÚ Ö Ø Ö × 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÓÐÝØÓÔ È Ë Û Ó× Ö Ð Þ Ø ÓÒ ×Ô ẾÈ Ë μ × ×Ø ÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ Ëo ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø × ÑÔÐ × Ø ÓÐÐÓÛ Ò o ̄ Ì ×ÓØÓÔÝ ÔÖÓÔ ÖØÝ Ð× ÓÖ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÓÐÝØÓÔ ×o ̄ Ì Ö Ö Ò Ó Ò Ö Ø ÓÒ Ð 1 ÔÓÐÝØÓÔ × ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ØÝÔ × Ø Ø ÒÒÓØ Ö Ð Þ Û Ø Ö Ø ÓÒ Ð Ú ÖØ Ü ÓÓÖ Ò Ø ×o ̄ Ì ÓÓÖ Ò Ø × Ò ØÓ Ö ÔÖ × ÒØ ÐÐ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ØÝÔ × Ó Ö Ø ÓÒ Ð 1 ÔÓÐÝØÓÔ × Û Ø ÒØ Ö Ú ÖØ × ÖÓÛ ÓÙ ÐÝ ÜÔÓÒ ÒØ ÐÐÝ Û Ø 1⁄4 ́È μo Ì ÓÑÔÐ Ø ÔÖÓÓ Ó Ø × ÙÒ Ú Ö× Ð ØÝ Ø ÓÖ Ñ × Ú Ò Ò Ê o ÇÒ Ý ÓÑÔÓÒ ÒØ Ó Ø ÔÖÓÓ ÓÖÖ ×ÔÓÒ × ØÓ ÒÓØ Ö ÐÙÖ Ó ¿1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô 1 ÒÓÑ ÒÓÒ Ò Ñ Ò× ÓÒ ÓÖ ÒÝ Ø ́3⁄41 μ Ó ¿1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÓÐÝØÓÔ È ̧ Ø × Ô Ó Ò Ö ØÖ Ö ÐÝ ÔÖ × Ö Ò ÓØ Ö ÛÓÖ ×̧ Ø ÒÓÒ Ð Ñ Ô Ó Ö Ð Þ Ø ÓÒ ×Ô × ẾÈ μ Ê ́ μ × Ð ÛÝ× ×ÙÖ Ø Ú o Ê Ø Ö1 ÖØ × ÓÛ× Ø Ø × Ñ Ð Ö ×Ø Ø Ñ ÒØ Ð× Ò Ñ Ò× ÓÒ ̧ Ú Ò × 3⁄41 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÒØ ÓÒ Ð × ÙÖ 1⁄2 o1⁄2o1⁄21⁄4 ÓÖ Ø × Ó Ü ÓÒo ÔÖÓ Ð Ñ Ø Ø × Ð Ø ÓÔ Ò × Ø ×ØÖÙ ØÙÖ Ó Ø Ö Ð Þ Ø ÓÒ ×Ô × Ó × ÑÔÐ 1 Ð 1ÔÓÐÝØÓÔ ×o Ð ÐØ Ø × Ú Ð Ð ÒÓÛ × Ù Ò ÚÖ× Ð ØÝ Ø ÓÖ Ñ ÓÖ × ÑÔÐ Ð ÔÓÐÝØÓÔ × Û Ø ÓÙØ Ñ Ò× ÓÒ ÓÙÒ ́× Ë Ø ÓÒ o¿o μ̧ Ò × Ò Ð Ü ÑÔÐ Ó × ÑÔÐ Ð 1ÔÓÐÝØÓÔ Ø Ø Ú ÓÐ Ø × Ø ×ÓØÓÔÝÔ Ö Ó Ô Ö Ø Ý̧ Ý Ó ÓÛ× ̧ Û Ð ̧ Ò ÃÐ Ò× Ñ Ø Ã o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 370
ÔØ Ö 1⁄2 × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ ØÓÔ × ¿ 1⁄2 Á ÍÊ 1⁄2 o1⁄2o 1⁄21⁄4 Ë Ð Ð Ö Ñ Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÓ ÐÝØ ÓÔ Û Ø Ø× Ò 1⁄23⁄4 Ú ÖØ ×̧ ÓÖ Û Ø × Ô Ó Ø × Ü ÓÒ ÒÒ ÓØ ÔÖ × Ö Ö ØÖ Ö ÐÝo 1⁄2 o1⁄2o ÈÇÄ ÌÇÈ Ë ÏÁÌÀ Ï Î ÊÌÁ Ë Ä Á Ê ÅË ÄÇËË Ê ÈÓ ÐÝ ØÓÔ Û Ø Û Ú ÖØ × Ô ÓÐÝØÓÔ Ø Ø × ÓÒÐ Ý Û ÑÓÖ Ú ÖØ × Ø Ò Ø× Ñ Ò× ÓÒ Ù×Ù ÐÐÝ 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ Û Ø Ø Ñ Óר · ÚÖØ ×o ́ ÆÒ μ Ð Ö Ñ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó Ò ́Ô Ó× Ø Ú Ò Ò Ø Ú μ ÔÓ ÒØ× Ò ÆÒ ×Ô Ê Ò 3⁄4 Ø Ø Ò Ó × 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ Û Ø Ò Ú ÖØ × ÙÒ ÕÙ ÐÝ ÙÔ ØÓ ÔÖÓ Ø Ú ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ× o Ì ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ó Ð Ö Ñ ÒÚÓÐ Ú × ÓÒÐÝ × ÑÔÐ Ð Ò Ö Ð Ö o ÓÖ Ø ×̧ Ð Ø Î 3⁄4 Ê ¢Ò Ñ ØÖ Ü Û Ó× ÓÐÙÑ Ò× ÓÒ× ×Ø Ó ÓÓÖ Ò Ø × ÓÖ Ø Ú ÖØ × Ó 1Ô ÓÐÝØÓÔ o ÓÖ × ÑÔÐ ØÝ ̧Û ×× ÙÑ Ø Ø È ×Ò Ó Ø Ô ÝÖ Ñ ̧ Ò Ø Ø Ø Ú ÖØ × Ú 1⁄2 Ú ·1⁄2 ÆÒ ÐÝ ×Ô Ò Ê o Ä Ø Î 3⁄4 Ê ́ · 1⁄2μ¢Ò Ó Ø Ò ÖÓÑ Î Ý Ò Ò ÜØÖ ́Ø ÖÑ Ò Ðμ Ö ÓÛÓ Ó Ò× o Ì Ú ØÓÖ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ú Ò ÝØ ÓÐ ÙÑÒ× Ó Î Ö ÔÖ × ÒØ× Ø ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ Ó È × ÔØ Ö o ÆÓÛ Ô Ö ÓÖÑ ÖÓÛ ÓÔ Ö Ø ÓÒ× ÓÒ Ø Ñ ØÖ Ü Î ØÓ Ø Ø ÒØÓ Ø ÓÖÑ Î ́Á ·1⁄2 μ̧ Û Ö Á ·1⁄2 ÒÓØ × ÙÒ Ø Ñ ØÖ Ü̧ Ò 3⁄4 Ê ́ · 1⁄2μ¢́Ò 1⁄2μ × Ö Ð Ñ ØÖ Üo ́Ì ÖÓÛ ÓÔ Ö Ø ÓÒ× Ó ÒÓØ Ò Ø ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ oμ Ì ÓÐÙÑ Ò× Ó Ø Ñ ØÖ Ü Î £ ́ Ì Á Ò 1⁄2 μ 3⁄4 Ê ́Ò 1⁄2μ¢Ò Ø Ò Ö ÔÖ × ÒØ Ø Ù Ð ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ o Ï ¬Ò Ú ØÓÖ 3⁄4 Ê Ò 1⁄2 Ø Ø × ÒÓÒÞ ÖÓ × Ð Ö ÔÖÓ Ù Ø Û Ø ÐÐ Ø ÓÐ ÙÑÒ× Ó Î £ ̧ Ú ÓÐÙÑ Ò Û £ Ó Î £ ÝØ ÚÐÙ Û ̧ Ò Ð Ø ÖÓÑ Ø Ö × ÙÐØ Ò Ñ ØÖ Ü ÒÝ ÖÓÛ Ø Ø ÆÒ ÐÝ Ô Ò × ÓÒ Ø ÓØ Ö×̧ Ø Ù× Ó Ø Ò Ò Ñ ØÖ Ü Ï 3⁄4 Ê ́Ò 3⁄4μ¢Ò o Ì ÓÐ ÙÑÒ× Ó Ï Ú ÓÐ ÓÖ ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ò Ê Ò 3⁄4 ̧ Û Ö Ð ÔÓ ÒØ× Ö Ù× ÓÖ Ø ÓÐÙÑ Ò× Û Ö Û 1⁄4̧ Ò Û Ø ÔÓ ÒØ× ÓÖ Ø ÓØ Ö×o Ì × ÓÐ ÓÖ ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ö ÔÖ × ÒØ× Ò ÆÒ Ð Ö Ñ Ó È o Á ÍÊ 1⁄2 o1⁄2o 1⁄21⁄2 ÌÛÓ ÆÒ Ð Ö Ñ× Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÓ ÐÝØ ÓÔ × ÓÖ ÒÓÒ Ý Ð Ò Ó ÖÐÝ ÔÓ ÐÝØ ÓÔ Û Ø Ú ÖØ ×̧ Ò ÓÖ Ø ÔÓ1 Ð Ö ́Û Ø Ú ÖØ ×μ Ó Ø ÔÓÐÝ ØÓ Ô Û Ø Ø× ÖÓÑ 1 ÙÖ 1⁄2 o1⁄2o1⁄21⁄4̧ ÓÖ Û Ø × Ô Ó Ü ÓÒ Ð ÒÒÓØ ÔÖ × Ö Ö ØÖ Ö ÐÝo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 371
¿ 3⁄4 Åo À Ò ̧ Âo Ê Ø Ö1 ÖØ̧ Ò oÅo Ð Ö ÁØ ØÙÖÒ× ÓÙØ Ø Ø Ò ÆÒ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó ÓÐÓÖ ÔÓ ÒØ× ́ ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ø Ø ÆÒ ÐÝ ×Ô Ò Ê μ Ö ÔÖ × ÒØ× Ô ÓÐÝØÓÔ ́Û Ø Ò Ú ÖØ ×̧ Ó Ñ Ò× ÓÒ Ò 3⁄4μ Ò ÓÒÐ Ý Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö Ø Ö ÓÒ × Ñ Ø ÓÖ ÒÝ ÝÔ ÖÔÐ Ò ×Ô ÒÒ Ý× Ó Ñ Ó Ø ÔÓ ÒØ× ̧ Ò ÓÖ × Ó Ø̧ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ð ÔÓ ÒØ× ÓÒ Ø × × ̧ ÔÐ Ù× Ø ÒÙÑ Ö Ó Û Ø ÔÓ ÒØ× ÓÒ Ø ÓØ Ö × ̧ × Ø Ð ×Ø 3⁄4o Ì ¬Ò Ð Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÒ Ò × × ÓÛ ØÓ Ö Ó« ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ó Ô ÓÐÝØÓÔ ÖÓÑ Ø× ÆÒ Ð Ö Ño À Ö Ø Ö Ø Ö ÓÒ × Ø Ø × Ø Ó ÔÓ ÒØ× Ö ÔÖ × ÒØ× Ò ÓÒÐÝ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÓÒ Ø ÓÒ × × Ø ×¬ Ø ÓÐÓÖ ÔÓ ÒØ× ÒÓØ Ò Ø × Ø × ÙÔÔ ÓÖØ Ò ÆÒ Ô Ò Ò Ý ̧ Û Ø ÔÓ× Ø Ú Ó Æ ÒØ× ÓÒ Ø Ð ÔÓ ÒØ×̧ Ò Û Ø Ò Ø Ú Ó Æ ÒØ× ÓÒ Ø Û Ø ÔÓ ÒØ× o ÕÙ Ú Ð ÒØ ÐÝ̧ Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó ÐÐ Ø Ð Ô Ó Ò Ø× ÒÓØ Ò ÓÙÖ × Ø̧ Ò Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó ÐÐ Ø Û Ø ÔÓ ÒØ× ÒÓØ Ò Ø × Ø̧ ÒØ Ö× Ø Ò Ø Ö Ö Ð Ø Ú Ò Ø Ö ÓÖ× o ÆÒ Ð Ö Ñ× Ú Ò Ú ÖÝ ×Ù ×× ÙÐÐ Ý Ù× ØÓ ×ØÙ Ý Ò Ð ×× Ý Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Û Ø Û Ú ÖØ ×o ·1⁄2 Ú ÖØ × Ì ÓÒÐÝ 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Û Ø ·1⁄2 Ú ÖØ × Ö Ø 1× ÑÔÐ ×o ·3⁄4 Ú ÖØ × Ì Ö Ö Ü ØÐÝ 3⁄4 ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ØÝÔ × Ó 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Û Ø ·3⁄4 Ú ÖØ × ÑÓÒ Ø × ̧ 3⁄4 ØÝÔ × Ö × ÑÔÐ Ðo Ì × ÓÖÖ ×Ô ÓÒ × ØÓ Ø × ØÙ Ø ÓÒ Ó 1⁄41 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÆÒ Ð Ö Ñ×o ·¿ Ú ÖØ × ÐÐ 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Û Ø ·¿ Ú ÖØ × Ö Ö Ð Þ Ð Û Ø ́×Ñ ÐÐμ Ò1 Ø Ö Ð ÓÓÖ Ò Ø × Ò × Ø × Ý Ø ×ÓØÓÔÝ ÔÖ ÓÔ ÖØÝ ÐÐ Ø × Ò × ÐÝ Ò ÐÝÞ Ò Ø ÖÑ× Ó 1⁄21 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÆÒ Ð Ö Ñ×o · Ú ÖØ × À Ö ÒÝØ Ò Ò Ó ÛÖÓÒ Ø ÙÒ Ú Ö× Ð ØÝ Ø ÓÖ Ñ ÓÖ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ó Ö Ò ¿ Ý Ð × ÙÒ Ú Ö× Ð ØÝ Ø ÓÖ Ñ ÓÖ × ÑÔÐ Ð 1ÔÓÐÝØÓÔ × Û Ø · Ú ÖØ ×o ́Ë Ë Ø ÓÒ o¿o oμ Ï Ö Ö ØÓ ̧ Ä ØÙÖ ÓÖ Ø Ð ÒØÖ Ó Ù Ø ÓÒ ØÓ ÆÒ Ð Ö Ñ×o 1⁄2 o3⁄4 Å ÌÊÁ ÈÊÇÈ ÊÌÁ Ë Ì ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ø Ó Ô ÓÐÝØÓÔ Ú ÖØ ×̧ ×̧ o o o ̧ Ø× Ú Ø Ö ÓÙÒ1 Ø ÖÔ ÖØ× Ò ÒÙ Ò ÓÑ ØÖ Ø ̧ ×Ù × Ú ÓÐ ÙÑ ×̧ ×ÙÖ Ö ×̧ ÕÙ ÖÑ ××1 ÒØ Ö Ð×̧ Ò Ø Ð o ÁÒ Ø × × ÓÒ Ð Ó Ø ÔØ Ö̧ Û Ú Ö × Ø Ó ×ÓÑ Ý ÓÑ ØÖ ÓÒ ÔØ× Ö Ð Ø ØÓ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø ØÓÔ × Ó ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ò Ó ÓÑ ØÖ ÒÚ Ö ÒØ× Ö ÒÓØ × Ó ÒØ Ø ÐÐ ÑÙ Ó Ø Ù Ø Ý Ó Ø Ø ÓÖÝ ×Ø Ñ× ÖÓÑ Ø ×Ù ØÐ ÒØ ÖÔÐ Ý Ø Û Ò Ø ØÛÓ × ×o Ì Ù×̧ Ø ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ó ÚÓÐÙÑ × Ò Ú Ø ÐÝ Ð × ØÓ Ø ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ Ó ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× ́ ÜÔÐ ØÐÝ ÓÖ ÑÔÐ ØÐÝμ̧ Ñ Ü ÚÓÐÙÑ × Ð ØÓ Ñ Ü ×Ù Ú × ÓÒ× Ó Å Ò ÓÛ× × ÙÑ× ́ÓÒ ÓØ ØÓÔ ÓÖ ÙÖÖ ÒØ Ö × Ö Ò Ø Ö μ̧ ÕÙ ÖÑ ×× Ò1 Ø Ö Ð× Ö Ð Ø ØÓ ÒÙÑ Ö Ø ÓÒ̧ Ò ×Ó ÓÒo ÙÖØ Ö ÑÓÖ ̧ Ø ×ØÙ Ý Ó Ô ÓÐÝØÓÔ × Ý Ð × ÔÓÛ Ö ÙÐ ÔÔÖÓ ØÓ Ø Ø ÓÖÝ Ó ÓÒÚ Ü Ó × ×ÓÑ Ø Ñ × ÓÒ Ò ÜØ Ò ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ØÓ Ö ØÖ ÖÝ ÓÒÚ Ü Ó × Ý Ô Ô Ö Ó Ü Ñ Ø ÓÒ Ë ¿ o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø Ö Ö Ð×Ó ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ú Ð ÓÖ Ô ÓÐÝØÓÔ × Ø Ø Ð ÓÖ ÓÒÚ Ü Ó × Ò Ò Ö Ðo Ì × Ù » ØÙÖ × × Ò ØÓ Ô Ø Ñ ÒØ Ö ×Ø Ò o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 372
ÔØ Ö 1⁄2 × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ ØÓÔ × ¿ ¿ 1⁄2 o3⁄4o1⁄2 ÎÇÄÍ Å Æ ËÍÊ Ê Ä ÇËË Ê Î ÓÐ ÙÑ Ó 1× ÑÔÐ Ü Ì Î ́Ì μ ¬ ¬ ¬ Ø Ú 1⁄4 ¡¡¡ Ú 1⁄2 ¡¡¡ 1⁄2 ¬ ¬ ¬ ̧ Û Ö Ì ÓÒÚ Ú 1⁄4 Ú Û Ø Ú 1⁄4 Ú 3⁄4 Ê ËÙ Ú × ÓÒ Ó ÔÓÐ ÝØÓ Ô È ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó Ô ÓÐÝØÓÔ × È 1⁄2 È Ð Ê ×Ù Ø Ø È Ë È ̧ Ò ÓÖ Û Ú Ø ØÈ È × ÔÖÓÔ Ö Ó È Ò È ́Ô Ó×× ÐÝ Ñ ÔØÝμo ÁÒ Ø × × Û ÛÖ Ø È È o Ì Ö Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó ÔÓÐ ÝØÓ Ô ×Ù Ú × ÓÒ ÒØÓ × ÑÔÐ ×o ́Ë ÔØ Ö 1⁄2 oμ Î ÓÐ ÙÑ Ó 1Ô ÓÐÝØÓÔ È Ì3⁄4¡́Èμ Î ́Ì μ̧ Û Ö ¡́È μ × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó È o 1ÚÓ ÐÙÑ Î ́È μ Ó 1ÔÓ ÐÝ ØÓÔ È Ê Ì ÚÓÐÙÑ Ó È ̧ ÓÑ ÔÙØ Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ù Ð Ò Ñ ×ÙÖ Ò Ù ÓÒ «́È μo ËÙÖ Ö Ó 1ÔÓÐÝØÓÔ È È Ì3⁄4¡́Èμ 3⁄4 1⁄2 ́Èμ Î 1⁄2 ́Ì μ̧ Û Ö ¡́È μ × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó È o Ì ÚÓÐÙÑ Î ́È μ ́ o o̧ Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ä × Ù Ñ ×ÙÖ μ Ò Ø ×ÙÖ Ö ́È μÓ 1ÔÓÐÝØÓÔ È Ê Ò Ö Ú ÖÓÑ ÒÝ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó È ̧ × Ò ÚÓÐ ÙÑ × Ó × ÑÔÐ × Ö ×Ý ØÓ ÓÑ ÔÙØ o Ì ÖÙÜ ÓÖ Ø × × Ò Ø ́ Æ ÒØ μ Ò Ö Ø ÓÒ Ó ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ̧ ØÓÔ ÓÒ Û ÔØ Ö× 1⁄2 Ò 3⁄4 Ó Ø × À Ò ÓÓ Ú ÑÓÖ ØÓ × Ý o Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö ÙÖ× Ú ÔÔÖ Ó ÓÒÐ Ý ÑÔÐ ØÐÝ Ò Ö Ø × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ̧ ÙØ Ö Ú × ÜÔÐ Ø ÚÓÐ ÙÑ ÓÖÑÙÐ ×o Ä Ø È Ê ́È μ Ô Ó Ð Ý Ø Ó Ô o Á 1⁄4 Ø Ò Û ×ØÎ ́È μ 1⁄2 o ÇØ ÖÛ × Û × Ø Ë 1⁄2 ́È μ Ù 3⁄4 Ë 1⁄2 Ñ́À ́È Ùμ È μ 1⁄2 ̧ Ò Ù × Ø ×Ø Ó ¬ Ò Ø Ú ÓÐÙÑ Ó È × Î ́È μ 1⁄2 Ù3⁄4Ë 1⁄2 ́Èμ ́È Ùμ ¡ Î 1⁄2 ́À ́È Ùμ È μ Ì Ù×̧ ÓÖ ÒÝ 1ÔÓÐÝØÓÔ Ø Ú ÓÐÙÑ × ×ÙÑ Ó Ø× Ø ÚÓÐ ÙÑ ×̧ Û Ø Ý 1⁄2 Ø Ñ × Ø× × Ò ×Ø Ò ÖÓÑ Ø ÓÖ Òo ÓÑ ØÖ ÐÐÝ ̧ Ø × Ò Ò1 Ø ÖÔÖ Ø × ÓÐÐ ÓÛ×o ×× ÙÑ ÓÖ × ÑÔÐ ØÝ Ø Ø Ø ÓÖ Ò × Ò Ø ÒØ Ö ÓÖ Ó È o Ì Ò Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ ÓÒÚ́ 1⁄4 μ 3⁄4 1⁄2 ́È μ × ×Ù Ú × ÓÒ Ó È ÒØÓ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÝÖ Ñ ×̧ Û Ö Ø × Ó ÓÒÚ́ 1⁄4 μ ×́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÚÓÐ1 ÙÑ Î 1⁄2 ́ μ ØÓ ÓÑ ÔÙØ Ö ÙÖ× Ú ÐÝ ̧ Ø Ø Ó Ø ÔÝÖ Ñ × ́È Ù μ̧ Ò Ø Ù× Ø× ÚÓÐÙÑ × 1⁄2 ́È Ù μ¡ Î 1⁄2 ́ μ ÓÑÔ Ö ØÓ ÙÖ 1⁄2 o3⁄4o 1⁄2o Ì ÓÖ ÑÙÐ Ö Ñ Ò× Ú Ð Ú Ò Ø ÓÖ Ò × ÓÙØ× È ÓÖ ÓÒ Ø× ÓÙÒ ÖÝ o Á ÍÊ 1⁄2 o 3⁄4o1⁄2 Ì × Ô ÒØ ÓÒ̧ Û Ø Ø ÓÖ Ò Ò Ø× ÒØ Ö ÓÖ̧ × ÓÑÔÓ× ÒØÓ ¬Ú ÔÝÖ Ñ × ́ØÖ Ò Ð ×μ̧ Û Ø ÓÒ Ó Ø Ô ÒØ ÓÒ Ø× ́ ×μ × Ø× × o ÓÖ ÔÝÖ Ñ ̧ Ø Ø̧ Ó Ð Ò Ø ́È Ù μ̧ × ÖÛÒ × ÓØØ ÐÒo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 373
¿ Åo À Ò ̧ Âo Ê Ø Ö1 ÖØ̧ Ò oÅo Ð Ö ÆÓØ Ø Ø Î ́È μ 1⁄4o Ì × ÓÐ × Û Ø ×ØÖ Ø Ò ÕÙ Ð ØÝ Ò ÓÒÐ Ý Ø Ô ÓÐÝØÓÔ È × ÙÐÐ Ñ Ò× ÓÒ o Ì ×ÙÖ Ö ́È μ Ò Ð×Ó ÜÔÖ ×× × ́È μ Ù3⁄4Ë 1⁄2 ́Èμ Î 1⁄2 ́À ́È Ùμ È μ Ì Ù× ÓÖ 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ø ×ÙÖ Ö × Ø ×ÙÑ Ó Ø ́ 1⁄2μ1ÚÓÐÙÑ × Ó Ø× Ø×o Á Ñ́È μ 1⁄2̧ Ø Ò ́È μ ר Û Ø ́ 1⁄2μ1ÚÓÐÙÑ Ó È o ÇÒ × ́È μ 1⁄4 Ò ÓÒÐÝ Ñ́È μ 1⁄2o ÓØ Ø ÚÓÐ ÙÑ Ò Ø ×ÙÖ Ö Ö ÓÒØ ÒÙÓÙ× ̧ ÑÓÒÓØÓÒ ̧ Ò ÒÚ Ö ÒØ Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ö ÑÓØ ÓÒ×o Î ́¡μ × ÓÑÓ Ò ÓÙ× Ó Ö ̧ o o̧ Î ́ È μ Î ́È μ ÓÖ 1⁄4̧ Ò ́¡μ × ÓÑÓ Ò ÓÙ× Ó Ö 1⁄2o ÓÖ ÙÖØ Ö ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ó Ø ÙÒ Ø ÓÒ Ð× Î ́¡μ Ò ́¡μ × À Ò Ë ¿ o Ì Ð 1⁄2 o3⁄4o 1⁄2 Ú × Ø ÒÙÑ Ö× Ó 1 ×̧ Ø ÚÓÐÙÑ ̧ Ò Ø ×ÙÖ Ö Ó Ø 1 Ù ́Û Ø Ð Ò Ø 3⁄4μ̧ Ó Ø Ö Ó×× 1Ô ÓÐÝØÓÔ ¡ Û Ø Ð Ò Ø Ô 3⁄4̧ Ò Ó Ø Ö ÙÐ Ö × ÑÔÐ Ü Ì Û Ø Ð Ò Ø Ô 3⁄4o Ì Ä 1⁄2 o3⁄4 o1⁄2 ÈÇÄ ÌÇÈ ́¡μ ÎÇÄÍÅ ËÍÊ Ê 3⁄4 ¡ 3⁄4 3⁄4 ¡ 3⁄4 1⁄2 ¡ 3⁄4 ·1⁄2 ·1⁄2 ¡ 3⁄4 3⁄4 Ô ́ 1⁄2μ Ì ·1⁄2 ·1⁄2 ¡ Ô ·1⁄2 ́ ·1⁄2 μ¡ Ô ́ 1⁄2μ 1⁄2 o3⁄4o3⁄4 ÅÁ ÎÇÄ ÍÅ Ë Ä ÇËË Ê Î ÓÐ ÙÑ ÔÓ ÐÝ ÒÓÑ Ð Ì ÚÓ Ð Ù Ñ Ó Ø ÅÒ ÓÛ× ×ÙÑ 1⁄2 È 1⁄2 · 3⁄4 È 3⁄4 · · Ö È Ö ̧ Û × ÓÑÓ Ò ÓÙ× Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ò 1⁄2 Ö o ́À Ö Ø È Ñ Ý Ó Ò Ú Ü Ô ÓÐÝØÓÔ × Ó ÒÝ Ñ Ò× ÓÒ̧ ÓÖ ÑÓÖ Ò Ö Ð ́ ÐÓ× ̧ ÓÙÒ μ ÓÒÚ Ü × Ø×o μ Å Ü ÚÓ ÐÙÑ × Ì Ó Æ ÒØ× Ó Ø ÚÓÐÙÑ Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ó È 1⁄2 È Ö o ÆÓ ÖÑ Ð ÓÒ Ì ÒÓÖÑ Ð ÓÒ Ǽ Èμ Ó × Ø × Ø Ó ÐÐ Ú ØÓÖ× Ú 3⁄4 Ê ×Ù Ø Ø Ø × ÙÔÔ ÓÖØ Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò À́È Úμ ÓÒØ Ò× ̧ oo ̧ Ǽ È μ Ò Ú 3⁄4 Ê ¬ ¬ À́È Úμ È Ó ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o3⁄4o1⁄2 Å Ü Î ÓÐÙ Ñ × ́ o Ë ¿̧Ô o3⁄4 1⁄4 μ Ä Ø È 1⁄2 È Ö Ê ÔÓÐÝØÓÔ ×̧ Ö 1⁄2̧ Ò 1⁄2 Ö 1⁄4o Ì ÚÓÐÙ Ñ Ó 1⁄2 È 1⁄2 · · Ö È Ö × ÓÑÓ Ò ÓÙ× ÔÓÐÝÒ ÓÑ Ð Ò 1⁄2 Ö Ó Ö o Ì Ù× Ø Ò ÛÖ ØØ Ò Ò Ø ÓÖÑ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 374
ÔØ Ö 1⁄2 × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ ØÓÔ × ¿ Î ́ 1⁄2 È 1⁄2 · · Ö È Ö μ ́ ́1⁄2μ ́ μμ3⁄4 1⁄2 3⁄4 Ö ́1⁄2μ ¡¡¡ ́ μ ¡ Î ́È ́1⁄2μ È ́ μ μ Ì Ó Æ ÒØ× Ò Ø × ÜÔ Ò× ÓÒ Ö ×ÝÑÑ ØÖ Ò Ø Ö Ò ×o ÙÖØ ÖÑÓÖ ̧ Ø Ó Æ ÒØ Î ́È ́1⁄2μ È ́ μ μ Ô Ò × ÓÒÐ Ý ÓÒ È ́1⁄2μ È ́ μ o ÁØ × ÐÐ Ø Ñ Ü ÚÓ ÐÙÑ Ó Ø ÔÓÐ ÝØÓÔ × È ́1⁄2μ È ́ μ o Ï Ø Ø Ö Ú Ø ÓÒ Î ́È 1⁄2 1⁄2 È Ö Ö μ Î ́È 1⁄2 È 1⁄2 ßÞ 1⁄2 Ø Ñ × È Ö È Ö ßÞ Ö Ø Ñ × μ Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ÓÑ × Î ́ 1⁄2 È 1⁄2 · · Ö È Ö μ 1⁄2 Ö 1⁄4 1⁄2 · · Ö 1⁄2 Ö 1⁄2 1⁄2 ¡¡¡ Ö Ö Î ́È 1⁄2 1⁄2 È Ö Ö μ ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø ÚÓÐ ÙÑ Ó Ø ÔÓÐÝØÓÔ È × Ú Ò Ý Ø Ñ Ü ÚÓÐ ÙÑ Î ́È 1⁄2 1⁄4 È È Ö 1⁄4μo Ì Ø ÓÖ Ñ × Ð×Ó Ú Ð ÓÖ Ö ØÖ ÖÝ ÓÒÚ Ü Ó × ÓÓ Ü ÑÔÐ Û Ö Ø Ò Ö Ð × Ò Ö Ú ÖÓÑ Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ý Ô1 ÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÓÒo ÓÖ ÑÓÖ ÓÙØ Ø ÔÖÓÔ ÖØ × Ó Ñ Ü ÚÓÐÙÑ × ÖÓÑ « Ö ÒØÔ ÓÒ Ø× Ó Ú Û × Ë Ò Ö Ë ¿ ̧ Ë Ò Û Ò 1 Ö Ë Ò ¿ ̧ Ò Å ÅÙÐÐ Ò Å Å ¿ o Ì ¬Ò Ø ÓÒ Ó Ø Ñ Ü ÚÓÐÙÑ × × Ó Æ ÒØ× Ó ÔÓÐÝÒÓÑ Ð × ×ÓÑ Û Ø ÙÒ× Ø × ØÓÖÝ o Ë Ò Ö Ú Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ÜÔÐ Ø ÖÙÐ ̧ Û Ò Ö Ð Þ × Ò ÖÐ Ö Ö ×ÙÐ Ø Ó Ø Ø 3⁄4 ÓÖ Ø × Ö 3⁄4o ÁØ Ù× × Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÙØ Ø ÒÓÖ Ñ Ð ÓÒ × Ø ÖØ Ò ×o ÓÖ Ø ×̧ ÒÓØ Ø Ø Ǽ Èμ × ¬Ò Ø ÐÝ Ò Ö Ø ÓÒ ̧ Û Ò ÛÖ ØØ Ò ÜÔÐ ØÐÝ × Ø ×ÙÑ Ó Ø ÓÖØ Ó ÓÒ Ð ÓÑ ÔÐ Ñ ÒØÓ «́È μ Ò Ø ÔÓ× Ø Ú ÙÐÐ Ó Ø Ó× ÙÒ Ø Ú ØÓÖ× Ù Ø Ø Ö ÓØ Ô Ö ÐÐ Ð ØÓ «́È μ Ò Ò Ù × ÙÔÔ ÓÖØ Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò × À́È Ùμ Ø Ø ÓÒØ Ò Ø Ó È Ò ÐÙ Ò o Ì Ù×̧ ÓÖ È Ê Ø Ñ Ò× ÓÒ Ó Ǽ È μ × Ñ́ μo ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o3⁄4o3⁄4 Ë Ò Ö3× ËÙ ÑÑ Ø ÓÒ ÓÖÑÙ Ð Ë Ä Ø È 1⁄2 È Ö Ê Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ Ö 3⁄4o Ä Ø Ü 1⁄2 Ü Ö 3⁄4 Ê Û Ø Ü 1⁄2 · · Ü Ö 1⁄4 ̧ ́Ü 1⁄2 Ü Ö μ ́ 1⁄4 1⁄4μ̧ Ò Ö 1⁄2 Ö Ð ÒØÆ ́ È μ Ü ¡ Û Ò Ú Ö × Ó È Ò Ñ́ 1⁄2 μ· · Ñ ́ Ö μ o Ì Ò 1⁄2 Ö Î ́È 1⁄2 1⁄2 È Ö Ö μ ́ 1⁄2 Ö μ Î ́ 1⁄2 · · Ö μ Û Ö Ø ×Ù ÑÑ Ø ÓÒ ÜØ Ò × ÓÚ Ö Ø Ö 1ØÙÔÐ × ́ 1⁄2 Ö μ Ó 1 × Ó È Û Ø Ñ́ 1⁄2 · · Ö μ Ò Ì Ö 1⁄2 Ǽ È μ Ü ¡ Ì Ó Ó Ø Ú ØÓÖ × Ü 1⁄2 Ü Ö ÑÔÐ × Ø Ø Ø × Ð Ø 1 × È Ó ×ÙÑ Ñ Ò 1⁄2 · · Ö Ö ÓÒØ Ò Ò ÓÑ ÔÐ Ñ ÒØ ÖÝ ×Ù ×Ô ×o À Ò ÓÒ Ñ Ý Ð×Ó ÛÖ Ø 1⁄2 Ö Î ́È 1⁄2 1⁄2 È Ö Ö μ ́ 1⁄2 Ö μ 1⁄2 Ö ¡ Î 1⁄2 ́ 1⁄2 μ ¡¡ ¡Î Ö ́ Ö μ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 375
¿ Åo À Ò ̧ Âo Ê Ø Ö1 ÖØ̧ Ò oÅo Ð Ö Û Ö 1⁄2 Ö ÒÓØ × Ø ÚÓÐ ÙÑ Ó Ø Ô Ö ÐÐ Ð Ô Ô Ø Ø × Ø ×ÙÑ Ó ÙÒ Ø Ù × Ò Ø ÆÒ ÙÐ Ð× Ó 1⁄2 Ö o Ò ÐÐÝ ̧Û Ö Ñ Ö Ø Ø Ø × Ð Ø ×ÙÑ × Ó × Ò Ø ÓÖÑÙÐ Ó Ø Ø ÓÖ Ñ ÓÖÑ ×Ù Ú × ÓÒ Ó Ø Ô ÓÐÝØÓÔ È 1⁄2 · · È Ö ̧ o o̧ È 1⁄2 · · È Ö ́ 1⁄2 Ö μ ́ 1⁄2 · · Ö μ Ë ÙÖ 1⁄2 o3⁄4o 3⁄4 ÓÖ Ò Ü ÑÔÐ o Á ÍÊ 1⁄2 o 3⁄4o3⁄4 À Ö Ø Å Ò ÓÛ× ×ÙÑ Ó ×ÕÙ Ö È 1⁄2 Ò ØÖ Ò Ð È 3⁄4 × ÓÑÔÓ× ÒØÓ ØÖ Ò×Ð Ø × Ó È 1⁄2 Ò Ó È 3⁄4 ́Ø × ÓÖÖ ×ÔÓÒ × ØÓ ØÛÓ ×ÙÑÑ Ò × Û Ø 1⁄2 È 1⁄2 Ö ×Ôo 3⁄4 È 3⁄4 μ̧ ØÓ Ø Ö Û Ø Ø Ö Ñ Ü × Ø Ø Ö × × ×ÙÑ× 1⁄2 · 3⁄4 ̧ Û Ö 1⁄2 Ò 3⁄4 Ö × Ó È 1⁄2 Ò È 3⁄4 ́ ÓÖÖ ×ÔÓ Ò Ò ØÓ ×ÙÑÑ Ò × Û Ø Ñ ́ 1⁄2 μ Ñ ́ 3⁄4 μ 1⁄2 μo ÎÇÄÍÅ Ë Ç ÇÆÇÌÇÈ Ë Á ÐÐ ×ÙÑÑ Ò × Ò Å Ò ÓÛ× ×ÙÑ È 1⁄2 · · È Ö Ö Ð Ò × Ñ ÒØ ×̧ × Ý È Ô · 1⁄4 1⁄2 Þ ÓÒÚ Ô Ô · Þ Û Ø Ô Þ 3⁄4 Ê ÓÖ 1⁄2 Ö̧ Ø Ò Ø Ö ×ÙÐØ Ò ÔÓÐÝØÓÔ × ÞÓÒÓØÓÔ o ÁÒ Ø × × Ø ×ÙÑÑ Ø ÓÒ ÖÙÐ ÑÑ Ø ÐÝ Ú × Î ́È 1⁄2 1⁄2 È Ö Ö μ 1⁄4 Ø Ú ØÓÖ× Þ 1⁄2 Þ 1⁄2 ßÞ 1⁄2 Ø Ñ × Þ Ö Þ Ö ßÞ Ö Ø Ñ × Ö Ð Ò ÖÐÝ Ô Ò ÒØo ́Ì × Ò Ð×Ó × Ò Ö ØÐÝ ÖÓÑ Ñ Ò× ÓÒ ÓÒ× Ö 1 Ø ÓÒ×oμ ÇØ ÖÛ × ̧ ÓÖ ́1⁄2μ ́3⁄4μ ́ μ 1⁄2 ̧× Ý̧ Î ́È 1⁄2 1⁄2 È Ö Ö μ 1⁄2 ¬ ¬ ¬ Ø Þ ́1⁄2μ Þ ́3⁄4μ Þ ́ μ ¬ ¬ ¬ Ì Ö ÓÖ ̧ ÓÒ Ó Ø Ò× Å ÅÙÐÐ Ò3× ÓÖÑÙÐ ÓÖ Ø ÚÓÐÙÑ Ó Ø ÞÓÒÓØÓÔ ́ o Ë Ô Ö Ë μ Î ́ μ 1⁄2 ́1⁄2μ ́3⁄4μ ¡¡¡ ́ μ Ö ¬ ¬ ¬ ǾÞ ́1⁄2μ Þ ́ μ μ ¬ ¬ ¬ 1⁄2 o3⁄4o¿ ÉÍ ÊÅ ËËÁÆÌ Ê ÄË Æ ÁÆÌÊÁÆËÁ ÎÇÄÍÅ Ë ÄÇËË Ê Ø ÕÙ ÖÑ ×× ÒØ Ö Ð Ï ́È μ Ì Ñ Ü ÚÓÐÙÑ Î ́È μ Ó ÔÓÐÝØÓÔ È Ò Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÙÒ Ø ÐÐ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 376
ÔØ Ö 1⁄2 × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ ØÓÔ × ¿ Ì ÚÓÐÙÑ ́Ä × Ù Ñ ×ÙÖ μ Ó o ́À Ò 1⁄4 1⁄2 ̧ 1⁄2 3⁄4 ̧ 3⁄4 ̧ Ø oμ Ø ÒØÖ Ò× ÚÓÐ ÙÑ Î ́È μ Ì ́ μØ ÕÙ ÖÑ ×× ÒØ Ö Ð̧ × Ð Ý Ø ÓÒ1 ר ÒØ ¡ o ÇÙØ Ö Ô Ö ÐÐ Ð Ó Ý Ó È Ø ×Ø Ò Ì ÓÒÚ Ü Ó Ý È · ÓÖ ×ÓÑ 1⁄4o ÜØ ÖÒ Ð Ò Ð ­́ Èμ Ì ÚÓÐ ÙÑ Ó Ð Ò́ Ü μ·Æ ́ È μ ¡ Ú Ý ̧ ÓÖ Ü 3⁄4 Ö Ð ÒǾ μo Ì Ù× ­́ È μ × Ø Ö Ø ÓÒ Ó Ê Ø Ò ÙÔ Ý Ð Ò́ Ü μ·Æ ́ È μo ÕÙ Ú Ð ÒØ ÐÝ̧ Ø ÜØ ÖÒ Ð Ò Ð Ø 1 × Ø Ö Ø ÓÒ Ó Ø ×Ô Ö Ð ÚÓÐ ÙÑ Ó Ë ÓÚ Ö Ý Ǽ Èμ Ȩ̈ Û Ö Ë ÒÓØ × Ø ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÙÒ Ø ×Ô Ö Ò Ð Ò́Æ ́ È μμo ÁÒØ ÖÒ Ð Ò Ð ¬́ μ ÓÖ × Ì Ö Ø ÓÒ Ó Ð Ò Ü Ø Ò ÙÔ Ý Ø ÓÒ ÔÓ× Ü Ü Ü 3⁄4 ̧ Ó ÖÜ 3⁄4 Ö Ð ÒǾ μo ́ Ø Ð × Ù×× ÓÒ Ó Ö Ð Ø ÓÒ× ØÛ Ò ÜØ ÖÒ Ð Ò ÒØ ÖÒ Ð Ò Ð × Ò ÓÙÒ Ò Å ÅÙÐÐ Ò Å Å oμ Ì ÕÙ ÖÑ ×× ÒØ Ö Ð× Ö Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ó ÓØ Ø ÚÓÐ ÙÑ Ò Ø ×ÙÖ Ö Ó È o ÁÒ Ø̧ Ø Ý Ò Ð×Ó × Ò × Ø ÓÒØ ÒÙÓÙ× ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖÝ Ò ÐÓ × Ó ÒÙÑ Ö×o ÓÖ Ô ÓÐ ÝØÓÔ È Ê Ò Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÙÒ Ø ÐÐ ̧ Ø Ñ Ü ÚÓÐ ÙÑ ÓÖÑÙÐ ̧ ÔÔÐ ØÓ Ø ÓÙØ Ö Ô Ö ÐÐ Ð Ó Ý È · ̧ Ú× Î ́È · μ 1⁄4 Ï ́È μ Û Ø Ø ÓÒÚ ÒØ ÓÒ Ï ́È μ Î ́È μo Ì × ÓÖ ÑÙÐ × ÒÓÛÒ × Ø ËØ Ò Ö ÔÓ ÐÝ ÒÓÑ Ðo Ì Ñ Ü ÚÓÐÙÑ Ï ́È μ̧ Ø Ø ÕÙ ÖÑ ×× ÒØ Ö Ð Ó È ̧ × Ò ÑÔÓÖØ ÒØÕ Ù Ò Ø ØÝ Ò Ó × Ò ¬ ÒØ ÓÑ ØÖ ÒØ Ö ×Ø À ̧Ë ¿ o × ×Ô Ð × ×̧ Ï 1⁄4 ́È μ Î ́È μ ר Ú ÓÐ ÙÑ ̧ Ï 1⁄2 ́È μ ́È μ × Ø ×ÙÖ Ö ̧ Ò Ï ́È μ o ÓÖ Ø ÓÑ ØÖ ÒØ ÖÔÖ Ø Ø ÓÒ Ó Ï ́È μ ÓÖ Ô ÓÐÝØÓÔ ×̧ Û Ù× ÒÓÖ Ñ Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ø ÕÙ ÖÑ ×× ÒØ Ö Ð× Ù ØÓ Å ÅÙÐÐ Ò Å Å ÓÖ 1⁄4 ̧Ø Ø ÒØÖ Ò× ÚÓÐ ÙÑ Ó È × ¬Ò Ý Î ́È μ ¡ Ï ́È μ Ï Ø Ø × ÒÓØ Ø ÓÒ Ø ËØ Ò Ö Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ò ÛÖ ØØ Ò × Î ́È · μ 1⁄4 Î ́È μ ́Ë ÙÖ 1⁄2 o 3⁄4o¿ ÓÖ Ò Ü ÑÔÐ oμ Î ́È μ × Ø ÚÓÐÙÑ Ó È ̧ Î 1⁄2 ́È μ × Ð Ø ×ÙÖ Ö ̧ Ò Î 1⁄4 ́È μ 1⁄2o ÇÒ Ú ÒØ Ó Ø × ÒÓÖÑ Ð Þ Ø ÓÒ × Ø Ø Ø ÒØÖ Ò× ÚÓÐ ÙÑ × Ö ÙÒ Ò È × Ñ Ò ×ÓÑ Ù Ð Ò ×Ô Ó « Ö ÒØ Ñ Ò× ÓÒo Ì Ù×̧ ÓÖ Ñ́È μ ̧ Î ́È μ × Ø ÓÖ Ò ÖÝ 1ÚÓÐÙÑ Ó È Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ø Ù Ð Ò ×ØÖ Ù ØÙÖ Ò Ù Ò «́È μo Ó Ö ́ Ñ ́ È μ 3⁄4μ1 ̧ Ø ÓÒ ÔØ Ó ÜØ ÖÒ Ð Ò Ð ́× Ø ÐÓ× × ÖÝμ Ö 1 Ù × ØÓ Ø Ù×Ù Ð ÓÒ ÔØ Ø Ò Ø ÜØ ÖÒ Ð Ò Ð × Ú Ò Ý 1⁄2 3⁄4 Ö Ó× Ù 1⁄2 Ù 3⁄4 ÓÖ ÙÒ Ø ÒÓÖÑ Ð Ú ØÓÖ× Ù 1⁄2 Ù 3⁄4 3⁄4 Ë 1⁄2 ØÓ Ø Ø× 1⁄2 3⁄4 Û Ø 1⁄2 3⁄4 o ÇÒ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 377
¿ Åo À Ò ̧ Âo Ê Ø Ö1 ÖØ̧ Ò oÅo Ð Ö Á ÍÊ 1⁄2 o 3⁄4o¿ Ì Å Ò ÓÛ× ×ÙÑ Ó ×ÕÙ Ö È Û Ø ÐÐ 3⁄4 Ý Ð × Ø ÓÙØ Ö Ô Ö ÐÐ Ð Ó Ýo Ì × ÓÙØ Ö Ô Ö ÐÐ Ð Ó Ý Ò Ó ÑÔÓ× Ò Ø ÓÔ ×̧ Û Ó× ÚÓÐÙÑ ×̧ Î ́È μ̧ Î 1⁄2 ́È μ 1⁄2 ̧ Ò 3⁄4 3⁄4 ̧ ÓÖÖ ×ÔÓÒ ØÓ Ø Ø Ö Ø ÖÑ× Ò Ø ËØ Ò Ö ÔÓ ÐÝÒ ÓÑ Ðo · Î ́È · μ Î 3⁄4 ́È μ · Î 1⁄2 ́È μ 1⁄2 · 3⁄4 3⁄4 × ­́È È μ 1⁄2 ÓÖ Ø Ô ÓÐÝØÓÔ Ø× Ð Ò ­́ Èμ 1⁄2 3⁄4 ÓÖ Ø o Í× Ò Ø × ÓÒ ÔØ̧ Û Ø Î ́È μ 3⁄4 ́Èμ ­́ È μ ¡ Î ́ μ ÁÒØ ÖÒ Ð Ò ÜØ ÖÒ Ð Ò Ð × Ö Ð×Ó Ù× ÙÐ ØÓ ÓÐ× Ò ÓÖ Ö ØÓ ÜÔÖ ×× ÓÑ Ò 1 ØÓÖ Ð ÔÖÓÔ ÖØ × Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ́× Ø ÔÔÐ Ø ÓÒ ÐÓÛμo ÇÒ Ð ×× Ð Ü ÑÔÐ × Ö Ñ3× ÕÙ Ø ÓÒ Ö 1⁄2 1⁄4 ́ 1⁄2μ 3⁄4 ́Èμ ¬́ È μ ́ 1⁄2μ 1⁄2 Ì × ÓÖ ÑÙÐ × ÕÙ Ø × Ñ Ð Ö ØÓ Ø ÙÐ Ö Ö Ð Ø ÓÒ ÓÖ Ø ÒÙÑ Ö× Ó ÔÓÐÝØÓÔ ́× ÔØ Ö 1⁄2 μo ÓÖ × ÓÖØ Ò Ð ÒØ ÔÖÓ Ð ×Ø ÔÖÓ Ó Ó Ö Ñ3× ÕÙ Ø ÓÒ̧ Ö Ù Ò Ø ØÓ ÙÐ Ö3× Ö Ð Ø ÓÒ̧ × Ï Ð o ËÇÅ ÇÅÈÍ Ì ÌÁÇÆË ÁÒ ÔÖ Ò ÔÐ ̧ ÓÒ Ò Ù× Ø ÜØ ÖÒ Ð Ò Ð ÓÖ ÑÙÐ ØÓ Ø ÖÑ Ò Ø ÒØÖ Ò× ÚÓÐ ÙÑ × Ó Ú Ò Ô ÓÐÝØÓÔ ̧ ÙØ Ò Ò Ö Ð Ø × Ö ØÓ Ð ÙÐ Ø ÜØ ÖÒ Ð Ò Ð ×o ÁÒ ̧ ÓÖ Ø ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ó ×Ô Ö Ð ÚÓÐ ÙÑ × Ø Ö Ö ÜÔÐ Ø ÓÖ ÑÙÐ × ÓÒÐ Ý Ò ×Ñ ÐÐ Ñ Ò× ÓÒ×o ÁÒ Û Ø ÓÐÐ ÓÛ×̧ Û Ú ÓÖ ÑÙÐ × ÓÖ Ø ÒØÖ Ò× ÚÓÐ ÙÑ × Ó Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ̧ ¡ ̧ Ò Ì o ÓÖ Ø ×̧ Û ÒØ Ý Ø 1 × Ó Û Ø Ø 1 Ù Ò Ø 1 × Ó ¡ Ò Ó Ì Û Ø Ì ̧ ÓÖ 1⁄4 o Ì × Ó Ø Ù × Ö Ø Ö ØÖ Ú Ðo Ë Ò ­́ μ 3⁄4 ́ μ ÓÒ Ø× ́× Ì Ð 1⁄2 o 3⁄4o1⁄2μ Î ́ μ 3⁄4 ÓÖ Ø Ö ÙÐ Ö × ÑÔÐ Ü Ì Û Ú Î ́Ì μ ·1⁄2 ·1⁄2 ¡ Ô ·1⁄2 ¡ ­́Ì Ì μ Ò ÜÔÐ Ø ÓÖÑÙÐ ÓÖ Ø ÜØ ÖÒ Ð Ò Ð × Ó Ö ÙÐ Ö × ÑÔÐ Ü Ý ÊÙ Ò ́× ÊÙ 1⁄4 ÓÖ À μ × ­́Ì Ì μ Ö ·1⁄2 1⁄2 1⁄2 ́ · 1⁄2μÜ 3⁄4 1⁄2 Ô Ü 1⁄2 Ý 3⁄4 Ý Ü © 2004 by Chapman & Hall/CRC 378
ÔØ Ö 1⁄2 × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ ØÓÔ × ¿ ÓÖ Ø Ö ÙÐ Ö Ö Ó×× 1Ô ÓÐÝØÓÔ Û ¬Ò ÓÖ 1⁄2 Ø Ø Î ́ ¡ μ 3⁄4 ·1⁄2 ·1⁄2 ¡ Ô ·1⁄2 ¡ ­́Ì ¡ μ ÓÖ Ø ×̧ Ø ÜØ ÖÒ Ð Ò Ð × Ó ¡ Û Ö Ø ÖÑ Ò Ý Ø Ò À Ò À ¿ ­́Ì ¡ μ Ö ·1⁄2 1⁄2 1⁄4 ́ ·1⁄2 μÜ 3⁄4 3⁄4 Ô Ü 1⁄4 Ý 3⁄4 Ý 1⁄2 Ü Æ ÈÈÄ Á Ì ÁÇÆ ÜØ ÖÒ Ð Ò Ð × Ò ÒØ ÖÒ Ð Ò Ð × ÔÐ Ý ÖÙ Ð ÖÓÐ Ò ÛÓÖ Ý « ÒØÖ Ò Ö Ò Ë Ò Ö Ë 3⁄4 ́× Ð×Ó Î μ̧ Û Ó ÓÑ ÔÙØ Ø ÜÔ Ø ÒÙÑ Ö Ó 1 × Ó Ø ÓÖØ Ó ÓÒ Ð ÔÖÓ Ø ÓÒ Ó Ô ÓÐÝØÓÔ È Ê Ó ÒØÓ Ö Ò ÓÑÐ Ý Ó× Ò ×ÓØÖ ÓÔ ×Ù ×Ô Ó Ñ Ò× ÓÒ Òo Ä Ø ́È Òμ Ø Ø ÒÙÑ Öo Ì Ò ÓÖ 1⁄4 Ò 1⁄2 ØÛ × × ÓÛÒ Ø Ø ́È Òμ 3⁄4 Ñ 1⁄4 3⁄4 ́Èμ 3⁄4 Ò 1⁄2 3⁄4Ñ ́Èμ ¬́ μ­́ È μ Û Ö ¬́ μ ר Ò Ø ÖÒ Ð Ò Ð Ó Ø Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ o ÁÒ Ø × ÕÙ Ð Û ÔÔÐÝ Ø ÓÚ ÓÖ ÑÙÐ ØÓ Ø Ô ÓÐÝØÓÔ × ̧ ¡ ̧ Ò Ì o ÓÖ Ø Ù × ÓÒ × ¬́ Ð μ ́1⁄2 3⁄4μ Ð ̧ Û Ð Ø ÒÙÑ Ö Ó Ð1 × Ó ÓÒØ Ò Ò ÒÝ ÚÒ 1 × ÕÙ Ð ØÓ Ð ¡ o À Ò ́ Òμ 3⁄4 Ñ 1⁄4 Ò 1⁄2 3⁄4Ñ ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ ́ 1⁄2μ ́3⁄4 3⁄4μ ¡ o ÓÖ Ø ÖÓ× ×1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ¡ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ð1 × Ø Ø ÓÒØ Ò 1 × ÕÙ Ð ØÓ 3⁄4 Ð 1⁄2 Ð ¡ o Ì Ù× ́ ¡ Òμ 3⁄4 ·1⁄2 Ñ 1⁄4 3⁄4 Ò 3⁄4Ñ 1⁄2 Ò 1⁄2 3⁄4Ñ ¬́Ì Ì Ò 1⁄2 3⁄4Ñ μ­ ́Ì Ò 1⁄2 3⁄4Ñ ¡ μ ÁÒ Ø × Ñ Û Ý ÓÒ Ó Ø Ò× ÓÖ Ì ́Ì Òμ 3⁄4 ·1⁄2 ·1⁄2 Ñ 1⁄4 Ò 1⁄2 3⁄4Ñ ¬́Ì Ì Ò 1⁄2 3⁄4Ñ μ­ ́Ì Ò 1⁄2 3⁄4Ñ Ì μ ÓÖ Ø Ð ×Ø ØÛÓ ÓÖÑÙÐ × ÓÒ Ò × Ø ÒØ ÖÒ Ð Ò Ð × ¬́Ì Ì Ð μ Ó Ø Ö ÙÐ Ö × ÑÔÐ Ü Ì ̧ ÓÖ 1⁄4 Ð ̧ ÓÖ Ø ×̧ ÓÒ × Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ÓÑÔÐ Ü ÒØ Ö Ð À ¬́Ì Ì Ð μ ́ ·1⁄2·Ð μ 1⁄2 3⁄4 ́ ·1⁄2μ ́Ð 1⁄2μ 3⁄4 ́з1⁄2μ 3⁄4 1⁄2 1⁄2 Û 3⁄4 1⁄2 1⁄4 ́ · 1⁄2μÝ 3⁄4 ·3⁄4 ÛÝ Ý Ð Û Í× Ò Ø × ÓÖÑÙÐ ÓÒ Ò Ø ÖÑ Ò Ø × ÝÑÔØÓØ Ú ÓÖ Ó ́ ¡ Òμ Ò ́Ì Òμ × Ò Ø Ò × ØÓ Ò¬Ò ØÝ À o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 379
¿ 1⁄4 Åo À Ò ̧ Âo Ê Ø Ö1 ÖØ̧ Ò oÅo Ð Ö 1⁄2 o¿ ËÇÍÊ Ë Æ Ê Ä Ì Å Ì ÊÁ Ä ÍÊÌ À Ê Ê ÁÆ Ì Ð ×× ÓÙÒØ Ó Ø Ó Ñ Ò ØÓÖ Ð Ø ÓÖÝ Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝØÓÔ × Û × Ú Ò Ý ÖÙÒ ÙÑ Ò 1⁄2 Ö Ù1⁄4¿ o ÁØ Ò×Ô Ö Ò Ù Ö Ø Ô ÖØ Ó Ø ×Ù × ÕÙ ÒØ Ö × Ö ÒØ ¬ Ð o × × Ø Ö Ð Ø ÔØ Ö× Ó Ø × À Ò ÓÓ ̧ Û Ö Ö ØÓ Ò Ø Ò ÓÓ ×ÙÖ Ú Ý× Ý ÃÐ Ò ÃÐ Ò× Ñ Ø ÃÃ Ò Ý Ý Ö Ò Ä Ä ¿ ÓÖ ÙÖØ Ö Ö Ò o ÓÖ Ø ÓÑ ØÖ Ø ÓÖÝ Ó ÓÒÚ Ü Ó × Û Ö Ö ØÓ Ø À Ò ÓÓ Ó ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖÝ Ï ¿ ̧ ØÓ Ë Ò Ö Ë ¿ ÓÖ Ò Ü ÐÐ ÒØ ÑÓÒÓ Ö Ô ̧ Ò × Ò Ò1 ØÖÓ Ù Ø ÓÒ ØÓ ÑÓ ÖÒ ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖÝ Û Ö ÓÑÑ Ò Ð o × ÓÖ Ø Ð ÓÖ Ø 1 Ñ ×Ô Ø× Ó ÓÑ ÔÙØ Ò ÚÓÐÙÑ ×̧ Ø o̧ Û Ö Ö ØÓ ÔØ Ö ¿1⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ ̧ ÓÒ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ ̧ Ò ØÓ Ø Ø ÓÒ Ð Ö Ö Ò × Ú Ò Ø Ö o Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö ¿ Ì Ð Ò × ÔØ Ö ÇÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × ÔØ Ö Ä ØØ ÔÓ ÒØ× Ò Ð ØØ Ô ÓÐÝØÓÔ × ÔØ Ö 1⁄23⁄4 × Ö Ø ×Ô Ø× Ó ×ØÓ ×Ø ÓÑ ØÖÝ ÔØ Ö 1⁄2 ËÙ Ú × ÓÒ× Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÔØ Ö 1⁄2 ÒÙÑ Ö× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ÓÑÔÐ Ü × ÔØ Ö 1⁄2 ËÝÑ Ñ ØÖÝ Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ÔÓÐÝ Ö ÔØ Ö 3⁄41⁄4 ÈÓÐÝØÓÔ × Ð ØÓÒ× Ò Ô Ø × ÔØ Ö 3⁄43⁄4 ÓÒÚ Ü ÙÐÐ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ× ÔØ Ö 3⁄4 Ì Ö Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ò Ñ × Ò Ö Ø ÓÒ ÔØ Ö ¿1⁄2 ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ ÔØ Ö 3⁄4 Ö Ýר Ð× Ò ÕÙ × ÖÝ× Ø Ð× ÔØ Ö ËÓ ØÛ Ö Ê Ê Æ Ë 1⁄41⁄2 Åo Ò Ö Ò oÅo Ð Öo ÈÖ ÓÓ × ÖÓÑ ÌÀ ÇÇÃ̧ 3⁄4Ò o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ë 3⁄4 o « ÒØÖ Ò Ö Ò Êo Ë Ò Öo Ê Ò ÓÑ ÔÖÓ Ø ÓÒ× Ó Ö ÙÐ Ö × ÑÔÐ ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄41⁄2 ß3⁄43⁄4 ̧ 1⁄2 3⁄4o 1⁄2 Åo Äo Ð Ò× o ÇÒ Ø Ö Ô ×ØÖÙ ØÙÖ Ó ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝ Ö Ò Ò1×Ô o È ¬ Âo Å Ø o̧ 1⁄21⁄2 ¿1⁄2ß ¿ ̧ 1⁄2 1⁄2o Ð Ão ÐÐo Ò Ð Ñ ÒØ ÖÝ ÒØÖÓ Ù Ø ÓÒ ØÓ ÑÓ ÖÒ ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖÝo ÁÒ Ëo Ä ÚÝ̧ ØÓÖ̧ Ð ÚÓ Ö× Ó ÓÑ Ø ÖÝ̧ ÅËÊ Á ÈÙ Ð Ø ÓÒ ×̧ ÚÓÐÙ Ñ ¿1⁄2̧ Ô × 1⁄2ß o Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 o È1⁄41⁄2 Áo Ö ÒÝ Ò o ÈÓÖo 1⁄4 1⁄2 Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Û Ø Ñ ÒÝ Ø×o Úo Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄2 3⁄41⁄4 ß3⁄43⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 380
ÔØ Ö 1⁄2 × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ ØÓÔ × ¿ 1⁄2 Î o ÖÝ× Ò ÓÚ Ò Êo o Î Ø Ð o Ê ÙÐ Ö × ÑÔÐ × Ò Ù×× Ò × ÑÔÐ ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 1⁄21⁄2 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ä ¿ Åo Åo Ý Ö Ò oÏo Ä o ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ×Ô Ø× Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o ÁÒ È oÅo ÖÙ Ö Ò Â oÅo Ï Ð Ð×̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖÝ ̧ Ô × ß ¿ o ÆÓÖØ 1ÀÓÐ Ð Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 ¿o Ø 3⁄4 Ío Ø o Å Ü ÚÓÐ ÙÑ × Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o Ö o Å Ø o̧ ¿ ß¿ 1⁄2̧ 1⁄2 3⁄4o À ¿ Ío Ø Ò Åo À Ò o ÁÒØÖ Ò× ÚÓÐ ÙÑ × Ò Ð ØØ ÔÓ ÒØ× Ó ÖÓ××Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o ÅÓÒ Ø× o Å Ø o̧ 1⁄21⁄2 3⁄4 ß¿¿̧ 1⁄2 ¿o ÄË · o ÓÖÒ Ö̧ Åo Ä × Î Ö Ò ×̧ o ËØÙ ÖÑ Ð×̧ Æo Ï Ø ̧ Ò oÅo Ð Öo ÇÖ ÒØ Å 1 ØÖÓ ×̧ 3⁄4Ò o Î ÓÐÙÑ Ó Ò Ý ÐÓÔ Å Ø o ÔÔ Ðo̧ Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 o Å Êo Ð Ò Ò È Ø Ö Å Ò 1Ä Ú Ø× o ÇÒ ÔÙ ÞÞÐ × Ò Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×ÓÑÓÖÔ ×Ñ×o ÕÙ Ø ÓÒ × Å Ø o̧ ¿ 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o ÊË 3⁄4 Âo Ó ÓÛ× ̧ Âo Ê Ø Ö1 ÖØ̧ Ò Ïo Ë Ò Ð Öo ÇÒ Ø ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ó ÓÖ Ö ØÝÔ ×o ÓÑÔÙØo ÓÑo Ì ÓÖÝ Ô ÔÐo̧ 1⁄2 1⁄23⁄4 ß1⁄2 3⁄4̧ 1⁄2 3⁄4o à Âo Ó ÓÛ× ̧ o Û Ð ̧ Ò È o ÃÐ Ò× Ñ Øo ÇÒ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ò ÆÒ ÙØÓÑ ÓÖ1 Ô ×Ñ× Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o Á×Ö Ð Âo Å Ø o̧ 1⁄23⁄4¿ß1⁄2¿1⁄4̧ 1⁄2 o Ë Âo Ó ÓÛ× Ò o Ë ØÙÖÑ Ð×o ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ËÝÒØ Ø ÓÑ ØÖÝ o Î ÓÐ ÙÑ 1⁄2¿ Ó Ä 1 ØÙÖ ÆÓØ × Ò Å Ø o̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o À Ão ÓÖÓ Þ Ý ̧ ÂÖo Ò Åo À Ò o Ê Ò ÓÑ ÔÖÓ Ø ÓÒ× Ó Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o Ö o Å Ø o̧ ¿ ß ¿̧ 1⁄2 o Ä Åo Þ Ò Åo Ä ÙÖ ÒØo ÓÑ ØÖÝ Ó ÙØ× Ò Å ØÖ ×o Î ÓÐÙ Ñ 1⁄2 Ó Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÑ Òo̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ À Ð Ö ̧ 1⁄2 o Â1⁄41⁄4 o ÛÖ ÐÓÛ Ò Åo ÂÓ×Û o ÔÓ ÐÝÑ ÖÑ ÛÓÖ ÓÖ Ò ÐÝÞ Ò ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝ ØÓ Ô ×o ÁÒ o Ã Ð Ò oÅo Ð Ö̧ ØÓÖ×̧ ÈÓ ÐÝØ ÓÔ × ÓÑ Ò ØÓÖ × Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ̧ ¿ß o Ö Ù× Ö̧ × Ð̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o ØØÔ »»ÛÛÛoÑ Ø oØ Ù1 ÖÐ Òo » × Ö ÓÑ»ÔÓÐÝÑ Ö Âo È o Ö Ño ÇÑ Ê ÙÑÚ Ò Ð ÖÒ Ø ÈÓ ÐÝ Öo Ì ×× Öo Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 ¿̧ 1⁄2 o È Åo ÖÓØ× Ð Ò Åo È Ö o ÈÓÐÝ Ö Ð Ø ÓÖÝo ÁÒ oÄo Ä ÛÐ Ö Ø Ðo̧ ØÓÖ×̧ Ì ÌÖ Ú Ð Ò Ë Ð ×Ñ Ò ÈÖÓ Ð Ņ̃ Ô × 3⁄4 1⁄2ß¿ 1⁄4o Ï Ð Ý ̧ ר Ö̧ 1⁄2 o Ï ¿ È oÅo ÖÙ Ö Ò Âo Åo Ï ÐÐ ×̧ ØÓÖ×o À Ò ÓÓ Ó ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖÝ ̧ Î ÓÐ ÙÑ × Ò o ÆÓÖØ 1ÀÓÐÐ Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 ¿o ÖÙ1⁄4¿ o ÖÙÒ ÙÑo ÓÒÚ Ü ÈÓ ÐÝØ ÓÔ ×o ÁÒØ Ö× Ò ̧ ÄÓÒ ÓÒ̧ 1⁄2 3⁄4Ò o̧ Îo à Ð̧ Îo ÃÐ ̧ Ò oÅo Ð Ö̧ ØÓÖ×̧ ÚÓÐo 3⁄43⁄41⁄2 Ó Ö Ù Ø Ì ÜØ× Ò Å Ø o̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o À Ào À Û Öo Î ÓÖÐ ×ÙÒ Ò Ù Ö ÁÒ ÐØ̧ Ç Ö­ ÙÒ Á× ÓÔ Ö Ñ ØÖ o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o À Ào À Û Öo ØØ ÖÔ ÙÒ Ø ÒÞ Ð Ñ Ë ÑÔÐ Ü ÙÒ Ï ÐÐ×3× Î ÖÑÙ ØÙÒ o Å Ø o ÒÒ o̧ 3⁄4¿ 3⁄4 1⁄2ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o Ãà ¿ Âo Ã Ò Ò o à Рo ÓÙ ÒØ Ö Ü ÑÔÐ ØÓ ÓÖ×Ù 3× ÓÒ ØÙÖ o ÙÐÐo Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 3⁄4 1⁄4ß 3⁄4̧ 1⁄2 ¿o à Рo à Рo × ÑÔÐ Û Ý ØÓ Ø ÐÐ × ÑÔÐ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ÖÓÑ Ø× Ö Ô o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ ¿ 1⁄2ß¿ ¿̧ 1⁄2 o à Рo à Рo Ì ÒÙÑ Ö Ó × Ó ÒØÖ ÐÐÝ1×ÝÑÑ ØÖ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ́Ê × Ö ÈÖÓ Ð Ñμo Ö Ô × ÓÑ Òo̧ ¿ ß¿ 1⁄2̧ 1⁄2 o Ãà Îo ÃÐ Ò È o ÃÐ Ò× Ñ Øo ÈÓÐÝ Ö Ð ÓÑÔ Ð Ü × Ò Ø Ö Ö Ð Ø Ú × oÁ ÒÊ o Ö Ñ ̧ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 381
¿ 3⁄4 Åo À Ò ̧ Âo Ê Ø Ö1 ÖØ̧ Ò oÅo Ð Ö Åo ÖÓØ× Ð̧ Ò Äo ÄÓÚ ×Þ̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ Ô × ß 1⁄2 o ÆÓÖØ 1 ÀÓÐ Ð Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o ÃÓÖ Ío ÃÓÖØ Ò ÑÔo Ú ÖÝ × ÑÔÐ Ð Ô ÓÐÝ ØÓÔ Û Ø Ø Ñ Óר · Ú ÖØ × × ÕÙ ÓØ ÒØÓ Ò ÓÖÐ Ý Ô ÓÐÝ ØÓÔ o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 1⁄2 ß 3⁄4̧ 1⁄2 o Å Å È o Å ÅÙ ÐÐ Òo ÆÓÒ1Ð Ò Ö Ò Ð 1×Ù Ñ Ö Ð Ø ÓÒ× ÓÖ Ô ÓÐÝ Ö Ð ÓÒ × Ò Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o Å Ø o ÈÖÓ o ÓÑ o È Ðo ËÓ o̧ 3⁄4 ß3⁄4 1⁄2̧ 1⁄2 o Å Å ¿ È o Å ÅÙÐ Ð Òo Î ÐÙ Ø ÓÒ× Ò ×× Ø ÓÒ×o ÁÒ È oÅo ÖÙ Ö Ò Âo Åo Ï Ð Ð×̧ ØÓÖ×̧ À Ò 1 ÓÓ Ó ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖÝ ̧Î ÓÐ ÙÑ ̧ Ô × ¿¿ß o ÆÓÖØ 1ÀÓÐÐ Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 ¿o Å Å È o Å ÅÙ ÐÐ Òo Ù Ð ØÝ ̧ × Ø ÓÒ× Ò ÔÖÓ Ø ÓÒ× Ó ÖØ Ò Ù Ð Ò Ø Ð Ò ×o ÓÑo 1 Ø ̧ 1⁄2 ¿ß3⁄41⁄43⁄4̧ 1⁄2 o ÇË Ëo ÇÒÒ Ò o Ë ØÙÖÑ Ð×o ÕÙ ÒØ Ø Ø Ú ËØ Ò ØÞ3 Ø ÓÖ Ño ØÖ Ð Ö ÓÑ o» ÓÒ ØÖ o Ð Ö Ó Ño̧ ¿ 1⁄23⁄4 ß1⁄23⁄4 ̧ 1⁄2 o Ê Âo Ê Ø Ö1 ÖØo Ê Ð Þ Ø ÓÒ ËÔ × Ó ÈÓ ÐÝØ ÓÔ ×o Î ÓÐ ÙÑ 1⁄2 ¿ Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò Å Ø o̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o Ê Âo Ê Ø Ö1 ÖØ Ò oÅo Ð Öo ÓÒÓØÓÔ Ð Ø Ð Ò × Ò Ø Ó Ò 1 Ö ×× Ø ÓÖ Ño ÁÒ Ào Ö ÐÓ Ò o à Р̧ ØÓÖ×̧  ÖÙ× Ð Ñ ÓÑ Ò ØÓÖ × 3 ¿̧ Ô × 3⁄41⁄21⁄2ß3⁄4¿3⁄4o Î ÓÐÙÑ 1⁄2 Ó ÓÒØ ÑÔo Å Ø o̧ Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 o ÊÙ 1⁄4 Ào ÊÙ Òo ÇÒ Ø ÓÑ ØÖ Ð ÑÓÑ ÒØ× Ó × Û1Ö ÙÐ Ö × ÑÔÐ × Ò ÝÔ Ö×Ô Ö Ð ×Ô Û Ø ×ÓÑ ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ò ÓÑ ØÖÝ Ò Ñ Ø Ñ Ø Ð ×Ø Ø ×Ø ×o Ø o Å Ø o̧ 1⁄21⁄4¿ 1⁄2ß3⁄4¿̧ 1⁄2 1⁄4o ÊÝ Ão ÊÝ Ò ÓÚo ËØÖ ×× × Ò Ð Ø Ò × Ó ÐÐ1 ÓÑ ÔÐ Ü ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄41⁄2 1⁄2ß 1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ë Ò ¿ ÂoÊo Ë Ò Û Ò 1 Öo Å Ü ÚÓÐ ÙÑ ×o ÁÒ È oÅo ÖÙ Ö Ò Â oÅo Ï Ð Ð×̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖÝ ̧Î ÓÐ ÙÑ ̧ Ô × ¿ß 1⁄2o ÆÓÖØ 1ÀÓÐÐ Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 ¿o Ë ¿ Êo Ë Ò Öo ÓÒÚ Ü Ó × Ì ÖÙÒÒ1Å Ò ÓÛ× Ì Ó ÖÝo Î ÓÐÙÑ Ó Ò Ý ÐÓÔ Å Ø o ÔÔ Ðo̧ Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 ¿o Ë Êo Ë Ò Öo ÈÓÐ ÝØÓÔ × Ò Ø ÖÙÒÒ1Å Ò ÓÛ× Ø ÓÖÝ o ÁÒ Ìo ×ÞØÖ Þ Ý̧ È o Å 1 ÅÙ ÐÐ Ò̧ Êo Ë Ò Ö̧ Ò o ÁÚ Ï ××̧ ØÓÖ×̧ ÈÓ ÐÝØ ÓÔ × ×ØÖ Ø̧ ÓÒÚ Ü Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð̧ ÚÓÐ ÙÑ 1⁄4 Ó Æ ÌÇ Úo Ë o ÁÒרo Ë Öo Å Ø o È Ý×o Ë o̧ Ô × 3⁄4 ¿ß3⁄4 o ÃÐ ÙÛ Ö̧ ÓÖ Ö Ø̧ 1⁄2 o Ë 3⁄4 Áo Ë Ñ Öo Æ ÓÖÐ Ý Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o Á×Ö Ð Âo Å Ø o̧ ¿ 3⁄4 1⁄2ß¿1⁄2 ̧ 1⁄2 3⁄4o Ë o o Ë Ô Ö o ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ô ÖÓÔ ÖØ × Ó ××Ó Ø ÞÓÒ ÓØÓÔ ×o Ò o Âo Å Ø o̧ 3⁄4 ¿1⁄43⁄4ß¿3⁄41⁄2̧ 1⁄2 o ËÊ¿ o ËØ Ò ØÞ Ò Ào Ê Ñ Öo Î ÓÖÐ ×ÙÒ Ò Ù Ö Ì ÓÖ Ö ÈÓ ÐÝ Öo ËÔÖ Ò Ö1 Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 ¿ Ö ÔÖ ÒØ̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o ÎË 3⁄4 oÅo Î Ö× Ò È oÎo ËÔÓÖÝ× Úo ×Ý ÑÔ ØÓØ Ú ÓÖ Ó Ø ÒÙÑ Ö Ó × Ó Ö Ò1 ÓÑ Ô ÓÐÝ Ö Ò Ø Ò ÓÖÐ Ò ×× ÔÖÓ Ð Ño Ë Ð Ø Å Ø o ËÓÚ Øo̧ 1⁄21⁄2 1⁄2 1⁄2ß3⁄41⁄41⁄2̧ 1⁄2 3⁄4o Ï Ð o Ï ÐÞÐ o Ö Ñ3× ÕÙ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð ×Ø ÔÖÓ Ó o ÁÒ Ê ×ÙÐØ× Ò Ì Ö Ò × Ò Ì ÓÖ Ø Ð ÓÑÔÙØ Ö Ë Ò ́ Ö Þ̧ 1⁄2 μ̧ ÚÓÐÙ Ñ 1⁄23⁄4 Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ô × 3⁄43⁄4ß 3⁄4 o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o oÅo Ð Öo Ä ØÙÖ × ÓÒ ÈÓÐÝ ØÓ Ô ×o Î ÓÐÙ Ñ 1⁄2 3⁄4 Ó Ö Ù Ø Ì ÜØ× Ò Å Ø o̧ ËÔÖ Ò Ö1 Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 Ö Ú × o̧ 1⁄2 o ÍÔ Ø ×̧ ÓÖÖ Ø ÓÒ×̧ Ø o Ú Ð Ð Ø ØØÔ »»ÛÛÛoÑ Ø oØ Ù1 ÖÐ Òo » Þ Ð Öo 1⁄41⁄4 oÅo Ð Öo Ä ØÙÖ × ÓÒ 1⁄4 1⁄21Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o ÁÒ o Ã Ð Ò oÅo Ð Ö̧ ØÓÖ×̧ ÈÓ ÐÝØ ÓÔ × ÓÑ Ò ØÓÖ × Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ̧ ÚÓÐÙ Ñ 3⁄4 Ó ÅÎ Ë Ñ Ò Ö×̧ Ô × 1⁄2ß 1⁄2o Ö Ù× Ö̧ × Ð̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 382
1⁄2 ËÍ ÁÎÁËÁÇÆË Æ ÌÊÁ Æ ÍÄ ÌÁÇÆË Ç ÈÇÄ ÌÇÈ Ë ÖÐ Ïo Ä ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ ËØ ÖØ Ò ÖÓÑ Ú Ò ¬Ò Ø × Ø Ó ÔÓ ÒØ× Î Ò Ê ̧Û ÓÒ× Ö ×Ù Ú × ÓÒ× Ó Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Î ÒØÓ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × È 1⁄2 È Ñ o ×Ù Ú × ÓÒ × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ È × × ÑÔÐ Üo Ï ×Ø ÖØ Û Ø ¬Ò Ø ÓÒ× Ò ÔÖÓÔ ÖØ ×̧ Ø Ò ØÙÖ Ò ØÓ Ñ Ø Ó × Ó ÓÒ× ØÖÙ Ø Ò ×Ù Ú × ÓÒ× Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ×̧ 1 ÓÙÒØ Ò Ö ×ÙÐ Ø×̧ ×ÓÑ Ô ÖØ 1 ÙÐ Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ×̧ Ò × ÓÒ ÖÝ Ò ¬ Ö ÔÓÐÝØÓÔ ×o Ï ÓÒ¬Ò ÓÙÖ × ÐÚ × ØÓ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó ÓÒÚ Ü × ØÖÙ ØÙÖ × ÓÖ Ø Ñ Óר Ô ÖØo 1⁄2 o1⁄2 ËÁ ÇÆ ÈÌË Ä ÇËË Ê ÆÒ ×Ô Ò Ì ÆÒ ×Ô Ò Ó × Ø Î × Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø ÆÒ ×Ô ̧ ÓÖ ­ Ø̧ ÓÒØ Ò Ò Î o ÁØ × ÒÓØ Ý « ́ Î μo ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ì ÓÒÚ Ü Ù Ð ÐÓ ×ØÎ × Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø ÓÒÚ Ü × Ø ÓÒØ Ò Ò Î o ÁØ × ÒÓØ Ý Ó Ò Ú́ Î μo ÈÓÐÝØÓÔ Ô ÓÐ ÝØÓÔ È × Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó ¬Ò Ø × Ø Ó ÔÓ ÒØ×o Á Ø × 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð̧ Ø× ÓÙÒ ÖÝ ÓÒ× ×Ø× Ó × Ó Ñ Ò× ÓÒ 1⁄2 ́Ø Ñ ÔØÝ × Øμ̧ 1⁄4 ́Ú ÖØ ×μ̧ 1⁄2 ́ ×μ̧ 3⁄4̧ o o o ̧ Ò 1⁄2 ́ Ø×μo ÁØ× × Ø Ó Ú ÖØ × Û ÐÐ ÒÓØ ÝÚ ÖØ ́È μo Ó × Ø ËÙÔÔ Ó× Ë × ×Ù × Ø Ó ¬Ò Ø × Ø Ì Ó ÔÓ ÒØ ×o Ï × Ý Ë × Ó Ø × Ø Ì Ø Ö × Ó Ø Ô ÓÐÝØÓÔ È ÓÒÚ ́ Ì μ ÓÖ Û Ë Ì o ÆÓØ Ø Ø Ë Ñ Ý Ò ÐÙ ÔÓ ÒØ× Ø Ø Ö ÒÓØ Ú ÖØ × Ó o Á × ÒÓØ È Ø× Ð Û × Ý Ë × Ó Ø Ó Ù Ò Ö ÝÓ Ì o Ì Ñ Ò× ÓÒ Ó Ë × Ø Ò ØÓ Ø Ñ Ò× ÓÒ Ó ÓÒÚ ́ Ëμ̧ Ò × Ó Ñ Ò× ÓÒ 1⁄4̧ 1⁄2̧ Ò Ñ ́Ì μ 1⁄2 Ö Ö ÖÖ ØÓ × Ú ÖØ ×̧ ×̧ Ò Ø×̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ ̧ Ó Ø × Ø Ì o ËÙ Ú × ÓÒ ËÙÔÔ Ó× Î × ¬Ò Ø × Ø Ó ÔÓ ÒØ× ×Ù Ø Ø È ÓÒÚ ́ Î μ × 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ́ 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ μo ×Ù Ú × ÓÒ Ó Î × ¬Ò Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ë Ë 1⁄2 Ë Ñ Ó ×Ù × Ø× Ó Î ×Ù Ø Ø ̄ ÓÖ ̧1⁄2 Ņ̃ È ÓÒÚ ́ Ë μ × 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ̄ È × Ø ÙÒ ÓÒ Ó È 1⁄2 ̧ oo o̧ È Ñ Ò ̄ Á Ø Ò Ø Ö × ÓÑÑ ÓÒ ́Ô Ó×× ÐÝ ÑÔØÝμ Ó Ø ÓÙÒ Ö × Ó Ë Ò Ë ×Ù Ø ØÈ È Ó Ò Ú́ μo ÁÒ Ø × × Û ÛÐ Ð Ð × Ó× ÝØ ØË × ×Ù Ú × ÓÒ Ó Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ È o ÁØ × Ð×Ó Ù×Ù Ð ØÓ Ö Ö ØÓ Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó Ô ÓÐÝØÓÔ × È 1⁄2 È Ñ Ö Ø Ö Ø Ò Ø ×Ù × Ø× ¿ ¿ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 383
¿ oÏo Ä Ë 1⁄2 Ë Ñ × Ø ×Ù Ú × ÓÒ̧ Ô Ò Ò Ñ Ò ̧ Ø ÓÙ ̧ Ø Ø Ø Ñ Ý ÒÓØ Ø × Ø Ø Ë Ú ÖØ ́È μo Ì Ö Ú Ð ×Ù Ú × ÓÒ Ì ØÖ Ú Ð ×Ù Ú × ÓÒ Ó Î × Ø ×Ù Ú × ÓÒ Î o Ë ÑÔÐ Ü 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ Ü × 1 Ô ÓÐÝØÓÔ Û Ø Ü ØÐÝ ·1⁄2 Ú ÖØ ×o Ï Û ÐÐ Ð×Ó Ö Ö ØÓ Ø × Ø Ó Ú ÖØ × Ó 1× ÑÔÐ Ü × 1× ÑÔÐ Üo Ì Ö Ò ÙÐ Ø ÓÒ ËÙÔÔ Ó× ÓÒÚ́ Î μ × Ñ Ò× ÓÒ o ×Ù Ú × ÓÒ Ë 1⁄2 Ë Ñ Ó Î × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ë × Ö Ò Ð ØÝ ·1⁄2 ̧ ×Ó Ø Ø È × × ÑÔÐ Üo × Ì × Ó ×Ù Ú × ÓÒ Ë 1⁄2 Ë Ñ ÓÒ× ×Ø Ó Ë 1⁄2 Ë Ñ ØÓ Ø Ö Û Ø Ø Ö ×o ÁØ × Ð×Ó Ù×Ù Ð ØÓ × Ý Ø Ø Ø × Ó Ø ×Ù Ú × ÓÒ Ö Ø Ô ÓÐÝØÓÔ × È 1⁄2 È Ñ Ò Ø Ö ×o ÅÈÄ Ë ÁÒ ÙÖ 1⁄2 o 1⁄2o1⁄2̧ ́ μ × ÓÛ× × Ø Ó ÔÓ ÒØ×o Ì ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó Ø Ö Ô ÓÐÝ ÓÒ× Ò ́ μ × ÒÓØ ×Ù Ú × ÓÒ Ó Ø Ø × Ø × Ò ÒÓØ Ú ÖÝ Ô Ö Ó Ô ÓÐÝ ÓÒ× Ñ Ø× ÐÓÒ ÓÑÑ ÓÒ ÓÖ Ú ÖØ Ü ́ μ × ÓÛ× ×Ù Ú × ÓÒ Ø Ø × ÒÓØ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ò ́ μ Ú × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒo Á ÍÊ 1⁄2 o 1⁄2o1⁄2 ́ μ × Ø Ó ÔÓ ÒØ ×o ́ μ ÒÓÒ×Ù Ú × ÓÒo ́ μ ×Ù Ú × ÓÒo ́ μ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒo (a) (b) (c) (d) 1⁄2 o3⁄4 Ë ÉÍ ÆÌÁ Ä ÇÆËÌÊÍ ÌÁ ÇÆ ÈÊÇ ÍÊ Ë Ì ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó ¬Ò Ø × Ø Ó ÔÓ ÒØ× Î Ú 1⁄2 Ú Ò Ò ÓÒ×ØÖ Ù Ø × ÕÙ ÒØ ÐÐÝ Ý ×Ù ×× Ú ÐÝ ÓÒ× ØÖÙ Ø Ò Ê 1⁄2 ÓÒÚ ́ Ú 1⁄2 μ̧ Ê 3⁄4 Ó Ò Ú́ Ê 1⁄2 Ú 3⁄4 μ̧ Ê ¿ ÓÒÚ ́ Ê 3⁄4 Ú ¿ μ Ê Ò Ó Ò Ú́ Ê Ò 1⁄2 Ú Ò μo Ì × Ò Ù Ø Ú Ñ Ø Ó ÓÖ ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ò Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Î ÔÔ Ö×̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ò ÖÙ ̧ Ë Ø ÓÒ o3⁄4 o Ë ÔØ Ö 3⁄43⁄4 Ó Ø × À Ò ÓÓ ÓÖ × Ù×× ÓÒ Ó Ø× ÑÔÐ Ñ ÒØ Ø ÓÒo Ï Ø Ð ØØÐ Ø ÓÒ Ð «ÓÖ Ø̧ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Ê Ò Ð×Ó ÓÒ×ØÖ Ù Ø ̧ Ö × ÙÐØ Ò ¬Ò ÐÐÝ Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Î o ÒÓØ Ö Ñ Ø Ó Ó ÓÒ× ØÖÙ Ø Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Î × ØÓ Ò Û Ø Ø ØÖ Ú Ð ×Ù Ú × ÓÒ Ó Î ̧ Ò Ø Ò Ó Ø Ò × ÕÙ Ò Ó Ö ¬Ò Ñ ÒØ×o Ë Ä 1⁄2 o Ä ÇËË Ê Ê ¬Ò Ñ ÒØ Ó ×Ù Ú × ÓÒ ËÙÔÔ Ó× Ë Ë 1⁄2 Ë Ð Ò Ì Ì 1⁄2 Ì Ñ Ö ØÛÓ ×Ù Ú × ÓÒ× Ó Î o Ì Ò Ì × Ö ¬Ò Ñ ÒØÓ Ë ÓÖ ̧1⁄2 Ņ̃ Ø Ö Ü ×Ø× ̧1⁄2 Ð̧× Ù Ø ØÌ Ë o ÁÒ Ø × × Û Û ÐÐ ÛÖ Ø Ì Ëo Î × Ð Ø ËÙÔÔÓ× È ÓÒÚ́ Î μ × 1Ô ÓÐÝØÓÔ Ò Ê ̧ × Ø Ó È ̧ Ò Ú × ÔÓ ÒØ ÒÊ o Ì Ö × ÙÒ ÕÙ ÝÔ ÖÔÐ Ò À ́ ÆÒ × Ø Ó Ñ Ò× ÓÒ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 384
ÔØ Ö 1⁄2 ËÙ Ú × ÓÒ× Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ¿ 1⁄2μ ÓÒØ Ò Ò o Ì Ô ÓÐÝØÓÔ È × ÓÒØ Ò Ò Ü ØÐÝ ÓÒ Ó Ø ØÛÓ ÐÓ× Ð ×Ô × Ø ÖÑ Ò Ý Ào Á Ú × ÓÒØ Ò Ò Ø ÓÔÔ Ó× Ø ÓÔ Ò Ð ×Ô ̧ Ø Ò × × ØÓ Ú × Ð ÖÓÑ Úo Ï Ð×Ó × Ý Ø Ø Ø Ø Î Ó Ø × Ø Î × Ú × Ð ÖÓÑ Úo Á È × 1Ô ÓÐÝØÓÔ Ò Ê Û Ø Ò Ú 3⁄4 « ́È μ̧ Ø Ò Ø ÓÚ ¬Ò Ø ÓÒ × ÑÓ ¬ Ò Ø Ó Ú ÓÙ× Û Ý× ÓØ Ø Ú ÖÝØ Ò × ÓÒ× Ö Ö Ð Ø Ú ØÓ Ø Ñ ÒØ ×Ô « ́È μo ÈÐ Ò Ú ÖØ Ü ËÙÔÔ Ó× Ë Ë 1⁄2 Ë Ñ × ×Ù Ú × ÓÒ Ó Î Ò Ú 3⁄4 Î o Ì ×Ù Ú × ÓÒ Ì Ó Î Ú Ø Ø Ö × ÙÐØ× ÖÓÑ ÔÐ Ò Ú × Ó Ø Ò × ÓÐÐÓÛ× ̄ Á Ú 3⁄4 « ́Î μ̧ Ø Ò ÓÖ Ë 3⁄4 Ȩ̈ ÒÐ Ù Ë Ú Ò Ì o ̄ Á Ú 3⁄4 « ́Î μ̧ Ø Ò ÓÖ Ë 3⁄4 Ȩ̈ Ò ÐÙ Ë Ò Ì Ò × Ø Ó Ë Ø Ø × ÓÒØ Ò Ò Ø Ó ÓÒÚ́ Î μ Ú × Ð ÖÓÑ Ú̧ Ø Ò Ú 3⁄4Ì o ̄ ÆÓØ Ú 3⁄4 ÓÒÚ́ Î μ̧ Ø Ò Ë Ì o ÈÙÐ Ð Ò Ú ÖØ Ü ËÙÔÔ Ó× Ë Ë 1⁄2 Ë Ñ × ×Ù Ú × ÓÒ Ó Î Ò Ú 3⁄4 Ë 1⁄2 ¡ ¡ ¡ Ë Ñ o Ì Ö ×ÙÐØ Ó ÔÙÐÐ Ò Ú × Ø ×Ù Ú × ÓÒ Ì Ó Î Ó Ø Ò Ý ÑÓ Ý Ò Ë 3⁄4 Ë × ÓÐ ÐÓÛ× ̄ Á Ú 3⁄4 Ë ̧ Ø Ò Ë 3⁄4 Ì o ̄ Á Ú 3⁄4 Ë ̧ Ø Ò · ÓÖ Ú ÖÝ Ø Ó Ë ÒÓØ ÓÒØ Ò Ò Ú̧ Ú 3⁄4Ì o ÆÓØ Ø Ø Ì × Ö ¬Ò Ñ ÒØ Ó Ëo ÈÙÐ Ð Ò × × Ö Ò ÀÙ ×ÓÒ ÀÙ ̧ Ä ÑÑ 1⁄2o o ÈÙ× Ò Ú ÖØ Ü ËÙÔÔ Ó× Ë Ë 1⁄2 Ë Ñ × ×Ù Ú × ÓÒ Ó Î ́Û Ö Ñ ́ ÓÒÚ́ Î μμ μ Ò Ú 3⁄4 Ë 1⁄2 ¡ ¡ ¡ Ë Ñ o Ì Ö ×ÙÐ Ø Ó ÔÙ× Ò Ú × Ø ×Ù Ú × ÓÒ Ì Ó Î Ó Ø Ò Ý ÑÓ Ý Ò Ë 3⁄4 Ë × ÓÐÐÓÛ× ̄ Á Ú 3⁄4 Ë ̧ Ø Ò Ë 3⁄4 Ì o ̄ Á Ú 3⁄4 Ë Ò Ë Ò Ú × ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ́ o o̧ ÓÒÚ ́ Ë μ × ÔÝÖ Ñ Û Ø Ô Ü Úμ̧ Ø Ò Ë 3⁄4 Ì o ̄ Á Ú 3⁄4 Ë Ò Ë Ò Ú × 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð̧ Ø Ò Ë Ò Ú 3⁄4Ì o Ð×Ó̧ × ÒÝ Ø Ó Ë Ò Ú Ø Ø × Ú × Ð ÖÓÑ Ú̧ Ø Ò Ú 3⁄4Ì o ÆÓØ Ø Ø Ì × Ö ¬Ò Ñ ÒØÓ Ëo Ä Ü Ó Ö Ô ×Ù Ú × ÓÒ× Á Ì × ÒÝ ×Ù Ú × ÓÒ Ó Î ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ý ×Ø ÖØ1 Ò Û Ø Ø ØÖ Ú Ð ×Ù Ú × ÓÒ Ó Î Ò Ø Ò ÔÙ× Ò Ò »ÓÖ ÔÙÐ Ð Ò ×ÓÑ » ÐÐ Ó Ø ÔÓ ÒØ× Ò Î Ò ×ÓÑ ÓÖ Ö̧ Ø Ò Ì × Ð Ü Ó Ö Ô ×Ù Ú × ÓÒo ËÙ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Û Ö ÒØÖÓ Ù Ý ËØÙÖÑ Ð× ËØÙ 1⁄2 × Ð×Ó ËØÙ o Ñ Ø Ö Ó ×Ù Ú × ÓÒ ËÙÔÔ Ó× Ë 1⁄2 Ë Ñ × ×Ù Ú × ÓÒ̧ Ò È ÓÒÚ ́ Ë μ̧ 1⁄2 Ño ÈÓÐ ÝØÓÔ × È È Ö ÒØ Ø Ý × Ö ÓÑÑ ÓÒ Øo × ÕÙ Ò È 1⁄4 È × Ô Ø È Ò È 1⁄2 Ö ÒØ ÓÖ ̧ 1⁄2 o Ì Ð Ò Ø Ó ×Ù Ô Ø × o Ì ×Ø Ò ØÛ Ò Ô ÓÐ ÝØÓÔ × È Ò È × Ø Ð Ò Ø Ó Ø × ÓÖØ ר Ô Ø ÓÒÒ Ø Ò Ø Ño Ì Ñ Ø Ö Ó Ø ×Ù Ú × ÓÒ × Ø Ñ Ü ÑÙÑ ×Ø Ò Ó ÙÖÖ Ò ØÛ Ò Ô Ö× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × È È o Å ÁÆ Ê ËÍÄ ÌË Ê × ÙÐØ× ́1⁄2μ Ø ÖÓÙ ́ μ ÐÓÛ Ö ÐÐ × Ù×× Ò Ä 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 385
¿ oÏo Ä 1⁄2o Á Ø ÔÓ ÒØ× Ó Î Ö ÓÖ Ö Ú 1⁄2 Ú Ò Ò Ì × Ø ×Ù Ú × ÓÒ Ó Ø Ò Ý ÔÐ Ò Ø ÔÓ ÒØ× Ó Î Ò Ø Ø ÓÖ Ö̧ Ø Ò ́ μ Ì × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Î o ́ μ Ì × Ñ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ × Ó Ø Ò Ý ×Ø ÖØ Ò Û Ø Ø ØÖ Ú Ð ×Ù Ú 1 × ÓÒ Ó Î Ò ÔÙ× Ò Ø ÔÓ ÒØ× Ó Î Ò Ø ÓÔÔ Ó× Ø ÓÖ Ö Ú Ò Ú 1⁄2 o ́ μ Ì Ñ Ø Ö Ó Ì Ó × ÒÓØ Ü 3⁄4́Ò 1⁄2μ̧ Û Ö Ñ ́ Ó ÒÚ́ Î μμ Ä 1⁄2 o ÐÐ Ö Ò ÅÙÒ× ÓÒ Å ¬Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ý ÔÐ Ò Ò Ø ÑÓÖ Ò Ö Ð ÓÒØ ÜØ Ó ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ×o 3⁄4o Á Ë × ÒÝ ×Ù Ú × ÓÒ Ó Î Ú 1⁄2 Ú Ò ̧ Ø Ò Ë Ò Ö ¬Ò ØÓ ØÖ Ò1 ÙÐ Ø ÓÒ Ý×Õ ÙÒ Ø ÐÐÝ ÔÙ× Ò Ò »ÓÖ ÔÙÐÐ Ò ÐÐ Ø ÔÓ ÒØ× Ò ×ÓÑ ÓÖ Öo ¿o ÓÖ ÒÝ ×Ô ¬ ÔÓ ÒØ Ú 3⁄4 Î Ú 1⁄2 Ú Ò ̧ Ø Ö × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Î Ò Û ÚÖÝ × ÑÔÐ Ü Ó Ñ Ü ÑÙÑ Ñ Ò× ÓÒ ÓÒØ Ò× Ú × ÚÖØ Ü Ò Û Ø Ø ØÖ Ú Ð ×Ù Ú × ÓÒ Ë Î ̧ Ô ÙÐÐ Ú ¬Ö× Ø̧ Ø Ò Ô ÙÐÐ Ø Ö Ñ Ò Ò ÔÓ ÒØ× Ò ÒÝ ÓÖ Öo o ÓÖ ÒÝ ×Ô ¬ × ÑÔÐ Ü Û Ø Ú ÖØ × Ò Î Ú 1⁄2 Ú Ò ̧ Ø Ö × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Î Ò Û × ¬Ö ר ÔÐ Ø Ú ÖØ × Ó ̧ Ø Ò ÔÐ Ø Ö Ñ Ò Ò Ú ÖØ × Ò ÒÝ ÓÖ Öo o Á Ñ ́ ÓÒÚ ́ Î μμ Ò Ö ́Î μ ·¿ ̧ Ø Ò Ú ÖÝ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Î Ò Ó Ø Ò Ý ÔÐ Ò Ø ÔÓ ÒØ× Ó Î Ò ×ÓÑ ÓÖ Ö ́ ÕÙ Ú Ð ÒØÐÝ ̧ ÔÙ× Ò Ø ÔÓ ÒØ× Ó Î Ò Ø ÓÔÔ Ó× Ø ÓÖ Öμ Ä 1⁄2 o o Á Î × Ø × Ø Ó Ú ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ò1 ÓÒ Ò Ê 3⁄4 ̧ Ø Ò Ú ÖÝ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Î Ò Ó Ø Ò Ý ÔÐ Ò Ø ÔÓ ÒØ× Ó Î Ò ×ÓÑ ÓÖ Ö ́ ÕÙ Ú Ð ÒØÐÝ ̧ ÔÙ× Ò Ø ÔÓ ÒØ× Ó Î Ò Ø ÓÔÔ Ó× Ø ÓÖ Öμo o ËÙÔÔ Ó× Î Ú 1⁄2 Ú Ò × Ø × Ø Ó Ú ÖØ × Ó ×ÓÑ 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ È o ÓÖ Ó È ̧ ¬Ò Ú́ μ Ú ̧ Û Ö Ñ Ò Ú 3⁄4 o ÙÐÐ ­ Ó È × Ò Ó × 1⁄4 1⁄2 3⁄4 ¡¡¡ 1⁄2 È ×Ù Ø Ø Ñ ́ μ ̧1⁄4 ̧ Ò Ú́ μ Ú́ 1⁄2 μ̧ 1⁄2 o ÓÖ ÙÐÐ ­ ̧ ÛÖ Ø Ú́ μ Ú́ 1⁄4 μ Ú ́ μ o Ì Ò Ø × ÑÔÐ × Ó Ø ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó È Ø ÖÑ Ò Ý ÔÙÐ Ð Ò Ø Ú ÖØ × Ó È Ò Ø ÓÖ Ö Ú 1⁄2 Ú Ò Ö Ú́ μ × ÙÐÐ ­ Ó È ËØ 1⁄4̧ Ä o ÅÈÄ Ë ÙÖ 1⁄2 o 3⁄4o1⁄2 Ú × Ø Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó × Ø Ó × Ú Ò ÔÓ ÒØ× Ø Ø Ò Ó Ø Ò ÖÓÑ Ø ØÖ Ú Ð ×Ù Ú × ÓÒ Ý ÔÙÐ Ð Ò Ò ÔÙ× Ò Ä 1⁄2 o Ì ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ò ́ μ × Ó Ø Ò Ý ÔÙÐÐ Ò ÔÓ ÒØ 1⁄2̧ ÙØ ÒÒÓØ Ó Ø Ò Ý ÔÙ× Ò ÐÓÒ o Ì ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ò ́ μ × Ó Ø Ò Ý ÔÙ× Ò Ø ÔÓ ÒØ× Ò Ø Ò Ø ÓÖ Ö̧ ÓÖ ÔÐ Ò Ø Ñ Ò Ø ÓÔÔ Ó× Ø ÓÖ Ö̧ ÙØ ÒÒÓØ Ó Ø Ò Ý ÔÙÐ Ð Ò ÔÓ ÒØ× ÐÓÒ o Ì Ð Ü Ó Ö Ô ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ò ́ μ × Ó Ø Ò Ý ÔÙ× Ò ÔÓ ÒØ 1⁄2 Ò Ø Ò ÔÙÐ Ð Ò ÔÓ ÒØ 3⁄4̧ ÙØ ÒÒÓØ Ó Ø Ò Ý ÔÙÐ Ð Ò ÔÓ ÒØ× ÐÓÒ ÓÖ Ý ÔÙ× Ò ÔÓ ÒØ× ÐÓÒ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 386
ÔØ Ö 1⁄2 ËÙ Ú × ÓÒ× Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ¿ Á ÍÊ 1⁄2 o 3⁄4o1⁄2 ́ μ ÔÙÐÐ Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒo ́ μ ÔÙ× Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒo ́ μ Ð Ü Ó Ö Ô ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒo (c) (a) (b) 1 1 34 7 6 1 2 2 5 1⁄2 o¿ Ê ÍÄ Ê ÌÊÁ Æ ÍÄ ÌÁ ÇÆË Æ ËÍ ÁÎÁ ËÁÇÆ Ë Ä ÇËË Ê Ê ÙÐ Ö ×Ù Ú × ÓÒ ÒÝ Ó Ò Ú Ü ÙÐÐ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ÔÓ ÒØ× Ò Ê ·1⁄2 ́× Ô1 Ø Ö 3⁄43⁄4 Ó Ø × À Ò ÓÓ μ Ò Ù× ØÓ ÓÑÔÙØ ×Ù Ú × ÓÒ× Ó × Ø× Ó ÔÓ ÒØ× Î Ú 1⁄2 Ú Ò Ò Ê o ËÙ ×Ù Ú × ÓÒ× Ö ÐÐ Ö ÙÐ Ö Ò Ö Ó Ø Ò Ò Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Û Ý ́ μ Ê Ö Î × × ØØ Ò Ò ØÙÖ ÐÐÝ Ò ́Ê 1⁄4μo ́ μ ÓÓ× Ö ØÖ ÖÝ Ö Ð ÒÙÑ Ö× « 1⁄2 « Ò o ́ μ Ø ÖÑ Ò É Ó Ò Ú́ ́Ú 1⁄2 « 1⁄2 μ ́Ú Ò « Ò μ μo ́ Úμ ÈÖÓ Ø Ø ÐÓÛ Ö Ø× Ó É Ó ÒØÓ ́Ê 1⁄4μo À Ö ̧ ÐÓÛ Ö Ø × Ø Ó É Ø Ø × Ú × Ð ÖÓÑ Ø ÔÓ ÒØ ́1⁄4 «μ ÓÖ « ×ÙÆ ÒØ ÐÝ Ð Ö o Ë Ã ̧ Ä 1⁄2 ̧ o ËÓÑ Ð ÓÖ Ø Ñ ×Ô Ø× Ó ÓÑ ÔÙØ Ò Ö ÙÐ Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ò ÓÙÒ Ò Ë o Ï ÐÝ Ö ÙÐ Ö ×Ù Ú × ÓÒ ×Ù Ú × ÓÒ Ë Ó × Ø Î × Û ÐÝ Ö ÙÐ Ö Ø Ö Ü ×Ø× × Ø Î 1⁄4 Ó Ø × Ñ Ñ Ò× ÓÒ Ú Ò Ö ÙÐ Ö ×Ù Ú × ÓÒ Ë 1⁄4 ×Ù Ø Ø ́Î 1⁄4 Ë 1⁄4 μ × Ó Ñ Ò ØÓÖ ÐÐÝ ×ÓÑÓÖÔ ØÓ ́Î Ëμo Ì Ø ×̧ Ø Ö × ÓÒ 1ØÓ1 ÓÒ ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ØÛ Ò Ø ÔÓ ÒØ× Ó Î Ò Ø ÔÓ ÒØ× Ó Î 1⁄4 ×Ù Ø Ø ÓÖ Ú ÖÝ ×Ù × Ø Î Ò ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ×Ù × Ø 1⁄4 Î 1⁄4 ̧ × Ó Ë Ò ÓÒÐÝ 1⁄4 × Ó Ë 1⁄4 Ó Ø × Ñ Ñ Ò× ÓÒo ÈÓÐÝØÓÔ Ð ÓÑÔ Ð Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ð ÓÑÔÐ Ü × ¬Ò Ø ̧ ÒÓÒ ÑÔØÝ ÓÐÐ Ø ÓÒ Ë Ó Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò Ê Ø Ø ÓÒØ Ò× ÐÐ Ø × Ó Ø× Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ Ò ×Ù Ø Ø Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ÒÝØ ÛÓ Ó Ø× Ô ÓÐÝØÓÔ × × ÓÑ ÑÓÒ Ó Ó Ø Ñ ́Ô Ó×× ÐÝ Ñ ÔØÝμo Ì Ñ Ò× ÓÒ Ó Ȩ̈ Ñ ́ Ëμ̧ × Ø Ð Ö ×Ø Ñ Ò× ÓÒ Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ò Ȩ̈ Ò Ë × ÔÙÖ Ú ÖÝ Ô ÓÐÝØÓÔ Ò Ë × ÓÒØ Ò Ò ÓÒ Ó Ñ Ò× ÓÒ Ñ ́Ëμ o ́Ì Ù× Ú ÖÝ ×Ù Ú × ÓÒ Ë 1⁄2 Ë Ñ × Ò ××Ó Ø ÔÙÖ Ô ÓÐÝØÓÔ Ð ÓÑ ÔÐ Ü ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÓÒÚ́ Ë 1⁄2 μ ÓÒÚ ́ Ë Ñ μ Ò Ø Ö ×oμ Ë ÐÐ Ð ÔÙÖ Ô ÓÐÝØÓÔ Ð ÓÑ ÔÐ Ü Ë × × ÐÐ Ð Ø × 1⁄41 Ñ Ò× ÓÒ Ð ́ o o̧ ÒÓÒ Ñ ÔØÝ ¬Ò Ø × Ø Ó ÔÓ ÒØ×μ ÓÖ Ð× Ñ ́Ëμ 1⁄4 Ò Ë × × ÐÐ Ò ̧ o o̧ Ò ÓÖ Ö Ò Ó Ø× Ñ Ü Ñ Ð × È 1⁄2 È Ñ ×Ù Ø Ø ÓÖ 3⁄4 Ñ Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó È Û Ø È 1⁄2 ¡¡¡ È 1⁄2 × ÒÓÒ ÑÔ ØÝ Ò × Ø ÒÒ Ò × Ñ ÒØ Ó × ÐÐ Ò Ó Ø ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÓÙÒ ÖÝ ÓÑÔÐ Ü Ó È o Å ÁÆ Ê ËÍÄ ÌË 1⁄2o ÐÐ Ö ÙÐ Ö ×Ù Ú × ÓÒ× Ö × ÐÐ Ð o Ì × × ÓÒ× ÕÙ Ò Ó Ø Ø Ø Ø Ú ÖÝ Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ñ Ø× Ð Ò × ÐÐ Ò Å 1⁄2̧ ̧ Ò ×Ó Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö ÓÒ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 387
¿ oÏo Ä Ò Ò × ÐÐ Ò Ø Ô ÓÐÝØÓÔ É ÓÚ Ý ÓÓ× Ò ÔÓ ÒØ ÒØ Ò Ø Ö ÓÖ Ó É Ò ×ÙÆ ÒØÐ Ý Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ̧ ÑÓÚ Ò Ò Ø Ö Ø ÓÒ ́Ç 1⁄2μ̧ Ò Ð ×Ø Ò Ø ÐÓÛ Ö Ø× Ó É Ò Ø ÓÖ Ö Ò Û Ø Ö ×ÙÔÔ ÓÖ Ø Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ö Ö Ó×× o ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ Ø Ö Ü ×Ø ÒÓÒ× ÐÐ Ð ×Ù Ú × ÓÒ× ̧ ר ÖØ Ò Ò Ñ Ò× ÓÒ ¿o Ì ¬Ö ר Ü ÑÔÐ Û × ÊÙ Ò3× ÒÓÒ× ÐÐ Ð ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Ø ØÖ ÖÓÒ ÊÙ o ÓÖ ×ÓÑ Ø ÓÒ Ð × Ù×× ÓÒ̧ Ò ÐÙ Ò ÒÓÒ× ÐÐ Ð ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Ø ¿1 Ù ̧ × Ð Ö o 3⁄4o ÐÐ Ð Ü Ó Ö Ô ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ö Ö ÙÐ Öo ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ú 1⁄2 Ú Ò Ö ÔÙ× »ÔÙÐÐ Ò Ø Ø ÓÖ Ö̧ Ø Ò Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ × Ó Ø Ò Ý ÓÓ× Ò « 1⁄2 « 3⁄4 ¡ ¡ ¡ « Ò 1⁄4̧ Û Ö « 1⁄4 Ú × ÔÙ× Ò « 1⁄4 Ú × ÔÙÐÐ Ä 1⁄2 o ¿o Á Ö ́Î μ Ñ ́ ÓÒÚ́ Î μμ · 3⁄4̧ Ø Ò Ø Ö Ö Ü ØÐÝ ØÛÓ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Î ̧ Ò ÓØ Ö Ö ÙÐ Ö Ä 1⁄2 o o Á Ö ́Î μ Ñ ́ ÓÒÚ́ Î μμ · ¿̧ Ø Ò ÐÐ ×Ù Ú × ÓÒ× Ó Î Ö Ö ÙÐ Ö Ä 1⁄2 o o Á Î × Ø × Ø Ó Ú ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ò1 ÓÒ Ò Ê 3⁄4 ̧ Ø Ò ÐÐ ×Ù Ú × ÓÒ× Ó Î Ö Ö ÙÐ Öo o Á Î Ê 3⁄4 ̧ Ø Ò ÐÐ ×Ù Ú × ÓÒ× Ó Î Ö Û ÐÝ Ö ÙÐ Ö × ÓÒ× ÕÙ Ò Ó ËØ Ò ØÞ3 × Ì ÓÖ Ñ ́× ÖÙ ̧ Ò ÔØ Ö 1⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ μo ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø Ö Ü ×Ø× × Ø Î Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ê 3⁄4 Ú Ò ÒÓÒÖ ÙÐ Ö ØÖ Ò Ù1 Ð Ø ÓÒ Ä 1⁄2 ́× ÙÖ 1⁄2 o¿o 3⁄4́ μμo o Ì Ö Ü ×Ø× × Ø Î Ó ÔÓ Ò Ø× Ø Ø Ö Ø Ú ÖØ × Ó ¿1Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ú1 Ò ÒÓÒÖ ÙÐ Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ø Ø × ÒÓØ Ú Ò Û ÐÝ Ö ÙÐ Ö Ä 1⁄2 ́ × ÙÖ 1⁄2 o¿o ¿́ μμo o Á Î × Ø Ú ÖØ Ü × Ø Ó Ò ́ Òμ̧ Ø Ý Ð Ô ÓÐÝØÓÔ Ó Ñ Ò× ÓÒ Ò Û Ø Ò Ú ÖØ ×̧ Ø Ò Î × Ø Ð ×Ø 3⁄4 Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× ̧ Ó Û ÓÒÐÝ ḈÒ μ Ö Ö ÙÐ Ö ÀËË o ́Ë ÔØ Ö 1⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ ÓÖ Ø ¬Ò Ø ÓÒ Ó Ø Ý Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ oμ Á Î × Ø Ú ÖØ Ü × Ø Ó Ò ́Òμ ̧ Ø Ò Î × Ü ØÐÝ ́Ò · μ3⁄4 ́Ò μ 3⁄4 Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ò × Ú Ò Ò ́́¿Ò ·1⁄2 1⁄2 μ 3⁄4μ3⁄4 ́Ò μ 3⁄4 Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ò × Ó o Ç Ø × ̧ Ø Ñ Óר Ñ ¡ ·¿ Ñ ¿ ¡ · Ñ 3⁄4 ¡ Ñ · 3⁄4 Ö Ö ÙÐ Ö Ò 3⁄4 Ñ × Ú Ò̧ Ò Ñ ¡ · Ñ 3⁄4 ¡ Ñ · Ö Ö ÙÐ Ö Ò 3⁄4 Ñ 1⁄2 × Ó ̧ Ò Ø × ÒÙÑ Ö × Ø Ø ÓÖ ×ÙÆ ÒØÐÝ Ò Ö ÓÓÖ Ò Ø Þ Ø ÓÒ× Ó Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ë1⁄43⁄4 o o Á « Ú 3⁄4 ̧ Ø Ò Ø Ö × ÙÐØ Ò ×Ù Ú × ÓÒ × Ø Ð ÙÒ Ý ×Ù Ú × ÓÒo Á « Ú 3⁄4 ̧ Ø Ò Ø Ö × ÙÐØ Ò ×Ù Ú × ÓÒ × Ø ÖØ ר × Ø Ð ÙÒ Ý ×Ù Ú × ÓÒo ́Ë ÔØ Ö× 3⁄4¿ Ò 3⁄4 Ó Ø × À Ò ÓÓ oμ 1⁄21⁄4o Ú Ò ×Ù Ú × ÓÒ Ó Î ̧ ÓÒ Ò Ø ×Ø Ø× Ö ÙÐ Ö ØÝ Ý Ù× Ò Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö Ñ1 Ñ Ò ØÓ Ø Ü ×Ø Ò Ó ÔÔÖ ÓÔÖ Ø « ̧1⁄2 Òo ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ Ò Û Ö ÙÐ Ö ØÝ ×ÕÙ Ø Ö ̧ × Æ ÙÐØ × Ø ÖÑ Ò Ò ×ÓÐÙØ ÓÒ× ØÓ ×Ý× Ø Ñ× Ó Ö Ð Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ò ÕÙ Ð Ø × ́× ÓÑÑ ÒØ× ÓÒ Ø ÍÒ Ú Ö× Ð ØÝ Ì ÓÖ Ñ Ò ÔØ Ö× Ò 1⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ ̧ Ò Ò μo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 388
ÔØ Ö 1⁄2 ËÙ Ú × ÓÒ× Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ¿ ÅÈÄ Ë ÙÖ 1⁄2 o ¿o1⁄2 × ÓÛ× Ø ØÛÓ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× ́ ÓØ Ö ÙÐ Öμ Ó Ø Ú ÖØ × Ó ¿1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÝÖ Ñ ÓÚ Ö ØÖ Ò Ð o ÁÒ ́ μ Ø Ö Ö ØÛÓ Ø ØÖ Ö Ò Ø ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ̧ × Ö Ò ÓÑÑ ÓÒ ÒØ ÖÒ Ð ØÖ Ò Ð Ò ́ μ Ø Ö Ö Ø Ö ̧ × Ö Ò ÓÑÑÓÒ ÒØ ÖÒ Ð o Á ÍÊ 1⁄2 o ¿o1⁄2 Ì ØÛÓ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó × Ø Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ê ¿ o (b) (a) ÙÖ 1⁄2 o¿o3⁄4 × ÓÛ× ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó ØÛÓ « Ö ÒØ× Ø ×Ó Ô ÓÒ Ø× Ò Ê 3⁄4 o Ì ¬Ö× Ø ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ × Ö ÙÐ Ö̧ Ø × ÓÒ × ÒÓØo ÙØ Ý Ú ÖØÙ Ó Ø ¬Ö× Ø ØÖ Ò Ù1 Ð Ø ÓÒ̧ Ø × ÓÒ × Û ÐÝ Ö ÙÐ Öo Á ÍÊ 1⁄2 o¿o 3⁄4 Ö ÙÐ Ö Ò ÒÓ ÒÖ ÙÐ Ö ́ ÙØ Û ÐÝ Ö ÙÐ Öμ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒo (b) (a) ÙÖ 1⁄2 o¿o¿ × ÓÛ× ØÛÓ ¿1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ ÛØ Ú ÖØ ×o Ì ÔÓÐÝØÓÔ Ò ́ μ × ÔÔ ØÖ Ò ÙÐ Ö ÔÖ ×Ñ Ò Ø× Ú ÖØ Ü × Ø Ñ Ø× ØÛÓ ÒÓÒÖ ÙÐ Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ×o ÒÓØ Ò Ø × ÑÔÐ × ÝØ ÖÚ ÖØ Ü × Ø×̧ Ø × Ö 1⁄23⁄4 1⁄2 1⁄23⁄4¿ 1⁄23⁄4 1⁄2¿ 1⁄2¿ 1⁄2 Ò 1⁄23⁄4 1⁄23⁄4 1⁄23⁄4¿ 1⁄2¿ 1⁄2¿ 1⁄2 1⁄2 o ÓØ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ö ̧ ÓÛ Ú Ö̧ Û ÐÝ Ö ÙÐ Öo Ì ÔÓÐÝØÓÔ Ò ́ μ × Ó Ø Ò ÖÓÑ Ø ÔÔ ØÖ Ò ÙÐ Ö ÔÖ ×Ñ Ý ÖÓØ Ø Ò Ø ØÓÔ ØÖ Ò Ð Ý ×Ñ ÐÐ ÑÓÙÒØo ÁØ× Ú ÖØ Ü × Ø × ÓÒ ÒÓÒÖ 1 ÙÐ Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ̧ Û ×Ò Ó Ø ÚÒ Û ÐÝ Ö ÙÐ Ö 1⁄23⁄4 1⁄23⁄4 1⁄23⁄4¿ 1⁄2¿ 1⁄2¿ 1⁄2 1⁄2 3⁄4 3⁄4¿ 3⁄4¿ o Ë Ä 1⁄2 o 1⁄2 o¿o1⁄2 ÌÊÁ Æ ÍÄ ÌÁÆ Ê ÁÇÆË ÌÏ Æ ÈÇÄ ÌÇÈ Ë ËÙÔÔÓ× È Ò É Ö ØÛÓ 1ÔÓÐÝØÓÔ × Ò Ê Û Ø × Ó ÒØ Ú ÖØ Ü × Ø× Î Ò Ï ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ ̧ Ò É × ÓÒØ Ò Ò È o ÇÒ Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø Ø Ö ÓÒ Ò× Ó È Ò ÓÙØ× Ó É Ý Ø ÓÐÐÓÛ Ò ÔÖÓ ÙÖ È © 2004 by Chapman & Hall/CRC 389
¿ 1⁄4 oÏo Ä Á ÍÊ 1⁄2 o ¿o¿ ÌÛÓ ÔÓ ÐÝØ ÓÔ × Û Ø ÒÓ ÒÖ ÙÐ Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ ×o (b) (a) 1 35 6 7 1 3 4 5 6 7 4 22 1⁄2o ÓÒרÖÙ Ø Ø Ö ÙÐ Ö ×Ù Ú × ÓÒ Ó Î Ï Ý× Ø ØÒ « 1⁄2 ÓÖ Ú 3⁄4 Î Ò « 1⁄4 ÓÖ Ú 3⁄4 Ï o 3⁄4o Ê ¬Ò Ø × ×Ù Ú × ÓÒ ØÓ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ý ÔÙ× Ò Ò »ÓÖ ÔÙÐÐ Ò ÔÓ ÒØ ÒÎ Ï o ¿o Á ÒÓÖ Ø ÔÓÖØ ÓÒ Ó Ø ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Û Ø Ò Éo ÆÓÛ ×ÙÔÔÓ× È Ò É Ö ØÛÓ 1ÔÓÐÝØÓÔ × Ò Ê Û Ø × Ó ÒØÚÖØ Ü × Ø× Î Ò Ï ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ ̧ Ò Ø Ø Ø Ö × ÝÔ ÖÔÐ Ò À ÓÖ Û È Ò É Ö ÓÒØ Ò Ò ÓÔÔÓ× Ø ÓÔ Ò Ð ×Ô ×o ÇÒ Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø Ø Ö ÓÒ Ò ÓÒÚ́ È ÉμØ Ø × ÜØ Ö ÓÖ ØÓ È Ò É Ý Ø ÓÐÐÓÛ Ò ÔÖÓ ÙÖ È 1⁄2o ÓÒרÖÙ Ø Ø Ö ÙÐ Ö ×Ù Ú × ÓÒ Ó Î Ï Ý × ØØ Ò « ÕÙ Ð ØÓ Ø ×Ø Ò Ó Ú ØÓ À ÓÖ Ú 3⁄4 Î Ï o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ À Ü ¡ Ü ¬ ̧ Ø Ò « Ò Ø Ò ØÓ ÕÙ Ð ¡ Ú ¬ o ́ÁØ ÛÓÙÐ Ð×Ó ×ÙÆ ØÓ Ù× Ø × Ú ÐÙ × Ó « ÓÖ Ú 3⁄4 Î Ò ØÓ × Ø « 1⁄4 ÓÖ Ú 3⁄4 Ï oμ 3⁄4o Ê ¬Ò Ø × ×Ù Ú × ÓÒ ØÓ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ý ÔÙ× Ò Ò »ÓÖ ÔÙÐÐ Ò ÔÓ ÒØ ÒÎ Ï o ¿o Á ÒÓÖ Ø ÔÓÖØ ÓÒ Ó Ø ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Û Ø Ò È ÓÖ Éo 1⁄2 o ËÍ ÁÎÁËÁÇÆȨ̈ ÌÊÁ Æ ÍÄ ÌÁÇÆȨ̈ Æ Î ÌÇÊË ËÙÔÔÓ× Ë Ë 1⁄2 Ë Ñ × ×Ù Ú × ÓÒ Ó Î ×Ù Ø Ø Ñ ́ Ó ÒÚ́ Î μμ o ÁÒ Ø × × Ø ÓÒ Û Ü Ñ Ò ×ÓÑ Ó Ø ÔÖÓÔ ÖØ × Ó Ø× ÒÙÑ Ö×o Ë Ý ¿ o ÄÇËË Ê ÓÙÒ ÖÝ ËÙÔÔÓ× Ë × × ÓÚ o Ì ÓÙÒ ÖÝ ÓÑÔÐ Ü Ë Ó Ë × Ø × Ø Ó Ø Ó× × Ó Ë Ú Ò Ý × Ó Ȩ̈ Ò ÓÖ ×ÓÑ Ó Ñ Ò× ÓÒ 1⁄2 Ó Ò Ø Ò Ò Ü ØÐÝ ÓÒ Ë o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø ÑÔØÝ × Ø × Ñ Ñ Ö Ó Ëo ÁÒØ Ö ÓÖ ËÙÔÔÓ× Ë × × ÓÚ o Ì ÒØ Ö ÓÖ ÒØ Ë × Ø × Ø Ó Ø Ó× × Ó Ë Ø Ø Ö ÒÓØ Ò Ø ÓÙÒ ÖÝo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 390
ÔØ Ö 1⁄2 ËÙ Ú × ÓÒ× Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ¿ 1⁄2 1Ú ØÓÖ ËÙÔÔ Ó× Ë × × ÓÚ o Ä Ø ́Ëμ ÒÓØ Ø ÒÙÑ Ö Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ó Ȩ̈ 1⁄2 o ÆÓØ Ø Ø 1⁄2 ́Ëμ 1⁄2 × Ò Ø ÑÔØÝ × Ø × Ø ÙÒ ÕÙ Ó Ë Ó Ñ Ò× ÓÒ 1⁄2o Ì 1Ú ØÓÖ Ó Ë × ́Ëμ ́ 1⁄4 ́Ëμ ́Ë μμo ÁÒ Ò Ò ÐÓ ÓÙ× Û Ý Û ¬Ò ́ Ëμ Ò ́ ÒØ Ëμo ÆÓØ Ø Ø 1⁄2 ́ Ëμ 1⁄2 Ò 1⁄2 ́ ÒØ Ëμ 1⁄4 o Ë ÑÔÐ Ð ÔÓ ÐÝ ØÓÔ × ÑÔÐ Ð ÔÓÐÝØÓÔ × ÓÒ ÓÖ Û Ú ÖÝ Ø ́ Ò Ò Ú ÖÝ μ × × ÑÔÐ Üo 1⁄2 o o1⁄2 1Î ÌÇÊË Ò 1Î ÌÇÊË ËÙÔÔ Ó× Ë × ÒÝ Ô ÓÐÝØÓÔ Ð ÓÑ ÔÐ Ü Ó Ñ Ò× ÓÒ o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ë Ñ Ø Ø ÓÙÒ ÖÝ ÓÑ ÔÐ Ü Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ó Ñ Ò× ÓÒ · 1⁄2 ÓÖ Ø Ô ÓÐÝØÓÔ × ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ØÓ ×Ù Ú × ÓÒ Ó ¬Ò Ø × Ø Î ×Ù Ø Ø ÓÒÚ́ Î μ × Ñ Ò× ÓÒ o Ï ¬Ò Ø 1Ú ØÓÖ ́Ëμ ́ 1⁄4 ́Ëμ ·1⁄2 ́Ë μμ Û Ø Ò Ö Ø Ò ÙÒ Ø ÓÒ ́Ë Üμ È ·1⁄2 1⁄4 Ü ·1⁄2 ̧ Ò Ø 1Ú ØÓÖ ́Ëμ ́ 1⁄4 ́Ëμ ́ ·1⁄2μ 3⁄4 ́Ë μμ Û Ø Ò Ö Ø Ò ÙÒ Ø ÓÒ ́Ë Üμ È ́ ·1⁄2μ 3⁄4 1⁄4 Ü Ò Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö ÙÖ× Ú Û Ý 1⁄2o 1⁄4 ́Ëμ 1⁄4 ́Ë μo 3⁄4o ́Ëμ ́Ëμ 1⁄2 ́Ë μ̧ 1⁄2 ́ ·1⁄2 μ 3⁄4 o ¿o ́ Ü μ ́ Ü μ 1⁄2o ́À Ö ÒÓØ × Ø ÑÔØÝ Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ð ÓÑÔÐ Ü̧ × ×Ø Ò Ù × ÖÓÑ ̧ Ø Ô ÓÐÝØÓÔ Ð ÓÑÔÐ Ü ÓÒ× ×Ø Ò Ó × Ò Ð × Øoμ o ́Ë Üμ Ó Ë ́ Ü μ́Ü 1⁄2μ Ñ ́ μ o Ì ́Ëμ 1⁄4 1⁄4Ó Ö · 1⁄2̧ Ò ́Ëμ 1⁄4 1⁄4Ó Ö ́ ·1⁄2 μ 3⁄4 o ÓÖ ÑÓÖ Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÒ 1Ú ØÓÖ ×̧ 1Ú ØÓÖ× ̧ Ò 1Ú ØÓÖ ×̧ Ö Ö ØÓ ÔØ Ö 1⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ o Ì ÓÖÑÙÐ × Ö × ÑÔÐ Ö Û Ò ÐÐ Ó Ø × Ó Ë Ö × ÑÔÐ ×o Å ÁÆ Ê ËÍÄ ÌË 1⁄2o ×× ÙÑ Ø Ø Ì × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó 1 Ô ÓÐÝØÓÔ o ́ μ Ì ÒÙÑ Ö Ó 1× ÑÔÐ × Ò Ì ÕÙ Ð× Ø ×ÙÑ Ó Ø ÓÑÔÓÒ ÒØ× Ó Ø 1Ú ØÓÖ Ó Ì o ́ μ Ì 1Ú ØÓÖ Ó Ì × ÒÓÒÒ Ø Ú Ë Ø o ́ μ Ì 1Ú ØÓÖ Ó Ì × ×ÝÑ Ñ ØÖ o o̧ ́ Ìμ ́ Ìμ̧ 1⁄4 o Ì × Ö Ø Ò1ËÓÑ Ñ ÖÚ ÐÐ ÕÙ Ø ÓÒ× × ÅË 1⁄2̧ ËØ ̧ Ò ÔØ Ö 1⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ o ́ μ Ì 1Ú ØÓÖ × Ó Ì ̧ Ì̧ Ò ÒØ Ì Ö Ö Ð Ø Ò Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Û Ý× ÅÏ 1⁄2 ́Ì μ ·1⁄2 ́Ì μ ́ Ìμ 1⁄2 ́ Ìμ 1⁄4 ·1⁄2 ́Ì μ ·1⁄2 ́ ÒØ Ì μ 1⁄4 ·1⁄2 ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø 1Ú ØÓÖ × Ò Ø 1Ú ØÓÖ× Ó Ì Ò ÒØ Ì Ö ÓÑ1 ÔÐ Ø ÐÝ Ø ÖÑ Ò ÝØ 1Ú ØÓÖ ́ Ò Ò Ø 1Ú ØÓÖ μ Ó Ì o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 391
¿ 3⁄4 oÏo Ä ́ μ × ×ÙÑ ÙÖØ Ö Ø Ø Ì × × ÐÐ Ð Ò Ø Ø È 1⁄2 È Ñ × × ÐÐ Ò ÓÖ Ö Ó Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ × Ò Ì o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ È Ñ Ø× Ë 1⁄2 1⁄2 È Ò ×ÓÑ ÔÓ× Ø Ú Ò ÙÑ Ö × Ó Ø× Ó È ̧3⁄4 Ño ¬Ò Ð×Ó × 1⁄2 1⁄4 o Ì Ò ́Ì μ ÕÙ Ð× Ö × ̧1⁄4 ·1⁄2 Å Å 1⁄4̧ ÅË 1⁄2̧Ë Ø o ́ μ × ×ÙÑ ÙÖØ Ö Ø Ø Ì × Ö ÙÐ Öo Ì Ò ÓÖ Ú ÖÝ ÒØ Ö ̧ 1⁄4 · 3⁄4̧ ́ 1⁄4 ́Ì μ · ·1⁄2 ́Ì μ 1⁄2 ́Ì μ · ́Ì μ 3⁄4 ́Ì μ · 1⁄2 ́Ì μ ́ · ·1⁄2μ 3⁄4 ́Ì μ ́ · ·3⁄4μ 3⁄4 ́Ì μμ × Ò Å1× ÕÙ Ò Ä 1⁄2 o ́Ë ÔØ Ö 1⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ ÓÖ Ø ¬Ò Ø ÓÒ Ó Å1 × ÕÙ Ò oμ 3⁄4o Á Ë × Ø ØÖ Ú Ð ×Ù Ú × ÓÒ Ó ÓÒÚ Ü 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ È ÓÒ× ×Ø Ò Ó È Ø× Ð ̧ Ø Ò ́Ëμ ́ Èμ 1⁄2 ́ Èμ 1⁄2 3⁄4 1⁄4 3⁄4 Ë Ý ¿ o ¿o ËÙÔÔ Ó× Î × ¬Ò Ø × Ø Ó ÔÓ ÒØ× Û Ø Ö Ø ÓÒ Ð ÓÓÖ Ò Ø ×̧ Ë × ×Ù Ú × ÓÒ Ó Î ̧ Ò È Ó Ò Ú́ Î μo Ì Ò ÓÖ ÐÐ ̧ ́Ëμ ́È μ Ò ́ Ëμ ́ Èμo ÙÖØ Ö̧ È × × ÑÔÐ Ð Ò Ë × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ̧ Ø Ö × ÙÐØ ÓÐ × Ú Ò Û Ø ÓÙØ Ø Ö Ø ÓÒ Ð ØÝ ×× ÙÑÔØ ÓÒo ÁÒ Ø Ö × ̧ ́Ëμ 3⁄4 ́ Ëμ 3⁄4 ́ Èμ Ý ¿̧ ËØ 3⁄4 o ÅÈÄ Ë ÁÒ Ì Ð 1⁄2 o o1⁄2̧ Û Ú Ø 1Ú ØÓÖ× Ò 1Ú ØÓÖ× Ó ×ÓÑ Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ð ÓÑ ÔÐ Ü ×o Ì Ä 1⁄2 o o1⁄2 1 Ò 1Ú ØÓÖ× Ó Ô ÓÐÝØÓÔ Ð ÓÑÔ Ð Ü ×o Ë 1Ú ØÓÖ 1Ú ØÓÖ ́1⁄2μ ́1⁄2μ Ë Ø Ó Ò ÔÓ ÒØ× ́1⁄2 Ò 1⁄2μ ́1⁄2μ Ä Ò × Ñ ÒØ ́1⁄2 1⁄4 1⁄4μ ́1⁄2 1⁄2μ ÓÙÒ ÖÝ Ó ÓÒÚ Ü Ò1 ÓÒ ́1⁄2 Ò 3⁄4 1⁄2μ ́1⁄2 Ò ¿μ ÌÖ Ú Ð ×Ù Ú × ÓÒ Ó ÓÒÚ Ü Ò1 ÓÒ ́1⁄2 Ò ¿ 1⁄4 1⁄4μ ́1⁄2 Ò μ ÓÙÒ ÖÝ Ó Ø ØÖ ÖÓÒ ́1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2μ ́1⁄2 1⁄4μ ÌÖ Ú Ð ×Ù Ú × ÓÒ Ó Ø ØÖ ÖÓÒ ́1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4μ ́1⁄2 1⁄2 1⁄4μ ÓÙÒ ÖÝ Ó Ù ́1⁄2 1⁄2μ ́1⁄2 μ ÌÖ Ú Ð ×Ù Ú × ÓÒ Ó Ù ́1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4μ ́1⁄2 ¿ μ ÌÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Ù ÒØÓ Ø ØÖ Ö ́1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄4μ ́1⁄2 ¿ ¿μ ́Ë ÙÖ 1⁄2 o o¿́ μμ ÓÙÒ ÖÝ Ó ØÖ Ò ÙÐ Ö ÔÖ ×Ñ ́1⁄2 ¿ ¿ 1⁄2μ ́1⁄2 3⁄4μ ÌÖ Ú Ð ×Ù Ú × ÓÒ Ó ØÖ Ò ÙÐ Ö ÔÖ ×Ñ ́1⁄2 3⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4μ ́1⁄2 1⁄2 3⁄4μ ÌÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó ØÖ Ò ÙÐ Ö ÔÖ ×Ñ ́1⁄2 3⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4μ ́1⁄2 1⁄2 3⁄4μ ÒØÓ ¿ Ø ØÖ Ö ́Ë ÙÖ 1⁄2 o o1⁄2μ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 392
ÔØ Ö 1⁄2 ËÙ Ú × ÓÒ× Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ¿ ¿ 1⁄2 o o3⁄4 ËÀ Ä ÄÇÏ ÌÊÁ Æ ÍÄ Ì ÁÇÆË Ì ÓÒ ÔØ Ó × ÐÐ ÓÛ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ × ÑÓØ Ú Ø Ý Ò ØØ ÑÔØ ØÓ ÙÒ Öר Ò Ø × Ó ÕÙ Ð ØÝ Ò Ø Ð ×Ø Ñ Ò Ö ×ÙÐ Ø Ñ ÒØ ÓÒ ÓÚ o Ë Ý ¿̧ Ä ¿ o Ä ÇËË Ê Ì ÓÐ ÐÓÛ Ò ¬Ò Ø ÓÒ× ÓÒ ÖÒ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ì Ó ¬Ò Ø × Ø Î Ó Ú ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü 1Ô ÓÐÝØÓÔ È o ÖÖ Ö Á × Ó Ì ̧ Ø ÖÖ Ö ́ μ Ó × Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø Ó È ÓÒØ Ò Ò o Ë Ð ÐÓÛ Á Ñ ́ ́ μμ 3⁄4 Ñ ́ μ ÓÖ Ú ÖÝ Ó Ì ̧ Ø Ò Ì × × ÐÐ ÓÛ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒo Ï ÐÝ Ò ÓÖÐ Ý Á ÐÐ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Î Ö × ÐÐ ÓÛ̧ Ø Ò È × Û ÐÝ Ò ÓÖÐÝ o ÕÙ Ó ÑÔÓ× Ð Á ÐÐ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Î Ú Ø × Ñ 1Ú ØÓÖ̧ Ø Ò È × ÕÙ ÓÑÔ Ó× Ð o ËØ Á È × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ò Û Ø Ö Ö Ò Ó Ò Ø Ö ÓÖ × Ó Ñ Ò× ÓÒ Ð ×× Ø Ò 1⁄2̧ Ø Ò È × ×Ø o 1ר Á È × × ÑÔÐ Ð 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ø Ø × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ò Û Ø Ö Ö ÒÓ ÒØ Ö ÓÖ × Ó Ñ Ò× ÓÒ Ð ×× Ø Ò ̧ Ø Ò È × 1ר o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ × ÑÔÐ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ×Ø Ò ÓÒÐ Ý Ø × 1⁄21ר o Å ÁÆ Ê ËÍÄ ÌË 1⁄2o Ô ÓÐ ÝØÓÔ È × Û ÐÝ Ò ÓÖ ÐÝ Ò ÓÒÐ Ý Ú ÖÝ × Ø Ó ·1⁄2 Ú ÖØ × × ÓÒØ Ò Ò Ó Ñ Ò× ÓÒ Ø Ñ Óר 3⁄4 ÓÖ ÐÐ Ý ¿ o 3⁄4o Á È × Û ÐÝ Ò ÓÖÐÝ ̧Ø ÒÈ × ÕÙ ÓÑÔ Ó× Ð o ¿o Á Ì × × ÐÐ ÓÛ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Ô ÓÐÝØÓÔ È ̧ Ø Ò ́Ì μ ́È μ Ò ́ Ìμ ́ Èμ Ý ¿ o o Á Ì × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ È Û Ø Ö Ø ÓÒ Ð Ú ÖØ × Ò ́Ì μ ́È μ̧ Ø Ò Ì × × Ð ÐÓÛo À Ò ̧ È × Ö Ø ÓÒ Ð Ô ÓÐÝØÓÔ Ò ́Ì μ ́È μ ÓÖ ÐÐ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ì Ó È ̧Ø ÒÈ × Û ÐÝ Ò ÓÖÐÝ Ý ¿ o o Á È × × ÑÔÐ Ð 1ÔÓÐÝØÓÔ ̧ Ø Ò Ø × × Ð ÐÓÛ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ò ÓÒÐ Ý Ø × 1ר ÓÖ ×ÓÑ 1⁄2 3⁄4o ÁÒ Ø × × Ø Ö × Ü ØÐÝ ÓÒ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ì Ó È Ú Ò ÒÓ ÒØ Ö ÓÖ × Ó Ñ Ò× ÓÒ Ð ×× Ø Ò ́ Ò Ø × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ × Ø ÙÒ ÕÙ × ÐÐ ÓÛ ÓÒ μ Ý ¿ o o ËÙÔÔ Ó× È × 1Ô ÓÐÝØÓÔ Û Ö ¿o Ì Ò È × 1⁄21× Ø Ò ÓÒÐ Ý 3⁄4 ́ Èμ 1⁄4 Ö 1⁄2̧ Ö ¿ o o ËÙÔÔ Ó× È × × ÑÔÐ Ð 1Ô ÓÐÝØÓÔ ×Ù Ø Ø ́ Èμ 1⁄4 ÓÖ ×ÓÑ Û Ø ¿ 3⁄4 o Ì Ò Ø Ö × ÒÓØ Ö × ÑÔÐ Ð 1Ô ÓÐÝØÓÔ Ø Ø × Ø × Ñ 1Ú ØÓÖ Ò × ́ 1⁄2μ1ר ÃÄ o ÁØ × Ò ÓÔ Ò ÔÖÓ Ð Ñ Û Ø Ö È Ø× Ð © 2004 by Chapman & Hall/CRC 393
¿ oÏo Ä × ÐÛ Ý× ́ 1⁄2μ1ר ÙÒ Ö Ø × ÝÔ ÓØ × × ÅÏ 1⁄2 Ø × × ÒÓÛ Ò ØÓ ØÖÙ 1⁄4 ́È μ ·¿ Ó Ö 1⁄4 ́È μ ́ 1⁄4 ́È μ μ Ä 1⁄2 o ËÓÑ Ð ×× × Ó Û ÐÝ Ò ÓÖ ÐÝ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ö Ú Ò ÐÓÛ Ý ¿ ̄ ÁÒ Ñ Ò× ÓÒ Ð ×× Ø Ò ¿̧ ÐÐ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ö Û ÐÝ Ò ÓÖÐÝ o ̄ ÁÒ Ñ Ò× ÓÒ ¿̧ Ø ÓÒÐ Ý Û ÐÝ Ò ÓÖÐÝ Ô ÓÐÝØÓÔ × Ö ÔÝÖ Ñ × ́ÓÚ Ö ÔÓÐÝ ÓÒ×μ Ò Ø ØÖ Ò ÙÐ Ö ÔÖ ×Ño ̄ Ì ÔÖÓ Ù Ø Ó ØÛÓ × ÑÔÐ × Ó ÒÝ Ñ Ò× ÓÒ× × Û ÐÝ Ò ÓÖÐÝ o ́Ë Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o o1⁄2 ÓÖ Ø ¬Ò Ø ÓÒ Ó ÔÖÓ Ù Øoμ ̄ Ì ÓÒÐ Ý × ÑÔÐ Ð Û ÐÝ Ò ÓÖ ÐÝ Ô ÓÐÝØÓÔ × Ö × ÑÔÐ × Ò Ú Ò1 Ñ Ò1 × ÓÒ Ð Ò ÓÖÐ Ý Ô ÓÐÝØÓÔ × ́Ø Ó× ÓÖ Û ÚÖÝ ×Ù × Ø Ó 3⁄4Ú ÖØ × 1 Ø ÖÑ Ò × Ó Ø Ô ÓÐÝØÓÔ μo ̄ Ä ÛÖ Ò Ô ÓÐÝØÓÔ × Ö Û ÐÝ Ò ÓÖÐ Ý o ́Ä ÛÖ Ò ÔÓ ÐÝ ØÓÔ × Ö Ô ÓÐÝ1 ØÓÔ × Û Ø ÒØÖ ÐÐÝ ×ÝÑ Ñ ØÖ Ð Ö Ñ× × ÔØ Ö× Ò 1⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ ÓÖ Ø ¬Ò Ø ÓÒ Ó Ð Ö Ño ÕÙ Ú Ð ÒØÐ Ý ̧ Ä ÛÖ Ò ÔÓÐÝØÓÔ × Ø Ö ×ÙÐ Ø Ó Ü ÙØ Ò Ä ÛÖ Ò ÜØ Ò× ÓÒ ÓÒ Ú ÖØ Ü Ó Ú Ò Ö ØÖ ÖÝ Ô ÓÐÝØÓÔ Ö Ö ØÓ ÔØ Ö 1⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ ÓÖ Ø ¬Ò Ø ÓÒ Ó Ä ÛÖ Ò ÜØ Ò× ÓÒo Ë Ð × Ó Ý ¿̧ oμ ̄ ÈÝÖ Ñ × ÓÚ Ö Û ÐÝ Ò ÓÖ ÐÝ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ö Û ÐÝ Ò ÓÖÐÝ o ̄ ËÙ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ó Û ÐÝ Ò ÓÖ ÐÝ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ö Û ÐÝ Ò ÓÖ ÐÝ o 1⁄2 o o¿ Ê Ä ÌÁÇÆËÀÁÈË ÌÇ ÇÍ ÆÌÁÆ Ä ÌÌÁ ÈÇÁÆÌË Ì Ö Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò Ù× ØÓ ÒÙÑ Ö Ø Ð ØØ ÔÓ Ò Ø× Ò ÔÓÐÝØÓÔ × ËØ o Ä ÇËË Ê ÁÒØ Ö Ð Ô Ó Ð Ý Ø Ó Ô × Ò Ø Ö Ð Ú ÖÝ Ú ÖØ Ü × ÒØ Ö ÓÓÖ Ò Ø ×o ́È Òμ ÓÖ Ò ÒØ Ö Ð ÔÓÐÝØÓÔ È Ò ÒÓÒÒ Ø Ú Ò Ø Ö Ò̧ ́È Òμ × Ø ÒÙÑ ÖÓ Ô ÓÒ Ø× Ü 3⁄4 È ÓÖ Û ÒÜ × ÒØ Ö ÓÓÖ Ò Ø ×o ÕÙ Ú Ð ÒØÐÝ ̧ Ø × Ø ÒÙÑ Ö Ó Ò Ø Ö ÔÓ ÒØ× Ò ÒÈ o ÓÑÔ Ö ×× ÓÖ Ö Ò Ò ÓÖ Ö Ò Ó Ø Ú ÖØ × Ó Ò ÒØ Ö Ð ÔÓÐÝØÓÔ È × ÓÑÔÖ ×× Ú ÖÝ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ Ü Ó Ø ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Ø Ò Ý ÔÙÐÐ Ò Ø Ú ÖØ × Ó È Ò Ø Ø ÓÖ Ö × ÚÓÐ ÙÑ 1⁄2 o È Ø× Ð × Ó ÑÔÖ ×× Ú ÖÝ ÓÖ Ö Ò Ó Ø× Ú ÖØ × × ÓÑ ÔÖ ×× o ́ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø ×Ø Ò Ö 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÙÒ Ø Ù × ÓÑ ÔÖ ×× oμ Å ÁÆ Ê ËÍÄ ÌË Ê × ÙÐØ× ́1⁄2μ Ø ÖÓÙ ́ μ ÐÓÛ Ö × Ù×× Ò ËØ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 394
ÔØ Ö 1⁄2 ËÙ Ú × ÓÒ× Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ¿ 1⁄2o ́È Òμ × Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ò Ò Ó Ö ̧ ÐÐ Ø Ö ÖØ Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ó È ́× ÔØ Ö Ó Ø × À Ò ÓÓ μo 3⁄4o ÓÖ ÒØ Ö Ð 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ È ÛÖ Ø ẤÈ Øμ 1⁄2 · È 1⁄2 Ò 1⁄2 ́È ÒμØ Ò o Ì Ò ẤÈ Øμ Ï ́È Øμ ́1⁄2 Øμ ·1⁄2 ̧ Û Ö Ï ́È Øμ × Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ó Ö Ø ÑÓ× Ø Û Ø ÒÓÒÒ Ø Ú Ò Ø Ö Ó Æ ÒØ ×o ¿o Á È × Ò ÒØ Ö Ð 1Ô ÓÐÝØÓÔ Û Ø ÓÑÔÖ ×× ÓÖ Ö ̧Ø Ò ́È Òμ 1⁄4 Ò 1⁄2 ́Ì μ Ò Ï ́È Øμ 1⁄4 ́Ì μ· 1⁄2 ́Ì μØ · ¡¡¡ · ́Ì μØ ̧ Û Ö Ì × Ø ÔÙÐÐ Ò ØÖ Ò1 ÙÐ Ø ÓÒ Ò Ù Ý o o Á È × ÓÑÔÖ ×× ÒØ Ö Ð 1ÔÓÐÝØÓÔ Ò × Ò ÓÖ Ö Ò Ó Ø× Ú ÖØ ×̧ Ø Ò Ø 1Ú ØÓÖ Ó Ø ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ò Ù Ý Ô Ò × ÓÒÐ Ý ÓÒ È ̧Ò Ó Ø ÓÒ o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ È × Ø ×Ø Ò Ö ÙÒ Ø ¿1 Ù ̧ Ø Ò ÒÝ ÓÖ Ö Ò ÔÖÓ Ù × ÓÑÔÖ ×× ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ì Û Ø 1Ú ØÓÖ ́Ì μ ́ 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄4μo Ì Ù× ẤÈ Øμ ́ 1⁄2· Ø · Ø 3⁄4 μ ́1⁄2 Øμ ́ 1⁄2 · Ø · Ø 3⁄4 μ́1⁄2 · Ø ·1⁄2 1⁄4 Ø 3⁄4 ·3⁄4 1⁄4 Ø ¿ ·¿ Ø · ¡¡¡ μ 1⁄2 · Ø · 3⁄4 Ø 3⁄4 · Ø ¿ ·1⁄2 3⁄4 Ø · ¡¡¡ o 1⁄2 o ËÇÅ È ÊÌÁ ÍÄ Ê ÌÊÁ Æ ÍÄ ÌÁÇÆË Ï Ø Ö ØÓ Ø Ö ×ÓÑ Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÒ ×ÓÑ Ô ÖØ ÙÐ Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ×̧ Ò ÐÙ Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ø ÔÖÓ Ù Ø Ó ØÛÓ × ÑÔÐ ×̧ Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ù ̧ Ø ÓÒÚ Ü Ò1 ÓÒ̧ Ò ÓÑÔÐ Ø ÖÝ ÒØÖ ×Ù Ú × ÓÒ×o 1⁄2 o o1⁄2 ÈÊÇ Í Ì Ç ÌÏÇ ËÁÅÈÄ Á Ë ÓÒ× Ö Ø ́ ·Ð μ 1Ô ÓÐÝØÓÔ È ¡ ¢ ¡ Ð ̧ Ø ÔÖÓ Ù Ø Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ Ü ¡ Ò Ò Ð1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ Ü ¡ Ð o Ï ÓÒ× Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó È Ù× Ò Ø ÔÓ ÒØ× Ò Ø× Ú ÖØ Ü × Ø Î o Ë Ë ̧ Ä ̧ à ̧À 1⁄2 o Ä ÇËË Ê ÈÖ Ó Ù Ø Á È × ×Ù × Ø Ó Ê Ò É × ×Ù × Ø Ó Ê Ð ̧ Ø Ò Ø ÔÖÓ Ù Ø Ó È Ò É × Ø ×Ù × Ø Ó Ê ·Ð Ú Ò Ý ́Ú Ûμ Ú 3⁄4 È Û 3⁄4 É o Å ÁÆ Ê ËÍÄ ÌË 1⁄2o × Ñ ÒØ ÓÒ ÓÖ ̧ È ¡ ¢¡ Ð × Û ÐÝ Ò ÓÖ ÐÝ ̧ Ò × Ó Ú ÖÝ ØÖ Ò Ù1 Ð Ø ÓÒ × Ø × Ñ 1Ú ØÓÖ Ò 1Ú ØÓÖ o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ì × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó È ̧ Ø Ò ·Ð ́Ì μ ́ · Ðμ ́ Ð μ̧ Ò ́Ì μ ¡ Ð ¡ ÓÖ 1⁄4 · Ð ́Û Ø ́Ì μØ Ò ØÓ Þ ÖÓ Ñ Ò Ð μ Ë o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 395
¿ oÏo Ä 3⁄4o Ú Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ È 1⁄2 È × Ó 1ÔÓÐÝØÓÔ È Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ É 1⁄2 É Ø Ó Ò Ð1ÔÓÐÝØÓÔ Ȩ́ Ø Ò Ø Ö × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó È ¢ É Ù× Ò × ¡ Ø ¡ ́ · Ðμ ́ Ð μ × ÑÔÐ × Ó Ñ Ò× ÓÒ · Ðo Ì Ó × Ø ×̧ Ó × ÖÚ Ø Ø È ¢ É 1⁄2 × 1⁄2 Ø × ×Ù Ú × ÓÒ Ó È ¢ Éo ÆÓÛ Ö ¬Ò Ø × ×Ù Ú × ÓÒ ØÓ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ý ̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÔÙÐ Ð Ò Ø Ú ÖØ × Ó È ¢ Éo È ¢ É Û ÐÐ Ø Ö Ý Ö ¬Ò ÒØÓ ́ · Ðμ ́ Ð μ × ÑÔÐ × À 1⁄2 o ¿o ÐÐ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó ¡ 3⁄4 ¢ ¡ ¿ Ò ¡ 3⁄4 ¢ ¡ Ö Ö ÙÐ Öo ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ Ð ¿̧ Ø Ò Ø Ö Ü ×Ø ÒÓÒÖ ÙÐ Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó ¡ ¢ ¡ Ð Ä o Ì Ó × Ö ÓÒ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó ¡ ¢ ¡ Ð ÜÔÐ ØÐÝ Ë ̧ à ̧ × ×ÙÑ Ø Ø ¡ × Ú ÖØ Ü × Ø Ú 1⁄4 Ú Ò Ø Ø ¡ Ð × Ú ÖØ Ü × Ø Û 1⁄4 Û Ð o Ì Ò È ¡ ¢ ¡ Ð × Ú ÖØ Ü × Ø ́Ú Û μ 1⁄4 1⁄4 Ð o ÓÒ× Ö Ô Ø × ÖÓÑ Ø Ú ÖØ Ü ́Ú 1⁄4 Û 1⁄4 μØ ÓØ Ú ÖØ Ü ́Ú Û Ð μ ÒÛ × Ø Ô ÒÚÓÐÚ × Ò Ö × Ò Ø Ö Ø Ò Ü Ó Ú ÓÖ Ø Ò Ü Ó Û ÝÓ Ò o ×Ù Ô Ø × Ð Ø× ×Ù × Ø Ó · Ð ·1⁄2 Ú ÖØ × Ó È ̧ Û Ø ÖÑ Ò × ́ ·Ðμ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ Üo Ì ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó × ÑÔÐ × ××Ó Ø Û Ø ÐÐ ×Ù Ô Ø × ÓÒ× Ø ØÙØ × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó È o Ì × × Ø × Ñ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó È × Ø ÓÒ Ó Ø Ò Ý ×Ø ÖØ Ò Û Ø Ø ØÖ Ú Ð ×Ù Ú × ÓÒ Ó È Ò ÔÙÐ Ð Ò Ø Ú ÖØ × Ò Ø ÓÖ Ö ́Ú 1⁄4 Û 1⁄4 μ ́Ú 1⁄4 Û 1⁄2 μ ́Ú 1⁄4 Û Ð μ ́Ú 1⁄2 Û 1⁄4 μ ́Ú 1⁄2 Û 1⁄2 μ ́Ú 1⁄2 Û Ð μ o o o ́Ú Û 1⁄4 μ ́Ú Û 1⁄2 μ ́Ú Û Ð μ ÙÖ 1⁄2 o o1⁄2 × ÓÛ× Ø × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ ÓÖ ¡ 3⁄4 ¢ ¡ 1⁄2 ̧ ÔÖ ×Ño Ì Ð Ð ÓÒ Ú ÖØ Ü × Ò Ö Ú Ø ÓÒ ÓÖ ́Ú Û μo Á ÍÊ 1⁄2 o o1⁄2 ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó ¡ 3⁄4 ¢ ¡ 1⁄2 o 11 01 21 10 20 00 1⁄2 o o3⁄4 1 Í Ë À Ö Û ÓÒ× Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ù Ù× Ò ÓÒÐÝ Ø × Ø Î Ó Ø× Ú ÖØ ×o Ë À 1⁄2̧Ç Ë 1⁄4 ¿o ÄÇËË Ê 1 Ù Ì ÙÒ Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ù Á × Ø 1 ÓÐ ÔÖÓ Ù Ø Ó Ø ÙÒ Ø ÒØ ÖÚ Ð Á 1⁄4 1⁄2 Û Ø Ø× Ð o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 396
ÔØ Ö 1⁄2 ËÙ Ú × ÓÒ× Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ¿ ÁÒ Ü ÚÖØ Ü Ó Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ù × ÔÓ ÒØ Ó Ø ÓÖÑ ́ 1⁄2 μ 3⁄4 1⁄4 1⁄2 o ¬Ò Ø Ò Ü Ó Ø Ú ÖØ Ü ØÓ È 1⁄2 1⁄4 ·1⁄2 3⁄4 o Ë Þ Ì × Þ Ó ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ì × Ø ÒÙÑ Ö ́Ì μÓ 1× ÑÔÐ × Ò Ì o 3́ μ Ì × Þ Ó Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Á o Ì Ø ×̧ 3́ μ Ñ Ò ́Ì μ Ì × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Á o Å ÁÆ Ê ËÍÄ ÌË 1⁄2o Ì Ñ Ü ÑÙÑ × Þ Ó ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Á × ́× Ò Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÚÓ ÐÙÑ Ó 1× ÑÔÐ Ü Ù× Ò Ø Ú ÖØ × Ó Á × 1⁄2 μ̧ Ò Ø × × Ú Ð ÓÖ Ú ÖÝ Ý ÔÙÐ Ð Ò Ø Ú ÖØ × Ò ÒÝ ÓÖ Öo 3⁄4o 3́ μ 3⁄4 ́ ·1⁄2 μ ́ ·1⁄2μ 3⁄4 o Ì × ÓÙÒ × Ö Ú Ý Ó × ÖÚ Ò Ø Ø Á Ò Ò× Ö Ò ×Ô Ö Ó Ñ Ø Ö Ô ̧ Ò Ø Ø Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÚÓÐÙÑ Ó × ÑÔÐ Ü ÓÒØ Ò Ò Ø × ×Ô Ö × ́ ·1⁄2 μ ́ ·1⁄2μ 3⁄4 ́3⁄4 μ ́Ø ÚÓÐ ÙÑ Ó Ö ÙÐ Ö × ÑÔÐ Üμ À 1⁄2 o ¿o Ì Ö Ö ÔÖ × ÐÝ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ø ¿1 Ù ̧ Ò Ø × ÐÐ ÒØÓ Ð ×× × Ó ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ « Ö ÒØ ØÝÔ × 1⁄2̧ Ä o ÐÐ Ö Ö ÙÐ Öo ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ ̧ Ø Ò ÒÓØ ÐÐ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ø 1 Ù Ö Ö ÙÐ Ö Ä o o Á Á Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÒØÓ Ì ́ μ × ÑÔÐ ×̧ Ø Ò Á Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÒØÓ ́ μ ́ μ Ì ́ μ ́ μ × ÑÔÐ ×̧ Û Ö ́ Ì ́ μ μ 1⁄2 o ÇÒ Ñ 1 ×ÙÖ Ó Ø Æ Ò Ý Ó ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ × Ø ÒÙÑ Ö o Ì × Ö ×ÙÐ Ø × ÓÛ× Ø Ø ÒÝÚ ÐÙ Ó Ú Ð ÓÖ ÓÒ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ × Ú Ð × ÝÑÔØÓØ ÐÐÝ o Ì ×Ñ ÐÐ ×Ø Ú ÐÙ Ó Ó Ø Ò Ð ÖÓÑ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× ØÓ Ø × 1⁄4 1⁄2 Ç Ë1⁄4¿ o o ÁØ × ÒÓØ ÒÓÛÒ Û Ø Ö ×Ñ ÐÐ Ö × Þ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Á Ò ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ø ÓÒ Ð ÔÓ ÒØ× ÓØ Ö Ø Ò Ú ÖØ ́Á μ Ö ÐÐ ÓÛ ̧ ÙØ Ø Ö Ö Ü ÑÔÐ × Ó ÓØ Ö Ô ÓÐÝØÓÔ × ÓÖ Û Ø × ÔÔ Ò× Ê1⁄41⁄4 o Ì Ð 1⁄2 o o1⁄2 Ð ×Ø× Ø ÒÓÛ Ò Ú ÐÙ × Ó 3́ μ ÀÙ ¿̧ À o Ì Ä 1⁄2 o o1⁄2 Å Ò Ñ Ð ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó 1 Ù ×o 1⁄2 3⁄4 ¿ 3́ μ 1⁄2 3⁄4 1⁄2 ¿1⁄4 1⁄2 ¿ ÁØ × Ð×Ó ÒÓÛÒ Ø Ø Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø × Þ Ó ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Á Ø Ø ×Ð × Ó« ÐØ ÖÒ Ø Ú ÖØ × Ó Á × ¿3⁄4 ÀÙ ¿ ̧ Ò Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø × Þ Ó ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Á Ø Ø ×Ð × Ó« ÐØ ÖÒ Ø Ú ÖØ × Ó Á × 1⁄2 3⁄41⁄4 À o ÙÖ 1⁄2 o o3⁄4 × ÓÛ× ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Ø ¿1 Ù Ó × Þ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 397
¿ oÏo Ä Á ÍÊ 1⁄2 o o3⁄4 Ñ Ò ÑÙÑ × Þ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Ø ¿1 Ù o 110 010 011 001 111 101 100 000 ËÇÅ ËÈ Á Á ÌÊÁ Æ ÍÄ ÌÁÇÆË Ç Á ÈÙ× Ò Ú ÖØ × ËØ ÖØ ÖÓÑ Ø ØÖ Ú Ð ×Ù Ú × ÓÒ Ó Á Ò ÔÙ× Ø Ú ÖØ × Ò ÓÖ Ö Ó Ö × Ò Ò Ü ́ÓÖ ÔÐ Ø Ñ Ò ÓÖ Ö Ó Ò Ö × Ò Ò Üμo Ì Ö ×ÙÐØ Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Û ÐÐ Ú × ÑÔÐ × 1⁄2 o ÈÙÐ Ð Ò Ú ÖØ × ËØ ÖØ ÖÓÑ Ø ØÖ Ú Ð ×Ù Ú × ÓÒ Ó Á Ò ÔÙÐÐ Ø Ú ÖØ × Ò ÓÖ Ö Ó Ò Ö × Ò Ò Ü ØÓ Ó Ø Ò Ø ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ì o ÈÙÐÐ Ò Ø Ú ÖØ × Ò ÒÝ ÓÖ Ö Ý Ð × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Û Ø × ÑÔÐ ×̧ ×Ó ́Ì μ o ́Ì μ ·1⁄2 ́Ì μ 1⁄4 Ò ́Ì μ ́ μ̧ 1⁄4 1⁄2̧ Û Ö ́ μ × Ø ÙÐ Ö Ò ÒÙÑ Ö ́ Ø ÕÙ Ð× Ø ÒÙÑ Ö Ó Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ× Ó 1⁄2 Ú Ò Ü ØÐÝ × ÒØ×μo Ì Ö × ÓÒ 1ØÓ1ÓÒ ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ØÛ Ò Ø × ÑÔÐ × Ò Ì Ò Ø Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ× Ó 1⁄2 ̧ Ú Ò Ò Ø ÓÐÐÓÛ Ò Û Ý ÓÖ Ú Ò Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ ̧ Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò × ÑÔÐ Ü × Ú ÖØ × ́1⁄4 1⁄4μ · ́1⁄2μ · ́3⁄4μ · ¡¡¡ · ́ μ ̧1⁄4 ̧ Û Ö ÒÓØ × Ø ×Ø Ò Ö Ø ÙÒ Ø Ú ØÓÖo Ì × × Ð×Ó ÒÓÛ Ò × ÃÙ Ò3× ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ 1⁄2̧Ì Ó o Ë ÐÐ 3× ÓÖÒ Ö ×Ð Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ ××ÙÑ ¿o ÓÖ ÚÖØ Ü Û Ø Ò Ó ÒÙÑ Ö Ó ÓÓÖ Ò Ø × ÕÙ Ð Ò 1⁄2̧ ÓÒרÖÙ Ø Ø × ÑÔÐ Ü ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ø × Ú ÖØ Ü Ò Ø× Ò ÓÖ× ́Ø Ó× Ó Ò ØÓ Ø × Ú ÖØ Ü Ý Ò μo Ì × × ÑÔÐ ×̧ ØÓ Ø Ö Û Ø Ø ÒØÖ Ð Ô ÓÐÝØÓÔ Ö Ñ Ò Ò Û Ò Ø × × ÑÔÐ × Ö Ö ÑÓÚ ̧ ÓÒר ØÙØ ×Ù Ú × ÓÒ Ó Á o Ê ¬Ò Ø × ×Ù Ú × ÓÒ ØÓ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ý ÔÙÐÐ Ò Ø Ú ÖØ × Ò ÓÖ Ö Ó Ò Ö × Ò Ò Üo Ì × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ × × Þ Ḉ μ À 1⁄2̧Ë Ð 3⁄4o Ë ÐÐ 3× Ñ Ð ÙØ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ ××ÙÑ 3⁄4o ËÐ Ø Ù ÒØÓ ØÛÓ Ô ÓÐÝØÓÔ × Ý Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò Ü 1⁄2 · ¡¡¡ · Ü 3⁄4 o Ê ¬Ò Ø × ×Ù Ú × ÓÒ ØÓ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ý ÔÙÐÐ Ò Ø Ú ÖØ × Ò ÓÖ Ö Ó Ò Ö × Ò Ò Üo Ì × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ × × Þ Ḉ 3⁄4 μ Ë Ð o À Ñ Ò 3× ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ì × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ñ Ø Ó ̧ Û Ó ÓØ×ØÖ Ô× ØÖ 1 Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Á ØÓ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Á × × Ö Ò Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o o1⁄2̧ Å Ò Ê ×ÙÐØ 3⁄4̧ × × Þ Ḉ μ̧ Û Ö 1⁄2 À 1⁄2 o ÅÈÄ Ë ÙÖ 1⁄2 o o¿ × ÓÛ× ØÛÓ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ø ¿1 Ù ́ μ Ø ÓÒ Ö ×ÙÐØ Ò ÖÓÑ ÔÙÐÐ Ò Ø Ú ÖØ × Ò ÓÖ Ö Ó Ò Ö × Ò Ò Ü̧ Ò ́ μ Ø ÓÒ Ö ×ÙÐØ Ò ÖÓÑ ÔÙ× Ò Ø Ú ÖØ × Ò ÓÖ Ö Ó Ö × Ò Ò Ü ́ ÕÙ Ú Ð ÒØ ÐÝ̧ ÔÐ Ò Ø Ú ÖØ × Ò ÓÖ Ö Ó Ò Ö × Ò Ò Üμo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 398
ÔØ Ö 1⁄2 ËÙ Ú × ÓÒ× Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ¿ Á ÍÊ 1⁄2 o o¿ ́ μ Ì ÔÙÐÐ Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Ø ¿1 Ù o ́ μ Ì ÔÙ× Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Ø ¿1 Ù o 110 010 011 001 111 101 100 000 000 100 110 010 011 001 101 111 1⁄2 o o¿ ÇÆÎ Ò 1 ÇÆË Ì Ö × ÒÓ Æ ÙÐØÝ Ò ¬Ò Ò ×Ù Ú × ÓÒ× Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó ÓÒÚ Ü Ò1 ÓÒ Ù× Ò Ø× × Ø Î Ó Ú ÖØ ×o ÐÐ ×Ù Ú × ÓÒ× Ö Ö ÙÐ Ö̧ Ò ÐÐ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ö ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ð Ý ÔÙ× Ò ́ÓÖ ÔÐ Ò μo ÒÝ ×Ù Ú × ÓÒ × Ø ÖÑ Ò Ý ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÑÙØÙ ÐÐÝ ÒÓÒ ÖÓ× × Ò ÒØ ÖÒ Ð ÓÒ Ð×o Ì × Ø Ó ÐÐ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ø Ò1 ÓÒ × ×ÓÑ ÓÖÔ ØÓ Ñ ÒÝ ÓØ Ö ÓÑ Ò ØÓÖ Ð × ØÖÙ ØÙÖ ×̧ Ò ÐÙ Ò Ø × Ø Ó ÐÐ Û Ý× ØÓ Ô Ö ÒØ × Þ ×ØÖ Ò Ó Ò 1⁄2× Ý Ñ ÓÐ× Ò Ø × Ø Ó ÐÐ ÖÓÓØ Ò ÖÝ ØÖ × Û Ø Ò 3⁄4 ÒÓ ×o Ë Ä ̧ o Å ÁÆ Ê ËÍÄ ÌË 1⁄2o Ì Ö Ö 1⁄2 Ò 1⁄2 Ò ¿ ¡ Ò· 1⁄2 ·1⁄2 ¡ ×Ù Ú × ÓÒ× Ó ÓÒÚ Ü Ò1 ÓÒ Ú Ò Ü ØÐÝ ÓÒ Ð×̧ 1⁄4 Ò ¿o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø ÒÙÑ Ö Ó ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× × Ø Ø Ð Ò ÒÙÑ Ö 1⁄2 Ò 1⁄2 3⁄4Ò Ò 3⁄4 ¡ o 3⁄4o ÌÛÓ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ö ÒØ Ø Ý × Ö ÐÐ ÙØ ÓÒ ÓÒ Ðo Ì ×Ø Ò ØÛ Ò ØÛÓ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ì Ò Ì 1⁄4 × Ø Ð Ò Ø Ó Ø × ÓÖØ ר Ô Ø Ì Ì 1⁄4 Ì 1⁄2 Ì 3⁄4 Ì Ì 1⁄4 Ó ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ò Û Ì Ò Ì 1⁄2 Ö ÒØ ÓÖ ÐÐ 1⁄2 o Ì ×Ø Ò ØÛ Ò ØÛÓ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó ÓÒÚ Ü Ò1 ÓÒ Ó × ÒÓØ Ü 3⁄4Ò ÄÙ o Ì × ÓÙÒ × Ú Ð ÓÖ Ò¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝÚ ÐÙ × Ó Ò ËÌÌ o ¿o Ì × Ø Ó ÐÐ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó ÓÒÚ Ü Ò1 ÓÒ × ÓÒÒ Ø Ý À Ñ ÐØÓÒ Ò Ý Ð ÐÓ× Ô Ø Ì 1⁄4 Ì 1⁄2 Ì 3⁄4 Ì Ñ Ì 1⁄4 ÓÒØ Ò Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ü ØÐÝ ÓÒ ́ Ü ÔØ ÓÖ Ì 1⁄4 ̧ Û ×Ø ÖØ× Ò Ò × Ø Ô Ø μ̧ Ò Û Ì Ò Ì 1⁄2 Ö ÒØ ÓÖ ÐÐ ̧1⁄2 Ñ ÄÙ o 1⁄2 o o ÇÅÈÄ Ì Ê ÆÌ ÊÁ ËÍ ÁÎÁËÁÇÆË ÓÖ Ú Ò 1ÔÓÐÝØÓÔ È ̧Ð ØÎ Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó Ø ÒØÖÓ × Ó Ø ÒÓÒ Ñ ÔØÝ ×o Ú Ø ÒØÖÓ Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ø Ð Ð ̧ 1⁄4 o ÆÓØ Ø Ø ÔÓ ÒØ× Ð Ð 1⁄4 Ö Ø Ú ÖØ × Ó È o Ì Ö Ò ÙÐ Ø È Ý ÔÙÐÐ Ò Ø ÔÓ ÒØ× Ó Î Ò ÓÖ Ö Ó ÒÓÒ Ò Ö × Ò Ð Ðo Ì Ö ×ÙÐ Ø Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ × Ø Ó ÑÔÐ Ø ÖÝ ÒØÖ ×Ù Ú × ÓÒ Ó È o Ì ÔÖÓ ÙÖ Ò ÜØ Ò Ò Ø Ó Ú ÓÙ× Û Ý ØÓ ÔÔÐ ØÓ ÒÝ Ô ÓÐÝØÓÔ Ð ÓÑÔÐ Üo Ë Ý o ÙÖ 1⁄2 o o × ÓÛ× Ø ÓÑ ÔÐ Ø ÖÝ ÒØÖ ×Ù Ú × ÓÒ Ó ¿1 Ù ̧ ØÖ Ò1 ÙÐ Ø ÓÒ Ó × Þ Ø Ö Ö ØÔ ÝÖ Ñ × ÒØÓ Ø ÒØ Ö Ó Ø Ù ÖÓÑ Ó Ø × Ü ÓÖ Ò Ð Ø×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 399
1⁄41⁄4 oÏo Ä Á ÍÊ 1⁄2 o o Ì ÓÑ ÔÐ Ø ÖÝ ÒØÖ ×Ù Ú × ÓÒ Ó ¿1 Ù o Å ÁÆ Ê ËÍÄ ÌË 1⁄2o ÓÖ Ú ÖÝ Ô ÓÐ ÝØÓÔ È ̧ Ø Ö × Ù Ð ÔÓÐ ÝØÓ Ô ́ÓÖ ÔÓÐ Ö Ô ÓÐÝØÓÔ × ÔØ Ö 1⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ μ È £ Ó Ø × Ñ Ñ Ò× ÓÒ̧ Û Ó× Ð ØØ × ÒØ 1 ×ÓÑ ÓÖÔ ØÓ Ø Ø Ó È o Ì ÓÑ ÔÐ Ø ÖÝ ÒØÖ ×Ù Ú × ÓÒ× Ì Ò Ì £ Ó È Ò È £ ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ ̧ Ö ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ ×ÓÑ ÓÖÔ o Ì Ø × ØÓ × Ý ̧ Ø Ö × Ø ÓÒ ØÛ Ò Ø Ú ÖØ × Ó Ì Ò Ó Ì £ ×Ù Ø Ø ×Ù × Ø Ó Ú ÖØ × Ó Ì Ø ÖÑ Ò × × ÑÔÐ Ü Ò Ì ÔÖ × ÐÝ Û Ò Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ×Ù × Ø Ó Ú ÖØ × Ó Ì £ Ø ÖÑ Ò × × ÑÔÐ Ü Ò Ì £ o 3⁄4o Á Ì × Ø ÓÑÔÐ Ø ÖÝ ÒØÖ ×Ù Ú × ÓÒ Ó Ô ÓÐÝØÓÔ È ̧ Ø Ò Ø ÓÑ 1 Ò ØÓÖ Ð ×ØÖ Ù ØÙÖ Ó Ø Ð ØØ Ó È ́ÙÔ ØÓ Ð ØØ Ö Ú Ö× Ð Ý Ø ÔÖ Ú ÓÙ× Ö ×ÙÐ Øμ Ò Ö ÓÚ Ö ÖÓÑ Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ×ØÖ Ù ØÙÖ Ó Ì ̧ ÚÒ ÓÒ × ÒÓØ Ú Ò Ø ×Ô ¬ ÓÑ ØÖ Ö Ð Þ Ø ÓÒ ÓÖ Ø Ð Ð× Ó Ø ÔÓ ÒØ× Ý o ¿o ËÙÔÔ Ó× Ì × Ø ÓÑÔÐ Ø ÖÝ ÒØÖ ×Ù Ú × ÓÒ Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ Üo Ì Ò ́Ì μ ̧ ·1⁄2 ́Ì μ 1⁄4 ̧ Ò ́Ì μ ́ ·1⁄2 μ̧ 1⁄4 o Ì × Ö Ø ÙÐ Ö Ò ÒÙÑ Ö× Ò ÓÙÒØ Ö Ò ÃÙ Ò3× ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Á ·1⁄2 o ÁÒ Ø̧ ÃÙ Ò3× ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ × ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ ×ÓÑ ÓÖÔ ØÓ Ø Ó Ò Ó Ì ØÓ Ò Û ÔÓ ÒǾ Ñ Ô ÝÖ Ñ Û Ø Ø × Ò Û ÔÓ ÒØÓ Ú Ö Ú ÖÝ 1× ÑÔÐ Ü Ò Ì μ 1⁄2 o o Á Ì × Ø ÓÑ ÔÐ Ø ÖÝ ÒØÖ ×Ù Ú × ÓÒ Ó Á ̧ Ø Ò ́Ì μ 3⁄4 o Ð ×Ó̧ ·1⁄2 ́Ì μ 1⁄4 ̧ Ò ́Ì μ ÕÙ Ð× Ø ÒÙÑ Ö Ó × Ò Ô Ö ÑÙØ Ø ÓÒ× Ó 1⁄2 Û Ø Ü ØÐÝ × ÒØ× Ö o 1⁄2 o Ë ÇÆ Ê Æ Á Ê ÈÇÄ ÌÇÈ Ë Ì × × Ø ÓÒ ÓÒ ÖÒ× Ø× Ð Û Ø Ø ×ØÖ Ù ØÙÖ Ó Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÐÐ Ö ÙÐ Ö ×Ù 1 Ú × ÓÒ× Ó Ú Ò ¬Ò Ø × Ø Ó ÔÓ ÒØ× Î Ú 1⁄2 Ú Ò Ê o Ë Ã ̧ Ä 1⁄2 ̧ o × ×ÙÑ Ø Ø Ñ ́ ÓÒÚ́ Î μμ o Ä ÇËË Ê Þ1Ú ØÓÖ ËÙÔÔ Ó× Ì × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Î o ¬Ò Ø Þ1Ú ØÓÖ Þ́Ì μ ́Þ 1⁄2 Þ Ò μ 3⁄4 Ê Ò Ý Þ È ÚÓÐ ́ μ̧ Û Ö Ø ×ÙÑ × Ø Ò ÓÚ Ö ÐÐ 1× ÑÔÐ × Ò Ì Ú Ò Ú × Ú ÖØ Üo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 400
ÔØ Ö 1⁄2 ËÙ Ú × ÓÒ× Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × 1⁄41⁄2 Ë ÓÒ ÖÝ ÔÓ ÐÝ ØÓÔ Ì × ÓÒ ÖÝ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ¦́Î μ × Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ø Þ1Ú ØÓÖ × Ó ÐÐ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Î o Ä Ò Á × Ó ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ì ̧ Ø Ò Ø Ð Ò Ó × Ø × Ø × Ó Ì ̧ × Ó Ì Ó Ñ Ò× ÓÒ Ñ · Ñ ·1⁄2 ̧ Ò o ÒØ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× ËÙÔÔ Ó× Ì × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Î o ËÙÔÔÓ× Ø Ö × ×Ù × Ø Ï Ó ·3⁄4 Ô ÓÒ Ø× Ò Î ×Ù Ø Ø Ñ ́ « ́Ï μμ ̧ Ì ÓÒØ Ò× ÓÒ Ó Ø ́ÓÒÐ Ýμ ØÛÓ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ï ̧ Ò Ø Ð Ò × Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ì Ó ÐÐ Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ò Ø ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Ï Ö ÒØ Ðo Ì Ò Ø × ÔÓ×× Ð ØÓ ÒØ Ö Ò Ø ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ï ̧ Ú Ò Ø Ò Û 1× ÑÔÐ × Ø × Ñ Ð Ò × Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ì ̧ Ò Ø Ö Ý Ó Ø Ò Ò Û ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Î o Ì × ÓÔ Ö Ø ÓÒ × ÐÐ ­ Ô̧ Ò Ø Ö ×ÙÐ Ø Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ × × ØÓ ÒØØ ÓÌ o ÓÒÒ Ø ÌÛÓ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ö × ØÓ ÓÒÒ Ø ÓÒ Ò Ó Ø Ò ÖÓÑ Ø ÓØ Ö Ý × ÕÙ Ò Ó ­ Ô×o Ì × Ø Ó ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ×̧ ÙÒ Ö Ò Ý Ý ­ Ô×̧ ÓÖ Ñ× Ö Ô o Ì × ÓÒ ÖÝ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ÔÐ Ý× Ò ÑÔÓÖØ ÒØÖ Ó Ð ÒØ × Ø Ù ÝÓ Ö Ó Ò Ö × × ËØÙ Ò Ò Ö Ð Þ × Ö Ñ Ò ÒØ× Ò Ø ÖÑ Ò ÒØ× Ã o Å ÁÆ Ê ËÍÄ ÌË 1⁄2o Ì ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÐÐ Ö ÙÐ Ö ×Ù Ú × ÓÒ× Ó Ø × Ø Î ̧ Ô ÖØ ÐÐÝ ÓÖ Ö Ý Ö ¬Ò Ñ ÒØ̧ × ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ Ø ÓÙÒ ÖÝ ÓÑÔÐ Ü Ó Ø × ÓÒ ÖÝ Ô ÓÐÝØÓÔ ¦́Î μ̧ Û × Ñ Ò× ÓÒ Ò 1⁄2 à o 3⁄4o Ì Ú ÖØ × Ó ¦́Î μ Ö ÔÖ × ÐÝ Ø Þ1Ú ØÓÖ × Ó Ø Ö ÙÐ Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ ÒÓ ØÛÓ Ö ÙÐ Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ú Ø × Ñ Þ1Ú ØÓÖo Ì × Ó ¦́Î μ ÓÖÖ ×Ô ÓÒ ØÓ ÒØ Ö ÙÐ Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ã o ¿o ¦́Î μ Ò Ð×Ó ÜÔÖ ×× × × Ö Ø ÓÖ ÓÒØ ÒÙÓÙ× Å Ò ÓÛ× ×ÙÑ Ó Ô ÓÐÝØÓÔ × ÓÑ Ò ÖÓÑ Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó Î × ÔÖÓ Ø ÓÒ Ó Ø Ú ÖØ × Ó Ò ́Ò 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ Üo Ë Ë 1⁄4̧ Ë 3⁄4 ̧ o o ËÙÔÔ Ó× Ë Ë 1⁄2 Ë Ñ × Ö ÙÐ Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Î Ú 1⁄2 Ú Ò Ê Ø ÖÑ Ò Ý Ð Ø Ò ÒÙÑ Ö× « 1⁄2 « Ò o Ä Ø ÓÒÚ́ Î μ Ê Ø Ô Û × 1Ð Ò Ö ÓÒÚ Ü ÙÒ Ø ÓÒ Û Ó× Ö Ô × Ú Ò Ý Ø ÐÓÛ Ö Ø× Ó É ÓÒÚ́ ́Ú 1⁄2 « 1⁄2 μ ́Ú Ò « Ò μ μo ¬Ò ØÓ Ø ÒØÖ Ó Ó Ø ÔÓÐÝØÓÔ È Ó Ò Ú́ Ë μ̧ 1⁄2 Ño Ì Ò Ø Ò ÕÙ Ð ØÝ Ò 1⁄2 « Þ ́ ·1⁄2 μ Ñ 1⁄2 ÚÓÐ ́È μ ́ μ × Ú Ð ÓÖ Ø × ÓÒ ÖÝ Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ò ÓÐ × Û Ø ÕÙ Ð ØÝ ÔÖ × ÐÝ ÓÖ Ø Ó× ×Ù Ú × ÓÒ× Ö ¬Ò Ò Ëo ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø × Ö × Ø Ó ¦́Î μ Ë × Ñ Ò Ñ Ð ÒÓÒØÖ Ú Ð Ö ÙÐ Ö ×Ù Ú × ÓÒo Ì × Ø1 ¬Ò Ò Ò ÕÙ Ð Ø ×̧ ØÓ Ø Ö Û Ø Ø × Ø Ó · 1⁄2 ÕÙ Ø ÓÒ× Ò 1⁄2 Þ ́ · 1⁄2μÚÓÐ ́È μ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 401
1⁄43⁄4 oÏo Ä Ò 1⁄2 Þ Ú ́ · 1⁄2μÚÓÐ ́È μ Û Ö × Ø ÒØÖ Ó Ó È ÓÒÚ́ Î μ̧ ÙÐ ÐÝ × Ö ¦́Î μ oÏo Ä ̧ ÙÒÔÙ Ð × o o × Ò ÑÑ Ø ÓÒ× ÕÙ Ò Ó Ø Ü ×Ø Ò Ó ¦́Î μ̧ Ú ÖÝ Ö ÙÐ Ö ØÖ Ò Ù1 Ð Ø ÓÒ × Ø Ð ×Ø Ò 1⁄2 ÒØ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ×̧ Ò Ú ÖÝ Ô Ö Ó Ö ÙÐ Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× × ÓÒÒ Ø o o ÁÒ Ø ×Ô Ð × Ø Ø Ò · 3⁄4̧ Ø Ö Ö ÔÖ × ÐÝ ØÛÓÒ Ó Ò ØÖ Ú Ð ×Ù Ú 1 × ÓÒ× Ó Î ́ ÓØ Ö ÙÐ Öμ̧ ×Ó ¦́Î μ × Ð Ò × Ñ ÒØo o ÁÒ Ø ×Ô Ð × Ø Ø Ò · ¿̧ ÐÐ ×Ù Ú × ÓÒ× Ö Ö ÙÐ Ö̧ Ò ¦́Î μ × ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ ÓÒ Ä 1⁄2 o o ÁÒ Ø ×Ô Ð × Ø Ø Î × Ø × Ø Ó Ú ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ò1 ÓÒ̧ ¦́Î μ × ÐÐ Ø ××Ó Ö ÓÒ Ä o ÁØ× Ù Ð × × ÑÔÐ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ É Ó Ñ Ò× ÓÒ Ò ¿ Ú Ò Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò 1Ú ØÓÖ Ò 1Ú ØÓÖ 1⁄2 ́Éμ 1⁄2 Ò 1⁄2 Ò ¿ Ò · 1⁄2 ·1⁄2 1⁄4 Ò ¿ ́Éμ 1⁄2 Ò 1⁄2 Ò ¿ Ò 1⁄2 ·1⁄2 1⁄4 Ò ¿ ÖÓÑ Ø × Ù×× ÓÒ Ò Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o o¿̧ 1⁄2 ́Éμ ר Ò ÙÑ Ö Ó ×Ù Ú × ÓÒ× Ó Ø Ò1 ÓÒ Ú Ò Ü ØÐÝ ÓÒ Ð×o Ì Ö Ö Ú Ö ÓÙ× ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÒØ ÖÔÖ Ø Ø ÓÒ× Ó Ø 1Ú ØÓÖ o ÜÔÐ Ø ÓÓÖ Ò Ø × Ò Ò ÕÙ Ð Ø × ÓÖ ¦́Î μ Ò ÓÙÒ Ò o o ÁØ × ÒÓØ Ò ×× Ö ÐÝ Ø × Ø Ø Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÐÐ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ×̧ Û Ø Ö Ö ÙÐ Ö ÓÖ ÒÓØ̧ × ÓÒÒ Ø ̧ Ø ÓÙ Ø × × Ø × ÓÖ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó ÔÓ ÒØ × Ø× Ò Ê 3⁄4 ̧ ÓÖ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ú ÖØ Ü × Ø× Ó Ý Ð Ô ÓÐÝØÓÔ × Ê Ñ ̧ Ò ÓÖ Ø ×Ô Ð × Ø Ø Ò · ́ ÓÖ Û Ø Ö Ô Ó ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× × ¿1 ÓÒÒ Ø ̧ Ò Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö Ú ÖÝ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ × Ø Ð ×Ø ¿ Ò ÓÖ×μ Ë1⁄41⁄4 o Ì ¬Öר Ü ÑÔÐ ÓÙÒ Ó ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó ÔÓ ÒØ × Ø Û Ø ÒÓ ÒØ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× × Ó ÖØ Ò × Ø Ó ¿3⁄4 ÔÓ ÒØ× Ò Ê Ë Ò1⁄41⁄4 o Ì Ö Ö ÒÓÛ Ü ÑÔÐ × Ó ÔÓ ÒØ × Ø× Ó × Þ 1⁄4 Ò 3⁄4 Ø Ø Ö Ú ÖØ Ü × Ø× Ó 1 Ô ÓÐÝØÓÔ × Û Ó× ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ö Ô × Ö × ÓÒÒ Ø Ë Ò1⁄43⁄4 o ÙÖ 1⁄2 o o1⁄2 × ÓÛ× Ø ¬Ú Ö ÙÐ Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó × Ø Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ê 3⁄4 ̧ Ñ Ö Ò Û Ô Ö× Ó ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ö ÒØo Ì × ÓÒ ÖÝ Ô ÓÐÝØÓÔ Ó Ø ÔÖÓ Ù Ø Ó ØÛÓ × ÑÔÐ × × × Ù×× ̧ ÓÖ Ü1 ÑÔÐ ̧ Ò Ä ̧ à o Ë ÀËË ÓÖ ÔÖÓÔ ÖØ × Ó Ø Ô ÓÐÝØÓÔ Ø Ø × Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ø ́1⁄4 1⁄2μ Ò Ò Ú ØÓÖ× Ó ÐÐ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Î ̧ Ò ÓÖ Ø Ö 1 Ð Ø ÓÒ× Ô Ó Ø × Ô ÓÐ ÝØÓÔ ØÓ ¦́Î μo Ì ×Ô Ð × Û Ò Î × Ø × Ø Ó Ú ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ò1 ÓÒ Û × ¬Ö ר × Ö Ò ÀÀ o 1⁄2 o o1⁄2 Á Ê ÈÇÄ ÌÇÈ Ë × ÓÒ ÖÝ Ô ÓÐÝØÓÔ × ×Ô Ð × Ó ¬ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ ̧ Û × ××Ó Ø Û Ø Ò ÆÒ Ñ Ô È É ÖÓÑ Ô ÓÐ ÝØÓÔ È Ò Ê Ô ÓÒØ Ó ÔÓÐÝØÓÔ É Ò Ê Õ o ËÙ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 402
ÔØ Ö 1⁄2 ËÙ Ú × ÓÒ× Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × 1⁄4¿ Á ÍÊ 1⁄2 o o1⁄2 Ô ÓÐÝ ÓÒ Ó Ö ÙÐ Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ×o Ñ Ô Ò Ù × ÖØ Ò Ö ÙÐ Ö ×Ù Ú × ÓÒ× Ó É ́ ÐÐ 1 Ó Ö ÒØ ×Ù Ú × ÓÒ× μo Ì ¬ Ö Ô ÓÐÝØÓÔ ¦́È Éμ × Ñ Ò× ÓÒ Ñ ́È μ Ñ ́Éμ̧ Ò Ø× ÒÓÒ Ñ ÔØÝ × ÓÖÖ ×Ô ÓÒ ØÓ Ø × 1 Ó Ö ÒØ ×Ù Ú × ÓÒ× o × Ø ÓÒ × ÓÒØ ÒÙÓÙ× Ñ Ô ­ É È Û Ø ́­ ́Üμμ Ü ÓÖ ÐÐ Ü 3⁄4 Éo Ì ¬ Ö ÔÓÐ ÝØÓ Ô × ¬Ò ØÓ Ø × Ø Ó ÐÐ Ú Ö Ú ÐÙ × Ó Ø × Ø ÓÒ× Ó ¦́È Éμ 1⁄2 ÚÓÐ ́Éμ É ­ ́Üμ Ü ­ × × Ø ÓÒ Ó Ì ××Ó ÖÓÒ Ò Ø Ô ÖÑÙØÓ ÖÓÒ ́× ÔØ Ö 1⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ μ Ö Ü ÑÔÐ × Ó ¬ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ Ò Ø Ö Ö ÔÔÐ Ø ÓÒ× ØÓ ÞÓÒÓØÓÔ Ð ×Ù Ú × ÓÒ× Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ×o ÓÖ ÑÓÖ Ø Ð×̧ × Ë 3⁄4̧ Ê ̧ o ×Ù Ú × ÓÒ Ó É × 1 Ò Ù Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ × ØÓ ×ÓÑ ×Ù ÓÑ ÔÐ Ü Ó È Ø Ø Ñ Ô× Ø Ú ÐÝ ÓÒØÓ Éo Ì × ×Ù Ú × ÓÒ × ÔÖÓÔ Ö Ø × ÒÓØ Ø ØÖ Ú Ð ×Ù Ú × ÓÒ Ó Ȩ́ Ò ×Ù ×Ù Ú × ÓÒ× ÓÖÑ ÔÓ× Ø ÙÒ Ö Ö ¬Ò Ñ ÒØ̧ ÐÐ Ø Ù × ÔÓ× Øo Ò ØÙÖ Ð ÜØ Ò× ÓÒ Ó Ø ÓÒÒ Ø Ú ØÝ ÕÙ ×Ø ÓÒ× ÓÒ Ö ÙÐ Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× × Ø ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o o1⁄2 Ò Ö Ð Þ Ù × ÈÖ Ó Ð Ñ ÃË Ï Ò × Ø Ù × ÔÓ× Ø ÓÑÓØÓÔÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ ×Ô Ö Ó Ñ Ò× ÓÒ Ñ È Ñ É 1⁄2 Ë Ê ÓÖ ×ÙÖ Ú Ý Ó Ø × ÔÖÓ Ð Ño 1⁄2 o ËÇÍÊ Ë Æ Ê Ä Ì Å Ì ÊÁ Ä ÍÊÌ À Ê Ê ÁÆ ÔØ Ö 3⁄4 × Ù×× × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó ÑÓÖ Ò Ö Ð ́ o o̧ ÒÓÒ ÓÒÚ Üμ Ó Ø×o Ô1 Ø Ö 3⁄4¿ ÔÖÓÚ × Ø Ð× ÓÒ Ð ÙÒ Ý ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ò Î ÓÖ ÓÒÓ Ö Ñ×o Ê Ö Ð×Ó ØÓ ÔØ Ö 1⁄2 ̧ ÓÒ × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝØÓÔ ×o × Ø ÓÒ ÓÒ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ò ×Ù Ú × ÓÒ× Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ÓÙÒ Ò Ø × ÙÖÚ Ý ÖØ Ð Ä ¿ o Ì ÓÓ Ò Ø ÖØ Ð Ä 1⁄2 ÓÒØ Ò Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÒ Ö ÙÐ Ö ×Ù Ú × ÓÒ× Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× ÓÖ Ø Ö ÑÔÓÖØ ÒØÖ Ó Ð Ò Ò Ö Ð Þ × Ö Ñ Ò ÒØ× Ò Ø ÖÑ Ò ÒØ× × Ø ÓÓ Ã ̧ Ò ÓÖ Ø Ö © 2004 by Chapman & Hall/CRC 403
1⁄4 oÏo Ä × Ò ¬ Ò Ò ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ð Ö × Ø ÓÓ ËØÙ o Ø ÓÒ Ð Ö Ö Ò × Ò ÓÙÒ Ò Ø ÓÚ 1Ñ ÒØ ÓÒ ×ÓÙÖ ×̧ × Û ÐÐ × Ø Ø Ø ÓÒ× Ú Ò Ò Ø × ÔØ Öo Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö ¿ Ì Ð Ò × ÔØ Ö ÇÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × ÔØ Ö Ä ØØ ÔÓ ÒØ× Ò Ð ØØ Ô ÓÐÝØÓÔ × ÔØ Ö 1⁄2 × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÔØ Ö 1⁄2 ÒÙÑ Ö× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ÓÑÔÐ Ü × ÔØ Ö 3⁄43⁄4 ÓÒÚ Ü ÙÐÐ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ× ÔØ Ö 3⁄4¿ Î ÓÖÓÒÓ Ö Ñ× Ò Ð ÙÒ Ý ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× ÔØ Ö 3⁄4 Ì Ö Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ò Ñ × Ò Ö Ø ÓÒ ÔØ Ö ¿1⁄2 ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ Ê Ê Æ Ë Ë1⁄41⁄4 Åo ÞÓ Ð Ò o Ë ÒØÓ×o Ì Ö Ô Ó ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Û Ø · Ú ÖØ × × ¿1 ÓÒÒ Ø o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄4¿ ß ¿ ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o Ë1⁄43⁄4 Åo Þ ÓÐ Ò o Ë ÒØÓ×o Ì ÒÙÑ Ö Ó ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ø Ý Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ ́Ò Ò μo × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄4 3⁄4 ß ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o Ö 1⁄2 oÏo ÖÒ ØØ o Ì Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ × Ó × ÑÔÐ Ô ÓÐ ÝØÓÔ o Á×Ö Ð Âo Å Ø o̧ 1⁄21⁄4 1⁄23⁄41⁄2ß1⁄23⁄4 ̧ 1⁄2 1⁄2o Ö ¿ oÏo ÖÒ ØØ o ÔÖÓ Ó Ó Ø ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÓÒ ØÙÖ ÓÖ ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝØÓÔ ×o È ¬ Âo Å Ø o̧ ¿ ß¿ ̧ 1⁄2 ¿o Ý ÅoÅo Ý Öo ÖÝ ÒØÖ ×Ù Ú × ÓÒ ×o È ¬ Âo Å Ø o̧ 1⁄2¿ 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ý ¿ ÅoÅo Ý Öo ÕÙ ÓÑÔÓ× Ð Ò Û ÐÝ Ò ÓÖÐÝ ÔÓÐÝÓ Ô ×o Á×Ö Ð Âo Å Ø o̧ 1⁄2 ¿1⁄41⁄2ß¿3⁄41⁄4̧ 1⁄2 ¿o Ä ¿ ÅoÅo Ý Ö Ò oÏo Ä o ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ×Ô Ø× Ó ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝØÓÔ ×o ÁÒ ÈoÅo ÖÙ1 Ö Ò Â oÅo Ï ÐÐ ×̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÒÚ Ü ÓÑ Ø ÖÝ̧ Ô × ß ¿ o Ð× Ú Ö̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 ¿o Ê1⁄41⁄4 o ÐÓÛ ̧ Ío Ö Ņ̃ Âo ÄÓ Ö ̧ Âo Ê Ø Ö1 ÖØo Å Ò Ñ Ð × ÑÔÐ Ð ×× Ø ÓÒ× Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó ÓÒÚ Ü ¿1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄4 ¿ ß ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o 1⁄2 o Ð o Ê ÙÐ Ö ÌÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó ÓÒÚ Ü ÈÓÐÝ ØÓ Ô × Ò 1 Ù ×o È o o Ø × ×̧ ÍÒ Úo Ó Ã ÒØÙ Ý ̧ Ä Ü Ò ØÓÒ ̧ 1⁄2 1⁄2o Ë Äo o ÐÐ Ö ̧ Êo Ù× Ñ Ò̧ Ò Âo o Ë Ò Ö×o Ì ËØ ÒÐ Ý ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ Ó Ø ÖÑÓÒ Ó× ÐÐ ØÓÖo Æ ÖÐo o Ï Ø Ò× o ÁÒ o Å Ø o̧ 1⁄4 ¿ ß¿ ¿̧ 1⁄2 o Ë 1⁄4 Äo o ÐÐ Ö ̧ È o ÐÐ Ñ Ò̧ o Ë ØÙÖÑ Ð×o ÓÒרÖÙ Ø ÓÒ× Ò ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó × ÓÒ ÖÝ ÔÓÐÝ1 ØÓÔ ×o Úo Å Ø o̧ ¿ 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄4o ÃË Äo o ÐÐ Ö ̧ ÅoÅo à ÔÖ Ò ÓÚ̧ Ò o Ë ØÙÖÑ Ð×o ÐÐ ÙÐ Ö ×ØÖ Ò × ÓÒ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ÈÖÓ o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄23⁄43⁄4 ß ̧ 1⁄2 o Ä 1⁄2 Äo o ÐÐ Ö Ò oÏo Ä o Ì ÒÙÑ Ö× Ó × Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ Ô Ö× Ò ÙÒ ÓÙÒ ÔÓÐÝ Ö o ÙÖÓ Ô Ò Âo ÓÑ Òo̧ 3⁄4 ¿1⁄4 ß¿3⁄43⁄4̧ 1⁄2 1⁄2o Å Äo o ÐÐ Ö Ò oËo ÅÙ Ò×ÓÒ o ÌÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ò ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝØÓÔ ×o ËÁ Å Âo Ð Ö × Ö Ø Å Ø Ó ×̧ 1⁄2 ß 3⁄4 ̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 404
ÔØ Ö 1⁄2 ËÙ Ú × ÓÒ× Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × 1⁄4 Ë 3⁄4 Äo o ÐÐ Ö Ò o Ë ØÙÖÑ Ð×o Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ÒÒo Ó Å Ø o ́3⁄4 μ̧ 1⁄2¿ 3⁄4 ß ̧ 1⁄2 3⁄4o Å 1⁄2 Ào ÖÙ ×× Ö Ò È o Å Ò o Ë ÐÐ Ð ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ× Ó ÐÐ× Ò ×Ô Ö ×o Å Ø o Ë Ò o̧ 3⁄4 1⁄2 ß3⁄41⁄4 ̧ 1⁄2 1⁄2o Ö o Ö ÒØ o Õ1 ÙÐ Ö Ò Ô ÓÐÝ ÒÓÑ Ð× Ö × Ò ÖÓÑ ÓÜ Ø Ö ÖÓÙÔ ×o ÙÖÓ Ô Ò Âo ÓÑ Òo̧ 1⁄2 1⁄2 ß 1⁄2̧ 1⁄2 o ÀÀ o o ÒØÞ ̧ oÂo ÀÓ« Ñ Ò̧ Ò Ìo o ÀÙo ÌÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× ́Ø Ð Ò ×μ Ò ÖØ Ò ÐÓ ØÖ Ò ÙÐ Ö Ñ ØÖ ×o Å Ø o ÈÖÓ Ö ÑÑ Ò ̧ ¿1⁄2 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ä Âo ÄÓ Ö o Ì Ö Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó ÈÓ ÐÝØ ÓÔ × Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ð Ö o È o o Ø × ×̧ ÓÖ1 Ò ÐÐ ÍÒ Úo̧ ÁØ ̧ 1⁄2 o Ä Âo ÄÓ Ö o ÆÓÒÖ ÙÐ Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó ÔÖÓ Ù Ø× Ó × ÑÔÐ ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2 3⁄4 ¿ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o ÀËË Âo ÄÓ Ö ̧ Ëo ÀÓר Ò̧ o Ë ÒØÓ×̧ Ò o ËØÙ ÖÑ Ð×o Ì Ô ÓÐÝ ØÓÔ Ó ÐÐ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒo Ó o Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄21⁄4¿ß1⁄21⁄2 ̧ 1⁄2 o Ë Ào Ð× ÖÙÒ Ò Ö Ò ÆoÊ o Ë o ÁÒ Ö Ñ ÒØ Ð ØÓÔÓÐÓ Ð ­ ÔÔ Ò ÛÓÖ × ÓÖ Ö ÙÐ Ö ØÖ 1 Ò ÙÐ Ø ÓÒ×o Ð ÓÖ Ø Ñ ̧ 1⁄2 3⁄43⁄4¿ß3⁄4 1⁄2̧ 1⁄2 o à ÁoÅo Ð3 Ò ̧ ÅoÅo à ÔÖ ÒÓÚ ̧ Ò oÎo Ð Ú Ò× Ýo × Ö Ñ Ò ÒØ ×̧ Ê × ÙÐØ ÒØ× Ò ÅÙ ÐØ Ñ Ò× ÓÒ Ð Ø ÖÑ Ò ÒØ ×o Ö Ù× Ö̧ ÓרÓÒ ̧ 1⁄2 o È Âo o ÓÓ Ñ Ò Ò Âo È o ÐÐ ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ý Ò Ò o Á×Ö Ð Âo Å Ø o̧ 1⁄23⁄4 ß1⁄2¿ ̧ 1⁄2 o ÖÙ o ÖÙÒ ÙÑo ÓÒÚ Ü ÈÓÐÝ ØÓ Ô ×o Ï Ð Ý̧Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o À 1⁄2 Åo À Ñ Òo × ÑÔÐ Ò Ö Ð Ø Ú ÐÝ Æ ÒØ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Ø Ò1 Ù o × Ö Ø ÓÑ1 ÔÙ Øo Ó Ño̧ 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 1⁄2o ÀÙ Âo oÈ o ÀÙ ×ÓÒ o È Û × Ä Ò Ö Ì ÓÔÓÐÓ Ýo Ò Ñ Ò̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o ÀÙ ¿ Êo o ÀÙ ×o Å Ò ÑÙ Ñ1 Ö Ò Ð ØÝ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ø 1 Ù ÓÖ Ò o × Ö Ø Å Ø o̧ 1⁄21⁄2 ß1⁄21⁄2 ̧ 1⁄2 ¿o À Êo o ÀÙ × Ò ÅoÊ o Ò Ö×ÓÒ o Ë ÑÔÐ Ü ØÝ Ó Ø Ù o × Ö Ø Å Ø o̧ 1⁄2 ß1⁄2 1⁄4̧ 1⁄2 o ÃÄ È o ÃÐ Ò× Ñ Ø Ò oÏo Ä o ÇÒ 1ר Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o × Ö Ø Å Ø o̧ 1⁄23⁄4 ß1⁄23⁄4 ̧ 1⁄2 o Ä oÏo Ä o Ì ××Ó ÖÓÒ Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ø Ò1 ÓÒo Ù ÖÓÔ Ò Âo ÓÑ Òo̧ 1⁄21⁄4 1⁄2ß 1⁄4̧ 1⁄2 o Ä oÏo Ä o ÌÖ Ò ÙÐ Ø Ò Ø 1 Ù o ÁÒ Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ o ÄÙ ØÛ ̧ Âo Å Ð Ú Ø ̧ Ò Êo ÈÓÐ Ð ̧ ØÓÖ×̧ × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ Ò ÓÒÚ Ü ØÝ̧ ÚÓÐÙ Ñ 1⁄4 Ó ÒÒo Æ Û ÓÖ o Ë o̧ Ô × 3⁄41⁄4 ß3⁄41⁄21⁄2̧ Æ Û ÓÖ o Ë o̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o Ä 1⁄2 oÏo Ä o Ê ÙÐ Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o ÁÒ È o Ö ØÞÑ ÒÒ Ò o ËØÙÖÑ1 Ð×̧ ØÓÖ×̧ ÔÔÐ ÓÑ ØÖÝ Ò × Ö Ø Å Ø Ñ Ø × Ì Î ØÓÖ ÃÐ ×Ø× Ö Ø̧ ÚÓÐ ÙÑ Ó ÁÅ Ë Ë Ö × Ò × Ö Ø Å Ø o Ò Ì ÓÖo ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ô × ¿ß o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 1⁄2o Ä 1⁄2 oÏo Ä o Ï Ò Ò ÒÙÑ Ö× Ò Ø Ò Ö Ð Þ ÐÓÛ Ö1 ÓÙÒ ÓÒ ØÙÖ o ÁÒ Âo o ÓÓ 1 Ñ Ò̧ Êo ÈÓÐ Ð ̧ Ò Ïo ËØ Ö̧ ØÓÖ×̧ × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ È Ô Ö× ÖÓÑ Ø ÁÅ Ë ËÔ Ð Ö̧ Ô × 3⁄41⁄4 ß3⁄41⁄2 ̧ Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 1⁄2o ÄÙ Âo Åo ÄÙ ×o Ì ÖÓØ Ø ÓÒ Ö Ô Ó Ò ÖÝ ØÖ × × À Ñ ÐØÓÒ Òo Âo Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ 1⁄4¿ß ¿ ̧ 1⁄2 o ÄÙ o ÄÙ Óo ÇÒ Ø ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÒ Ø ÖÓØ Ø ÓÒ ×Ø Ò Ó Ò ÖÝ ØÖ ×o ÁÒ ÓÖÑ o ÈÖÓ ××o Ä Ø Øo̧ ¿1⁄2 ß 1⁄4̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 405
1⁄4 oÏo Ä Å Å 1⁄4 È o Å ÅÙ ÐÐ Òo Ì Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö× Ó × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ ØÓÔ o Å Ø Ñ Ø ̧ 1⁄2 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄4o ÅË 1⁄2 È o Å ÅÙ ÐÐ Ò Ò o o Ë Ô Ö o ÓÒÚ Ü ÈÓÐÝ ØÓ Ô × Ò Ø ÍÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÒ ØÙÖ o Î ÓÐÙ Ñ ¿ Ó ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o Ä ØÙÖ ÆÓØ Ë Öo̧ Ñ Ö ÍÒ Úo ÈÖ ××̧ 1⁄2 1⁄2o ÅÏ 1⁄2 È o Å ÅÙ ÐÐ Ò Ò oÏo Ï Ð ÙÔo Ò Ö Ð Þ ÐÓÛ Ö1 ÓÙÒ ÓÒ ØÙÖ ÓÖ × ÑÔÐ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o Å Ø Ñ Ø ̧ 1⁄2 3⁄4 ß3⁄4 ¿̧ 1⁄2 1⁄2o ÇË 1⁄4¿ o ÇÖ Ò Ò o Ë ÒØÓ×o ×Ý ÑÔ ØÓØ ÐÐÝ Æ ÒØ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ø 1 Ù o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ ¿1⁄4 1⁄4 ß 1⁄2 ̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o Ê Ñ Âo Ê Ñ Ùo ÌÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ý Ð Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ò Ö ÖÙ Ø ÓÖ Ö×o Å Ø Ñ Ø ̧ 1⁄2 3⁄4ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ê Îo Ê Ò Öo Ì Ò Ö Ð Þ Ù × ÔÖÓ Ð Ño ÁÒ Æ Û È Ö×Ô Ø Ú × Ò Ð Ö ÓÑ Ò 1 ØÓÖ × ́ Ö Ð Ý̧ ̧ 1⁄2 ß μ̧Ú ÓÐÙ Ñ ¿ Ó Å Ø o Ë o Ê ×o ÁÒ× Øo ÈÙ Ðo̧ Ô × 3⁄4 ¿ß¿¿ ̧ Ñ Ö ÍÒ Úo ÈÖ ××̧ 1⁄2 o Ê Âo Ê Ø Ö1 ÖØ Ò oÅo Ð Öo ÓÒÓØÓÔ Ð Ø Ð Ò × Ò Ø Ó Ò 1 Ö ×× Ø ÓÖ Ño ÁÒ Ào Ö ÐÓ Ò o à Р̧ ØÓÖ×̧  ÖÙ× Ð Ñ ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ 3 ¿̧ Ô × 3⁄41⁄21⁄2ß3⁄4¿3⁄4̧ Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 o ÊÙ Åo o ÊÙ Òo Ò ÙÒ× ÐÐ Ð ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Ø ØÖ ÖÓÒ o ÙÐ Ðo Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄4ß 1⁄2̧ 1⁄2 o Ë Ð 3⁄4 Âo o Ë ÐÐ o ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Ø Ò1 Ù o × Ö Ø Å Ø o̧ 1⁄4 1⁄2ß ̧ 1⁄2 3⁄4o Ë Ð Âo o Ë ÐÐ o Ì Ñ Ð 1 ÙØ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ø Ò1 Ù o ËÁ Å Âo Ð Ö × Ö Ø Å Ø Ó ×̧ 1⁄4 ß 1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ë Ò1⁄41⁄4 o Ë ÒØÓ×o ÔÓ ÒØ × Ø Û Ó× ×Ô Ó ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× × × ÓÒÒ Ø o Âo Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄2¿ 1⁄21⁄2ß ¿ ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o Ë Ò1⁄43⁄4 o Ë ÒØÓ×o ÆÓÒ1 ÓÒÒ Ø ØÓÖ À Ð ÖØ × Ñ ×o ÈÖ ÔÖ ÒØ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o ËÌÌ o o ËÐ ØÓÖ̧ Êo o Ì Ö Ò̧ Ò ÏoÈ oÌ Ù ÖרÓÒo ÊÓØ Ø ÓÒ ×Ø Ò ̧ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ ×̧ Ò ÝÔ Ö ÓÐ ÓÑ ØÖÝo Âo Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄2 ß 1⁄2̧ 1⁄2 o ËØ 1⁄4 ÊoÈ o ËØ ÒÐ Ýo ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ× Ó Ö Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ÒÒo × Ö Ø Å Ø o̧ ¿¿¿ß ¿ 3⁄4̧ 1⁄2 1⁄4o ËØ 3⁄4 ÊoÈ o ËØ ÒÐ Ýo ËÙ Ú × ÓÒ× Ò ÐÓ Ð 1Ú ØÓÖ×o Âo Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄4 ß 1⁄2̧ 1⁄2 3⁄4o ËØ ÊoÈ o ËØ ÒÐ Ýo ÓÑ Ò ØÓÖ × Ò ÓÑÑÙØ Ø Ú Ð Ö o Ë ÓÒ Ø ÓÒo Ö Ù× Ö̧ ÓרÓÒ̧ 1⁄2 o ËØÙ 1⁄2 o Ë ØÙÖÑ Ð×o ÖÓ Ò Ö × × Ó ØÓÖ Ú Ö Ø ×o ÌÓ Ó Ù Å Ø o Âo̧ ¿ 3⁄4 ß3⁄4 1⁄2̧ 1⁄2 1⁄2o ËØÙ o Ë ØÙÖÑ Ð×o ÖÓ Ò Ö × × Ò ÓÒÚ Ü ÈÓÐÝ ØÓ Ô ×o Î ÓÐ ÙÑ Ó ÍÒ Úo Ä ØÙÖ Ë Öo̧ Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 o ÌÓ Åo o ÌÓ o Ì ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ó Ü ÈÓ ÒØ× Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ×oÎ ÓÐ ÙÑ 1⁄23⁄4 Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò ÓÒÓÑo Ò Å Ø o ËÝר Ñ×̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o oÅo Ð Öo Ä ØÙÖ × ÓÒ ÈÓÐÝØÓÔ ×oÎ ÓÐÙ Ñ 1⁄2 3⁄4 Ó Ö Ù Ø Ì ÜØ× Ò Å Ø o̧ ËÔÖ Ò Ö1 Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 406
1⁄2 ÆÍÅ ÊË Ç ÈÇÄ ÌÇÈ Ë Æ ÇÅÈÄ Ë ÄÓÙ × Âo ÐÐ Ö Ò Ò Ö× ÓÖÒ Ö ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ ÓÑ ØÖ Ó Ø× Ö Ó Ø Ò ÔÙØ ØÓ Ø Ö ÖÓÑ × ÑÔÐ Ô × ÓÖ Ò ØÓ ÖØ Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÖÙÐ ×o × ×Ù ̧ Ø Ý Ò × Ö × ÓÑÔÐ Ü × Û Ø Ø Ö ÓÒ1 ר ØÙ ÒØ ÐÐ×̧Û Ö Ù×Ù ÐÐÝ Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò Ó Ø Ò × ÑÔÐ ×o Å ÒÝ ÓÒ× ØÖ ÒØ× Ó ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ò ØÓÔÓÐÓ Ð Ò ØÙÖ ÓÚ ÖÒ Ø Ò Ò ×ØÖ Ù ØÙÖ Ó ÐÐ ÓÑ1 ÔÐ Ü × Ò Ö Ø Ö ÓÖ Ö Ð Ú ÒØ Ò Ø Ò ÐÝ× × Ó ÓÑ ØÖ Ó Ø×o Ë Ò Ø × Ò Ò × ØÖÙ ØÙÖ × Ö Ò Ñ Óר × × ØÓÓ ÓÑ ÔÐ Ø ØÓ Û ÐÐ ÙÒ ÖרÓÓ ̧ Ø × ÛÓÖØ Û Ð ØÓ Ó Ù× ÓÒ × ÑÔÐ Ö ÒÚ Ö ÒØ× Ø Ø ×Ø ÐÐ × Ý ×ÓÑ Ø Ò ÒÓÒØÖ Ú Ð ÓÙØ Ø Ö ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ×ØÖ Ù ØÙÖ o Ì ÒÚ Ö ÒØ× ØÓ × Ù×× Ò Ø × ÔØ Ö Ö Ø 1Ú ØÓÖ × ́ 1⁄4 1⁄2 μ̧ Û Ö × Ø ÒÙÑ Ö Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÐÐ× Ò Ø ÓÑÔÐ Üo Ì Ø ÓÖÝ Ó 1Ú ØÓÖ × Ò × Ù×× Ø ØÛÓ Ð Ú Ð× ́1⁄2μ Ø ÒÙÑ Ö Ð Ö Ð 1 Ø ÓÒ× × Ø ×¬ ÝØ ÒÙÑ Ö×̧ Ò ́3⁄4μ Ø Ð Ö ̧ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð̧ Ò ØÓÔ Ó1 ÐÓ Ð Ø× Ò ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ× Ø Ø Ú Ö × ØÓ Ò ÜÔÐ Ò Ø × Ö Ð Ø ÓÒ×o Ì × ÔØ Ö Û ÐÐ ×ÙÑ Ñ Ö Þ Ø Ñ Ò Ø× Ò Ø ÒÙÑ ÖÓÐ Ó Ý Ó 1Ú ØÓÖ × ́ o o̧ Ø Ð Ú Ð 1⁄2μ̧ Û Ø ÑÔ × × ÓÒ × × Ó ÓÑ ØÖ ÒØ Ö ×Øo Ì ÔØ Ö × ÓÖ Ò Þ × ÓÐÐ ÓÛ×o Ì Ó Ò Û Ø ̧ Û ØÖ Ø × ÑÔÐ Ð ÓÑ1 ÔÐ Ü ×̧ ¬Ö× Ø Ø Ò Ö Ð × ́Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o 1⁄2μ̧ Ø Ò ÓÑ ÔÐ Ü × Û Ø Ú Ö ÓÙ× ØØ ÒÙÑ 1 Ö ÓÒ×ØÖ ÒØ× ́Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o 3⁄4μ̧ Ò ¬Ò ÐÐÝ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó ×Ô Ö ×̧ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ÓÙÒ 1 Ö ×̧ Ò Ñ Ò ÓÐ × ́Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o ¿μo Ì Ò Û Ñ Ó Ú ÓÒ ØÓ ÒÓÒ× ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü ×̧ × Ù×× Ò ¬Ö× Ø Ø Ò Ö Ð × ́Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o μ Ò Ø Ò ÔÓÐÝØÓÔ × Ò ×Ô Ö × ́Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o μo 1⁄2 o1⁄2 ËÁÅ ÈÄÁ Á Ä ÇÅÈÄ Ë Ä ÇËË Ê Ì ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó ÒÝ × Ø Ó ·1⁄2 ÆÒ ÐÝ Ò Ô Ò ÒØ ÔÓ ÒØ× Ò Ê Ò × ÐÐ 1× ÑÔÐ Üo Ë ÔØ Ö 1⁄2 ÓÖ ÑÓÖ ÓÙØ Ø × ¬Ò Ø ÓÒ̧ Ò ÓÖ Ø ÒÓØ ÓÒ× Ó × Ò Ú ÖØ × Ó × ÑÔÐ Üo ÓÑ ØÖ × ÑÔÐ Ð Ó ÑÔÐ Ü × ¬Ò Ø ÒÓÒ Ñ ÔØÝ Ñ ÐÝ Ó × ÑÔÐ × Ò Ê Ò ×Ù Ø Ø ́ μ 3⁄4 ÑÔÐ × Ø Ø 3⁄4 Ó Ö Ú ÖÝ Ó ̧ Ò ́ μ 3⁄4 Ò Ø Ò × Ó ÓØ Ò o Ò ×ØÖ Ø × ÑÔÐ Ð ÓÑÔ Ð Ü ¡ × ¬Ò Ø ÒÓÒ ÑÔØÝ Ñ ÐÝ Ó ×Ù × Ø× Ó ×ÓÑ ÖÓÙÒ × Ø Î ́Ø Ú ÖØ Ü × Øμ ×Ù Ø Ø 3⁄4 ¡ Ò Ø Ò 3⁄4 ¡o ́ÆÓØ Ø Ø ÐÛ Ý× 3⁄4 ¡oμ Ì Ð Ñ ÒØ× 3⁄4 ¡ Ö ÐÐ ×o 1⁄4 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 407
1⁄4 Äo Âo ÐÐ Ö Ò o ÓÖÒ Ö ¬Ò Ø Ñ Ò× ÓÒ Ó Ò Ó ¡ Ø× Ð Ý Ñ 1⁄2 Ñ ¡ Ñ Ü 3⁄4¡ Ñ o Ý 1 ÓÑÔ Ð Ü Û Ñ Ò 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÓÑ ÔÐ Üo Ï Ø Ú ÖÝ ÓÑ ØÖ × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü Û ××Ó Ø Ò ×ØÖ Ø × ÑÔÐ Ð ÓÑ1 ÔÐ Ü Ý Ø Ò Ø Ñ ÐÝ Ó Ú ÖØ Ü × Ø× Ó Ø× × ÑÔÐ ×o ÓÒÚ Ö× ÐÝ ̧ Ú ÖÝ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×ØÖ Ø × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü ¡ Ò Ö Ð Þ Ò Ê Ò ÓÖ Ò 3⁄4 ·1⁄2 ́ Ò ×ÓÑ Ø Ñ × Ð ××μ Ý ×ÓÑ ÓÑ ØÖ × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Üo Ì Ð ØØ Ö × ÙÒ ÕÙ ÙÔ ØÓ ÓÑ ÓÑÓÖ Ô ×Ņ̃ ×Ó Ø × ÓÖÖ Ø ØÓ Ø Ò Ó Ø Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ñ Ô × ÓÒ 1 ØÓ1ÓÒ ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ØÛ Ò ×ØÖ Ø Ò ÓÑ ØÖ × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü ×o Ï Û ÐÐ Ø Ö ÓÖ ÖÓÔ Ø Ø Ú × ×ØÖ Ø Ò ÓÑ ØÖ Ò ×Ô ÓÒÐ Ý Ó × ÑÔÐ Ð ÓÑÔ Ð Üo ÓÖ × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü ¡̧ Ð Ø ¡ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ò Ð Ø ¡ o Ì ÒØ Ö × ÕÙ Ò ́¡μ ́ 1⁄4 1⁄2 μ × ÐÐ Ø 1Ú ØÓÖ Ó ¡o ́Ì ÒØÖ Ý 1⁄2 1⁄2 × Ù×Ù ÐÐÝ × ÙÔÔÖ ×× oμ Ì ×Ù ÓÑÔÐ Ü ¡ Ë ¡ × ÐÐ Ø 1× Ð ØÓÒ Ó ¡o × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü ¡ × ÐÐ ÔÙÖ ÐÐ Ñ Ü Ñ Ð × Ö Ó ÕÙ Ð Ñ Ò× ÓÒo ÁØ × ÐÐ Ö1 ÓÐ ÓÖ Ð Ø Ö Ü ×Ø× Ô ÖØ Ø ÓÒ Ó Ø Ú ÖØ Ü × Ø Î Î 1⁄2 Î Ö ×Ù Ø Ø Î 1⁄2 ÓÖ ÐÐ 3⁄4 ¡ Ò 1⁄2 Öo ÕÙ Ú Ð ÒØ ÐÝ̧¡ ×Ö1 ÓÐ ÓÖ Ð Ò ÓÒÐÝ Ø× 1⁄21× Ð ØÓÒ ¡ 1⁄2 × Ö1 ÓÐ ÓÖ Ð Ò Ø ×Ø Ò Ö × Ò× Ó Ö Ô Ø ÓÖÝ o Ò ́Ö 1⁄2μ1 ÓÑÔÐ Ü Ø Ø × ÓØ ÔÙÖ Ò Ö1 ÓÐ ÓÖ Ð × ×ÓÑ Ø Ñ × ÐÐ Ð Ò o ÓÖ ÒØ Ö× Ò 1⁄2 Ø Ö × ÙÒ ÕÙ Û Ý Ó ÛÖ Ø Ò Ò · 1⁄2 1⁄2 · · ×Ó Ø Ø 1⁄2 1⁄2o Ì Ò ¬Ò ́Òμ 1⁄2 · 1⁄2 3⁄4 · · 1⁄2 Ò ́Òμ 1⁄2 1⁄2 · 1⁄2 1⁄2 3⁄4 · · 1⁄2 1⁄2 Ð×Ó Ð Ø ́1⁄4μ ́1⁄4μ 1⁄4o Ä Ø Æ 1⁄2 ÒÓØ Ø × Ø Ó × ÕÙ Ò × ́Ò 1⁄4 Ò 1⁄2 μ Ó ÒÓÒÒ Ø Ú Ò Ø Ö×̧ Ò Æ ́1⁄2μ Ø ×Ù × Ø Ó × ÕÙ Ò × ×Ù Ø Ø Ò 1⁄4 ÓÖ ÐÐ ×ÙÆ ÒØ ÐÝ Ð Ö o Ï ÐÐ Ò 3⁄4 Æ ́1⁄2μ Ã1× ÕÙ Ò ·1⁄2 ́Ò μ Ò 1⁄2 ÓÖ ÐÐ 1⁄2 Ï ÐÐ Ò 3⁄4 Æ 1⁄2 Ò Å1× ÕÙ Ò Ò 1⁄4 1⁄2 Ò ́Ò μ Ò 1⁄2 ÓÖ ÐÐ 3⁄4o ÌÀ à ÊÍËà Ä1à ÌÇÆ ÌÀ ÇÊ Å Æ ËÇÅ Ê Ä ÌÁÎ Ë Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò × Ö ×ÙÐ Ø Ö Ø Ö Þ × Ø 1Ú ØÓÖ× Ó × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü ×o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o1⁄2o1⁄2 ÃÖÙ × Ð1à ØÓÒ Ì ÓÖ Ñ ÓÖ ́ 1⁄4 1⁄2 μ 3⁄4 Æ ́1⁄2μ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ö ÕÙ Ú Ð ÒØ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 408
ÔØ Ö 1⁄2 ÒÙÑ Ö× Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ò ÓÑ ÔÐ Ü × 1⁄4 ́ μ × Ø 1Ú ØÓÖ Ó × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü ́ μ × Ã1× ÕÙ Ò o × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü × ÓÒÒ Ø Ø× 1⁄21× Ð ØÓÒ × ÓÒÒ Ø Ò Ø × Ò× Ó Ö Ô Ø ÓÖÝ o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o1⁄2o 3⁄4 ÓÖ 3⁄4 Æ ́1⁄2μ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ö ÕÙ Ú Ð ÒØ ́ μ × Ø 1Ú ØÓÖ Ó ÓÒÒ Ø × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü ́ μ × Ã1× ÕÙ Ò Ò ¿ ́ 3⁄4 μ 1⁄2 1⁄4 ·1⁄2 o Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o 1⁄2o1⁄2 × Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ ØÓ ÓÐÓÖ ÓÑÔÐ Ü ×̧ Û Ó× ×Ø Ø Ñ ÒØ Û ÐÐ Ö ÕÙ Ö ×ÓÑ Ø ÓÒ Ð ¬Ò Ø ÓÒ×o Ü Ò ÒØ Ö Ö 1⁄4o Ì Ò ¬Ò Ò ¡ Ö × ÓÐ ÐÓÛ× Ô ÖØ Ø ÓÒ 1⁄2 Ò ÒØÓ Ö ×Ù × Ø× Î 1⁄2 Î Ö × Ú ÒÐÝ × Ô Ó×× Ð ́×Ó Ú ÖÝ ×Ù × Ø Î Û ÐÐ Ú Ò Ö ÓÖ Ò Ö · 1⁄2 Ð Ñ ÒØ×μ̧ Ò Ð Ø Ò ¡ Ö Ø ÒÙÑ Ö Ó 1×Ù × Ø× 1⁄2 Ò ×Ù Ø Ø Î 1⁄2 ÓÖ 1⁄2 Öo ÓÖ Ö Ú ÖÝ ÔÓ× Ø Ú Ò Ø Ö Ò Ò ÙÒ ÕÙ ÐÝ ÛÖ ØØ Ò Ò Ö · 1⁄2 1⁄2 Ö 1⁄2 · · Ö · Û Ö 1⁄2 Ö · Ö · 1⁄2 ÓÖ 1⁄2 · 1⁄2̧ Ò 1⁄2o Ì Ò ¬Ò ́Öμ ́Òμ 1⁄2 Ö · 1⁄2 3⁄4 Ö 1⁄2 · · 1⁄2 Ö · Ò Ð Ø ́Öμ ́1⁄4μ 1⁄4o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o1⁄2o¿ ÓÖ ́ 1⁄4 1⁄2 μ̧ Ö̧ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ö ÕÙ Ú Ð ÒØ ́ μ × Ø 1Ú ØÓÖ Ó Ò Ö1 ÓÐ ÓÖ Ð × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü ́ μ ́Öμ ·1⁄2 ́ μ 1⁄2 ̧ ÓÖ ÐÐ 1⁄2 1⁄2o ÆÓØ Ø Ø ÓÖ Ö ×ÙÆ ÒØÐÝ Ð Ö Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o1⁄2o ¿ ×Ô Ð Þ × ØÓ Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o1⁄2o 1⁄2o ÅÍÄ ÌÁ ÇÅÈÄ Ë Æ Å ÍÄ 3Ë ÌÀ ÇÊ Å ÑÙÐ Ø Ó ÑÔÐ Ü Å × ÒÓÒ ÑÔØÝ ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó Ñ ÓÒÓÑ Ð× Ò ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝÚ Ö 1 Ð × ×Ù Ø Ø Ñ × Ò Å Ø Ò ×Ó × Ú ÖÝ Ú ×ÓÖ Ó Ño Ä Ø ́Åμ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ö ÑÓÒÓÑ Ð× Ò Å ́Åμ ́ 1⁄4 1⁄2 μ × ÐÐ Ø 1Ú ØÓÖ Ó Åo ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o1⁄2o Å ÙÐ Ý3× Ì ÓÖ Ñ ÓÖ 3⁄4 Æ 1⁄2 Ø ÓÐÐÓÛ Ò Ö ÕÙ Ú Ð ÒØ ́ μ × Ø 1Ú ØÓÖ Ó ÑÙ ÐØ ÓÑÔÐ Ü ́ μ × Ò Å1× ÕÙ Ò ́ μ Ñ Ê ̧ 1⁄4̧ ÓÖ ×ÓÑ ¬Ò Ø ÐÝ Ò Ö Ø ÓÑÑÙØ Ø Ú Ö 1 Ð Ö Ê ̈ 1⁄4 Ê ×Ù Ø Ø Ê 1⁄4 ́ ¬ Ð μ Ò Ê 1⁄2 Ò Ö Ø × Êo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 409
1⁄21⁄4 Äo Âo ÐÐ Ö Ò o ÓÖÒ Ö × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü Ò Ú Û × ÑÙÐØ ÓÑ ÔÐ Ü Ó ×ÕÙ Ö Ö Ñ ÓÒÓÑ Ð×o À Ò ̧ Ã1× ÕÙ Ò × ́ Ü ÔØ ÓÖ × Ø Ò Ø Ò Ü Ò μ Ò Å1× ÕÙ Ò Á ́ 1⁄4 1⁄2 μ × Ã1× ÕÙ Ò Ø Ò ́1⁄2 1⁄4 1⁄2 μ × Ò Å1× ÕÙ Ò o ÓÖ Ø × Ö ×ÓÒ ́ Ò ÓØ Ö×̧ × ̧ o o̧ Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o3⁄4o 3⁄4μ̧ ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ó Å1× ÕÙ Ò × Ö Ó ÒØ Ö ×Ø Ð×Ó ÓÒ Ö × Ñ ÒÐÝ ÓÙØ Ø ×Ô Ð × Ó × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü ×o Ñ ÙÐØ ÓÑÔÐ Ü × ÔÙÖ ÐÐ Ø× Ñ Ü Ñ Ð ́ÙÒ Ö Ú × Ð ØÝμ ÑÓÒÓÑ Ð× Ú Ø × Ñ Ö o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o1⁄2o Ä Ø ́ 1⁄4 Ö μ Ø 1Ú ØÓÖ Ó ÔÙÖ ÑÙ ÐØ ÓÑÔÐ Ü̧ Ö 1⁄4 o Ì Ò ÓÖ ÐÐ Ö o ÇÅÅ ÆÌË Ë ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü × ́ ×ØÖ Ø Ò ÓÑ ØÖ μ Ö ØÖ Ø Ò ÑÓר ÓÓ × ÓÒ Ð1 Ö ØÓÔÓÐÓ Ý × ̧ o o̧ ÅÙÒ ̧ ËÔ o Ì ÃÖÙ× Ð1à ØÓÒ Ø ÓÖ Ñ ́ Ò 1 Ô Ò ÒØÐ Ý × ÓÚ Ö ÝÅ o 1 È oË ÙØÞ Ò Ö Ö̧ Âo o à ÖÙ× Ð̧ oÇoÀo à ØÓÒ ̧ Äo Ào À ÖÔ Ö̧ Ò o Ä Ò ×ØÖ ÓÑ ÙÖ Ò Ø Ý Ö× 1⁄2 11⁄2 μ × × Ù×× Ò Ñ ÒÝ ÔÐ × Ò × Ú Ö Ð ÔÖÓÓ × Ú ÔÔ Ö × ̧ o o̧ Ò ̧ o à ÖÙ× Ð1à ØÓÒ ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ ÓÖ × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü × Û Ø Ú ÖØ Ü1ØÖ Ò× Ø Ú × ÝÑÑ ØÖÝ Ö ÓÙÔ ÔÔ Ö× Ò Ã o Ì ÓÖ Ñ× 1⁄2 o1⁄2o3⁄4 Ò 1⁄2 o 1⁄2o¿ Ö ÖÓÑ Ó Ò Ã Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o ́Ê 1 Ñ Ö Ì ¬Ò Ø ÓÒ Ó Ø ́Öμ ́¡μ ÓÔ Ö ØÓÖ × Ò ÓÖÖ ØÐÝ ×Ø Ø Ò Ã ̧ Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö Ø ÙÒ ÕÙ Ò ×× Ð Ñ Ò Ã ̧ Ä ÑÑ 1⁄2o1⁄2 × Ò ÓÖÖ Øo Ì Ú Ö× ÓÒ ×Ø Ø Ö Û × ×Ù ×Ø ØÓ Ù× Ý o Ó«o μ ÓÖ Å ÙÐ Ý3× Ø ÓÖ Ñ Û Ö Ö ØÓ Ò ̧ ËØ o Ì Ö × ÓÑÑÓÒ Ò Ö1 Ð Þ Ø ÓÒ Ó Å ÙÐ Ý3× Ø ÓÖ Ñ Ò Ø ÃÖÙ× Ð1à ØÓÒ Ø ÓÖ Ñ Ù ØÓ Ð Ñ ÒØ× Ò Ä Ò × ØÖÓÑ × Ò o Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o1⁄2o × ÖÓÑ À o 1⁄2 o3⁄4 ÌÌÁ ÆÍÅ Ê ÇÆËÌ Ê ÁÆÌË Ä ÇËË Ê Ì ÙÐ Ö Ö Ø Ö ×Ø ́¡μ Ó × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü ¡ Û Ø 1Ú ØÓÖ ́ 1⁄4 1⁄2 μ × ́¡μ È 1⁄2 1⁄4 ́ 1⁄2μ o Ì 1Ú ØÓÖ ́ 1⁄4 μÓ ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü × ¬Ò Ý 1⁄4 Ü 1⁄4 1⁄2 ́Ü 1⁄2μ Ì ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò 1Ú ØÓÖ ́ 1⁄4 3⁄4 μ × ¬Ò Ý 1⁄4 1⁄2 Ò 1⁄2 ̧ ÓÖ 1⁄2o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 410
ÔØ Ö 1⁄2 ÒÙÑ Ö× Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ò ÓÑ ÔÐ Ü × 1⁄21⁄2 Ì ØØ ÒÙÑ Ö ¬ ́¡μ × Ø Ñ Ò× ÓÒ ́ × É 1Ú ØÓÖ ×Ô μ Ó Ø Ø Ö Ù × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÓÐÓ Ý ÖÓ ÙÔ À ́¡ É μ × ÒÝ Ø ÜØ ÓÓ ÓÒ Ð Ö ØÓÔÓÐÓ Ý ́ o o̧ ÅÙÒ μ ÓÖ Ø ¬Ò Ø ÓÒo Ï Ð Ð́ ¬ 1⁄4 ¬ Ñ ¡ μØ ØØ × ÕÙ Ò Ó ¡o Ì Ð Ò ¡ ́ μ Ó × Ø ×Ù ÓÑ ÔÐ Ü Ó ¡ ¬Ò Ý ¡ ́ μ 3⁄4 ¡ 3⁄4 ¡ o ÆÓØ Ø Ø ¡ ́ μ ¡ o × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü ¡ × Ý Ð ¬ ́¡μ 1⁄4 ÓÖ ÐÐ o × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü ¡ × Ó Ò1Å ÙÐ Ý ¬ ́ ¡ ́ μμ 1⁄4 ÓÖ ÐÐ 3⁄4 ¡ Ò ÐÐ Ñ ¡ ́ μo × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü ¡ × Ñ1Ä Ö Ý ¬ ́ ¡ ́ μμ 1⁄4 ÓÖ ÐÐ 3⁄4 ¡ Ò ÐÐ Ño Á ÌÌÁ ÆÍÅ ÊË Ì Ñ Óר × Ö Ð Ø ÓÒ× Ô ØÛ Ò 1Ú ØÓÖ × Ò ØØ ÒÙÑ Ö× × Ø ÙÐ Ö1 ÈÓ Ò Ö ÓÖÑÙÐ ́¡μ 1⁄4 1⁄2 · 3⁄4 1⁄2· ¬ 1⁄4 ¬ 1⁄2 · ¬ 3⁄4 Ì × × Ò Ø Ø ÓÒÐ Ý Ð Ò Ö ÓÒ Ò Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÓÑÔÐ Ø × Ø Ó Ö Ð Ø ÓÒ×o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o3⁄4o1⁄2 ÓÖ ́ 1⁄4 1⁄2 μ 3⁄4 Æ ́1⁄2μ Ò ¬ ́ ¬ 1⁄4 ¬ 1⁄2 μ 3⁄4 Æ ́1⁄2μ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ö ÕÙ Ú 1 Ð ÒØ ́ μ × Ø 1Ú ØÓÖ Ó ×ÓÑ × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü Û Ø ØØ × ÕÙ Ò ¬ ́ μ 1⁄2 È ́ 1⁄2μ ́ ¬ μ̧ 1⁄4̧Ø Ò 1⁄2 1⁄2 Ò ·1⁄2 ́ · ¬ μ 1⁄2 ÓÖ ÐÐ 1⁄2o Ý ÔÙØØ Ò ¬ 1⁄4 Ó Ö Ð Ð ÓÒ Ø× × ×Ô Ð × Ö Ø Ö Þ Ø ÓÒ Ó Ø 1Ú ØÓÖ × Ó Ý Ð × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü ×̧ Ú Þo̧ È 1⁄4 1⁄2 Ü ́ 1⁄2 ·Üμ È 1⁄4 1⁄4 1⁄2 Ü ̧ Û Ö ́ 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 μ × Ã1× ÕÙ Ò o ÇÀ Æ1Å ÍÄ ÇÅ ÈÄ Ë Ü ÑÔÐ × Ó Ó Ò1Å ÙÐ Ý ÓÑ ÔÐ Ü × Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ñ Ò ÓÐ × Û Ó× ØØ ÒÙÑ Ö× Ú Ò × ÐÓÛ Ø ØÓÔ Ñ Ò× ÓÒ̧ Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó ×Ô Ö × Ò ÐÐ×o ÇØ Ö Ü ÑÔÐ × Ö Ñ ØÖÓ ÓÑ ÔÐ Ü × ́Ø Ò Ô Ò ÒØ × Ø× Ó Ñ ØÖÓ μ̧ Ì Ø× Ù Ð Ò ×̧ Ò Ø ÓÖ Ö ÓÑÔÐ Ü × ́× ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü Ó ØÓØ ÐÐÝ ÓÖ Ö ×Ù 1 × Ø×μ Ó × Ú Ö Ð Ð ×× × Ó ÔÓ× Ø×̧ o o̧ × Ñ ÑÓ ÙÐ Ö Ð ØØ × ́ Ò ÐÙ Ò ×ØÖ ÙØ Ú Ò ÓÑ ØÖ Ð ØØ ×μo Ë ÐÐ Ð ÓÑÔÐ Ü × ́× ÔØ Ö× 1⁄2 Ò 3⁄41⁄4μ Ö Ó Ò1 Å ÙÐ Ý o Ó Ò1Å ÙÐ Ý ÓÑ ÔÐ Ü × Ö ÐÛ Ý× ÔÙÖ o Ì ¬Ò Ø ÓÒ Ó 1Ú ØÓÖ Ú Ò Ò Ø ÐÓ× × ÖÝ × ÓÛ× Ø Ø Ø 1Ú ØÓÖ Ò Ø 1Ú ØÓÖ Ó ÓÑÔÐ Ü ÑÙØÙ ÐÐÝ Ø ÖÑ Ò ÓØ Ö Ú Ø ÓÖÑÙÐ × 1⁄4 ́ 1⁄2μ 1⁄2 1⁄2 1⁄4 ÓÖ 1⁄4 o À Ò ̧ Û Ñ Ý ×Ø Ø 1Ú ØÓÖ Ö ×ÙÐ Ø× Ò Ø ÖÑ× Ó 1Ú ØÓÖ × Û Ò Ú Ö ÓÒÚ Ò ÒØo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 411
1⁄23⁄4 Äo Âo ÐÐ Ö Ò o ÓÖÒ Ö ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o3⁄4o3⁄4 ÓÖ ́ 1⁄4 μ 3⁄4 ·1⁄2 Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ö ÕÙ Ú Ð ÒØ ́ μ × Ø 1Ú ØÓÖ Ó ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ó Ò1Å ÙÐ Ý ÓÑÔÐ Ü ́ μ × Ø 1Ú ØÓÖ Ó ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÐÐ Ð ÓÑÔÐ Ü ́ μ × Ò Å1× ÕÙ Ò o Ë Ò Ø Ö Ö ØÓØ Ð Ó Ò· 1⁄2 ¡ ÑÓÒÓÑ Ð× Ó Ö Ò Ò Ú Ö Ð ×̧ Ò Ý Ì ÓÖ Ñ× 1⁄2 o1⁄2o Ò 1⁄2 o 3⁄4o3⁄4 Ø 1Ú ØÓÖ Ó ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ó Ò1Å ÙÐ Ý ÓÑÔÐ Ü ÓÙÒØ× ÖØ Ò ÑÓÒÓÑ Ð× Ò 1⁄2 1⁄4 Ú Ö Ð ×̧ Û Ö Ú Ø Ò ÕÙ Ð Ø × 1⁄4 1⁄4 · 1⁄2 ÓÖ Ø 1Ú ØÓÖ × Ó Ó Ò1Å ÙÐ Ý ÓÑÔÐ Ü ×o Ì ÐÓÛ Ö ÓÙÒ Ò Ñ ÔÖÓÚ ÓÖ ÓÑ ÔÐ Ü × Û Ø ¬Ü 1ÔÓ ÒØ1 Ö ÒÚÓÐÙØ Ú × ÝÑÑ ØÖÝ o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o3⁄4o¿ Ä Ø ́ 1⁄4 μ Ø 1Ú ØÓÖ Ó Ó Ò1Å ÙÐ Ý ÓÑÔÐ Ü Ñ ØØ Ò Ò Ù ØÓÑÓÖÔ ×Ñ « Ó ÓÖ Ö 3⁄4̧ ×Ù Ø Ø «́ μ ÓÖ ÐÐ 3⁄4 ¡ Ò o Ì Ò ÓÖ 1⁄4 ÓÒ× ÕÙ ÒØÐ Ý̧ 1⁄2 1⁄4 · · 3⁄4 o ÒÓØ Ö ÓÒ Ø ÓÒ ÓÒ Ó Ò1Å ÙÐ Ý ÓÑÔÐ Ü Ø Ø ÓÖ × ×ØÖ Ø Ö ÓÒ Ø ÓÒ× ÓÒ Ø× 1Ú ØÓÖ × Ò Ö1 ÓÐÓÖ Ð o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o3⁄4o ÓÖ ́ 1⁄4 μ 3⁄4 ·1⁄2 Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ö ÕÙ Ú Ð ÒØ ́ μ × Ø 1Ú ØÓÖ Ó ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ò 1 ÓÐ ÓÖ Ð Ó Ò1Å ÙÐ Ý ÓÑÔÐ Ü ́ μ ́ 1⁄2 μ × Ø 1Ú ØÓÖ Ó 1 ÓÐÓÖ Ð × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Üo À Ò Ò Ø × × Ø 1Ú ØÓÖ × ÒÓØ ÓÒÐ Ý Ò Å1× ÕÙ Ò ̧ ÙØ Ø ×Ô Ð Ò Ó Ã1× ÕÙ Ò Ö Ø Ö Þ Ò Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o 1⁄2o¿o Ä Ê ÇÅ ÈÄ Ë Ü ÑÔÐ × Ó Ä Ö Ý ÓÑÔÐ Ü × Ö × × ÓÐ ÐÓÛ× o Ä Ø Ã Ã 1⁄2 Ã Ø Ñ Ð Ý Ó ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê Ñ ̧ Ò Ð Ø ¡́à μ 1⁄2 Ø Ì 3⁄4 à o Ì Ò Ø × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü ¡́Ãμ ×Ñ 1Ä Ö Ý o Ü Ñ 1⁄4̧ Ò Ð Ø ́ 1⁄4 1⁄2 μ Ø 1Ú ØÓÖ Ó × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü ¡o ¬Ò £ ́ ÓÖ 1⁄4 Ñ 1⁄2 È 1⁄4 ́ 1⁄2μ · Ñ ¡ · ÓÖ Ñ Ì × ÕÙ Ò £ ́ £ 1⁄4 £ 1⁄2 μ × Ø £ 1Ú ØÓÖ Ó ¡o Ì ØÛÓ Ú ØÓÖ × Ò £ ÑÙØÙ ÐÐÝ Ø ÖÑ Ò ÓØ Öo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 412
ÔØ Ö 1⁄2 ÒÙÑ Ö× Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ò ÓÑ ÔÐ Ü × 1⁄2¿ ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o3⁄4o ÓÖ £ ́ £ 1⁄4 £ 1⁄2 μ 3⁄4 ́1⁄2μ Ø ÓÐÐÓÛ Ò Ö ÕÙ Ú Ð ÒØ ́ μ £ × Ø £ 1Ú ØÓÖ Ó Ò Ñ1Ä Ö Ý ÓÑÔÐ Ü ́ μ £ × Ø £ 1Ú ØÓÖ Ó ¡́à μ ÓÖ ×ÓÑ Ñ ÐÝ Ã Ó ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê Ñ ́ μ £ 1⁄4 ÓÖ 1⁄4 ·1⁄2 ́ £ μ £ 1⁄2 ÓÖ 1⁄2 Ñ 1⁄2 Ñ ́ £ μ £ 1⁄2 £ ÓÖ Ño ÇÅÅ ÆÌË Ì ÙÐ Ö1ÈÓ Ò Ö ÓÖ ÑÙÐ ́ Ù ØÓ ÈÓ Ò Ö 1⁄2 μ × Ô ÖÓÚ Ò Ñ Óר ÓÓ × ÓÒ Ð1 Ö ØÓÔ ÓÐÓ Ý o Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o 3⁄4o1⁄2 × ÖÓÑ Ã o ÓÓ Ò Ö Ð ×ÓÙÖ ÓÒ Ó Ò1 Å ÙÐ Ý ÓÑÔÐ Ü × × ËØ Ì ÓÖ Ñ× 1⁄2 o3⁄4o 3⁄4̧ 1⁄2 o3⁄4o ¿̧ Ò 1⁄2 o3⁄4o ̧ × Û ÐÐ × Ö Ö1 Ò × ØÓ Ø ÓÖ Ò Ð ×ÓÙÖ ×̧ Ò ÓÙÒ Ø Ö o Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o 3⁄4o3⁄4 ØÓ ÓÑ ÔÐ Ü × Û Ó× 1× Ð ØÓÒ × Ó Ò1Å ÙÐ Ý Ô Ô Ö × Ò Ó o Ì Ö Ö × Ú Ö Ð Ø ÓÒ Ð Ö × ÙÐØ× ÓÙØ 1Ú ØÓÖ× Ó Ó Ò1Å ÙÐ Ý ÓÑ ÔÐ Ü ×o ÓÖ Ò1 ר Ò ̧ ÓÖ ÓÑ ÔÐ Ü × Û Ø ÒÓÒØÖ Ú Ð ÙØÓÑ ÓÖÔ ×Ñ ÖÓÙÔ× ̧ × ËØ ̧ Ë Ø ÓÒ ÁÁÁo ÓÖ Ñ ØÖÓ ÓÑÔÐ Ü ×̧ × ËØ ̧ Ë Ø ÓÒ ÁÁÁo¿ Ò ÓÖ Ó Ò1Å ÙÐ Ý ÓÑÔÐ Ü × Ø Ø Ö Ö1 ÓÐÓÖ Ð ÓÖ Ö ̧ × Ø Ö Ö Ò × Ñ ÒØ ÓÒ Ò ËØ ̧ Ë Ø ÓÒ ÁÁÁo o Ó Ò1Å ÙÐ Ý ÓÑ ÔÐ Ü × Ö ÐÓ× ÐÝ Ö Ð Ø ØÓ ÖØ Ò ÓÑÑÙØ Ø Ú Ö Ò × ËØ ̧ Ò Ú Ø × ÓÒÒ Ø ÓÒ ×Ù ÓÑÔÐ Ü × Ú Ð×Ó Ò Ó Ù× Ò Ø Ø ÓÖÝ Ó ×ÔÐ Ò × × ËØ ̧ Ë Ø ÓÒ ÁÁÁo Ò Ð×Ó ÔØ Ö ¿ Ó Ø × À Ò ÓÓ o Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o3⁄4o Û × ÓÒ ØÙÖ Ý Ó« Ò ÔÖÓÚ Ý Ã Ð Ã Ð ̧ à Рo 1⁄2 o¿ ËÁÅ ÈÄÁ Á Ä ÈÇÄ ÌÇÈ Ȩ̈ ËÈÀ Ê Ȩ̈ Æ Å ÆÁ ÇÄ Ë Ä ÇËË Ê ØÖ Ò ÙÐ Ø 1 ÐÐ × × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü ¡ Û Ó× Ö Ð Þ Ø ÓÒ ¡ × ÓÑ 1 ÓÑÓÖ Ô ØÓ Ø ÐÐ Ü 3⁄4 Ê Ü 3⁄4 1⁄2 · ¡¡¡ · Ü 3⁄4 1⁄2 o ØÖ Ò ÙÐ Ø ́ ß1⁄2μ 1 ×Ô Ö × × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü Û Ó× Ö Ð Þ Ø ÓÒ × ÓÑ ÓÑÓÖ Ô ØÓ Ø ×Ô Ö Ü 3⁄4 Ê Ü 3⁄4 1⁄2 · ¡¡¡ · Ü 3⁄4 1⁄2 o ÕÙ Ú Ð ÒØÐ Ý ̧ Ø × Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó ØÖ Ò Ù1 Ð Ø 1 ÐÐo Ü ÑÔÐ × Ó ØÖ Ò ÙÐ Ø ́ 1⁄2μ1× Ô Ö × Ö Ú Ò Ý Ø ÓÙÒ ÖÝ ÓÑ ÔÐ Ü × Ó × ÑÔÐ Ð 1ÔÓÐÝØÓÔ ×o Ô× Ù ÓÑ Ò ÓÐ × ÔÙÖ × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü ¡ ×Ù Ø Ø ́ μ Ó Ó Ñ Ò× ÓÒ 1⁄2 × ÓÒØ Ò Ò ÔÖ × ÐÝ ØÛÓ Ñ Ü Ñ Ð × Ò ́ μ Ø Ù Ð Ö Ô ́Û Ó× Ú ÖØ × Ö Ø Ñ Ü Ñ Ð × Ó ¡ Ò Û Ó× × Ö Ø × Ó Ó Ñ Ò× ÓÒ 1⁄2μ × ÓÒÒ Ø o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 413
1⁄2 Äo Âo ÐÐ Ö Ò o ÓÖÒ Ö Ò ÙÐ Ö Ò Ô× Ù ÓÑ Ò ÓÐ × Ô× Ù ÓÑ Ò ÓÐ ¡ ×Ù Ø Ø ¡ Ò Ø Ð Ò Ó Ú Ø ÙÐ Ö Ö Ø Ö ×Ø Ó ×Ô Ö Ó Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò 1 Ñ Ò× ÓÒo ÔÙÖ ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü ¡ × ÓÑÓÐÓ Ý Ñ Ò ÓÐ Ø × ÓÒÒ Ø Ò Ø Ð Ò Ó ÒÓÒ Ñ ÔØÝ × Ø ØØ ÒÙÑ Ö× Ó ×Ô Ö Ó Ø × Ñ Ñ Ò× ÓÒo ÁØ × ÓÑÓ ÐÓ Ý ×Ô Ö ̧ Ò Ø ÓÒ̧ ¡ Ø× Ð × Ø ØØ ÒÙÑ Ö× Ó ́ 1⁄2μ1×Ô Ö o Ü ÑÔÐ × Ó ÓÑÓÐ Ó Ý Ñ Ò ÓÐ × Ö Ú Ò Ý ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó ÓÑÔ Ø ÓÒÒ Ø ØÓÔ ÓÐÓ Ð Ñ Ò ÓÐ ×̧ o o̧ ×Ô × Ø Ø Ö ÐÓ ÐÐÝ Ù Ð Òo Ì Ý Ð 1ÔÓ ÐÝ ØÓÔ Û Ø Ò Ú ÖØ × ́Òμ × Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó ÒÝ Ò ÔÓ ÒØ× ÓÒ Ø ÑÓÑ ÒØ Ù Ö Ú ÒÊ o ́Ë Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o1⁄2o oμ Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò ÑÔÐ Ø ÓÒ× ÓÐ ÑÓÒ Ø × Ú Ö ÓÙ× Ð ×× ×̧ ÐÐ Ó Ø Ñ ×ØÖ Ø ÔÓÐ ÝØÓÔ ÓÙÒ ÖÝ μ ×Ô Ö μ ÓÑÓÐÓ Ý ×Ô Ö μ ÙÐ Ö Ò Ô× Ù ÓÑ Ò ÓÐ μ Ô× Ù ÓÑ Ò ÓÐ ÓÑÓÐ Ó Ý ×Ô Ö μ ÓÑÓÐÓ Ý Ñ Ò ÓÐ μ Ô× Ù ÓÑ Ò ÓÐ ÓÑÓÐÓ Ý ×Ô Ö μ Ó Ò1Å ÙÐ Ý ÓÑÔÐ Ü ÈË Í ÇÅ ÆÁ ÇÄ Ë Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö × ÙÐØ× Ú Ø × ÐÓÛ Ö Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × ÓÒ 1Ú ØÓÖ × Ó Ô× Ù1 ÓÑ Ò ÓÐ ×o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o¿o1⁄2 ÄÓÛ Ö ÓÙÒ Ì ÓÖ Ñ ÓÖ ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô× Ù ÓÑ Ò ÓÐ ¡ Û Ø Ò Ú ÖØ ×̧ ́¡μ ¡ Ò ·1⁄2 ·1⁄2 ¡ ÓÖ 1⁄2 3⁄4 ́ 1⁄2μÒ ́ 3⁄4μ́ ·1⁄2 μ ÓÖ 1⁄2 ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o¿o3⁄4 ÍÔÔ Ö ÓÙÒ Ì ÓÖ Ñ Ä Ø ¡ ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÓÑÓÐ Ó Ý Ñ Ò ÓÐ Û Ø Ò Ú ÖØ ×̧ ×Ù Ø Ø Ø Ö ́ μ × Ú Ò̧ ÓÖ ́ μ 3⁄4 ·1⁄2 × Ó ̧ Ò Ø Ö ́¡μ 3⁄4 ÓÖ ¬ 3⁄4¬ 1⁄2 ·3⁄4 È ¿ 1⁄4 ¬ Ì Ò ́¡μ ́ ́Òμμ ÓÖ 1⁄2 1⁄2o Ì × ÙÔÔ Ö ÓÙÒ Ø ÓÖ Ñ ÔÔÐ × Û Ò Ø ÓÑÓÐ Ó Ý Ñ Ò ÓÐ × ÙÐ Ö Ò ́ ÖÖ ×Ô Ø Ú Ó Ñ Ò× ÓÒμ Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø ÔÔÐ × ØÓ ÐÐ × ÑÔÐ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ×Ô Ö ×o Ý Ø ÓÑ ØÖ ÓÔ Ö Ø ÓÒ Ó ÔÙÐÐ Ò Ú ÖØ × ́Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o3⁄4μ̧ ÓÒ Ò ÜØ Ò Ø × ØÓ ÐÐ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝØÓÔ ×o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o¿o¿ Á È × ÒÝ ÓÒÚ Ü 1ÔÓÐÝØÓÔ Û Ø Ò Ú ÖØ ×̧ Ø Ò ́È μ ́ ́Òμμo Ì Ú Ò ÐÓÛ Ö Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × Ö ×Ø Ô Ó×× Ð Û Ø Ò Ø Ð ×× Ó × ÑÔÐ Ð Ô ÓÐÝØÓÔ ÓÙÒ Ö ×o Ì ÐÓÛ Ö ÓÙÒ × ØØ Ò Ý Ø Ð ×× Ó ×Ø ÔÓÐÝØÓÔ × © 2004 by Chapman & Hall/CRC 414
ÔØ Ö 1⁄2 ÒÙÑ Ö× Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ò ÓÑ ÔÐ Ü × 1⁄2 ́Ë Ø ÓÒ× 1⁄2 o o3⁄4 Ò 3⁄41⁄4o3⁄4μo Ì Ó Ñ Ø ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÒÙÑ Ö ÐÐÝ ÜÔÐ Ø̧ Û Ú Ø ÓÖÑÙÐ ÓÖ Ø 1Ú ØÓÖ Ó Ý Ð Ô ÓÐÝØÓÔ o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o¿o ÓÖ 3⁄4 Ò 1⁄4 1⁄2̧ Ø ÒÙÑ Ö Ó 1 × Ó Ø Ý Ð ÔÓÐÝØÓÔ ́Òμ Û Ø Ò Ú ÖØ × × ́ ́Òμ μ Ò ǼÒ 3⁄4μ Ò 1⁄2 3⁄4 1⁄4 Ò 1⁄2 ·1⁄2 Ò 1⁄2 3⁄4 1⁄2·Æ Û Ö Æ 3⁄4 3⁄4 o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ 1⁄2 ́ ́Òμμ Ò 3⁄4 3⁄4 · Ò ·1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4 Û × ÓÛ× Ø Ø ÓÖ ¬Ü Ø ÒÙÑ Ö Ó Ø× × ḈÒ 3⁄4 μo ÈÇÄ ÌÇÈ Ë Æ ËÈÀ Ê Ë ÓÖ ÓÙÒ Ö × Ó × ÑÔÐ Ð 1Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò ̧ ÑÓÖ Ò Ö ÐÐÝ ̧ ÓÖ ÙÐ Ö Ò Ô× Ù Ó1 Ñ Ò ÓÐ ×̧ Û Ú Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò × Ö Ð Ø ÓÒ× o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o¿o Ò1 ËÓÑÑ ÖÚ ÐÐ ÕÙ Ø ÓÒ× ÓÖ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÙÐ Ö Ò Ô× Ù ÓÑ Ò ÓÐ ×̧ ÓÖ ÐÐ 1⁄4 Ì × ÕÙ Ø ÓÒ× Ú ÓÑÔÐ Ø × Ö ÔØ ÓÒ Ó Ø Ð Ò Ö ×Ô Ò Ó ÐÐ 1Ú ØÓÖ× Ó 1Ô ÓÐÝØÓÔ × ́ ÕÙ Ú Ð ÒØÐ Ý ̧́ 1⁄2μ1× Ô Ö ×μo ́Ì ÆÒ ×Ô Ò × ¬Ò Ý Ò ÐÙ Ò Ø Ö Ð Ø ÓÒ 1⁄4 1⁄2 o μ ÇÒ ÓÒ× ÕÙ Ò Ó Ø Ò1ËÓÑ Ñ ÖÚ ÐÐ ÕÙ Ø ÓÒ× × Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ö Ð Ø ÓÒ ØÛ Ò Ø 1Ú ØÓÖ Ó ØÖ Ò ÙÐ Ø ÐÐ Ã Ò Ø 1Ú ØÓÖ Ó Ø× ÓÙÒ ÖÝ Ão ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o¿o ÓÖ ØÖ Ò ÙÐ Ø 1 ÐÐ Ã Ò Ø× ÓÙÒ ÖÝ ́ 1⁄2μ1×Ô Ö Ã̧ ́ Ãμ ́Ãμ ·1⁄2 ́Ãμ ÓÖ 1⁄2 ÓÑÔÐ Ø Ö Ø Ö Þ Ø ÓÒ Ó Ø 1Ú ØÓÖ× Ó × ÑÔÐ Ð ́ Ò ̧ Ý Ù Ð ØÝ ̧ × ÑÔÐ μ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝØÓÔ × × Ú Ò Ò Ø ÖÑ× Ó Ø 1Ú ØÓÖ Ò 1Ú ØÓÖ o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o¿o 1 Ì ÓÖ Ñ Ò ÓÒÒ Ø Ú ÒØ Ö Ú ØÓÖ ́ 1⁄4 μ × Ø 1Ú ØÓÖ Ó × ÑÔÐ Ð ÓÒÚ Ü 1ÔÓÐÝØÓÔ Ò ÓÒÐÝ ́ μ ̧ Ò ́ μ ́ 1⁄4 3⁄4 μ × Ò Å1× ÕÙ Ò o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 415
1⁄2 Äo Âo ÐÐ Ö Ò o ÓÖÒ Ö ÇÒ ÓÒ× ÕÙ Ò Ó ́ μ × Ø Ø 1⁄4o ÓÖ ÒØÖ ÐÐÝ × ÝÑÑ ØÖ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ Û Ø ØØ Ö ÐÓÛ Ö ÓÙÒ o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o¿o ÓÖ ÒØÖ ÐÐÝ ×ÝÑÑ ØÖ × ÑÔÐ Ð 1 ÔÓÐ ÝØÓÔ ×̧ 1⁄2 1⁄2 ÓÖ 3⁄4 Ì ÓÐ ÐÓÛ Ò Ö Ø Ñ Ø ÔÖÓÔ ÖØÝ Ó Ø ÒÙÑ Ö× Ó 1 × Ó ÐÐ × ÑÔÐ Ð 1Ô ÓÐÝØÓÔ × × ÓÒ× ÕÙ Ò Ó Ø 1Ø ÓÖ Ño ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o¿o Ú Ò 1⁄4 Ø Ö Ü ×Ø ÔÓ× Ø Ú ÒØ Ö× ́ μ Ò Ǽ μ ×Ù Ø Ø ́ μ ́ μ Ú × ́È μ ÓÖ Ú ÖÝ × ÑÔÐ Ð 1ÔÓÐ ÝØÓÔ È ̧ Ò ́ μ ́ μ Ú × Ò Ò Ò Ǽ μ̧ Ø Ò Ò ́È μ ÓÖ ×ÓÑ × ÑÔÐ Ð 1ÔÓÐÝØÓÔ È o ÇÅÅ ÆÌË Ì ÄÓÛ Ö ÓÙÒ Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o¿o 1⁄2 × Ù ØÓ Ã Ð Ò Ö ÓÑÓÚ ÒØ Ò Ö Ð ØÝ Ú Ò Ö × Ã Ð Ò ÐÙ Ò Ø ÒÓØ Ò ÔÖÓÓ o Ì 1⁄2 × ÖÐ Ö Ò ÓÒ Ý ÃÐ Ò Ø × Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ ÓÙÒ Ö × Ý ÖÒ ØØ o Ë Ã Ð ÓÖ × Ù×× ÓÒ Ó Ø ×ØÓÖ Ý Ó Ø × Ö ×ÙÐ Øo Ì ÍÔÔ Ö ÓÙÒ Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o¿o 3⁄4 × Ù ØÓ ÆÓÚ ÆÓÚ o Ì × Ó ÔÓÐÝ1 ØÓÔ × ́Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o ¿o¿μ Û × ¬Öר ÔÖÓÚ Ý Å ÅÙÐÐ Ò ́× ÅË 1⁄2 μ̧ Ò ÜØ Ò ØÓ ×Ô Ö × Ý ËØ ÒÐ Ý ́× ËØ μo Ì ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ó Ø 1Ú ØÓÖ Ó Ø Ý Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ò ÓÙÒ Ò ÖÙ ̧ Ë Ø ÓÒ× o o¿ Ò o o1⁄2 ÓÖ ÅË 1⁄2 o Ì Ò1ËÓÑ Ñ ÖÚ ÐÐ ÕÙ Ø ÓÒ× ÓÖ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ö Ð ×× Ð ÔÖÓ Ó × Ò ÓÙÒ Ò ÖÙ ̧ ËØ ̧ o Ì ÜØ Ò× ÓÒ ØÓ ÙÐ Ö Ò Ô× Ù ÓÑ Ò ÓÐ × × Ù ØÓ ÃÐ ÃÐ Ò ÕÙ Ú Ö ÒØÚ Ö× ÓÒ ÔÔ Ö× Ò Ö 3⁄4 o Ì 1Ë ÕÙ Ø ÓÒ× Ñ ÔÐÝ Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÒ Ø Ú Ö ÒÙÑ Ö Ó 1 × ÓÒØ Ò Ò 1 Ó × ÑÔÐ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ́ÖÓÙ ÐÝ ̧Ø Ò ÙÑ Ö Ó 1 × Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ù μ Ù ØÓ Æ ÙÐ Òo Ì × × Ò Ù× ÙÐ Ò Ø Ø ÓÖÝ Ó ÝÔ Ö ÓÐ Ö ­ Ø ÓÒ ÖÓÙÔ× o Ë Æ ̧ Ì ÓÖ Ñ ÓÖ Ö Ö Ò × Ò Ö Ñ ¬ Ø ÓÒ× × Ð×Ó Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o1⁄2 ̧ Û × × Ñ Ð Ö Ö ×ÙÐ Ø ÓÖ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò Þ ÓÒÓØÓÔ ×o Ì 1Ø ÓÖ Ñ Û × ÓÒ ØÙÖ Ý Å ÅÙÐ Ð Ò Ò ÔÖÓÚ Ý ÐÐ Ö ̧ Ä ̧ Ò ËØ ÒÐ Ý Ä 1⁄2̧ ËØ 1⁄4 o ÅÓÖ Ö ÒØÐ Ý ̧ ÒÓØ Ö ÔÖÓ Ó Ó Ø Ò ×× ØÝ Ó Ø × ÓÒ 1 Ø ÓÒ× Û × Ú Ò Ý Å ÅÙÐ Ð Ò Å Å ¿ o ÁØ × ÒÓØ ÒÓÛÒ Û Ø Ö Ø × ÓÒ ÓÒ 1 Ø ÓÒ Ó Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o¿o ÓÐ × ÓÖ Ò Ö Ð ØÖ Ò ÙÐ Ø ×Ô Ö ×o Ì 1Ø ÓÖ Ñ × ÓÒÚ Ò ÒØ Ö ÓÖ ÑÙÐ Ø ÓÒ × ÓÒ 1ØÓ1ÓÒ ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ́Ú Ñ ØÖ Ü ÑÙÐ Ø ÔÐ 1 Ø ÓÒμ ØÛ Ò 1Ú ØÓÖ× Ó × ÑÔÐ Ð Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò Å1× ÕÙ Ò ×̧ × Ó ̧ o Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o¿o Û × ÔÖÓÚ Ý ËØ ÒÐ Ý ËØ ̧ ÓÖ ÒÓØ Ö ÔÖÓÓ × ÆÓÚ o Ì 1 ÓÖ Ñ 1⁄2 o¿o × ÖÓÑ ÓÖÒ Ö Ò Ä ÒÙ× ×ÓÒ Ä ̧ Û Ö Ð×Ó Ò ÜÔÐ Ø ÜÔÖ ×× ÓÒ ÓÖ Ø ÑÓ ÙÐÙ× ́ μ × ÚÒo Ì ÕÙ ×Ø ÓÒ Ó Ö Ø Ö Þ Ò 1Ú ØÓÖ × ÓÖ ÓÑÔ Ø Ñ Ò ÓÐ × ÑÓÖ Ò Ö Ð Ø Ò ×Ô Ö × × Ø Ø ÔÖ × ÒØ Ö ÝÓÒ ÓÙÖ Ö o ÀÓÛ Ú Ö̧ ÑÙ ÒØ Ö ×Ø Ò © 2004 by Chapman & Hall/CRC 416
ÔØ Ö 1⁄2 ÒÙÑ Ö× Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ò ÓÑ ÔÐ Ü × 1⁄2 ÛÓÖ × Ò ÓÒ ÓÒ Ø ÑÓÖ Ö ×ØÖ Ø Ú ÕÙ ×Ø ÓÒ Ó Ñ Ò Ñ Þ Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ × Ó ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× ÓÖ Ú Ò Ñ Ò ÓÐ ×̧ × o o ÃÙ 1⁄4̧à ٠̧ Ä1⁄41⁄4̧ ÄÙ1⁄43⁄4 o Ì × × Ó ÒØ Ö ×Ø ÓÖ Æ ÒØ ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ× Ó Ñ Ò ÓÐ × ØÓ ÓÑÔÙØ Ö×o Ì ×ØÙ Ý Ó 1Ú ØÓÖ× Ó ÙÒ ÓÙÒ ÔÓÐÝ Ö Ò ÔÔÖÓ Ý ×ØÙ Ý Ò Ø 1Ú ØÓÖ × Ó ÔÓÐ ÝØÓ Ô Ô Ö× ́È μ̧ Û Ö È × Ô ÓÐÝØÓÔ Ò × Ñ Ü Ñ Ð Ó È o Ë Ä ¿ ÓÖ ×ÙÑÑ ÖÝ Ó ×Ù Ö ×ÙÐ Ø×o 1⁄2 o ÄÄ ÇÅ ÈÄ Ë Ä ÇËË Ê ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝØÓÔ × Ò × Ó ×Ù Ö ¬Ò Ò ÔØ Ö 1⁄2 o ÔÓÐ Ý Ö Ð ÓÑÔ Ð Ü × ¬Ò Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò Ê Ò ×Ù Ø Ø ́ μ 3⁄4 Ò × Ó ̧Ø Ò 3⁄4 Ò ́ μ 3⁄4 Ò ̧ Ø Ò × Ó ÓØ o Ì ×Ô Ó × Ë 3⁄4 ̧ ×Ù ×Ô Ó Ê Ò o Ü ÑÔÐ × Ó ÔÓÐÝ Ö Ð ÓÑ ÔÐ Ü × Ö Ú Ò Ý ÓÙÒ ÖÝ Ó ÑÔÐ Ü × È Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝØÓÔ × È ́ o o̧ Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÐÐ ÔÖÓÔ Ö ×μo ÓÑ ØÖ × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü ́ ¬Ò Ò Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o1⁄2μ × Ô ÓÐÝ Ö Ð ÓÑ ÔÐ Ü ÐÐ Ó Û Ó× ÐÐ× Ö × ÑÔÐ ×o Ù Ð ÓÑÔ Ð Ü × Ô ÓÐÝ Ö Ð ÓÑÔÐ Ü ÐÐ Ó Û Ó× ÐÐ× Ö ́ ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ ×ÓÑÓÖÔ ØÓμ Ù ×o Ö ÙÐ Ö ÐÐ ÓÑÔ Ð Ü × Ñ ÐÝ Ó ÐÓ× ÐÐ× ́ ÓÑ ÓÑ ÓÖÔ × Ó Ü 3⁄4 Ê ¬ ¬ Ü 1⁄2 μ Ò À Ù× ÓÖ« ×Ô ×Ù Ø Ø ́ μ Ø ÒØ Ö ÓÖ× Ó Ø ÐÐ× Ô ÖØ Ø ÓÒ Ò ́ μ Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó ÐÐ Ò × ÙÒ ÓÒ Ó ÓØ Ö ÐÐ× Ò o Ì Ñ Ñ Ö× Ó Ö ÐÐ ́ ÐÓ× μ ÐÐ× ÓÖ ×o Ì Ñ Ò× ÓÒ Ó ÐÐ × Ø× ØÓÔÓÐÓ Ð Ñ Ò× ÓÒ Ò Ñ Ñ Ü 3⁄4 Ñ o Ö ÙÐ Ö ÐÐ ÓÑÔÐ Ü × Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ ÔÖ ÓÔ ÖØÝ ̧ Û Ò Ú Ö Ø ÒØ Ö× 1 Ø ÓÒ Ó ØÛÓ ÐÐ× × ÒÓÒ Ñ ÔØÝ ̧ Ø Ò Ø × ÒØ Ö× Ø ÓÒ × Ð×Ó ÐÐ Ò Ø ÓÑÔÐ Üo ÈÓÐ Ý Ö Ð ÓÑ ÔÐ Ü × Ö Ü ÑÔÐ × Ó Ö ÙÐ Ö ÐÐ ÓÑ ÔÐ Ü × Û Ø Ø ÒØ Ö1 × Ø ÓÒ ÔÖ ÓÔ ÖØÝ o Ê ÙÐ Ö ÐÐ ÓÑ ÔÐ Ü × Û Ø Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ ÔÖÓÔ ÖØÝ Ò Ö ÓÒ× ØÖÙ Ø ÙÔ ØÓ ÓÑ ÓÑ ÓÖÔ ×Ñ ÖÓÑ Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ×ØÖ Ø ÓÑ ÔÐ Ü ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ø Ñ ÐÝ Ó Ú ÖØ Ü × Ø× Ó Ø× ÐÐ ×o ÓÖ Ö ÙÐ Ö ÐÐ ÓÑ ÔÐ Ü ̧ Ð Ø Ø ÒÙÑ Ö Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÐÐ×̧ Ò Ð Ø ¬ Ñ É À ́ É μo Ì Ð ØØ Ö ÒÓØ × 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ö Ù × Ò ÙÐ Ö ÓÑÓÐ Ó Ý Û Ø Ö Ø ÓÒ Ð Ó Æ ÒØ× Ó Ø ×Ô × ÅÙÒ ̧ ËÔ ÓÖ ÜÔÐ Ò Ø ÓÒ× Ó Ø × ÓÒ ÔØo Ì Ò Û Ú Ø 1Ú ØÓÖ ́ 1⁄4 1⁄2 μ Ò Ø ØØ × ÕÙ Ò ¬ ́¬ 1⁄4 ¬ 1⁄2 μ Ó o Ì × ¬Ò Ø ÓÒ× Ò Ö Ð Þ Ø Ó× ÔÖ Ú ÓÙ× ÐÝ Ú Ò Ò Ø × ÑÔÐ Ð × o ËÁ 1Î ÌÇÊ Ê Ä ÌÁÇÆË ÑÓÒ Ø Ð ×× × Ó ÓÑÔÐ Ü × ̄ × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü × ̄ ÔÓÐÝ Ö Ð ÓÑ ÔÐ Ü × © 2004 by Chapman & Hall/CRC 417
1⁄2 Äo Âo ÐÐ Ö Ò o ÓÖÒ Ö ̄ Ö ÙÐ Ö ÐÐ ÓÑÔÐ Ü × Û Ø Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ ÔÖÓÔ ÖØÝ ̄ Ö ÙÐ Ö ÐÐ ÓÑÔÐ Ü × × ÔÖÓÔ Ö ×Ù Ð ×× Ó Ø× ×Ù ××ÓÖo Ì Ù× ÓÒ Ñ ÝÛ ÓÒ Ö ÓÛ Ñ ÒÝÓ Ø Ö Ð Ø ÓÒ× ÓÖ 1Ú ØÓÖ × Ó × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü × Ú Ò Ò Ë Ø ÓÒ× 1⁄2 o 1⁄2ß1⁄2 o¿ Ò ÜØ Ò ØÓ Ø × ÖÓ Ö Ð ×× × Ó ÓÑÔÐ Ü ×o Ð× Ó̧ Û Ø Ò Û Ô ÒÓÑ Ò ́ÒÓØ Ú × Ð Ò Ø × ÑÔÐ Ð × μ Ö × ËÓÑ Ò×Û Ö× Ö Ú Ò Ò Ø × × Ø ÓÒ Ò Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ÓÒ ̧ ÙØ ÙÖÖ ÒØ Ò Ó ÛÐ × ÕÙ Ø Ö Ñ ÒØ ÖÝ o Ï Ò Ö Û Ø Ø Ñ Óר Ò Ö Ð Ö Ð Ø ÓÒ×o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o1⁄2 ́ 1⁄4 μ × Ø 1Ú ØÓÖ Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ö ÙÐ Ö ÐÐ ÓÑÔÐ Ü Ò ÓÒÐ Ý 1⁄2 Ò 3⁄4 ÓÖ ÐÐ 1⁄4 o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o3⁄4 × Ø 1Ú ØÓÖ Ó Ö ÙÐ Ö ÐÐ ÓÑÔÐ Ü Û Ø Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ ÔÖÓÔ ÖØÝ Ò ÓÒ ÐÝ × Ã1× ÕÙ Ò o Ä Ø ¬ ́ ¬ 1⁄4 ¬ 1⁄2 μ 3⁄4 Æ ́1⁄2μ ¬Ü ̧ Ò ÓÖ Ú ÖÝ × ÕÙ Ò ́ 1⁄4 1⁄2 μ Ð Ø 1⁄2 ́ 1⁄2μ ́ ¬ μ ÓÖ 1⁄4 ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o¿ ́ 1⁄4 μ × Ø 1Ú ØÓÖ Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ö ÙÐ Ö ÐÐ ÓÑÔÐ Ü Û Ø ØØ × 1 ÕÙ Ò ¬ Ò ÓÒ ÐÝ 1⁄2 1⁄2 Ò 1⁄2 ÓÖ 1⁄4 o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o ÓÖ 3⁄4 Æ ́1⁄2μ Ø ÓÐÐÓÛ Ò Ö ÕÙ Ú Ð ÒØ ́ μ × Ø 1Ú ØÓÖ Ó Ö ÙÐ Ö ÐÐ ÓÑÔÐ Ü Û Ø Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ ÔÖÓÔ ÖØÝ Ò Û Ø ØØ × ÕÙ Ò ¬ ́ μ 1⁄2 1⁄2 Ò ·1⁄2 ́ · ¬ μ 1⁄2 ÓÖ ÐÐ 1⁄2o Ì × Ö ×ÙÐ Ø× × ÓÛ Ø Ø Ø 1Ú ØÓÖ× Ó Ö ÙÐ Ö ÐÐ ÓÑ ÔÐ Ü × ́Û Ø ÓÖ Û Ø 1 ÓÙØ ØØ ÒÙÑ Ö ÓÒ×ØÖ ÒØ× μ Ö ÓÒ× Ö ÐÝ ÑÓÖ Ò Ö Ð Ø Ò Ø 1Ú ØÓÖ × Ó × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü ×̧ ÙØ Ø Ø Ø ØÛÓ Ð ×× × Ó 1Ú ØÓÖ× Ö Ò Ø ÔÖ × Ò Ó Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ ÔÖÓÔ ÖØÝ o ÇÅÅ ÆÌË Ê ÙÐ Ö ÐÐ ÓÑ ÔÐ Ü × Ö ÒÓÛÒ × Ö ÙÐ Ö Ï Ó ÑÔÐ Ü × Ò Ø ØÓÔÓÐÓ Ð Ð Ø Ö ØÙÖ Ä Ï o Ì ÒÓÒÖ ÙÐ Ö Ï ÓÑ ÔÐ Ü × Ó« Ö Ò Ú Ò ÑÓÖ Ò Ö Ð Ð ×× Ó ÐÐ ÓÑÔÐ Ü × Ä Ï ̧ ÅÙÒ ̧ ËÔ ̧ ÙØ Ø Ö × Ú ÖÝ Ð ØØÐ ÓÒ Ò × Ý Ó Ù Ø 1Ú ØÓÖ × Ò Ø Ø Ò Ö Ð ØÝ o Ë ÄË · ¿̧ Ë Ø ÓÒ o ÓÖ Ø Ð × Ù×× ÓÒ Ó Ö ÙÐ Ö ÐÐ ÓÑ ÔÐ Ü × ÖÓÑ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÔÓ ÒØÓ Ú Û o ÓÖ Ø Ö × ÙÐØ× Ó Ø × × Ø ÓÒ × Ã ̧ à 1⁄2̧ à o Ö Ø Ö Þ Ø ÓÒ Ó 1Ú ØÓÖ× Ó ́ Ù Ðμ ×Ù ÓÑÔÐ Ü × Ó Ù Ò ÓÙÒ Ò Ä Ò 1⁄2 ̧ Ò Ó Ö ÙÐ Ö ÐÐ ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ× Ó ×Ô Ö × Ò Ý o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 418
ÔØ Ö 1⁄2 ÒÙÑ Ö× Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ò ÓÑ ÔÐ Ü × 1⁄2 1⁄2 o Æ Ê Ä ÈÇÄ ÌÇÈ Ë Æ ËÈÀ Ê Ë Ä ÇËË Ê ­ Ó × Ò ́Ô ÓÐÝ Ö Ðμ ́ 1⁄2μ1 ÓÑÔÐ Ü ¡ × Ò 1⁄2 ́ 3⁄4 ́ ¡¡¡ ́ Ó × Ò ¡o ÁØ × Ò Ë1­ Ë Ñ 1⁄2 Ñ 1⁄4 1⁄2 1⁄2 Ä Ø Ë Ë ́¡μ ÒÓØ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ë1­ × Ò ¡o Ì ÙÒ Ø ÓÒ Ë Ë ̧ Ë 1⁄4 1⁄2 1⁄2 ̧ × ÐÐ Ø ­ 1Ú ØÓÖ Ó ¡o Á Ë Ì Ë ́ 1⁄2μ Ë Ì Ì Ø Ò Ø ÙÒ Ø ÓÒ Ë Ë ̧ Ë 1⁄4 1⁄2 1⁄2 ̧ × ÐÐ Ø ­ 1Ú ØÓ Öo ÓÖ Ë 1⁄4 1⁄2 Ò ÒÓÒ ÓÑ ÑÙØ Ò ×ÝÑ ÓÐ× Ò ̧Ð ØÙ Ë Ù 1⁄4 Ù 1⁄2 ¡¡ ¡Ù 1⁄2 Ø 1ÛÓÖ ¬Ò Ý Ù 3⁄4 Ë Ò Ù ÓØ ÖÛ × o Ï Ò ¡ × ×Ô Ö Ð ́ÓÖ̧ ÑÓÖ Ò Ö ÐÐÝ ̧ ÙÐ Ö Òμ̧ Ø Ò Ø 1Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð È Ë Ù Ë × Ð×Ó Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ò · Ò · o ́ÆÓØ Ø Ø Ø Ö Ó × 1⁄2 Ò Ø Ö Ó × 3⁄4oμ Ì Ö × ÙÐØ Ò 1Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ë Ù Ë Û Û Û Ö Ø Ö Ø1 Ò ×ÙÑ × ÓÚ Ö ÐÐ 1ÛÓÖ × Û Ó Ö ̧ × ÐÐ Ø 1 Ò Ü ̈́¡μ Ó ¡o ÓÖ 3⁄41̧ ¿1̧ Ò 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ Ø 1 Ò Ü × 3⁄4 ·́ 1⁄4 3⁄4μ ̧ ¿ ·́ 1⁄4 3⁄4μ ·́ 3⁄4 3⁄4μ ̧ Ò ·́ 1⁄4 3⁄4μ 3⁄4 ·́ 1⁄2 1⁄4 μ ·́ ¿ 3⁄4μ 3⁄4 · ́ 1⁄43⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4 1⁄4 · μ 3⁄4 ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝo ÓÖ ÒÝ ÓÒÚ Ü 1ÔÓÐÝØÓÔ È ̧Û ¬Ò Ø ØÓÖ 1Ú ØÓÖ Ò ØÓÖ 1Ú ØÓÖ Ö ÙÖ× Ú ÐÝ Ý ́È Üμ È 1⁄4 Ü Ò ́È Üμ È 3⁄4 1⁄4 Ü ̧ Û Ö 1⁄2 Ò Ø ÓÐÐÓÛ Ò Ö Ð Ø ÓÒ× ÓÐ ́ μ ́ Ü μ ́ Ü μ 1⁄2 Ò ́ μ ́È Üμ È Ó È È ́ Ü μ́Ü 1⁄2μ 1⁄2 Ñ o ́ ÓÑÔ Ö ØÓ Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o o1⁄2̧ Û Ö Ø × ØÓÖ 1Ú ØÓÖ × ¬Ò ÓÖ ÒÝ ÔÓÐÝ1 Ö Ð ÓÑ ÔÐ Üo ÁÒ Ø ÒÓØ Ø ÓÒ Ú Ò Ø Ö ̧ Û Ú ¬Ò Ò ÓÖ Ø ÓÑ ÔÐ Ü Èoμ Ï Ò È × × ÑÔÐ Ð̧ Ø × ¬Ò Ø ÓÒ Ó Ò × Û Ø Ø Ø Ó Ø Ù×Ù Ð 1Ú ØÓÖ̧ × ¬Ò Ò Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o3⁄4o ÓÖ 3⁄41̧ ¿1̧ Ò 1Ô ÓÐÝØÓÔ ×̧ Ø 1 Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð × 1⁄2·́ 1⁄4 ¿μÜ̧1⁄2 · ́ 1⁄4 μÜ̧ Ò 1⁄2 · ́ 1⁄4 μÜ·́1⁄21⁄4 ¿ 1⁄4 ¿ ¿ · 1⁄4¿ μÜ 3⁄4 ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o Ö Ø ÓÒ Ð ÔÓÐÝØÓÔ × ÓÒ Û Ó× Ú ÖØ × ÐÐ Ú Ö Ø ÓÒ Ð ÓÓÖ Ò Ø ×o ÕÙ Ú 1 Ð ÒØÐÝ ̧ ÐÐ Ñ Ü Ñ Ð × Ö Ø ÖÑ Ò Ý Ð Ò Ö ÓÖÑ × Û Ø Ö Ø ÓÒ Ð Ó Æ ÒØ×o Ù Ð ÔÓ ÐÝ ØÓÔ × ÓÒ Ø Ø × Ù Ð ÓÙÒ ÖÝ ÓÑ ÔÐ Üo ÓÖ ÒÝ Ù Ð ́ 1⁄2μ1 ÓÑ ÔÐ Ü Û Ø 1Ú ØÓÖ ́ 1⁄4 1⁄2 μ̧ ¬Ò Ø Ù Ð 1Ú ØÓÖ ́ 1⁄4 μ Ý ́ 1⁄2μ 3⁄4 1⁄2 · 1⁄2 ́ 1⁄2μ 3⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄4 ÓÖ 1⁄4 Ì Ù Ð 1Ú ØÓÖ ́ 1⁄4 3⁄4 μ × ¬Ò Ý 1⁄4 1⁄4 3⁄4 1⁄2 Ò 1⁄2 ÓÖ 1⁄2o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 419
3⁄41⁄4 Äo Âo ÐÐ Ö Ò o ÓÖÒ Ö Ò ÙÐ Ö Ò ÔÓÐ Ý Ö Ð Ó ÑÔÐ Ü × ÓÒ Û Ó× ¬Ö ר ÖÝ ÒØÖ ×Ù Ú × ÓÒ × Ò ÙÐ Ö Ò Ô× Ù ÓÑ Ò ÓÐ o Ü ÑÔÐ × Ö ÓÙÒ ÖÝ ÓÑ ÔÐ Ü × Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ×Ô Ö Ð Ô ÓÐÝ Ö Ð ÓÑÔÐ Ü ×̧ o o̧ Ø Ó× Û Ó× ÙÒ ÖÐÝ Ò ×Ô × ÓÑ Ó1 ÑÓÖ Ô ØÓ ×Ô Ö o ́ ÒØÖ Ðμ ÝÔ ÖÔÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ × ÓÐÐ Ø ÓÒ À Ó Ò Ð Ò Ö ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ò Ê ̧ Ú Ò Ý ÒÓÖÑ Ð Ú ØÓÖ× Ü 1⁄2 Ü Ò ́× Ë Ø ÓÒ o1⁄2o ¿μo Ì ÖÖ Ò Ñ ÒØ × ×× ÒØ Ð Ø ÒÓÖÑ Ð× Ü ×Ô Ò Ê o Ì ××Ó Ø ÞÓÒÓØÓÔ × Ø Å Ò ÓÛ× ×ÙÑ Ó Ø Ò Ð Ò × Ñ ÒØ× Ü Ü ̧ o o̧ È Ü 1⁄2 1⁄2 ́× Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o1⁄2o μo ÄÁÆ Ê Ê Ä Ì ÁÇÆË Ï Ú Ø Ð Ò Ö ÕÙ Ð Ø × ÓÒ Ø ÒÚ Ö ÒØ× ¬Ò ÓÚ Ø Ø Ö ÒÓÛ Ò ØÓ ÓÐ ÓÖ ÐÐ ÓÙÒ ÖÝ ÓÑ ÔÐ Ü × Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ̧ ÑÓÖ Ò Ö ÐÐÝ ̧ ÓÖ ÐÐ ÙÐ Ö Ò ÔÓÐÝ Ö Ð ÓÑÔÐ Ü ×o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o1⁄2 ÓÖ ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÙÐ Ö Ò ÔÓÐ Ý Ö Ð ÓÑÔÐ Ü ×̧ Ø ÓÐÐÓÛ Ò Ö Ð Ø ÓÒ× Ð1 Û Ý× ÓÐ ÓÖ Ø ­ ̧ Ø ØÓÖ ̧ Ò Ø ­ ́ μ Ë 1⁄4 1⁄2 ÖË ÓÖ ÐÐ Ë 1⁄4 1⁄2 ́ μ ÓÖ 1⁄4 Ò ́ μ È 1⁄2 ·1⁄2 ́ 1⁄2μ 1⁄2 Ë ́ 1⁄2 ́ 1⁄2μ 1⁄2 μ Ë Û Ò Ú Ö 3⁄4 Ë 1⁄2 Û Ø 3⁄4 Ò Ë ·1⁄2 1⁄2 o ÁØ × ÒÓÛÒ Ø Ø Ø Ö Ð Ø ÓÒ× Ò Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o1⁄2́ μ̧ Ø Ò Ö Ð Þ Ò1 ËÓ ÑÑ ÖÚ ÐÐ ÕÙ Ø ÓÒ×̧ ÓÑÔÐ Ø ÐÝ × Ö Ø Ð Ò Ö ×Ô Ò Ó ÐÐ ­ 1Ú ØÓÖ× Ó ÙÐ Ö Ò ÓÑ ÔÐ Ü ×̧ Ò ×Ó Ø Ý ÑÔÐ Ý Ø Ó× Ò ́ μo Ë Ò Ø ØÓÖ × ÒÓÛÒ ØÓ Ð Ò Ö ÙÒ Ø ÓÒ Ó Ø ­ ̧ Ø Ý ÑÔÐ Ý Ø Ó× Ò ́ μ × Û ÐÐo Ì Ð Ò Ö ×Ô Ò Ó ­ 1Ú ØÓÖ× × Ñ Ò× ÓÒ ̧ Û Ö × Ø Ø ÓÒ ÒÙÑ Ö ́ ¬Ò Ý Ø Ö ÙÖÖ Ò 1⁄2 · 3⁄4 ̧ 1⁄4 1⁄2 1⁄2μo Ì Ö Ö 1 ÛÓÖ × Ó Ö o ÙÖØ ÖÑ ÓÖ ̧ Ø Ó Æ ÒØ× Û Ó Ø 1 Ò Ü̧ ÓÒ× Ö × Ð Ò Ö ÜÔÖ ×× ÓÒ× Ò Ø Ë ̧ ÓÖÑ Ð Ò Ö × × ÓÖ Ø ×Ô Ò Ó ­ 1Ú ØÓÖ × Ó 1Ô ÓÐÝØÓÔ ×o Ì ÆÒ ×Ô Ò Ó ÐÐ ­ 1Ú ØÓÖ × × ¬Ò Ý Ò ÐÙ Ò Ø Ö Ð Ø ÓÒ 1⁄2 o ÓÖ Ù Ð Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò ×Ô Ö ×̧ Ø Ù Ð 1Ú ØÓÖ × Ø ×¬ × Ø Ò ÐÓ Ù Ó Ø Ò1ËÓÑÑ ÖÚ ÐÐ ÕÙ Ø ÓÒ×o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o3⁄4 ÓÖ Ù Ð 1ÔÓÐÝØÓÔ × Ò Ù Ð ́ 1⁄2μ1×Ô Ö ×̧ ÓÖ ÐÐ 1⁄4 Ì × Ú ÐÐ Ð Ò Ö Ö Ð Ø ÓÒ× × Ø ×¬ Ý 1Ú ØÓÖ× Ó Ù Ð Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò ×Ô Ö ×o Ì Ù Ð 1Ú ØÓÖ × Ø ×¬ ×̧ × Û ÐÐ̧ Ø ÕÙ Ø ÓÒ× Ó Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o¿o ̧ Ð Ò Ò Ø Ó Ù Ð ÐÐ ØÓ Ø Ó Ø× ÓÙÒ ÖÝ ×Ô Ö o ÄÁÆ Ê ÁÆ ÉÍ Ä ÁÌÁ Ë ËÓÑ Ð Ò Ö Ò ÕÙ Ð Ø × Ø Ø ÓÐ ÓÖ ­ 1Ú ØÓÖ× Ó ÐÐ ÔÓÐÝØÓÔ ÓÙÒ Ö × Ö Ú Ò Ò Ø × × Ø ÓÒo Ì Ð ×Ø × ÒÓØ Ø ÓÙ Ø ØÓ ÓÑÔÐ Ø ̧ ÐØ ÓÙ Ø Ö Ö ÒÓ ÓÒ ØÙÖ × ÓÖ Û Ø Ø ÓÑ ÔÐ Ø × Ø Ñ Ø o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 420
ÔØ Ö 1⁄2 ÒÙÑ Ö× Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ò ÓÑ ÔÐ Ü × 3⁄41⁄2 ÓÖ Ó Ò1Å ÙÐ Ý ÔÓ ÐÝ Ö Ð Ó ÑÔÐ Ü̧ o o̧ ÓÒ Û Ó× ¬Ö ר ÖÝ ÒØÖ ×Ù Ú × ÓÒ × Ó Ò1Å ÙÐ Ý × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü̧ Ø ­ × ÐÛ Ý× ÒÓÒÒ 1 Ø Ú o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o¿ ÓÖ Ó Ò1Å ÙÐ Ý ÔÓ ÐÝ Ö Ð ́ 1⁄2μ1 ÓÑÔÐ Ü ̧ Û Ú Ë ́ μ 1⁄4 ÓÖ ÐÐ Ë 1⁄4 1⁄2 o ÓÖ Ò Ö Ð ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝØÓÔ ×̧ Û Ð × Ó Ú ÒÓÒÒ Ø Ú ØÝ Ó Ø 1 Ò Üo ÁÒ Ø̧ Ø 1 Ò Ü Ó ÒÝ 1ÔÓÐÝØÓÔ × Ñ Ò Ñ Þ Ø ÖÑÛ × ÝØ 1 Ò Ü Ó Ø 1× ÑÔÐ Ü ¡ ́ μ o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o ÓÖ ÓÒÚ Ü 1ÔÓÐÝØÓÔ È ̧ Û ́È μ Û ́¡ ́ μ μ 1⁄4 ÓÖ ÐÐ 1Û ÓÖ × Û Ó Ö o Ì Ö Ö Ð×Ó Ö Ð Ø ÓÒ× ØÛ Ò Ø 1 Ó Æ ÒØ× Û ÓÖ ÒÝ Ô ÓÐ ÝØÓÔ o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o ÓÖ ÒÝ 1 ÔÓÐÝ ØÓÔ È Ù Ú ́È μ Ù 3⁄4 Ú ́È μ ÓÖ ÒÝ 1ÛÓÖ × Ù Ò Ú Û Ø Ù · Ú 3⁄4o ÓÖ Ö Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝØÓÔ ×̧ Ø × ÒÓÛÒ̧ ÙÖØ Ö̧ Ø Ø Ø ØÓÖ × ÙÒ ÑÓ Ðo ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o ÓÖ Ö Ø ÓÒ Ð 1⁄2 ÓÒÚ Ü 1 ÔÓÐ ÝØÓÔ ̧ 1⁄4 ÓÖ 3⁄4 o Ê Ð Ø ØÓ Ø × × Ø Ó ÐÐÓÛ Ò Ò ÓÒÐ Ò Ö Ò ÕÙ Ð ØÝ ÓÐ Ò ØÛ Ò Ø 1 Ú ØÓÖ × Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ È Ò ÒÝ Ó Ø× × o Ï Ò Ó Ø Ý È Ø Ð Ò Ó Ò È ̧ o o̧ Ø Ô ÓÐÝØÓÔ Û Ó× Ð ØØ Ó × × ́ ×ÓÑÓÖÔ ØÓμ Ø ÒØ ÖÚ Ð È Ò Ø Ð ØØ Ó È o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o ÓÖ Ö Ø ÓÒ Ð 1⁄2 ÔÓÐ ÝØÓÔ È Ò ÒÝ ̧Û Ú Ø Ô ÓÐÝÒ ÓÑ Ð Ò ÕÙ Ð ØÝ ́È Øμ ́ Øμ ́È Ø μ 1⁄4 o o̧ ÐÐ Ó Æ ÒØ× Ó Ø × ÔÓÐÝÒ ÓÑ Ð Ö ÒÓÒÒ Ø Ú o Ï Ú × Ñ Ð Ö Ö Ð Ø ÓÒ ØÛ Ò Ø 1 Ò Ü Ó Ô ÓÐÝØÓÔ Ò Ø Ø Ó ÒÝ o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o ÓÖ ÒÝ ÔÓÐÝØÓÔ È Ò ÒÝ ̧Û Ú Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ò ÕÙ Ð Ø × ̈́È μ ¡ ̈́ μ ¡ ̈́È μ ̈́ μ ¡ ¡ ̈́È μ ̈́ μ ¡ ̈́È μ ¡ 1⁄2 ÆÓØ ́ Ò Â ÒÙ ÖÝ 3⁄41⁄41⁄4¿μ × ÓÒ× ÕÙ Ò Ó Ö ÒØÛ ÓÖ Ý Ão à ÖÙ ́À Ö Ä × ØÞ Ø ÓÖ Ñ ÓÖ ÒÓÒÖ Ø ÓÒ Ð ÔÓÐÝØÓÔ ×̧ ÔÖ ÔÖ ÒØ̧ Ñ Ö 3⁄41⁄41⁄43⁄4̧ Ö Ú Ñ Ø »1⁄41⁄21⁄23⁄41⁄4 μ̧ Ø ÔÔ Ö× Ø Ø Ø ÛÓÖ Ö Ø ÓÒ Ð Ò Ö ÑÓÚ Ò Ì ÓÖ Ñ× 1⁄2 o o Ò 1⁄2 o o o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 421
3⁄43⁄4 Äo Âo ÐÐ Ö Ò o ÓÖÒ Ö Û Ö ̈́È μ̧ ̈́ μ̧ Ò ̈́È μ Ö Ø 1 Ò × Ó È ̧ ̧ Ò È ̧Ö ×Ô Ø Ú ÐÝo × Û Ø 1Ú ØÓÖ× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ Ø Ö ­ 1Ú ØÓÖ ×̧ ­ 1Ú ØÓÖ × Ò 1 Ò × × Ø × Ý Ø ÙÔÔ Ö ÓÙÒ Ø ÓÖ Ño ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o Á È × 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÓ ÐÝØÓÔ Û Ø Ò Ú ÖØ ×̧ Ø Ò ÓÖ ÒÝ Ȩ̈ Ë ́È μ Ë ́ ́Òμμ Ë ́È μ Ë ́ ́Òμμ Ò Ø ÖÑÛ × × ÔÓÐ ÝÒÓÑ Ð× ̈́È μ ̈́ ́Òμ μ Û Ö ́Òμ × Ø Ý Ð 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ Û Ø Ò Ú ÖØ ×o Ò ÐÐÝ ̧Û Ú Ø ÓÐÐÓÛ Ò ÐÓÛ Ö ÓÙÒ × ÓÖ Ø ÒÙÑ ÖÓ ÚÖØ × Ó ÔÓÐÝ1 ØÓÔ × Û Ø ÒÓ ØÖ Ò ÙÐ Ö × ́Ø × Ò ÐÙ × Ø Ð ×× Ó Ù Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×μ̧ Ò ÓÖ Ø ÓÑ Ò ÒÙÑ Ö× Ó Ú ÖØ × Ò Ø× Ó ÒØÖ ÐÐÝ ×ÝÑ Ñ ØÖ Ô ÓÐÝØÓÔ ×o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o1⁄21⁄4 1ÔÓÐ ÝØÓÔ Û Ø ÒÓ ØÖ Ò ÙÐ Ö 3⁄41 × Ø Ð ×Ø 3⁄4 Ú ÖØ ×o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o1⁄21⁄2 Ì Ö Ü ×Ø× ÓÒ ×Ø ÒØ 1⁄4 ×Ù Ø Ø ÐÓ 1⁄4 ¡ ÐÓ 1⁄2 ÓÖ ÒÝ ÒØÖ ÐÐÝ ×ÝÑÑ ØÖ 1 ÔÓÐÝØÓÔ o À È ÊÈÄ Æ ÊÊ Æ Å ÆÌË Æ ÇÆÇÌ ÇÈ Ë Ò ×× ÒØ Ð ÝÔ ÖÔÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ À ¬Ò × ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ Ó Ê ÒØÓ Ô ÓÐÝ 1 Ö Ð ÓÒ × ́ × Ò Ë Ø ÓÒ o1⁄2o ¿μo Ì × ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ À ̧ Ö ÙÐ Ö ÐÐ ÓÑÔÐ Ü Ò1 Ø Ö× Ø Û Ø Ø ÙÒ Ø ×Ô Ö ̧ × ­ 1Ú ØÓÖ Ù Ð ØÓ Ø Ø Ó Ø× ××Ó Ø ÞÓÒÓ1 ØÓÔ ̧ Ò Ø × Ò× Ø Ø Ë ́ À μ Ë ́ μ̧ Û Ö Ë 1⁄2 1⁄2 Ò Ë 1⁄2 o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o1⁄23⁄4 Ì ­ 1Ú ØÓÖ Ó Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ ́ÓÖ ÞÓÒ ÓØÓÔ μ Ô Ò × ÓÒÐÝ ÓÒ Ø Ñ ØÖÓ ́Ð Ò Ö Ô Ò Ò Ý ×ØÖÙ ØÙÖ μ Ó Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ü 1⁄2 Ü Ò o ÐØ ÓÙ ÖÐÝ ×Ô Ð ×Ù Ð ×× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ Ø ÞÓÒÓØÓÔ × ÒÓÒ Ø Ð ×× Ö Ú Ö ÒÓÙ ØÓ ÖÖÝ ÐÐ Ø Ð Ò Ö Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÖÖ Ý­ Ò ÙÑ Ö× Ó Ò Ö Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o1⁄2¿ Ì ­ 1Ú ØÓÖ× Ó ÞÓÒÓØÓÔ × ́ Ò Ø Ù× Ó ÝÔ ÖÔÐ Ò ÖÖ Ò Ñ Ò Ø×μ × Ø × Ý Ø Ò Ö Ð Þ Ò1Ë ÓÑÑ ÖÚ ÐÐ ÕÙ Ø ÓÒ ×̧ Ò Ø Ö Ö ÒÓ ÓØ Ö Ð Ò Ö Ö Ð Ø ÓÒ× ÒÓØ ÑÔÐ Ý Ø × o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 422
ÔØ Ö 1⁄2 ÒÙÑ Ö× Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ò ÓÑ ÔÐ Ü × 3⁄4¿ Ï Ò Ø ÓÑ × ØÓ Ð Ò Ö Ò ÕÙ Ð Ø ×̧ Ó Û Ú Ö̧ « Ö Ò ØÛ Ò ÞÓÒÓØÓÔ × Ò Ò Ö Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ñ Ö ×o × Û Ø Ò Ö Ð ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ Û Ú ÒÓÒ1 Ò Ø Ú ØÝÓ Ø 1 Ò Ü ÓÖ ÞÓÒÓØÓÔ ×o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø 1 Ò Ü Ó ÒÝ 1ÞÓÒÓØÓÔ × Ñ Ò Ñ Þ Ø ÖÑÛ × Ý Ø 1 Ò Ü Ó Ø 1 Ù ́ μ o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o1⁄2 ÓÖ ÓÒÚ Ü 1ÞÓÒÓØÓÔ ̧ Û ́ μ Û ́ ́ μ μ 1⁄4 ÓÖ ÐÐ 1ÛÓÖ × Û Ó Ö o ÙÖØ Ö̧ Ø ÛÓÖ Û × 3×̧ Ø Ò 3⁄4 Ú × Û ́ μo Ì Ö × Ð×Ó ×ØÖ Ò Ø Ò Ò Ó Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o ÓÖ Þ ÓÒÓØÓÔ ×o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o1⁄2 ÓÖ ÒÝ 1ÞÓÒ ÓØÓÔ Ù Ú ́ μ Ù 3⁄4 Ú ́ μ Ù Ú ́ ́ μ μ Ù 3⁄4 Ú ́ ́ μ μ ÓÖ ÒÝ 1Û ÓÖ × Ù Ò Ú Û Ø Ù · Ú 3⁄4o Ì ÓÐ ÐÓÛ Ò Ö ×ÙÐ Ø × Ø Ñ Óר Ö Ø ÒØ ÖÔÖ Ø Ø ÓÒ Û Ò Ø × ×Ø Ø ÓÖ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ̧ Û Ö Ø ÓÙÒ × Ø Ú Ö ÒÙÑ Ö Ó 1⁄2 1­ × Ò Ò 1 Ý Ø ÒÙÑ Ö Ó 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1­ × Ò Ò ́ 1⁄2μ1 Ù o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o1⁄2 ÓÖ ÝÔ ÖÔÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ À Ò Ê Ò Ë 1⁄2 1⁄2 Û Ø 3⁄4̧ Ë ́ À μ ́ À μ 1⁄2 1⁄2 1⁄2 3⁄4 1⁄2 1⁄2 3⁄4 1⁄2 Ì Ö × ×ØÖ Ø ÓÖÛ Ö Ö ÓÖÑÙÐ Ø ÓÒ Ó Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o1⁄2 ÓÖ Þ ÓÒÓØÓÔ × Ø Ø × × ÐÝ × Ò ÒÓØ ØÓ Ú Ð ÓÖ ÐÐ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o Æ Ê Ä ¿1 Æ 1 ÈÇÄ ÌÇÈ Ë Ï × Ö Ö Ø × ØÙ Ø ÓÒ ÓÖ ­ 1Ú ØÓÖ × Ó ¿1 Ò 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o Ì ÕÙ 1 Ø ÓÒ× Ò Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o1⁄2́ μ Ö Ù ÓÒ× Ö Ø ÓÒ ØÓ ́ 1⁄4 3⁄4 μ Û Ò ¿ Ò ØÓ ́ 1⁄4 1⁄2 3⁄4 1⁄43⁄4 μÛ Ò o ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o1⁄2 ÓÖ ¿1ÔÓÐÝØÓÔ ×̧ Ø ÓÐÐÓÛ Ò × ÒÓÛ Ò ÓÙØ Ø Ú ØÓÖ ́ 1⁄4 3⁄4 μo ́ μ Ò ÒØ Ö Ú ØÓÖ ́ 1⁄4 3⁄4 μ × Ø 1Ú ØÓÖ Ó ¿1 ÔÓÐ ÝØÓÔ Ò ÓÒÐÝ 1⁄4 3⁄4 3⁄4 Ò 3⁄4 3⁄4 1⁄4 o ́ μ Ò ÒØ Ö Ú ØÓÖ ́ 1⁄4 3⁄4 μ × Ø 1Ú ØÓÖ Ó Ù Ð ¿1ÔÓ ÐÝØÓÔ Ò ÓÒÐÝ 3⁄4 1⁄4 3⁄4̧ 1⁄4 ̧ Ò 1⁄4 o ́ μ Á ́ 1⁄4 3⁄4 μ ́ 1⁄4 ́ μ 3⁄4 ́ μμ ÓÖ ¿1 ÞÓÒÓØÓÔ ̧ Ø Ò 1⁄4 Ò 1⁄2 Ö ÓØ Ú Ò ÒØ Ö×̧ 1⁄4 3⁄4 3⁄4 ̧ Ò 3⁄4 1⁄4 3⁄4o ÓÖ 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ ÑÙ Ð × × × Ò Ó ÛÒo ÌÀ ÇÊ Å 1⁄2 o o1⁄2 Ð 1Ú ØÓÖ× ́ 1⁄4 1⁄2 3⁄4 1⁄43⁄4 μ Ó 1ÔÓÐÝØÓÔ × × Ø × Ý Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ò ÕÙ Ð Ø ×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 423
3⁄4 Äo Âo ÐÐ Ö Ò o ÓÖÒ Ö ́ μ 1⁄43⁄4 ¿ 3⁄4 ́ μ 1⁄43⁄4 ¿ 1⁄2 ́ μ 1⁄43⁄4 · 1⁄2 ·1⁄2 1⁄4 ¿ 3⁄4 · 1⁄4 ́ Úμ 1⁄2 1⁄4 · 1⁄43⁄4 ́Úμ 1⁄4 ́Ú μ 1⁄4 · 3⁄4 1⁄2 · ́Ú μ 3⁄4́ 1⁄43⁄4 ¿ 3⁄4 μ 1⁄4 3⁄4 ¡ ́Ú μ 3⁄4́ 1⁄43⁄4 ¿ 1⁄2 μ 3⁄4 1⁄2 · 1⁄4 3⁄4 ¡ ́ Üμ 1⁄43⁄4 3⁄4 ·¿ 1⁄2 3⁄4 1⁄4 1⁄4 3⁄4 ¡ ́Üμ 1⁄43⁄4 · 3⁄4 3⁄4 1⁄2 3⁄4 1⁄4 3⁄4 1⁄2 · 1⁄4 3⁄4 ¡ o ÁØ × ÒÓØ ÒÓÛÒ̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Û Ø Ö ́ μß́Ú μ Ú ÐÐ Ð Ò Ö Ò ÕÙ Ð Ø × ÓÐ Ò ÓÖ ­ 1Ú ØÓÖ × Ó 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ÇÅÅ ÆÌË ÁØ × Ø ÓÙ Ø Ø Ø Ø ×Ø ÖÓÙØ ØÓ Ò Ú ÒØÙ Ð Ö Ø Ö Þ Ø ÓÒ Ó 1Ú ØÓÖ× Ó Ò Ö Ð Ô ÓÐÝØÓÔ × Ð × Ò Ò ÙÒ Öר Ò Ò Ó Ø Ö ­ 1Ú ØÓÖ× o Ì Ð ØØ Ö Ò Ö Ø Ñ ÒÝ Ó Ø Ð Ö ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ó 1Ú ØÓÖ× Ó × ÑÔÐ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ø Ø Ð ØÓ Ø Ö Ö Ø Ö Þ Ø ÓÒ̧ Û Ð Ú Ò Ö Ø ÓÖÝ Ó Ø Ö ÓÛÒo Ì Ö Ð Ø ÓÒ× Ò Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o1⁄2 ÓÐ ÑÓÖ Ò Ö ÐÐÝ ÓÖ Ø × Ó ÒÙÑ Ö Ø ÓÒ Ó Ò× Ò ÙÐ Ö Ò ÔÓ× Ø× × Ø ÖØ Ð Ý ËØ ÒÐ Ý Ò ÅËÏ o Ì Ö Ð Ø ÓÒ× Ò Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o1⁄2́ μ Ö ÔÖÓÚ Ò o Ò ÜÔÖ ×× ÓÒ ÓÖ Ø ØÓÖ Ò Ø ÖÑ× Ó Ø ­ Ò ÓÙÒ Ò Ø ÖØ Ð Ý Ý Ö Ò ÅËÏ o Ì ÖØ Ð Ý Ã Ð Ò Ø × Ñ ÚÓÐ ÙÑ ÓÒØ Ò× Ò ÜØ Ò× Ú × Ù×× ÓÒ Ó 1Ú ØÓÖ× ÓÖ ÓØ × ÑÔÐ Ð Ò Ò Ö Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ÜÔÖ ×× ÓÒ× ÓÖ Ø ́ØÓÖ μ Ò 1Ú ØÓÖ × Ò Ø ÖÑ× Ó Ø ­ 1Ú ØÓÖ ÓÖ Ø 1 Ò Ü Ò ÓÙÒ Ò 1⁄41⁄4 o Ì ÓÖÑ Ó Ø Ù Ð Ò1ËÓÑÑ ÖÚ ÐÐ ÕÙ Ø ÓÒ× Ú Ò Ò Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o3⁄4 ÔÔ Ö Ò o Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o¿ Ò ÓÙÒ Ò ËØ ̧ Ì ÓÖ Ñ ÁÁÁo o ́Û Ö Ë × ÒÓØ ¬́Ëμμo Ì ÒÓÒÒ Ø Ú ØÝÓ Ø 1 Ò Ü ÓÖ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o ÓÐ × × Û ÐÐ ÓÖ ÖØ Ò × ÐÐ Ð ×Ô Ö × Ò × Ù ØÓ ËØ ÒÐ Ý ́× ËØ ̧ Ë Ø ÓÒ ÁÁÁo μo Ì Ø Ø 1 Ò Ü × Ñ Ò Ñ Þ ÓÚ Ö Ô ÓÐÝØÓÔ × Ý × ÑÔÐ × × × ÓÛÒ Ò 1⁄41⁄4 ̧ Û Ð Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o × Ô ÖÓÚ Ò Ö1⁄41⁄2 o Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o ÔÔ Ö× Ò ËØ o Ê Ð Ø ÓÒ× Ô× ØÛ Ò Ø × Ð ×× × Ó Ò ÕÙ Ð Ø × Ò Ø Ó× Ø Ø Ò Ö Ú ÖÓÑ Ø Ñ Ö × Ù×× Ò ËØ 1⁄41⁄2 o ÆÓÒÒ Ø Ú ØÝ Ó ÖØ Ò 1 Ó Æ ÒØ× ÓÖ ÐÐ ×Ô Ö × × × ÓÛÒ Ò Ý1⁄41⁄2 Ò Ê 1⁄43⁄4 ̧ Ò ÓÖ Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ Ð Ñ Ò ÓÐ × Ò ÆÓÚ1⁄41⁄4 o Ì ÔÖÓ Ð Ñ Ó Ø ÖÑ Ò Ò ÐÐ Ð Ò Ö Ò ÕÙ Ð Ø × ÓÖ ­ 1Ú ØÓÖ× × Ò ÓÒ× Ö ÓÖ Ð ×× × Ó Ô ÖØ ÐÐÝ ÓÖ Ö × Ø× ÑÓÖ Ò Ö Ð Ø Ò Ø ÔÓ× Ø× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ×Ô Ö ×o ÁÒ À1⁄41⁄4 ̧ Ø ́ Ø Ð Ò Ñ ÒÝμ ÜØÖ Ñ Ö Ý× Ö Ø Ö1 Ñ Ò ÓÖ Ø ÐÓ× ÓÒÚ Ü ÓÒ Ø ÖÑ Ò Ý­ 1Ú ØÓÖ× Ó ÐÐ Ö ÔÓ× Ø× ́Ô Ó× Ø× Û Ø Ö Ò ÙÒ Ø ÓÒ Ò Ú Ò Ñ Ò ÑÙÑ Ò Ñ Ü ÑÙÑ Ð Ñ ÒØ×μo Ò × Ö ÔØ ÓÒ Ó Ø ¬Ò Ø Ñ Ò ÑÙÑ × Ø Ó Ò ÕÙ Ð Ø × × Ð Ò ̧ ÓÛ Ú Öo ÁÒ À1⁄41⁄2 ̧ Ô ÖØ Ð Ñ ÐÝ Ó ÜØÖ Ñ Ö Ý× × Ø ÖÑ Ò ÓÖ Ø ×Ù ÓÒ Ø ÖÑ Ò Ý ÐÐ ÙÐ Ö Ò ÔÓ× Ø×o Ë À1⁄41⁄4 ÓÖ ÑÓÖ ×Ù Ö ×ÙÐØ×o Ì Ö × ÒÓØ ÓÒ Ó ÓÒÚÓÐ ÙØ ÓÒ ÔÖÓ Ù Ø Ó ­ ÒÙÑ Ö×̧ ÓÖ Ò ÐÐÝ Ù ØÓ à Рà Р̧ Ø Ø Ò Ù× ØÓ ÔÖÓ Ù Ò Û Ð Ò Ö Ò ÕÙ Ð Ø × ÖÓÑ Ú Ò ÓÒ × © 2004 by Chapman & Hall/CRC 424
ÔØ Ö 1⁄2 ÒÙÑ Ö× Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ò ÓÑ ÔÐ Ü × 3⁄4 × ̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ä ¿̧ Ë Ø ÓÒ ¿o1⁄21⁄4 o Ì Ð Ö ÔÖÓÔ ÖØ × Ó Ø × ÔÖÓ Ù Ø Ú Ò Ú ÐÓÔ Ò Ä1⁄41⁄4 Ø × × Ð ØÓ Ô Ö ÙÒ Öר Ò Ò Ó Ø ÓÑ1 Ò ØÓÖ Ð Ò Ð Ö ÔÖÓÔ ÖØ × Ó Ø 1 Ò Ü Ú Ù Ð ØÝ Ó ÀÓÔ Ð Ö × ́× ÀÚÏ 1⁄4¿ μo Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o ̧ Ù ØÓ Ö Ò Ò Å È Ö× ÓÒ Å ̧ Ú × ÓÒÒ Ø ÓÒ ØÛ Ò Ø 1Ú ØÓÖ Ó ÔÓÐÝØÓÔ È Ò Ø Ø Ó ÓÒ Ó Ø× ×o Ì Ò ÐÓ ÓÙ× Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o ÓÖ 1 Ò × Ò ÓÙÒ Ò 1⁄41⁄4 ́ × Ò Ø ÙÔÔ Ö ÓÙÒ Ø ÓÖ Ņ̃ 1⁄2 o o μo Ì × Ö Ü ÑÔÐ × Ó ÑÓÒÓØÓÒ ØÝ Ø ÓÖ Ñ× Ö Ð Ø ØÓ ÒÙÑ Ö×o ÓÖ × Ñ Ð Ö Ø ÓÖ Ñ× Ö Ð Ø Ò 1Ú ØÓÖ× Ó ×Ù ÓÑ ÔÐ Ü × Ò ×Ù Ú × ÓÒ× Ó × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü ¡̧ × Ë Ø ÓÒ× ÁÁÁo ß1⁄21⁄4 Ó ËØ Ò Ø Ö Ö Ò × Ú Ò Ø Ö o Ì ÓÖ Ñ× 1⁄2 o o1⁄21⁄4 Ò 1⁄2 o o1⁄21⁄2 Ö Ù ØÓ Ð Ò Ò Ð Ò 1⁄4 Ò Ð̧ Ä Ò Ò× ØÖ Ù× ×̧ Ò Å ÐÑ Ò ÄÅ ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o ÓÖ Ø Ø Ø Ø Ø ­ 1Ú ØÓÖ Ó Þ ÓÒÓØÓÔ ÓÖ ÖÖ Ò Ñ ÒØ ́ÓÖ ̧ ÑÓÖ Ò Ö ÐÐÝ ̧ Ó Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ μ Ô Ò × ÓÒÐÝ ÓÒ Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò Ñ ØÖÓ ̧ × ÄË · ¿̧ ÓÖo o o¿ o ÓÖ ÜÔÖ ×× ÓÒ× Ú Ò Ø 1 Ò Ü Ó Þ ÓÒÓØÓÔ Ò Ø ÖÑ× Ó Ø ­ 1Ú ØÓÖ Ó Ø× ÙÒ ÖÐÝ Ò ÓÑ ØÖ Ð ØØ ̧ × Ê ̧ ÓÖ ÓÐÐ ÖÝ ¿o3⁄4 Ò ÀÚÏ 1⁄4¿̧ ÈÖÓÔÓ× Ø ÓÒ ¿o o Ì Ø Ø ÓÒÐÝ Ð Ò Ö Ö Ð Ø ÓÒ× × Ø ×¬ Ý ÞÓÒÓØÓÔ × Ö Ø Ò Ö Ð Þ Ò1ËÓÑ Ñ ÖÚ ÐÐ ÕÙ Ø ÓÒ× Ó Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o1⁄2́ μ̧ × Û ÐÐ × Ø Ú × Ð ØÝ ÔÖ ÓÔ ÖØÝ Ò Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o1⁄2 ̧ × ÔÖ ÓÚ Ò Ê o Ì ÓÙÒ × ÓÒ Ø 1 Ò × Ó ÞÓÒÓØÓÔ × Ò Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o1⁄2 Ö ÔÖ ÓÚ Ò Ê Ø ÓÙÒ × Ò Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o1⁄2 Ò ÓÙÒ Ò Ö1⁄41⁄2 o Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o1⁄2 × Ù ØÓ Î Ö Ò Ó ÓÖ Ø × 3⁄4 ́× ÄË · ¿̧ ÈÖÓÔÓ× Ø ÓÒ o o μ Ò ØÓ Ä Ùo Ì ×ØÖÓÒ Ö Ú Ö× ÓÒ Ú Ò Ö × Ù ØÓ ËØ Ò×ÓÒ Ò Ø̧ ËØ 1⁄43⁄4̧ Ì ÓÖ Ñ Ú × ×ØÖÓÒ Ö Ò ÕÙ Ð ØÝ ́× Ð×Ó ËØ 1⁄41⁄2 μo Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o1⁄2 ́ μ Ò ÓÙÒ Ò ÖÙ ̧ Ë Ø ÓÒ 1⁄21⁄4o ¿ 1⁄2 o o1⁄2 ́ μ ÔÔ Ö× Ò Ù Ð ÓÖÑ ́ ÓÖ 1Ú Ð ÒØ ¿1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×μ Ò Ö ¿ 1⁄2 o o1⁄2 ́ μ Ò Ö Ú Ù× Ò Ø Ñ Ø Ó × Ó ÖÙ ̧ Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o3⁄4 ́× Ð×Ó Ê μo Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o1⁄2 Ò ÓÙÒ Ò Ý × Ð×Ó À 1⁄41⁄4 o Ò ÒØ Ö ×Ø Ò Ò Ö Ð × Ù×× ÓÒ Ó 1Ú ØÓÖ× Ó 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ́ÓÖ Ò ÖÝ Ò ­ μ Ò Ò ÙÔ1ØÓ1 Ø ×ÙÖ Ú Ý Ó Ø × ØÓÔ × Ú Ò Ý Ð Ö 1⁄43⁄4 o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ ÓÓ × × Ñ Ø Ö Ø Ø Ø × ØÙ Ø ÓÒ ÓÖ 1Ú ØÓÖ × Ó 1Ô ÓÐÝØÓÔ × × ÑÙ ÑÓÖ ÓÑÔÐ Ø Ø Ò Ø Ø ÓÖ ÔÓÐÝØÓÔ × Ò Ñ Ò× ÓÒ ¿o ÇÒ Ö ×ÓÒ ÓÖ Ø × × Ø Ø Ò ÓÖÐ Ý Ù Ð 1Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò ØÓ Ü ×Ø ÓÖ ÓÖ ÒÝ Ò 3⁄4Ö ·3⁄4 ̧ Ø Ö × Ù Ð ÓÒÚ Ü 1ÔÓÐÝØÓÔ Û Ó× Ö1× Ð ØÓÒ × ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ Ø Ø Ó Ø Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ù Â 1⁄41⁄4 ́× Ð×Ó ̧ Û Ö ×Ô Ö × Ú Ò Ø × ÔÖ ÓÔ ÖØÝ Ö ÓÒ× ØÖÙ Ø μo ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ ÓÖ ÒÝ Ò ̧ Ø Ö × Ù Ð 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ Û Ø Ø Ö Ô Ó Ø Ò1 Ù o Ì × Ô ÓÐ ÝØÓÔ × × ÓÛ Ø Ø Ø Ö Ø Ó ¿ 1⁄4 × ÒÓØ ÓÙÒ ÓÚ Ö Ù Ð 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o 1⁄2 o ÇÈ Æ ÈÊÇ Ä ÅË ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o o1⁄2 Ö Ø Ö Þ Ø 1Ú ØÓÖ× Ó ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ø ́ 1⁄2μ1×Ô Ö o ÁØ × Ò ÓÒ ØÙÖ Ø Ø Ø ÓÒ Ø ÓÒ× Ó Ø 1Ø ÓÖ Ñ ÔÖÓÚ Ø Ò×Û Öo ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o o3⁄4 Ö Ø Ö Þ Ø 1Ú ØÓÖ× Ó ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ø 1 ÐÐo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 425
3⁄4 Äo Âo ÐÐ Ö Ò o ÓÖÒ Ö ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o o¿ Ö Ø Ö Þ Ø 1Ú ØÓÖ× Ó ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ø 1ØÓÖ Ù×o ÁØ × ÒÓÛÒ Ø Ø ́3⁄41ØÓÖ Ù×μ ́Ò ¿Ò 3⁄4Òμ Ò ̧ Ù ØØ Õ Ù× Ø Ó Ò ×Ó ÔÒ Ó Ö ¿o ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o o Ö Ø Ö Þ Ø 1Ú ØÓÖ× Ó 1ÔÓÐÝØÓÔ ×o Ì Ò×Û Ö × ÒÓÛÒ ÓÖ ¿ ́Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o1⁄2 ́ μμ̧ ÙØ ÓÖ Ø Ö × ÒÓØ Ú Ò ÓÒ ØÙÖ Ò×Û Öo ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o o Áo Ö ÒÝ Ó × Ø Ö Ü× Ø ÓÒר ÒØ 1⁄4 ×Ù Ø Ø ¡Ñ Ò 1⁄4 1⁄2 ÓÖ ÐÐ 1ÔÓÐ ÝØÓÔ × Ò ÐÐ Ï ÐÐ 1⁄2 Ó ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o o Ö Ø Ö Þ Ø 1Ú ØÓÖ× Ó ÒØÖ ÐÐÝ ×ÝÑÑ ØÖ 1 ÔÓÐÝØÓÔ ×o Ì ÕÙ ×Ø ÓÒ × ÓÔ Ò Ò Ø × ÑÔÐ Ð × Û ÐÐ × Ò Ø Ò Ö Ð × o Ú Ò Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÒ ØÙÖ Ò Ø × ÑÔÐ Ð Ò ÒØÖ ÐÐÝ ×ÝÑ Ñ ØÖ × × Ñ ×× Ò o ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o o ÓÒ ØÙÖ Ó o Ã Ð Ì ØÓØ Ð ÒÙÑ Ö Ó × ́ ÓÙÒ Ø Ò È ÙØ ÒÓØ μ Ó ÒØÖ ÐÐÝ ×ÝÑÑ ØÖ ÓÒÚ Ü 1ÔÓÐÝØÓÔ È × ¿ o Î Ö ¬ Ò Ø × ÑÔÐ Ð × × ÓÒ× ÕÙ Ò Ó Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o¿o o ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o o Ì Ð ÕÙ Ó ÑÔÐ Ü Ó Ö Ô × Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó Ú ÖØ Ü × Ø× Ó ÐÐ Ø× Ð ÕÙ × ́ ÓÑÔÐ Ø Ò Ù × Ù Ö Ô ×μo Ö Ø Ö Þ Ø 1Ú ØÓÖ × Ó Ð ÕÙ ÓÑÔÐ Ü ×o ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o o Âo Ó« Ò o à РÁ× Ø 1Ú ØÓÖ Ó ÒÝ ́Ö 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ð ÕÙ ÓÑÔÐ Ü Ø 1Ú ØÓÖ Ó ×ÓÑ Ö1 ÓÐ ÓÖ Ð ÓÑÔÐ Ü ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o o1⁄21⁄4 ÓÒ ØÙÖ Ó ÖÒ Ý Ò Ú × ËØ ̧ Ôo 1⁄21⁄41⁄4 Ä Ø ́ 1⁄4 μ Ø 1Ú ØÓÖ Ó Ð ÕÙ ÓÑÔÐ Ü ÓÑ ÓÑÓÖÔ ØÓ Ø ×Ô Ö Ë 3⁄4 1⁄2 o Ì Ò 1⁄2 · ·́ 1⁄2μ 1⁄4 1⁄4o ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o o1⁄21⁄2 ÓÒ ØÙÖ Ó ËØ ÒÐ Ý ËØ ̧Ô o1⁄2 1⁄4 3⁄4 Ú ÖÝ Ó Æ ÒØ Û Ó Ø 1 Ò Ü Ó ×Ô Ö Ð Ö ÙÐ Ö ÐÐ ÓÑÔÐ Ü × Ò ÓÒÒ 1 Ø Ú o Ì × ÓÒ ØÙÖ ̧ ØÖÙ ̧ Ú × Ø Ñ Óר Ò Ö Ð ÔÓ×× Ð Ð Ò Ö Ò ÕÙ Ð Ø × ÓÖ ­ 1Ú ØÓÖ× Ó ×Ô Ö Ð Ö ÙÐ Ö ÐÐ ÓÑÔÐ Ü × ́ o o̧ Ö ÙÐ Ö ÐÐ ÓÑ ÔÐ Ü × ÓÑ ÓÑ ÓÖ1 Ô ØÓ Ø ×Ô Ö μo ÓÖ × ÑÔÐ Ð ×Ô Ö ×̧ Ø 1 Ó Æ ÒØ× × Ø × Ý Ø ÓÒ ÐÙ× ÓÒ Ó Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o o ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o o1⁄23⁄4 ÓÒ ØÙÖ Ó Ö Ò ÓÖ Ö 1⁄41⁄2̧ ÓÒ o o1⁄2 ÓÖ 1ÔÓÐÝØÓÔ × È ́ Ò ÑÓÖ Ò Ö ÐÐÝ ÓÖ × ÑÔÐ Ð ́ 1⁄2μ1×Ô Ö ×μ Ø 1 Ò Ü © 2004 by Chapman & Hall/CRC 426
ÔØ Ö 1⁄2 ÒÙÑ Ö× Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ò ÓÑ ÔÐ Ü × 3⁄4 × Ø ×¬ × Ù Ú ́È μ Ù 3⁄4 Ú ́È μ Ù Ú ́¡ ́ μ μ Ù 3⁄4 Ú ́¡ ́ μ μ Û Ö Ù · Ú 3⁄4̧ Ò ¡ ́ μ × Ø 1× ÑÔÐ Üo ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o o1⁄2¿ Ò Ì Ò Ö Ð Þ ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÓÒ ØÙÖ ÓÖ Ù Ð 1ÔÓÐÝØÓÔ × Ò ́ 1⁄2μ1×Ô Ö × 1⁄4 ÓÖ 3⁄4 o Ì × × Ò × ÓÛÒ ØÓ Ø ×Ø ÔÓ×× Ð × Ø Ó Ð Ò Ö Ò ÕÙ Ð Ø × ÓÖ Ù Ð ́ 1⁄2μ1 ×Ô Ö × o Ì × 1⁄2 × ÑÔÐ Ý Ì ÓÖ Ñ 1⁄2 o o1⁄21⁄4o ÅÓÖ Ò Ö ÐÐÝ̧ Ö Ø Ö Þ Ø 1Ú ØÓÖ× Ó Ù Ð ÔÓÐÝØÓÔ ×o ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o o1⁄2 Ö Ø Ö Þ Ø ­ 1Ú ØÓÖ× Ó ÔÓÐ ÝØÓÔ × Ò Ó ÞÓÒÓØÓÔ ×o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø Ö1 Ñ Ò ÓÑÔÐ Ø × Ø Ó Ð Ò Ö Ò ÕÙ Ð Ø × ÓÐ Ò ÓÖ ­ 1Ú ØÓÖ× Ó ÔÓÐÝØÓÔ × Ò Ó ÞÓÒÓØ ÓÔ ×o ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o o1⁄2 Ö Ø Ö Þ ́ØÓÖ μ 1Ú ØÓÖ× Ó Ò Ö Ð ÔÓÐ ÝØÓÔ ×o ÈÊÇ Ä Å 1⁄2 o o1⁄2 Ö Ø Ö Þ ­ 1Ú ØÓÖ× Ó Ó ÐÓÖ ÓÑÔÐ Ü × ́ Ö Ë × Ø ÒÙÑ Ö Ó × ÑÔÐ × Û Ø ÓÐ ÓÖ × Ø Ëμ Ó ÔÙÖ ÓÐÓ Ö ÓÑÔÐ Ü × Ó Ö Ô Ó× Ø× ÐÐ Ð Ò Ö Ò ÕÙ Ð Ø × Ö ÒÓÛÒ Ö À1⁄41⁄4 Ó Ù ÐÖ ÒÔ Ó× Ø× × À1⁄41⁄2 Ó ÙÐ Ö Ò Ð ØØ ×o 1⁄2 o ËÇÍÊ Ë Æ Ê Ä Ì Å Ì ÊÁ Ä ÍÊÌ À Ê Ê ÁÆ ËÙÖ Ú Ý× Ó 1Ú ØÓÖ Ø ÓÖÝ Ö Ú Ò Ò Ä ¿̧ Ó ̧ à ̧ Ãà ̧ ËØ o ÓÓ × ØÖ Ø Ò 1Ú ØÓÖ× ́ ÑÓÒ ÓØ Ö Ø Ò ×μ Ò ÐÙ Ò ̧ ÅËÏ ̧ Ö Ù ̧Å Ë 1⁄2 ̧ ËØ ̧ o Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö ÇÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × ÔØ Ö 1⁄2 × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÔØ Ö 1⁄2 ËÙ Ú × ÓÒ× Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÔØ Ö ¿ ËÔÐ Ò × Ò ÓÑ ØÖ ÑÓ Ð Ò Ê Ê Æ Ë Êo Åo Òo Ò Û Ù Ð 1Ú ØÓÖo × Ö Ø Å Ø o̧ 1⁄2 ¿ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ò Áo Ò Ö×ÓÒ o ÓÑ Ò ØÓÖ × Ó Ò Ø Ë Ø×o Ð Ö Ò ÓÒ ÈÖ ××̧ ÇÜ ÓÖ ̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 427
3⁄4 Äo Âo ÐÐ Ö Ò o ÓÖÒ Ö oÃo ×ÓÒ̧ Äo o ÐÐ Ö ̧ Ò o Òo Æ ÓÖÐ Ý Ù Ð ×Ô Ö × Ò Ù Ð ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÓÒ ØÙÖ o Á×Ö Ð Âo Å Ø o̧ 1⁄21⁄43⁄4 3⁄4 ß¿1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ö ¿ oÏo ÖÒ ØØ o Å Ô Ó ÐÓÖ Ò ̧ ÈÓ ÐÝ Ö ̧ Ò Ø ÓÙÖ ÓÐÓ Ö Ì ÓÖ Ño ÆÙÑ Ö Ó ÓÐ Ò Å Ø o Ü Ôo̧ Å Ø o ××Ó o Ñ Ö ̧ Ï × Ò ØÓÒ̧ 1⁄2 ¿o Ö 3⁄4 oÁo ÖÚ ÒÓ o ÇÒ ÕÙ Ú Ö ÒØ Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ò1ËÓÑÑ ÖÚ ÐÐ ÕÙ Ø ÓÒ×o ÙÖÓ Ô Ò Âo ÓÑ Òo̧ 1⁄2¿ 1⁄2 ß 3⁄4 ̧ 1⁄2 3⁄4o Ý ÅoÅo Ý Öo Ì ÜØ Ò 1Ú ØÓÖ× Ó 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ o Ë Öo ̧ 1⁄2 1⁄2ß 1⁄2 1⁄2̧ 1⁄2 o Ý ÅoÅo Ý Öo ÖÝ ÒØÖ ×Ù Ú × ÓÒ×o È ¬ Âo Å Ø o̧ 1⁄2¿ 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ý1⁄41⁄2 ÅoÅo Ý Öo Ë Ò× Ò Ø 1 Ò Ü Ó ÙÐ Ö Ò Ô ÖØ ÐÐÝ ÓÖ Ö × Ø×o ÈÖÓ o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄23⁄4 3⁄43⁄41⁄2 ß3⁄43⁄43⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o ÅoÅo Ý Ö Ò Äo Âo ÐÐ Ö o Ò Ö Ð Þ Ò1ËÓÑÑ ÖÚ ÐÐ Ö Ð Ø ÓÒ× ÓÖ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ ×Ô Ö × Ò ÙÐ Ö Ò Ô ÖØ ÐÐÝ ÓÖ Ö × Ø×o ÁÒÚ ÒØo Å Ø o̧ 1⁄2 ¿ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o 1⁄41⁄4 ÅoÅo Ý Ö Ò Êo Ö Ò ÓÖ o Ì ØÓÖ 1Ú ØÓÖ Ó Ô ÖØ ÐÐÝ ÓÖ Ö × Ø×o ÌÖ Ò×o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ¿ 3⁄4 1⁄2 ß ¿1⁄2̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o À1⁄41⁄2 ÅoÅo Ý Ö Ò o À ØÝ o Ð Ú ØÓÖ× Ó ÙÐ Ö Ò Ô ÖØ ÐÐÝ ÓÖ Ö × Ø×o ÙÖÓ Ô Ò Âo ÓÑ Òo̧ 3⁄43⁄4 ß3⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ä ¿ ÅoÅo Ý Ö Ò oÏo Ä o ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ×Ô Ø× Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ÁÒ È oÅo ÖÙ Ö Ò Â oÅo Ï ÐÐ ×̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖÝ ̧ Ô × ß ¿ o ÆÓÖØ 1ÀÓÐ Ð Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 ¿o 1⁄41⁄4 Äo o ÐÐ Ö Ò Êo Ö Ò ÓÖ o ÅÓÒÓØÓÒ ØÝÓ Ø 1 Ò Ü ÓÖ Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o Å Ø o o̧ 3⁄4¿¿ 3⁄41⁄2ß 1⁄2̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o Ê Äo o ÐÐ Ö ̧ Êo Ö Ò ÓÖ ̧ Ò Åo Ê ÝoÌ 13⁄4 1 Ò Ü Ó ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 1⁄4 ß1⁄21⁄4 ̧ 1⁄2 o Ê Äo o ÐÐ Ö ̧ Êo Ö Ò ÓÖ ̧ Ò Åo Ê Ý oÌ 1 Ò Ü Ó ÞÓÒ ÓØÓÔ × Ò ÖÖ Ò 1 Ñ ÒØ×o ÁÒ o Ë Ò Ò Êo ËØ ÒÐ Ý̧ ØÓÖ×̧ Å Ø Ñ Ø Ð ×× Ý× Ò ÀÓÒÓÖ Ó Ò1 ÖÐÓ ÊÓØ ̧ Ö Ù× Ö̧ ÓרÓÒ ̧ 1⁄2 o À1⁄41⁄4 Äo o ÐÐ Ö Ò o À ØÝ o Ä Ò Ö Ò ÕÙ Ð Ø × ÓÖ ­ × Ò Ö ÔÓ× Ø×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ ß1⁄21⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o À1⁄41⁄4 Äo o ÐÐ Ö Ò o À ØÝ o ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ× Ó Ô ÖØ ÐÐÝ ÓÖ Ö × Ø×o ÇÖ Ö̧ 1⁄2 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o ÀÚ Ï1⁄4¿ Äo Âo ÐÐ Ö ̧ Ëo Ão À× Ó̧ Ò Ëo Ú Ò Ï ÐÐ Ò ÙÖ o È ÕÙ × ×ÝÑ Ñ ØÖ ÙÒ Ø ÓÒ× Ò ÙÐ Ö Ò ÒÙÑ Ö Ø ÓÒo Úo Å Ø o̧ 1⁄2 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o Ä 1⁄2 Äo o ÐÐ Ö Ò oÏo Ä o ÔÖÓ Ó Ó Ø ×ÙÆ Ò Ý Ó Å ÅÙ ÐÐ Ò3× ÓÒ Ø ÓÒ× ÓÖ 1Ú ØÓÖ× Ó × ÑÔÐ Ð Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ ¿1⁄2 3⁄4¿ ß3⁄4 ̧ 1⁄2 1⁄2o Ä1⁄41⁄4 Äo o ÐÐ Ö Ò Æo Ä Ùo ÆÓÒ ÓÑÑÙØ Ø Ú Ò ÙÑ Ö Ø ÓÒ Ò Ö ÔÓ× Ø×o Âo Ð Ö ÓÑ Òo̧ 1⁄23⁄4 ß3⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o ÅËÏ Ìo ×ÞØÖ Þ Ý ̧È o Å ÅÙÐ Ð Ò̧ Êo Ë Ò Ö̧ Ò oÁo Ï ××̧ ØÓÖ×o ÈÓ ÐÝØ ÓÔ × 1 ×ØÖ Ø̧ ÓÒÚ Ü̧ Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ðo Î ÓÐ ÙÑ 1⁄4 Ó Æ ÌÇ Úo Ë o ÁÒרo Ë Öo Å Ø o È Ý×o Ë o ÃÐÙÛ Ö̧ ÓÖ Ö Ø̧ 1⁄2 o Ó o ÓÖÒ Öo ÒÙÑ Ö× Ó ÓÑÔ Ð Ü × Ò Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ÁÒ ÈÖÓ o ÁÒØ ÖÒ Øo ÓÒ o Å Ø o̧ Ö Ð Ý̧ 1⁄2 ̧ Ô × 1⁄2 1⁄4 ß1⁄2 1⁄2 o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 o Ó o ÓÖÒ Öo ÆÓÒÔÙÖ × ÐÐ Ð ØÝ ̧ 1Ú ØÓÖ×̧ ×Ù ×Ô ÖÖ Ò Ñ ÒØ×̧ Ò ÓÑÔ Ð Ü ØÝo ÁÒ Äo Âo ÐÐ Ö ̧ o Ö Ò ̧ Êo Ë Ñ ÓÒ̧ Ò Êo ËØ ÒÐ Ý ̧ ØÓÖ×̧ ÓÖÑ Ð ÈÓÛ Ö Ë Ö × Ò Ð Ö ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ ÁÅ Ë Ë Öo Ò × Ö Ø Å Ø o Ò Ì ÓÖo ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ô × 3⁄4 ß ¿o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 o à o ÓÖÒ Ö Ò o à Рo Ò ÜØ Ò ÙÐ Ö1ÈÓ Ò Ö Ø ÓÖ Ño Ø Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄2 3⁄4 ß ¿1⁄4¿̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 428
ÔØ Ö 1⁄2 ÒÙÑ Ö× Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ò ÓÑ ÔÐ Ü × 3⁄4 à o ÓÖÒ Ö Ò o à Рo ÇÒ 1Ú Ø ÓÖ× Ò ÓÑ ÓÐÓ Ýo ÁÒ o ÐÓÓŅ̃ ÊoÄo Ö Ņ̃ Ò Âo Å Ð Ú Ø ̧ ØÓÖ×̧ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Å Ø Ñ Ø × ÈÖÓ o ¿Ö ÁÒØ ÖÒ Øo ÓÒ o̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 ̧Ú ÓÐ ÙÑ Ó ÒÒo Æ Û ÓÖ o Ë o̧ Ô × ¿ß 1⁄4o Æ Û ÓÖ o Ë o̧ 1⁄2 o à 1⁄2 o ÓÖÒ Ö Ò o à Рo ÜØ Ò ÙÐ Ö1ÈÓ Ò Ö Ö Ð Ø ÓÒ× ÓÖ ÐÐ ÓÑ ÔÐ Ü ×o ÁÒ È o Ö ØÞÑ ÒÒ Ò o Ë ØÙÖÑ Ð×̧ ØÓÖ×̧ ÔÔÐ ÓÑ ØÖÝ Ò × Ö Ø Å Ø Ñ Ø × Ì Î ØÓÖ ÃÐ ×Ø× Ö Ø̧ Ô × 1⁄2ß ̧ ÚÓÐÙ Ñ Ó ÁÅ Ë Ë Ö × Ò × Ö Ø Å Ø o Ò Ì ÓÖo ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 1⁄2o ÄË · ¿ o ÓÖÒ Ö̧ Åo Ä × Î Ö Ò ×̧ o ËØÙ ÖÑ Ð×̧ Æo Ï Ø ̧ Ò oÅo Ð Öo ÇÖ ÒØ Å ØÖÓ ×o Î ÓÐÙ Ñ Ó Ò Ý ÐÓÔ Å Ø o Ô ÔÐo̧ Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 ¿o Ë ÓÒ Ø ÓÒ̧ 1⁄2 o Ä o ÓÖÒ Ö Ò Ëo Ä ÒÙ××ÓÒ o Ì ÒÙÑ Ö Ó 1 × Ó × ÑÔÐ 1Ô ÓÐÝ ØÓÔ o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 3⁄41⁄2 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ä1⁄41⁄4 o ÓÖÒ Ö Ò oÀo ÄÙØÞo Ë ÑÔÐ Ð Ñ Ò ÓÐ ×̧ ר ÐÐ Ö ­ Ô× Ò 1⁄2 1Ú ÖØ Ü ØÖ Ò1 ÙÐ Ø ÓÒ Ó Ø ÈÓ Ò Ö ÓÑÓÐ Ó Ý ¿1×Ô Ö o ÜÔ Ö Ñ ÒØo Å Ø o̧ 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o 1⁄4 o Ð Ò Ò Êo Ð Ò o ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Û Ø ÓÙØ ØÖ Ò ÙÐ Ö ×o Á×Ö Ð Âo Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄23⁄4 ß1⁄2¿ ̧ 1⁄2 1⁄4o Å Ìo o Ö Ò Ò Êo Å È Ö×ÓÒo ÁÒØ Ö× Ø ÓÒ ÓÑ ÓÐÓ Ý Ó ØÓÖ Ú Ö Ø × Ò ÓÒ1 ØÙÖ Ó Ã Ð o ÓÑÑ ÒØo Å Ø o À ÐÚo̧ 3⁄4ß ̧ 1⁄2 o Ö1⁄41⁄2 Êo Ö Ò ÓÖ o ÁÒ ÕÙ Ð Ø × ÓÖ Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ò ÞÓÒ ÓØÓÔ ×o ÈÖ ÔÖ ÒØ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o ÄÅ Ìo Ð̧ Âo Ä Ò Ò×ØÖ Ù ××̧ Ò Îo o Å ÐÑ Òo Ì Ñ Ò× ÓÒ Ó ÐÑ Óר ×Ô Ö Ð × 1 Ø ÓÒ× Ó ÓÒÚ Ü Ó ×o Ø Å Ø o̧ 1⁄2¿ ¿ß ̧ 1⁄2 o Ã È o Ö Ò Ð̧ o ÙÖ ̧ Ò o à Рo Ë ÓÛ× Ó ÓÐ ÓÖ ÓÑÔ Ð Ü ×o Å Ø o Ë Ò o̧ ¿ 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o à o Ö ÙØ Ò o à Рo Ú ÖÝ Ñ ÓÒÓØÓÒ Ö Ô Ô ÖÓÔ ÖØÝ × × ÖÔ Ø Ö × ÓÐ o ÈÖÓ o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄23⁄4 3⁄4 ¿ß¿1⁄41⁄43⁄4̧ 1⁄2 o ÖÙ o ÖÙÒ ÙÑo ÓÒÚ Ü ÈÓÐÝ ØÓ Ô ×o ÁÒØ Ö× Ò ̧ ÄÓÒ ÓÒ̧ 1⁄2 o Ê Ú × Ø ÓÒ ́Îo à Ð̧ Îo ÃÐ ̧ Ò oÅo Ð Ö̧ ØÓÖ×μ̧ Î ÓÐ ÙÑ 3⁄43⁄41⁄2 Ó Ö o Ì ÜØ× Ò Å Ø o̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o À Ìo À o Ï Ø Ò × ÓÙØ ÔÙÖ Ç1× ÕÙ Ò × Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 1⁄4 ¿1⁄2 ß ¿3⁄43⁄4̧ 1⁄2 o À 1⁄41⁄4 o ÀÓÔÔ Ò Ö Ò oÅo Ð Öo Ò ×Ù× Ó ­ 1Ú ØÓÖ× Ó 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ÁÒ o Ã Ð Ò oÅo Ð Ö̧ ØÓÖ×̧ ÈÓ ÐÝØ ÓÔ × ÓÑ Ò ØÓÖ × Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ ̧Ú Ó Ð Ù Ñ 3⁄4 Ó Å Î Ë Ño̧ Ô × 1⁄21⁄4 ß1⁄21⁄21⁄4̧ Ö Ù× Ö1Î ÖÐ ̧ × Ð̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o  1⁄41⁄4 Åo ÂÓ×Û Ò oÅo Ð Öo Æ ÓÖÐ Ý Ù Ð ÈÓÐ ÝØÓÔ ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄4 ¿3⁄4 ß¿ ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o à Рo à Рo Ö Ø Ö Þ Ø ÓÒ Ó 1Ú ØÓÖ× Ó Ñ Ð × Ó ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê o È ÖØ Á Æ ×× ØÝÓ Ó« 3× ÓÒ Ø ÓÒ ×o Á×Ö Ð Âo Å Ø o̧ 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o à Рo à Рo Ö Ø Ö Þ Ø ÓÒ Ó 1Ú ØÓÖ× Ó Ñ Ð × Ó ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê o È ÖØ ÁÁ ËÙÆ Ò Ý Ó Ó« 3× ÓÒ Ø ÓÒ ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 1⁄2 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o à Рo à Рo Ê ØÝ Ò Ø ÐÓÛ Ö ÓÙÒ Ø ÓÖ Ñ Áo ÁÒÚ ÒØo Å Ø o̧ 1⁄23⁄4 ß1⁄2 1⁄2̧ 1⁄2 o à Рo à Рo Ò Û × × Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o Âo ÓÑ o Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 1⁄2 1⁄2ß3⁄41⁄4 ̧ 1⁄2 o ÃÐ Îo ÃÐ o ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ò ÐÓ Ù Ó ÈÓ Ò Ö 3× Ù Ð ØÝ Ø ÓÖ Ño Ò o Âo Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄2 ß ¿1⁄2̧ 1⁄2 o Ãà Îo ÃÐ Ò È o ÃÐ Ò× Ñ Øo ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò Ö Ð Ø ÓÑ ÔÐ Ü ×o ÁÒ Êo Äo Ö 1 Ņ̃ Åo ÖÓØ× Ð̧ Ò Äo ÄÓÚ ×Þ̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ Ô × ß 1⁄2 o ÆÓÖØ 1ÀÓÐ Ð Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o ÃÙ 1⁄4 Ïo ÃÙ Ò Ðo Ì Ö Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ñ Ò ÓÐ × Û Ø Û Ú ÖØ ×o ÁÒ o Ì Ö ÖÖ ̧ ØÓÖ̧ 1 Ú Ò × Ò « Ö ÒØ Ð ÓÑ ØÖÝ Ò Ì ÓÔÓÐÓ Ý̧ Ô × ß1⁄21⁄2 o ÏÓÖÐ Ë ÒØ ¬ ̧ Ë Ò 1 ÔÓÖ ̧ 1⁄2 1⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 429
¿1⁄4 Äo Âo ÐÐ Ö Ò o ÓÖÒ Ö ÃÙ Ïo ÃÙ Ò Ðo Ì Ø ÈÓÐÝ Ö Ð ËÙ Ñ Ò ÓÐ × Ò Ì Ø ÌÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ ×o Î ÓÐÙ Ñ 1⁄2 1⁄23⁄4 Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò Å Ø o̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o Ä Ò 1⁄2 o Ä Ò ×ØÖÓÑo Ì ÓÔØ Ñ Ð ÒÙÑ Ö Ó × Ò Ù Ð ÓÑ ÔÐ Ü ×o Ö o Å Øo̧ 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 1⁄2o Ä Ï oÌo ÄÙÒ ÐÐ Ò Ëo Ï Ò Ö Ño Ì ÌÓÔÓÐ Ó Ý Ó Ï ÓÑ ÔÐ Ü ×o Î Ò ÆÓ×ØÖ Ò ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o ÄÙ 1⁄43⁄4 o ÄÙ ØÞo Ì Ö Ò ÙÐ Ø Ñ Ò ÓÐ × Û Ø Û Ú ÖØ ×o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ Ò ÔÖ Ô 1 Ö Ø ÓÒo Å Å ¿ È o Å ÅÙ ÐÐ Òo ÇÒ × ÑÔÐ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ÁÒÚ ÒØo Å Ø o̧ 1⁄21⁄2¿ 1⁄2 ß ̧ 1⁄2 ¿o ÅË 1⁄2 È o Å ÅÙ ÐÐ Ò Ò o o Ë Ô Ö o ÓÒÚ Ü ÈÓ ÐÝØ ÓÔ × Ò Ø ÍÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÒ ØÙÖ o Î ÓÐÙ Ñ ¿ Ó ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o Ä ØÙÖ ÆÓØ Ë Öo̧ Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 1⁄2o ÅÙÒ Âo Êo ÅÙÒ Ö ×o Ð Ñ ÒØ× Ó Ð Ö ÌÓÔÓÐ Ó Ýo ×ÓÒ 1Ï ×Ð Ý ̧ Ê Ò ̧ 1⁄2 o Æ ÎoÎo Æ ÙÐ Òo × Ö Ø Ö ­ Ø ÓÒ ÖÓÙÔ × Ò ÄÓ Ú× Ý ×Ô × Ò Ð Ö ×ÙÖ ×o ÁÒ ÈÖÓ o ÁÒØ ÖÒ Øo ÓÒ o Å Ø o̧ Ö Ð Ý̧ 1⁄2 ̧ Ô × ß 1⁄2o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 o ÆÓÚ Áo ÆÓÚ o ÍÔÔ Ö ÓÙÒ Ø ÓÖ Ñ× ÓÖ ÓÑÓÐ Ó Ý Ñ Ò ÓÐ ×o Á×Ö Ð Âo Å Ø o̧ 1⁄21⁄4 ß 3⁄4̧ 1⁄2 o ÆÓÚ Áo ÆÓÚ o Ì ÐÓÛ Ö ÓÙÒ Ø ÓÖ Ñ ÓÖ ÒØÖ ÐÐÝ ×ÝÑ Ñ ØÖ × ÑÔÐ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o Å Ø 1 Ñ Ø ̧ 3⁄4¿1⁄2ß3⁄4 1⁄4̧ 1⁄2 o ÆÓÚ 1⁄41⁄4 Áo ÆÓÚ o ÄÓÛ Ö ÓÙÒ × ÓÖ Ø 1 Ò Ü Ó Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ Ð Ñ Ò ÓÐ ×o Ù1 ÖÓÔ Ò Âo ÓÑ Òo̧ 3⁄41⁄2 ¿¿ß 1⁄2̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o Ê 1⁄43⁄4 Æo Ê Ò o ÇÒ Ø ËØ ÖÙ ØÙÖ Ó ÖÙ Ø ÇÖ Öo È o o Ì × ×̧ ÍÒ Ú Ö× ØÝ Ó Å ÒÒ ×ÓØ ̧ Å ÒÒ ÔÓÐ ×̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o ËÔ oÀo ËÔ Ò Öo Ð Ö Ì ÓÔÓÐÓ Ýo Å Ö Û1À ÐÐ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o ËØ 1⁄4 ÊoÈ o ËØ ÒÐ Ý oÌ Ò ÙÑ Ö Ó × Ó × ÑÔÐ Ð ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o Úo Å Ø o̧ ¿ 3⁄4¿ ß 3⁄4¿ ̧ 1⁄2 1⁄4o ËØ ÊoÈ o ËØ ÒÐ Ýo Ì ÒÙÑ Ö Ó × Ó × ÑÔÐ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ×Ô Ö ×o ÁÒ Âo o ÓÓ 1 Ñ Ò̧ o ÄÙØÛ ̧ Âo Å Ð Ú Ø ̧ Ò Êo ÈÓÐ Ð ̧ ØÓÖ×̧ × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ Ò ÓÒ1 Ú Ü Ø Ý̧Ú ÓÐÙ Ñ 1⁄4 Ó ÒÒo Æ Û ÓÖ o Ë o̧ Ô × 3⁄41⁄23⁄4ß3⁄43⁄4¿o Æ Û ÓÖ o Ë o̧ 1⁄2 o ËØ ÊoÈ o ËØ ÒÐ Ýo ÒÙÑ Ö Ø Ú ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧Î ÓÐÙÑ Áo Ï ×ÛÓÖØ ̧ ÅÓÒØ Ö Ý̧ 1⁄2 o Ë 1 ÓÒ ÔÖ ÒØ Ò Ý Ñ Ö ÍÒ Úo ÈÖ ××̧ 1⁄2 o ËØ ÊoÈ o ËØ ÒÐ Ý o ÇÒ Ø ÒÙÑ Ö Ó × Ó ÒØÖ ÐÐÝ1×ÝÑÑ ØÖ × ÑÔÐ Ð ÔÓÐÝØÓÔ ×o Ö Ô × ÓÑ Òo̧ ¿ ß ̧ 1⁄2 o ËØ ÊoÈ o ËØ ÒÐ Ý o Ò Ö Ð Þ 1Ú ØÓÖ×̧ ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ÓÑ ÓÐÓ Ý Ó ØÓÖ Ú Ö Ø ×̧ Ò Ö Ð Ø Ö ×ÙÐ Ø×o ÁÒ Åo Æ Ø Ò Ào Å Ø×ÙÑÙÖ ̧ ØÓÖ×̧ ÓÑÑÙØ Ø Ú Ð Ö Ò ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧Ú ÓÐ ÙÑ 1⁄21⁄2 Ó Úo ËØÙ o ÈÙÖ Å Ø o̧ Ô × 1⁄2 ß3⁄41⁄2¿o à ÒÓ ÙÒ Ý ̧ ÌÓ ÝÓ Ò ÆÓÖØ 1ÀÓÐ Ð Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o ËØ ÊoÈ o ËØ ÒÐ Ý o ÓÑ Ò ØÓÖ × Ò ÓÑÑÙØ Ø Ú Ð Ö ̧3⁄4 Ò oÎ ÓÐÙÑ 1⁄2 Ó ÈÖÓ Öo Å Ø o̧ Ö Ù× Ö̧ ÓרÓÒ ̧ 1⁄2 o ËØ 1⁄41⁄2 o ËØ Ò×ÓÒ o Ä Ò Ö ÁÒ ÕÙ Ð Ø × ÓÖ Ð 1Ú Ø ÓÖ× Ó ÈÓ ÐÝØ ÓÔ ×o È o o Ì × ×̧ ÓÖÒ ÐÐ ÍÒ Úo̧ ÁØ ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o ËØ 1⁄41⁄2 o ËØ Ò×ÓÒ o Ê Ð Ø ÓÒ× Ô× ÑÓÒ ­ 1Ú ØÓÖ Ò ÕÙ Ð Ø × ÓÖ Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o × Ö Ø ÓÑ1 ÔÙ Øo Ó Ño̧ ØÓ ÔÔ Öo ËØ 1⁄43⁄4 o ËØ Ò×ÓÒ o Ì Ø Ò ÕÙ Ð Ø × ÓÖ Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o ÈÖ ÔÖ ÒØ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o oÅo Ð Öo Ä ØÙÖ × ÓÒ ÈÓÐÝ ØÓ Ô ×o Î ÓÐ ÙÑ 1⁄2 3⁄4 Ó Ö Ù Ø Ì ÜØ× Ò Å Ø o̧ ËÔÖ Ò Ö1 Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o Ê Ú × Ø ÓÒ̧ 1⁄2 o 1⁄43⁄4 oÅo Ð Öo ÒÙÑ Ö× Ó 1Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ò ¿1×Ô Ö ×o ÁÒ ÈÖÓ o ÁÒØ ÖÒ Øo ÓÒ o Å Ø o̧ Ò ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4̧ Ô × 3⁄4 ß ¿ o À Ö o ÈÖ ××̧ Ò ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 430
1⁄2 Ë ÅÅ ÌÊ Ç ÈÇÄ ÌÇÈ Ë Æ ÈÇÄ À Ê ÓÒ Ë ÙÐØ ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ ËÝÑ Ñ ØÖÝ Ó ÓÑ ØÖ ¬ ÙÖ × × ÑÓÒ Ø Ñ Óר Ö ÕÙ ÒØÐÝ Ö ÙÖÖ Ò Ø Ñ × Ò × Ò o Ì ÔÖ × ÒØ ÔØ Ö × Ù×× × ×ÝÑ Ñ ØÖÝ Ó × Ö Ø ÓÑ ØÖ × ØÖÙ ØÙÖ ×̧ Ò Ñ ÐÝ Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ Ô ÓÐÝ Ö ̧ Ò Ö Ð Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ 1Ð ¬ ÙÖ ×o Ì × ×ØÖ Ù ØÙÖ × Ú Ò ÓÙØ× Ø Ò Ò × ØÓÖÝ Ó ×ØÙ Ý ÙÒÑ Ø Ý ÐÑÓר ÒÝ ÓØ Ö ÓÑ ØÖ Ó Øo Ì ÑÓ× Ø ÔÖÓÑ Ò ÒØ × ÝÑÑ ØÖ ¬ ÙÖ ×̧ Ø Ö ÙÐ Ö ×ÓÐ ×̧ Ó ÙÖ ÖÓÑ Ú ÖÝ ÖÐÝ Ø Ñ × Ò Ö ØØÖ ÙØ ØÓ ÈÐ ØÓ ́ 3⁄4 1¿ o o oμo Ë Ò Ø Ò̧ Ñ ÒÝ Ò × Ò ÔÓ ÒØ Ó Ú Û Ú Ó ÙÖÖ ÓÙØ Ø × ¬ ÙÖ × Ò Ø Ö ×ÝÑ Ñ ØÖÝ o Ï Ø Ø ÖÖ Ú Ð Ó Ö ÓÙÔ Ø ÓÖÝ Ò Ø 1⁄2 Ø ÒØÙÖÝ̧ Ñ ÒÝ Ó Ø ÖÐÝ ÔÔÖ Ó × Û Ö ÓÒ×ÓÐ Ø Ò Ø ÓÙÒ Ø ÓÒ× Û Ö Ð ÓÖ ÑÓÖ Ö ÓÖ ÓÙ× Ú Ð ÓÔÑ ÒØÓ Ø Ø ÓÖÝ o ÁÒ Ø × Ú Ò̧ Ë Ð ­ ́1⁄2 1⁄2 11⁄2 μ ÜØ Ò Ø ÓÒ ÔØ Ó Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ× ØÓ Ö Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô × Ò ÜÔÐÓÖ Ø Ö × ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔ× × Ö ­ Ø ÓÒ Ö ÓÙÔ×o Ì Ó Ý Û ÓÛ ÑÙ Ó ÓÙÖ ÔÖ × ÒØ ÙÒ Öר Ò Ò Ó ×ÝÑ Ñ ØÖÝ Ò ÓÑ ØÖ ¬ ÙÖ × ́ Ò ÖÓ × Ò× μ ØÓ Ø Ò­Ù ÒØ Ð ÛÓÖ Ó ÓÜ Ø Ö̧ Û ÔÖÓÚ ÙÒ ¬ ÔÔÖÓ ØÓ Ö ÙÐ Ö ØÝ Ó ¬ ÙÖ × × ÓÒ ÔÓÛ Ö ÙÐ ÒØ ÖÔÐ Ý Ó ÓÑ ØÖÝ Ò Ð Ö ÓÜ ¿ o ÓÜ Ø Ö3× ÛÓÖ Ð×Ó Ö ØÐÝ Ò­Ù Ò ÑÓ ÖÒ Ú ÐÓÔÑ ÒØ× Ò Ø × Ö ̧ Û Ö Ú ÙÖØ Ö ÑÔ ØÙ× ÖÓÑ ÛÓÖ Ý Ö ÙÒ ÙÑ Ò ÒÞ Ö ÖÙ ̧ Ë 3⁄4o ÁÒ Ø Ô ×Ø 3⁄4 Ý Ö×̧ Ø ×ØÙ Ý Ó Ö ÙÐ Ö ¬ ÙÖ × × Ò ÜØ Ò Ò × Ú Ö Ð Ö Ø ÓÒ× Ø Ø Ö ÐÐ ÒØ Ö ÖÓÙÒ Ò ×ØÖ Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ô ÓÐÝØÓÔ Ø ÓÖÝ Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÒÓØ ÓÒ Ó Ö ÙÐ Ö ØÝ ÅË1⁄43⁄4 o À × ØÓÖÝ Ø × Ù× Ø Ø Ø ×Ù Ø × × ÓÛÒ Ò ÒÓÖ ÑÓÙ× ÔÓØ ÒØ Ð ÓÖ Ö Ú Ú Ðo ÇÒ ÜÔÐ Ò Ø ÓÒ ÓÖ Ø × × Ø ÔÔ Ö Ò Ó Ô ÓÐÝ Ö Ð ×ØÖ Ù ØÙÖ × Ò Ñ ÒÝ Ó Ò Ø ÜØ× Ø Ø Ú Ð ØØÐ ÔÔ Ö ÒØ Ö Ð Ø ÓÒ ØÓ Ö ÙÐ Ö ØÝ ̧× Ù × Ø Ó ÙÖÖ Ò Ó Ñ ÒÝÓ Ø Ñ Ò Ò ØÙÖ × ÖÝ× Ø Ð× ̧ Ë Ò ̧ Ï Ð o 1⁄2 o1⁄2 Ê ÍÄ Ê ÇÆÎ ÈÇÄ ÌÇÈ Ë Æ Ê ÍÄ Ê Ì ËË ÄÄ ÌÁÇÆË ÁÆ È Ö Ô× Ø Ñ Óר ÑÔÓÖØ ÒØ ́ ÙØ ÖØ ÒÐÝ Ø ÑÓ× Ø ÒÚ ×Ø Ø μ × ÝÑÑ ØÖ Ô ÓÐÝ1 ØÓÔ × Ö Ø Ö ÙÐ Ö ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò Ù Ð Ò ×Ô ×o Ë ÖÙ Ò ÓÖ Ò Ö Ð ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝØÓÔ ×̧ ÓÖ ÔØ Ö 1⁄2 Ò Ø × À Ò ÓÓ o Ì Ñ Óר ÓÑÔÖ Ò× Ú Ø ÜØ ÓÒ Ö ÙÐ Ö ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò Ö ÙÐ Ö Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ× × ÓÜ ¿ Ñ ÒÝ Ó Ñ Ò ØÓÖ Ð ×Ô Ø× Ö Ð×Ó × Ù×× Ò ÅË1⁄43⁄4 o Ä ÇËË Ê ÓÒÚ Ü 1ÔÓÐÝØÓÔ Ì ÒØ Ö× Ø ÓÒ È Ó ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ ÐÓ× Ð ×Ô × Ò ¿1⁄2 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 431
¿3⁄4 o Ë ÙÐØ Ù Ð Ò ×Ô ̧ Û × ÓÙÒ Ò 1 Ñ Ò× ÓÒ Ðo Ì ÑÔØÝ × Ø Ò È Ø× Ð Ö ÑÔÖ ÓÔ Ö × Ó Ñ Ò× ÓÒ 1⁄2 Ò ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o ÔÖÓ Ô Ö Ó È × Ø ́ÒÓÒ ÑÔØÝμ ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó È Û Ø ×ÙÔÔ ÓÖ Ø Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò Ó È o ́Ê ÐÐ Ø Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò À ×ÙÔ Ô ÓÖØ× È Ø È À Ò È Ð × Ò ÓÒ Ó Ø ÐÓ× Ð ×Ô × ÓÙÒ Ý Àoμ Î ÖØ Ü̧ ̧ 1 ̧ Ø Ó È Ó Ñ Ò× ÓÒ 1⁄4̧ 1⁄2̧ ̧Ó Ö 1⁄2̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o Î ÖØ Ü ¬ ÙÖ ÚÖØ Ü ¬ ÙÖ Ó È Ø Ú ÖØ Ü Ü × Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó È Û Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò À Ø Ø ×ØÖ ØÐÝ × Ô Ö Ø × Ü ÖÓÑ Ø ÓØ Ö Ú ÖØ × Ó È o ́Á È × Ö ÙÐ Ö̧ ÓÒ Ò Ø À ØÓ Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò Ô ×× Ò Ø ÖÓÙ Ø Ñ ÔÓ ÒØ× Ó Ø × Ø Ø ÓÒØ Ò Üoμ Ð ØØ Ó Ô ÓÐÝØÓÔ Ì × Ø ́È μ Ó ÐÐ × Ó È ̧ ÓÖ Ö Ý Ò ÐÙ× ÓÒo × Ô ÖØ ÐÐÝ ÓÖ Ö × Ø̧ Ø × × Ö Ò Ð ØØ o Ð×Ó̧ ́È μ Ò È × ÐÐ Ø ÓÙÒ ÖÝ ÓÑÔ Ð Ü Ó È o Ð Ñ Ü Ñ Ð ØÓØ ÐÐÝ ÓÖ Ö ×Ù × Ø Ó ́È μo Á ×ÓÑÓ ÖÔ ×Ñ Ó ÔÓ ÐÝ ØÓÔ × Ø ÓÒ 3 ́È μ ́Éμ ØÛ Ò Ø Ð ØØ × Ó ØÛÓ Ô ÓÐÝØÓÔ × È Ò É ×Ù Ø Ø 3 ÔÖ × ÖÚ × Ò Ò Ò ÓØ 1 Ö Ø ÓÒ× Ø Ø ×̧ Ò ́È μ Ò ÓÒÐÝ 3 3 Ò ́Éμo Á ×Ù Ò ×ÓÑÓÖÔ ×Ñ Ü ×Ø× ̧ È Ò É Ö ×ÓÑÓ ÖÔ o Ù Ð Ó ÔÓ ÐÝ ØÓÔ Ó Ò Ú Ü 1ÔÓÐÝØÓÔ É × Ø Ù Ð Ó È Ø Ö × Ù Ð ØÝ 3 ́È μ ́Éμ Ø Ø ×̧ Ø ÓÒ Ö Ú Ö× Ò Ò Ò × Ò ÓØ Ö Ø ÓÒ×̧ Ñ Ò Ò Ø Ø Ò ́È μ Ò ÓÒÐ Ý 3 3 Ò ́Éμo ÔÓÐÝØÓÔ × Ñ ÒÝ Ù Ð× ÙØ ÒÝØ ÛÓ Ö ×ÓÑ ÓÖÔ ̧ Ùר Ý Ò ×Ô Ò Ó Ø Ù Ðo ́Á È × Ö ÙÐ Ö̧ ÓÒ Ò Ø É ØÓ Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ø Ø ÒØ Ö× Ó È ̧Ó Ö Ö × Ð ÓÔÝ Ó Ø ×oμ Ë Ð 1 Ù Ð ÔÓÐ ÝØÓ Ô Ô ÓÐÝØÓÔ Ø Ø × ×ÓÑ ÓÖÔ ØÓ Ø× Ù Ðo ËÝ ÑÑ ØÖÝ Ù Ð Ò ×ÓÑ ØÖÝ Ó Ø Ñ ÒØ ×Ô ́ ÆÒ ÙÐÐ Ó È μ Ø Ø Ñ Ô× È ØÓ Ø× Ð o ËÝ ÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔ Ó ÔÓÐ ÝØÓ Ô Ì Ö ÓÙÔ ́È μ Ó ÐÐ × ÝÑÑ ØÖ × Ó È o Ê ÙÐ Ö ÔÓÐ ÝØÓ Ô Ô ÓÐ ÝØÓÔ Û Ó× ×ÝÑ Ñ ØÖÝ ÖÓÙÔ ́È μ × ØÖ Ò× Ø Ú Ó ÒØ ­ ×o Ë Ð ­ ×ÝÑ ÓÐ × Ý Ñ ÓÐ Ô 1⁄2 Ô 1⁄2 Ø Ø Ò Ó × Ø ÐÓ Ð × ØÖÙ ØÙÖ Ó Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ o ÓÖ 1⁄2 1⁄2̧ × ÒÝ́ ·1⁄2μ1 Ó È ̧Ø ÒÔ × Ø ÒÙÑ Ö Ó 1 × Ó Ø Ø ÓÒØ Ò Ú Ò ́ 3⁄4μ1 Ó o Ì ×× ÐÐ Ø ÓÒ Ñ Ð ÝÌ Ó ÓÒÚ Ü 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò Ù Ð Ò 1×Ô ̧ ÐÐ Ø Ø Ð × Ó Ì ̧× Ù Ø Ø Ø ÙÒ ÓÒ Ó ÐÐ Ø Ð × Ó Ì × ̧ Ò ÒÝØ ÛÓ ×Ø Ò Ø Ø Ð × Ó ÒÓØ Ú Ò Ø Ö ÓÖ ÔÓ ÒØ× Ò ÓÑÑ ÓÒo ÐÐ Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ× Ö ×× ÙÑ ØÓ ÐÓ ÐÐÝ ¬Ò Ø ̧ Ñ Ò Ò Ø Ø ÔÓ ÒØÓ × Ò ÓÖ ÓÓ Ñ Ø Ò ÓÒÐ Ý ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝØÐ × ̧ Ò 1ØÓ 1 ̧ Ñ Ò Ò Ø Ø Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ÒÝØ ÛÓ Ø Ð × × Ó ́Ô Ó×× ÐÝ Ø ÑÔØÝ μ × ÔØ Ö ¿o Ì ÓÒ ÔØ Ó Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ ÜØ Ò × ØÓ ÓØ Ö ×Ô × Ò ÐÙ Ò ×Ô Ö Ð ×Ô ́ Ù Ð Ò ÙÒ Ø ×Ô Ö μ Ò ÝÔ Ö ÓÐ ×Ô o Ð ØØ Ó Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ ÔÖÓÔ Ö Ó Ì × ÒÓÒ ÑÔØÝ Ó Ø Ð Ó Ì o Á ÑÔÖÓÔ Ö × Ó Ì Ö Ø ÑÔØÝ × Ø Ò Ø Û ÓÐ ×Ô o Ì × Ø ́Ì μ Ó ÐÐ ́ÔÖ ÓÔ Ö Ò ÑÔÖ ÓÔ Öμ × × Ö Ò Ð ØØ ÐÐ Ø Ð ØØ Ó Ì o ÓÒ ÔØ× ×Ù × ×ÓÑÓÖÔ ×Ñ Ò Ù Ð ØÝ ÖÖÝ ÓÚ Ö ÖÓÑ Ô ÓÐÝØÓÔ ×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 432
ÔØ Ö 1⁄2 ËÝÑÑ ØÖÝ Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ò Ô ÓÐÝ Ö ¿¿ ËÝ ÑÑ ØÖÝ ÖÓÙ Ô Ó Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ Ì ÖÓÙÔ ́Ì μ Ó ÐÐ × ÝÑÑ ØÖ × Ó Ì Ø Ø ×̧ Ó ÐÐ ×ÓÑ ØÖ × Ó Ø Ñ ÒØ ́×Ô Ö Ð̧ Ù Ð Ò̧ ÓÖ ÝÔ Ö ÓÐ μ ×Ô Ø Ø ÔÖ × ÖÚ Ì o ÓÒ ÔØ× ×Ù × Ö ÙÐ Ö ØÝ Ò Ë Ð ­ ×ÝÑ ÓÐ ÖÖÝ ÓÚ Ö ÖÓÑ ÔÓÐÝØÓÔ ×o Ô ÖÓ ÓÒ Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ Ó Ø Ö Ð Ð Ò Û Ø ÐÓ× ÒØ ÖÚ Ð× Ó Ø × Ñ Ð Ò Ø o Ì × Ò Ð×Ó Ö Ö × Ò Ò¬Ò Ø ÔÓÐÝ ÓÒ Û Ó× × Ö Ú Ò ÝØ ÒØ ÖÚ Ð×o ÆÍÅ Ê Ì ÁÇÆ Æ ÇÆËÌÊÍ ÌÁÇÆ Ì ÓÒÚ Ü Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ × È Ò Ö ÒÓÛ Ò ÓÖ o Á 1⁄2̧ È × Ð Ò × Ñ ÒØ Ò ́È μ 3⁄4o ÁÒ ÐÐ ÓØ Ö × ×̧ ÙÔ ØÓ × Ñ Ð Ö ØÝ ̧ È Ò ÙÒ ÕÙ ÐÝ × Ö Ý Ø ×Ë Ð ­ ×ÝÑ ÓÐ Ô 1⁄2 Ô 1⁄2 o ÓÖ ÓÒÚ Ò Ò ÓÒ ÛÖ Ø × È Ô 1⁄2 Ô 1⁄2 o Á 3⁄4̧ È × ÓÒÚ Ü Ö ÙÐ Ö Ô1 ÓÒ ÓÖ ×ÓÑ Ô ¿̧ Ò È Ô Ð× Ó̧ ́È μ Ô ̧ Ø Ö Ð Ö ÓÙÔ Ó ÓÖ Ö 3⁄4Ôo Ì Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ × È Û Ø ¿ Ö ×ÙÑÑ Ö Þ Ò Ì Ð 1⁄2 o 1⁄2o1⁄2̧ Û Ð × Ó Ò ÐÙ × Ø ÒÙÑ Ö× 1⁄4 Ò 1⁄2 Ó Ú ÖØ × Ò Ø×̧ Ø ÓÖ Ö Ó ́È μ̧ Ò Ø Ö Ñ ÒÓØ Ø ÓÒ ́Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o μ ÓÖ Ø ÖÓÙÔ ́ ÓÐÐ ÓÛ Ò ÀÙÑ 1⁄4 μo À Ö Ò ÐÓÛ̧ Ô Ò Û ÐÐ Ù× ØÓ ÒÓØ ×ØÖ Ò Ó Ò ÓÒ× ÙØ Ú Ô3 ×o ÓÖ ¿ Ø Ð ×Ø ÓÒ× ×Ø× Ó Ø ¬Ú ÈÐ ØÓÒ ×ÓÐ × ́ ÙÖ 1⁄2 o1⁄2o 1⁄2μo Ì Ö ÙÐ Ö 1× ÑÔÐ Ü̧ 1 Ù ̧ Ò 1 ÖÓ××1 Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ó ÙÖ Ò Ñ Ò× ÓÒ o ́Ì × Ö Ð Ò × Ñ ÒØ× 1⁄2̧ Ò ØÖ Ò Ð × ÓÖ ×ÕÙ Ö × 3⁄4 o μ Ì Ñ Ò× ÓÒ× ¿ Ò Ö Ü ÔØ ÓÒ Ð Ò Ø Ø Ø Ö Ö 3⁄4 ́Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ ¿μ ÑÓÖ Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o Á ¿̧ Ø Ø× Ò Ú ÖØ Ü ¬ ÙÖ × Ó Ô 1⁄2 Ô 1⁄2 Ö Ø Ö ÙÐ Ö ́ 1⁄2μ1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ô 1⁄2 Ô 3⁄4 Ò Ô 3⁄4 Ô 1⁄2 ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ ̧ Û Ó× Ë Ð ­ ×ÝÑ ÓÐ× ̧ Û Ò ×ÙÔ ÖÔÓ× ̧ Ú Ø ÓÖ Ò Ðo Ì Ù Ð Ó Ô 1⁄2 Ô 1⁄2 × Ô 1⁄2 Ô 1⁄2 o Ë Ð 1 Ù Ð ØÝ Ó ÙÖ× ÓÒÐÝ ÓÖ ¿ 1⁄2 ̧ Ô ̧ Ò ¿ ¿ o Ü ÔØ ÓÖ ¿ 1⁄2 Ò Ô Û Ø Ô Ó ̧ ÐÐ Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝØÓÔ × Ö ÒØÖ ÐÐÝ × ÝÑÑ ØÖ o Ì Ä 1⁄2 o1⁄2 o1⁄2 Ì ÓÒÚ Ü Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò ́ ¿μo ÁÅ ÆËÁÇÆ Æ Å Ë ÀÄ ÄÁ Ë Å ÇÄ 1⁄4 1⁄2 ́È μ Á Ê Å ¿ 1× ÑÔÐ Ü ¿ 1⁄2 ·1⁄2 ·1⁄2 ́ ·1⁄2μ 1 ÖÓ××1ÔÓÐÝØÓÔ ¿ 3⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4 ́ÓÖ μ 1 Ù ¿ 3⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4 ́ÓÖ μ ¿ Ó× ÖÓÒ ¿ 1⁄23⁄4 3⁄41⁄4 1⁄23⁄41⁄4 À ¿ Ó ÖÓÒ ¿ 3⁄41⁄4 1⁄23⁄4 1⁄23⁄41⁄4 À ¿ 3⁄4 1 ÐÐ ¿ ¿ 3⁄4 3⁄4 1⁄21⁄2 3⁄4 1⁄41⁄41 ÐÐ ¿ ¿ 1⁄23⁄41⁄4 1⁄41⁄4 1⁄2 1⁄41⁄4 À 1⁄23⁄4 1⁄41 ÐÐ ¿ ¿ 1⁄41⁄4 1⁄23⁄41⁄4 1⁄2 1⁄41⁄4 À Ì Ö ÙÐ Ö Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ× Ì Ò Ö Ð×Ó ÒÓÛÒo Á 1⁄2 ̧Ì × Ò Ô ÖÓ ÓÒ Ò ́Ì μ × Ø Ò¬Ò Ø Ö Ð Ö ÓÙÔo ÓÖ 3⁄4 × Ø Ð ×Ø Ò Ì Ð 1⁄2 o1⁄2o 3⁄4o Ì ¬Ö× Ø 1⁄2 Ò ØÖ × Ò Ô 1⁄2 Ô Ú Ø Ë Ð ­ ×ÝÑ ÓÐ ÓÖ Ø ́Ö ÙÐ Öμ Ø Ð × Ó Ì ̧ Ø Ð ×Ø 1⁄2 Ø Ø ÓÖ Ø ́Ö ÙÐ Öμ Ú ÖØ Ü ¬ ÙÖ ×o ́ Ú ÖØ Ü ¬ ÙÖ Ø Ú ÖØ Ü Ü × Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ø Ñ ÔÓ ÒØ× Ó Ø × Ñ Ò Ø Ò ÖÓÑ Üoμ Ì Ù Ð © 2004 by Chapman & Hall/CRC 433
¿ o Ë ÙÐØ Á ÍÊ 1⁄2 o 1⁄2o1⁄2 Ì ¬Ú ÈÐ ØÓÒ ×ÓÐ ×o Tetrahedron Cube Octahedron Dodecahedron Icosahedron Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ Ó ÙÖ× ÓÖ ̧ Û Ð ÓÖ 3⁄4 Ò Ø Ö × Ù Ð Ô Ö Ó Ü ÔØ ÓÒ Ð Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ× o Ì Ä 1⁄2 o1⁄2 o3⁄4 Ì Ö ÙÐ Ö Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ× Ò ́ 3⁄4μo ÁÅ ÆË ÁÇÆ Ë ÀÄ ÄÁ Ë Å ÇÄ ÌÁÄ Ë Î ÊÌ 1 Á ÍÊ Ë 3⁄4 ¿ 3⁄4 1 Ù × 1 ÖÓ××1ÔÓÐÝØÓÔ × 3⁄4 ¿ ØÖ Ò Ð × Ü ÓÒ× ¿ Ü ÓÒ× ØÖ Ò Ð × ¿ ¿ ¿ 1 ÖÓ××1ÔÓÐÝØÓÔ × 3⁄4 1 ÐÐ× ¿ ¿ ¿ 3⁄4 1 ÐÐ× 1 ÖÓ××1Ô ÓÐÝ ØÓ Ô × × Ú ÖØ × Ó Ø ÔÐ Ò ÔÓÐÝ ÓÒ Ô Û Ò Ø Ø Ô Ó Ò Ø× ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ØÓ Ø ÔØ ÖÓÓØ× Ó ÙÒ ØÝ o Ì 1× ÑÔÐ Ü Ò ¬Ò × Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ø ·1⁄2 ÔÓ ÒØ× Ò ·1⁄2 ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ØÓ Ø Ô Ö ÑÙØ Ø ÓÒ× Ó ́1⁄2 1⁄4 1⁄4μo × Ú ÖØ × Ó Ø 1 Ö Ó×× 1Ô ÓÐÝØÓÔ Ò ÓÓ× Ø 3⁄4 Ô Ö ÑÙØ Ø ÓÒ× Ó ́¦1⁄2 1⁄4 1⁄4μ̧ Ò ÓÖ Ø 1 Ù Ø Ø 3⁄4 ÔÓ ÒØ× ́¦1⁄2 ¦1⁄2μo Ì Ñ ÔÓ ÒØ× Ó Ø × Ó 1 ÖÓ× ×1 Ô ÓÐÝØÓÔ Ö Ø 3⁄4 Ú ÖØ × Ó Ö ÙÐ Ö 3⁄4 1 ÐÐo Ì ÓÓÖ Ò Ø × ÓÖ Ø Ö Ñ Ò Ò Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝØÓÔ × Ö ÑÓÖ ÓÑ ÔÐ Ø ÓÜ ¿̧ ÔÔo 3⁄4̧1⁄2 o ÓÖ Ø Ù Ð Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ ¿ 3⁄4 Ø Ø Ú ÖØ Ü × Ø ØÓ ́ Ú Ò Ø ×ÕÙ Ö Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ 3⁄4μo ÓÖ Ø ØÖ Ò Ð Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ ¿ ÓÓ× × Ú ÖØ × Ø ÒØ Ö Ð Ð Ò Ö ÓÑ Ò Ø ÓÒ× Ó ØÛÓÙ Ò ØÚ ØÓÖ × Ò Ð Ò Ø ¿o ÄÓ Ø Ò Ø ÒØ Ö× Ú × Ø Ú ÖØ × Ó Ø Ü ÓÒ Ð Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ ¿ o ÓÖ ¿ ¿ ¿ Ò Ø Ø ÐØ ÖÒ Ø Ò Ú ÖØ × Ó Ø Ù Ð Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ Ø Ø ×̧ Ø ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ× Û Ø Ò Ú Ò ÓÓÖ Ò Ø ×ÙÑ o ÁØ× Ù Ð ¿ ¿ ¿ ́Û Ø 3⁄4 1 ÐÐ× × Ø Ð ×μ × Ø Ú ÖØ × Ø Ø ÒØ Ö× Ó Ø Ø Ð × Ó ¿ ¿ ¿ o Ì Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ× Ú Ò Û Ø Ù× × Ò ÓÖ Ö ÓÖ × ØÓÖÝ ̧ Ò × ØÖÓÒ ×ØÖ Ò Ó Ñ Ø Ñ Ø × × Ò Ð ×× Ð Ø Ñ × × ÒØ Ö ÓÒ Ø Ño Ì Ð ×× Ð Ø ÓÖÝ ÒØ Ö× Ø× Û Ø Ú Ö× Ñ Ø Ñ Ø Ð Ö × ×Ù × Ä Ð1 Ö × Ò Ä ÖÓÙÔ× ̧ Ì Ø× Ù Ð Ò × Ì Ø ̧ ¬Ò Ø Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ö ÓÙÔ Ø ÓÖÝ Ù ̧ Å ̧ ÓÑ ØÖ Ò Ð Ö ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ Ö Ô × Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð × Ò× Æ ̧ × Ò ÙÐ Ö ØÝØ Ó Ö Ý ̧ Ò Ê Ñ ÒÒ ×ÙÖ ×o Ë ÅÅ ÌÊ ÊÇÍ ÈË ÓÖ ÓÒÚ Ü Ö ÙÐ Ö 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ È Ò ̧ Ô ¬Ü ́ × μ ­ ̧̈ Ò ÓÒ1 × Ö Ø Ñ Ü Ñ Ð × ÑÔÐ Ü ́ Ñ Öμ Ò Ø ÖÝ ÒØÖ ×Ù Ú × ÓÒ ́ Ñ Ö Ó ÑÔÐ ÜμÓ È Û Ó× Ú ÖØ × Ö Ø ÒØ Ö× Ó Ø ÒÓÒ ÑÔØÝ × Ò ̈o Ì Ò © 2004 by Chapman & Hall/CRC 434
ÔØ Ö 1⁄2 ËÝÑÑ ØÖÝ Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ò Ô ÓÐÝ Ö ¿ × ÙÒ Ñ ÒØ Ð Ö ÓÒ ÓÖ ́È μ ÒÈ Ò ́È μ × Ò Ö Ø Ý Ø Ö ­ Ø ÓÒ× Ê 1⁄4 Ê 1⁄2 Ò Ø Û ÐÐ× Ó Ø Ø ÓÒØ Ò Ø ÒØ Ö Ó È ̧ Û Ö Ê × Ø Ö 1 ­ Ø ÓÒ Ò Ø Û ÐÐ ÓÔÔ Ó× Ø ØÓ Ø Ú ÖØ Ü Ó ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ØÓ Ø 1 Ò ̈o Á È Ô 1⁄2 Ô 1⁄2 ̧Ø Ò Ê 3⁄4 ́ Ê Ê μ 3⁄4 1⁄2 ́1⁄4 1⁄2 3⁄4μ ́Ê 1⁄2 Ê μ Ô 1⁄2 ́1⁄2 1⁄2μ × ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ ÓÖ ́È μ Ò Ø ÖÑ× Ó Ø × Ò Ö ØÓÖ× o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ ́È μ × ¬Ò Ø ́×Ô Ö Ðμ ÓÜ Ø Ö Ö ÓÙÔ Û Ø ×ØÖ Ò Ö Ñ ̄ Ô 1⁄2 ̄ Ô 3⁄4 ̄¡¡¡¡¡¡ ̄ Ô 3⁄4 ̄ Ô 1⁄2 ̄ ́× Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o μo Á Ì × Ö ÙÐ Ö Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ Ó ̧ Ô ̈ Ò × ÓÖ o ÆÓÛ ́Ì μ × Ò Ö Ø Ý Ø ·1⁄2 Ö ­ Ø ÓÒ× Ò ÐÐ Û ÐÐ× Ó Ú Ò Ê 1⁄4 Ê ́ × ÓÚ μo Ì ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ ÓÖ ́Ì μ ÖÖ × ÓÚ Ö̧ ÙØ ÒÓÛ ́Ì μ × Ò Ò¬Ò Ø ́ Ù Ð Òμ ÓÜ Ø Ö ÖÓÙÔo 1⁄2 o3⁄4 Ê ÍÄ Ê ËÌ Ê 1ÈÇÄ ÌÇÈ Ë Ì Ö ÙÐ Ö ×Ø Ö1ÔÓÐÝ Ö Ò ×Ø Ö1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ö Ó Ø Ò Ý Ð Ð Ó Û Ò Ø × ÓÖ Ú ÖØ Ü ¬ ÙÖ × ØÓ ר ÖÖÝ ́ר Ö1Ð μo Ì × Ð × ØÓ Ú ÖÝ ÙØ ÙÐ ¬ ÙÖ × Ø Ø Ö ÐÓ× ÐÝ Ö Ð Ø ØÓ Ø Ö ÙÐ Ö ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝØÓÔ ×o Ë ÓÜ Ø Ö ÓÜ ¿ ÓÖ ÓÑÔÖ Ò× Ú ÓÙÒØ × Ð×Ó Å ÅÙÐÐ Ò Ò Ë ÙÐØ ÅË1⁄43⁄4 o ÁÒ ¬Ò Ò ×Ø Ö1 Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ Û × ÐÐ ÓÑ Ò Ø ÔÔÖ Ó Ó Ó Ü ¿ Ò Å ÅÙÐ Ð Ò Å Å Ò ÒØÖÓ Ù Ø Ñ Ú Ø ××Ó Ø ×Ø ÖÖÝ Ô ÓÐÝØÓÔ 1 ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒo Ä ÇËË Ê 1ÔÓÐ ÝØÓ Ô 1 ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ¬Ò Ø Ñ ÐÝ ¥ Ó ÆÒ ×Ù ×Ô ×̧ ÐÐ Ð 1 Ñ ÒØ×̧ Ó Ù Ð Ò 1×Ô ̧ ÓÖ Ö Ý Ò ÐÙ× ÓÒ̧ ×Ù Ø Ø Ø ÓÐ ÐÓÛ1 Ò ÓÒ Ø ÓÒ× Ö × Ø ×¬ o ¥ ÓÒØ Ò× Ø ÑÔØÝ × Ø Ò × ́ ÑÔÖÓÔ Öμ Ð Ñ ÒØ×o Ì Ñ Ò× ÓÒ× Ó Ø ÓØ Ö ́Ô ÖÓÔ Öμ Ð Ñ ÒØ× Ò Ø Ø Ú ÐÙ × 1⁄4 1⁄2 1⁄2̧ Ò Ø ÆÒ ÙÐÐ Ó Ø Ö ÙÒ ÓÒ × o × Ô ÖØ ÐÐÝ ÓÖ Ö × Ø̧ ¥ × Ö Ò Ð ØØ o ÓÖ 3⁄4 ¥ÛØ ÐÐ À 3⁄4 ¥ À Ø ×Ù ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó ¥ ¬Ò Ý Ò Ø × × Ø× Ð Ø ×ØÖÙ ØÙÖ Ó ́ Ñ́ μ Ñ́ μ 1⁄2μ1Ô ÓÐÝØÓÔ 1 ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒo × ÙÖØ Ö ÓÒ Ø ÓÒ×̧ ÓÒØ Ò× Ø Ð ×Ø 3⁄4 ÔÖ ÓÔ Ö Ð Ñ ÒØ× Ñ́ μ Ñ́ μ 3⁄4̧ Ò × Ô ÖØ ÐÐÝ ÓÖ Ö × Ø̧ ́ Ò ÐÙ Ò ¥ Ø× Ð μ × ÓÒÒ Ø Ñ́ μ Ñ́ μ ¿o ́Ë Ø ¬Ò Ø ÓÒ Ó Ò ×ØÖ Ø Ô ÓÐÝØÓÔ Ò Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o oμ ÁØ Ò Ô ÖÓÚ Ø Ø Ò Ú ÖÝ ¥ × Ø ×¬ × Ø × ØÖÓÒ Ö ÓÒ Ø ÓÒ Ø Ø ÓÒØ Ò× Ü ØÐÝ 3⁄4 ÔÖÓÔ Ö Ð Ñ ÒØ× Ñ́ μ Ñ́ μ 3⁄4 o Ê ÙÐ Ö ÔÓÐ ÝØÓ Ô 1 ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ô ÓÐ ÝØÓÔ 1 ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ¥ Û Ó× × ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔ ́¥μ × ­ 1ØÖ Ò× Ø Ú o ́ ­ × Ñ Ü Ñ Ð ØÓØ ÐÐÝ ÓÖ Ö ×Ù × Ø Ó ¥oμ Ê ÙÐ Ö ×Ø Ö1ÔÓÐÝ ÓÒ ÓÖ ÔÓ× Ø Ú ÒØ Ö× Ò Ò Û Ø ́Ò μ 1⁄2 Ò 1⁄2 Ò 3⁄4 ̧ ÙÔ ØÓ × Ñ Ð Ö ØÝ Ø Ö ÙÐ Ö ×Ø Ö1ÔÓÐÝ ÓÒ Ò × Ø ÓÒÒ Ø ÔÐ Ò © 2004 by Chapman & Hall/CRC 435
¿ o Ë ÙÐØ Ô ÓÐÝ ÓÒ Û Ó× ÓÒ× ÙØ Ú Ú ÖØ × Ö ́ Ó×́ 3⁄4 Ò μ × Ò́ 3⁄4 Ò μμ ÓÖ 1⁄4 1⁄2 Ò 1⁄2o Á 1⁄2̧ Ø × Ñ ÔÐ Ò Ô ÓÐÝ ÓÒ ÓÙÒ × ́ÒÓÒ× Ø ÖÖ Ýμ ÓÒÚ Ü Ò1 ÓÒ Û Ø Ë Ð ­ ×ÝÑ ÓÐ Ò ́ Ò 1⁄2 μo Ï Ø Ö ÙÐ Ö ́ ÓÒÚ Ü ÓÖ ×Ø Ö1μ Ô ÓÐÝ ÓÒ Ò × ××Ó Ø Ö ÙÐ Ö 3⁄41Ô ÓÐ ÝØÓÔ 1 ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó Ø Ò Ý Ö ÔÐ Ò Ý Ø× ÆÒ ÙÐ Ðo ËØ Ö1ÔÓÐ ÝØÓ Ô 1 ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ 1 ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ¥ × ÒÓ Òר ÖÖÝ Ø × Ø Ñ ÐÝ Ó ÆÒ ÙÐÐ × Ó Ø × Ó ÓÒÚ Ü 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ o ÁØ × ×Ø ÖÖÝ ̧Ó Ö ×Ø Ö1Ô ÓÐÝØÓÔ 1 ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ̧ Ø × ÒÓØ ÒÓÒ× Ø ÖÖÝ o ÓÖ Òר Ò ̧ ÑÓÒ Ø 3⁄41Ô ÓÐÝØÓÔ 1 ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ø Ø Ö ××Ó Ø Û Ø Ö ÙÐ Ö ́ ÓÒÚ Ü ÓÖ ×Ø Ö1μ Ô ÓÐÝ ÓÒ Ò ÓÖ Ú Ò Ò̧ Ø ÓÒ Û Ø 1⁄2 × ÒÓÒ× Ø ÖÖÝ Ò Ø Ó× ÓÖ 1⁄2 Ö ×Ø ÖÖÝ o ÁÒ Ø ¬Öר × Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò Ò1 ÓÒ × ÓÒÚ Ü̧ Ò Ò Ø × ÓÒ × Ø × ÒÙ Ò ÐÝ ×Ø Ö1Ð o ÁÒ Ò Ö Ð̧ Ø ×Ø ÖÖÝ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ö Ø Ó× Ø Ø ÐÓÒ ØÓ ÒÙ Ò ÐÝ ×Ø Ö1Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ́Ø Ø ×̧ ר Ö1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×μo Ê ÙÐ Ö ×Ø Ö1ÔÓ ÐÝ ØÓÔ Á 3⁄4̧ Ö ÙÐ Ö ×Ø Ö1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ö ÙÐ Ö ×Ø Ö1Ô ÓÐ Ý1 ÓÒo ¬Ò Ò Ù Ø Ú ÐÝ ̧ ¿̧ Ö ÙÐ Ö 1ר Ö 1Ô ÓÐÝØÓÔ È × ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó Ö ÙÐ Ö ÓÒÚ Ü ́ 1⁄2μ1Ô ÓÐÝØÓÔ × ÓÖ Ö ÙÐ Ö ́ 1⁄2μ1× Ø Ö1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ×Ù Ø Ø Ø Ñ ÐÝ ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ø Ö ÆÒ ÙÐÐ × × Û ÐÐ × Ø ÆÒ ÙÐ Ð× Ó Ø Ö × × Ö ÙÐ Ö 1ר Ö1 ÔÓ ÐÝØÓÔ 1 ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ¥ ¥́È μo À Ö ̧ Ø × Ó Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ¬Ò Ò ×Ù Û Ý Ø Ø Ø Ý ÓÖÖ ×ÔÓÒ ØÓ Ø Ð Ñ ÒØ× Ò Ø ××Ó Ø Ô ÓÐÝØÓÔ 1 ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒo Ì ×ÝÑ Ñ ØÖÝ Ö ÓÙÔ× Ó È Ò ¥ Ö Ø × Ñ o ÆÍÅ Ê Ì ÁÇÆ Æ ÇÆËÌÊÍ ÌÁÇÆ Ê ÙÐ Ö ×Ø Ö1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × È Ò ÓÒÐÝ Ü ×Ø ÓÖ 3⁄4̧ ¿̧ ÓÖ o × Ö ÙÐ Ö ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ Ø Ý Ö Ð×Ó ÙÒ ÕÙ ÐÝ Ø ÖÑ Ò Ý Ø Ë Ð ­ ×ÝÑ ÓÐ Ô 1⁄2 Ô 1⁄2 ̧ ÙØ ÒÓÛ Ø Ð ×Ø ÓÒ ÒØÖÝ × ÒÓØ ÒØ Ö Ðo Ò Ø ×ÝÑ ÓÐ× ÓÖ Ø Ø× Ò Ú ÖØ Ü ¬ ÙÖ ×̧ Û Ò ×ÙÔ ÖÔ Ó× ̧ Ú Ø ÓÖ Ò Ðo Á 3⁄4 ̧È Ò ÓÖ ×ÓÑ Û Ø ́Ò μ 1⁄2 Ò 1⁄2 Ò 3⁄4 ̧ Ò ́È μ Ò o ÓÖ ¿ Ò Ø ×Ø Ö1ÔÓÐÝØÓÔ × Ö Ð ×Ø Ò Ì Ð 1⁄2 o3⁄4o 1⁄2 ØÓ Ø Ö Û Ø Ø ÒÙÑ Ö× 1⁄4 Ò 1⁄2 Ó Ú ÖØ × Ò Ø×̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o Á ÍÊ 1⁄2 o3⁄4o 1⁄2 Ì ÓÙÖ Ã ÔÐ Ö1 ÈÓ Ò×ÓØ ÔÓÐÝ Ö o Small stellated dodecahedron Great icosahedron Great stellated dodecahedron Great dodecahedron Ú ÖÝ Ö ÙÐ Ö 1ר Ö1ÔÓÐÝØÓÔ × Ø × Ñ Ú ÖØ × Ò ×ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔ × Ö ÙÐ Ö ÓÒÚ Ü 1ÔÓÐÝØÓÔ o Ì ÓÙÖ Ö ÙÐ Ö ×Ø Ö1ÔÓÐÝ Ö ́¿1ר Ö1ÔÓÐÝØÓÔ ×μ Ö Ð×Ó ÒÓÛÒ × Ø Ã ÔÐ Ö1ÈÓ Ò×ÓØ ÔÓÐ Ý Ö ́ ÙÖ 1⁄2 o3⁄4o1⁄2μo Ì Ý Ò ÓÒרÖÙ Ø ÖÓÑ Ø Ó× ÖÓÒ ¿ ÓÖ Ó ÓÒ ¿ Ý ØÛÓ Ò × Ó ÓÔ Ö Ø ÓÒ×̧ ר ÐÐ Ø ÓÒ ÓÖ Ø Ò ÓÜ ¿ o ÄÓÓ× ÐÝ ×Ô Ò ̧ Ò Ø ÓÖÑ Ö ÓÔ1 Ö Ø ÓÒ ÓÒ ÜØ Ò × Ø × Ó ÔÓÐÝ ÖÓÒ ×ÝÑÑ ØÖ ÐÐÝ ÙÒØ Ð Ø Ý Ò ÓÖÑ ÔÓÐÝ ÖÓÒ̧ Û Ð Ò Ø Ð ØØ Ö ÓÔ Ö Ø ÓÒ Ø Ú ÖØ × Ó ÔÓÐÝ ÖÓÒ Ö Ö ×1 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 436
ÔØ Ö 1⁄2 ËÝÑÑ ØÖÝ Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ò Ô ÓÐÝ Ö ¿ Ì Ä 1⁄2 o3⁄4 o1⁄2 Ì Ö ÙÐ Ö× Ø Ö1Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò ́ ¿μo ÁÅ ÆËÁÇÆ Ë ÀÄ ÄÁ Ë Å ÇÄ 1⁄4 1⁄2 ¿ ¿ 3⁄4 1⁄23⁄4 3⁄41⁄4 3⁄4 ¿ 3⁄41⁄4 1⁄23⁄4 3⁄4 1⁄23⁄4 1⁄23⁄4 3⁄4 1⁄23⁄4 1⁄23⁄4 ¿ ¿ 3⁄4 1⁄23⁄41⁄4 1⁄41⁄4 3⁄4 ¿ ¿ 1⁄41⁄4 1⁄23⁄41⁄4 ¿ 3⁄4 1⁄23⁄41⁄4 1⁄23⁄41⁄4 3⁄4 ¿ 1⁄23⁄41⁄4 1⁄23⁄41⁄4 ¿ 3⁄4 1⁄23⁄41⁄4 1⁄23⁄41⁄4 3⁄4 ¿ 1⁄23⁄41⁄4 1⁄23⁄41⁄4 ¿ 3⁄4 1⁄23⁄41⁄4 1⁄23⁄41⁄4 3⁄4 ¿ 1⁄23⁄41⁄4 1⁄23⁄41⁄4 3⁄4 1⁄23⁄41⁄4 1⁄23⁄41⁄4 3⁄4 3⁄4 1⁄23⁄41⁄4 1⁄23⁄41⁄4 ØÖ ÙØ Ò Ð ×× × Ø Ø Ö Ø Ò Ø Ú ÖØ Ü × Ø× ÓÖ Ø × Ó Ò Û Ô ÓÐÝ ÖÓÒo Ê Ö × Ö ÙÐ Ö Ñ Ô× ÓÒ ×ÙÖ × ́Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o ¿μ̧ Ø ÔÓÐÝ Ö ¿ 3⁄4 ́ Ö Ø Ó× ÖÓÒ μ Ò 3⁄4 ¿ ́ Ö Ø ×Ø ÐÐ Ø Ó Ö ÓÒμ Ö Ó ÒÙ× 1⁄4̧ Û Ð 3⁄4 ́ Ö Ø Ó ÖÓÒ μ Ò 3⁄4 ́×Ñ ÐÐ ×Ø ÐÐ Ø Ó ÖÓÒ μ Ö Ó ÒÙ× o Ì Ø Ò Ö ÙÐ Ö ×Ø Ö 1Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò ÐÐ Ú Ø × Ñ Ú ÖØ × Ò ×ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔ× × Ø 1⁄41⁄41 ÐÐ ¿ ¿ ÓÖ 1⁄23⁄41⁄41 ÐÐ ¿ ¿ Ò Ò Ö Ú ÖÓÑ Ø × Ý 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ø ÐÐ Ø ÓÒ ÓÖ Ø Ò ÓÔ Ö Ø ÓÒ× ÓÜ ¿̧ Å Å o Ë Ð×Ó ÓÜ ¿ ÓÖ Ø Ö Ò Ñ ×̧ Û × Ö Ø Ú Ö ÓÙ× Ö Ð Ø ÓÒ× Ô× ÑÓÒ Ø Ô ÓÐÝØÓÔ ×o ÓÖ ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ× Ó Ø Ö × ÝÑÑ ØÖÝ Ö ÓÙÔ× Ø Ø Ö ­ Ø Ø ¬Ò Ö ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ×ØÖ Ù ØÙÖ Ó Ø ×Ø Ö1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ × Ð×Ó ÅË1⁄43⁄4 o Ì Ù Ð Ó Ô 1⁄2 Ô 1⁄2 ́Û × Ó Ø Ò Ý Ù Ð Þ Ò Ø ××Ó Ø ×Ø Ö1 Ô ÓÐÝØÓÔ 1 ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ù× Ò Ö ÔÖÓ Ø ÓÒ Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ ×Ô Ö μ × Ô 1⁄2 Ô 1⁄2 o Ê Ö × ×ØÖ Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ́Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o μ̧ Ø ×Ø Ö 1Ô ÓÐÝØÓÔ × Ô 1⁄2 Ô 1⁄2 Ò Õ 1⁄2 Õ 1⁄2 Ö ×ÓÑÓÖÔ Ò ÓÒÐÝ Ø ×ÝÑ ÓÐ Õ 1⁄2 Õ 1⁄2 × Ó 1 Ø Ò ÖÓÑ Ô 1⁄2 Ô 1⁄2 Ý Ö ÔÐ Ò Ò Ø Ö Ý Ý 3⁄4 Ò 3⁄4 Ý o 1⁄2 o¿ Ê ÍÄ Ê ËÃ Ï ÈÇÄ À Ê Ê ÙÐ Ö × Û ÔÓÐÝ Ö Ö ¬Ò Ø ÓÖ Ò¬Ò Ø ÔÓÐÝ Ö Û Ó× Ú ÖØ Ü ¬ ÙÖ × Ö × Û ́ ÒØ ÔÖ ×Ñ Ø μ Ô ÓÐÝ ÓÒ× o Ì ×Ø Ò Ö Ö Ö Ò × ÓÜ Ø Ö ÓÜ o Ì ÓÔ ÓÐÓ ÐÐÝ ̧ Ø × Ô ÓÐÝ Ö Ö Ö ÙÐ Ö Ñ Ô× ÓÒ ×ÙÖ ×o ÓÖ Ò Ö Ð ÔÖÓÔ ÖØ × Ó Ö ÙÐ Ö Ñ Ô× × ÓÜ Ø Ö Ò ÅÓ× Ö Å 1⁄4 ̧ Å ÅÙÐÐ Ò Ò Ë ÙÐØ ÅË1⁄43⁄4 ̧ ÓÖ ÔØ Ö 3⁄41⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ o Ä ÇËË Ê ́Ê Øμ ÔÖ ×Ņ̃ ÒØ ÔÖ ×Ñ ́Û Ø Ö ÙÐ Ö × ×μ Ó Ò Ú Ü ¿1Ô ÓÐ ÝØÓÔ Û Ó× © 2004 by Chapman & Hall/CRC 437
¿ o Ë ÙÐØ Ú ÖØ × Ö ÓÒØ Ò Ò ØÛÓ Ô Ö ÐÐ Ð ÔÐ Ò × Ò Û Ó× × Ø Ó 3⁄41 × ÓÒ× ×Ø× Ó Ø ØÛÓ × × ́ ÓÒØ Ò Ò Ø Ô Ö ÐÐ Ð ÔÐ Ò ×μ Ò Ø 3⁄41 × Ò Ø Ñ ÒØÐ Ø Ø ÓÒÒ Ø× Ø × ×o Ì × × Ö ÓÒ ÖÙ ÒØ Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝ ÓÒ× o ÓÖ ́Ö Øμ ÔÖ ×Ņ̃ × × ØÖ Ò×Ð Ø Ó Ø ÓØ Ö Ý Ú ØÓÖ Ô ÖÔ Ò ÙÐ Ö ØÓ Ø× ÆÒ ÙÐÐ ̧ Ò Ø Ñ ÒØÐ 3⁄41 × Ö Ö Ø Ò Ð ×o ÓÖ ́Ö Øμ ÒØ ÔÖ ×Ņ̃ × × ØÖ Ò×Ð Ø Ó Ö ÔÖÓ Ð ́ Ù Ðμ Ó Ø ÓØ Ö Ý Ú ØÓÖ Ô ÖÔ Ò ÙÐ Ö ØÓ Ø× ÆÒ ÙÐ Ð̧ Ò Ø Ñ ÒØÐ 3⁄41 × Ö ×Ó× Ð × ØÖ Ò Ð ×o ́Ì ÔÖ ×Ñ ÓÖ ÒØ ÔÖ ×Ñ × × Ñ Ö ÙÐ Ö Ø× Ñ ÒØÐ 3⁄41 × Ö ×ÕÙ Ö × ÓÖ ÕÙ Ð Ø Ö Ð ØÖ Ò Ð ×̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ × Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o oμ Å Ô ÓÒ ×ÙÖ ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ ́Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒμ È Ó ÐÓ× ×ÙÖ Ë ÒØÓ ÒÓÒÓÚ ÖÐ ÔÔ Ò × Ñ ÔÐÝ ÓÒÒ Ø Ö ÓÒ×̧ Ø 3⁄41 × Ó È ̧ Ý Ö ×̧ Ø × Ó È ̧ Ó Ò Ò Ô Ö× Ó ÔÓ Ò Ø×̧ Ø Ú ÖØ × Ó È ̧ ×Ù Ø Ø ØÛÓ ÓÒ Ø ÓÒ× Ö × Ø ×¬ o Ö× Ø̧ ÐÓÒ × ØÓ Ü ØÐÝ ØÛÓ 3⁄41 ×o Ë ÓÒ ̧ ØÛÓ ×Ø Ò Ø × ÒØ Ö× Ø̧ Ø Ý Ñ Ø Ò ÓÒ Ú ÖØ Ü ÓÖ Ò ØÛÓÚ ÖØ ×o Ê ÙÐ Ö Ñ Ô Ñ Ô È ÓÒ Ë Û Ó× ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÙØÓÑÓÖ Ô ×Ñ ÖÓÙÔ ́È μ × ØÖ Ò× Ø Ú ÓÒ Ø ­ × ́ Ò ÒØ ØÖ ÔÐ × ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ú ÖØ Ü̧ Ò ̧ Ò 3⁄41 μo ÈÓÐÝ Ö ÓÒ Ñ ÔÈ ÓÒ ÐÓ× ×ÙÖ Ë Ñ ́Û Ø ÓÙØ × Ð 1 ÒØ Ö× Ø ÓÒ×μ ÒØÓ Ù Ð Ò ×Ô ̧ ×Ù Ø ØØ ÛÓ ÓÒ Ø ÓÒ× Ö × Ø ×¬ o 3⁄41 Ó È × ÓÒÚ Ü ÔÐ Ò Ô ÓÐÝ ÓÒ̧ Ò ÒÝØ ÛÓ ÒØ 3⁄41 × Ó ÒÓØ Ð Ò Ø × Ñ ÔÐ Ò o Ë Ð×Ó Ø ÑÓÖ Ò Ö Ð ¬Ò Ø ÓÒ Ò Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o ÐÓÛo Ë Û ÔÓÐ Ý Ö ÓÒ Ô ÓÐÝ ÖÓÒ È ×Ù Ø Ø ÓÖ Ø Ð ×Ø ÓÒ Ú ÖØ Ü Ü̧ Ø Ú ÖØ Ü ¬ ÙÖ Ó È Ø Ü × ÒÓØ ÔÐ Ò Ô ÓÐÝ ÓÒ Ø Ú ÖØ Ü ¬ ÙÖ Ø Ü × Ø Ô ÓÐÝ ÓÒ Û Ó× Ú ÖØ × Ö Ø Ú ÖØ × Ó È ÒØØ ÓÜ Ò Û Ó× × Ó Ò ÓÒ× ÙØ Ú ÚÖØ × × ÓÒ Ó × ÖÓÙÒ Üo Ê ÙÐ Ö ÔÓÐ Ý ÖÓÒ ÔÓÐÝ ÖÓÒ È Û Ó× × ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔ ́È μ × ­ 1 ØÖ Ò× Ø Ú o ́ ÓÖ Ö ÙÐ Ö × Û ÔÓÐÝ ÖÓÒ È Ò ¿ ÓÖ ̧ Ú ÖØ Ü ¬ ÙÖ ÑÙ× Ø ¿1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÒØ ÔÖ ×Ñ Ø ÔÓÐÝ ÓÒ̧ Ñ Ò Ò Ø Ø Ø ÓÒØ Ò× ÐÐ × Ó Ò ÒØ ÔÖ ×Ñ Ø Ø Ö ÒÓØ × Ó × o Ë Ð×Ó Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o oμ ÆÍÅ Ê Ì ÁÇÆ ÁÒ ¿ ÐÐ̧ Ò Ò ÐÐ ¬Ò Ø ̧ Ö ÙÐ Ö × Û Ô ÓÐÝ Ö Ö ÒÓÛ Ò ÓÜ o ÁÒ Ø × × × Ø ́ÓÖ ÒØ Ð μ ÔÓÐÝ ÖÓÒ È × ÓÑ ÔÐ Ø ÐÝ Ø ÖÑ Ò Ý Ø ÜØ Ò Ë Ð ­ ×ÝÑ ÓÐ Ô Õ Ö ̧ Û Ö Ø 3⁄41 × Ó È Ö ÓÒÚ Ü Ô1 ÓÒ× ×Ù Ø Ø Õ Ñ Ø Ø ÚÖØ Ü̧ Ò Ö × Ø ÒÙÑ Ö Ó × Ò Ô Ø Ó È Ø Ø Ð Ú ×̧ Ø ÚÖØ Ü̧ Ü ØÐÝ ØÛÓ 3⁄41 × Ó È ÓÒ Ø Ö Øo Ì ÖÓÙÔ ́È μ × ×ÓÑ ÓÖÔ ØÓ ́È μ Ò × Ø ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ 1⁄4 3⁄4 1⁄2 3⁄4 3⁄4 3⁄4 ́ 1⁄4 1⁄2 μ Ô ́ 1⁄2 3⁄4 μ Õ ́ 1⁄4 3⁄4 μ 3⁄4 ́ 1⁄4 1⁄2 3⁄4 1⁄2 μ Ö 1⁄2 ́ ÙØ Ø Ò Ö ØÓÖ × Ö ÒÓØ ÐÐ ÝÔ ÖÔÐ Ò Ö ­ Ø ÓÒ×μo Ì ÔÓÐÝ Ö Ô Õ Ö Ò Õ Ô Ö Ö Ù Ð×̧ Ò Ø Ú ÖØ × Ó ÓÒ Ò Ó Ø Ò × Ø ÒØ Ö× Ó Ø 3⁄41 × Ó Ø ÓØ Öo ÁÒ ¿ Ø Ö Ö Ùר Ø Ö Ö ÙÐ Ö × Û ÔÓÐÝ Ö ̧ ̧ Ò ¿ o Ì × Ö Ø ́ Ò¬Ò Ø μ È ØÖ 1 ÓÜ Ø Ö ÔÓ ÐÝ Ö o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÓÒ× ×Ø× Ó Ð Ø ×ÕÙ Ö × Ó Ø Ù Ð Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ ¿ Ò ¿ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 438
ÔØ Ö 1⁄2 ËÝÑÑ ØÖÝ Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ò Ô ÓÐÝ Ö ¿ Ì Ä 1⁄2 o¿o1⁄2 Ì ¬Ò Ø Ö ÙÐ Ö× Û Ô ÓÐÝ Ö Ò o Ë ÀÄ ÄÁ Ë Å ÇÄ 1⁄4 3⁄4 ÊÇÍÈ ÇÊ Ê ÆÍË Ö Ö 3⁄4 Ö 3⁄4 Ö 3⁄4 1⁄2 ¿ 3⁄41⁄4 ¿1⁄4 3⁄4 1⁄4 ¿ ¿1⁄4 3⁄41⁄4 3⁄4 1⁄4 ¿ 1⁄2 3⁄4 3⁄4¿1⁄4 ¿ ¿ 3⁄4 1⁄2 3⁄4¿1⁄4 ¿ Ì ¬Ò Ø Ö ÙÐ Ö × Û Ô ÓÐÝ Ö Ò ́ÓÖ ÕÙ Ú Ð ÒØÐ Ý ̧ Ò ×Ô Ö Ð ¿1×Ô μ Ö Ð ×Ø Ò Ì Ð 1⁄2 o ¿o1⁄2o Ì Ö × Ò Ò¬Ò Ø × ÕÙ Ò Ó ØÓÖ Ó Ð ÔÓÐÝ Ö × Û ÐÐ × ØÛÓ Ô Ö× Ó Ù Ð× Ö Ð Ø ØÓ Ø ́× Ð 1 Ù Ðμ 1× ÑÔÐ Ü ¿ ¿ ¿ Ò 3⁄4 1 ÐÐ ¿ ¿ o ÓÖ Ö Û Ò × Ó ÔÖÓ Ø ÓÒ× Ó Ø × Ô ÓÐÝ Ö ÒØÓ ¿1×Ô × Ï ̧ ËÏ 1⁄2 ÙÖ 1⁄2 o ¿o1⁄2 Ö ÔÖ × ÒØ× ¿ o Á ÍÊ 1⁄2 o ¿o1⁄2 Ô Ö Ó Ø ÓÒ Ó ¿ ÒØÓ Ê ¿ o Ì × ÔÖÓ Ø ÓÒ× Ö Ü ÑÔÐ × Ó ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ Ö ÙÐ Ö ÔÓÐ Ý Ö Ò ÓÖ1 Ò ÖÝ ¿1×Ô × Ï ¿ Ò ÔØ Ö 3⁄41⁄2 Ò Ø × À Ò ÓÓ o ÓÖ Ö ÙÐ Ö ÔÓÐÝ Ö Ò Û Ø ÔÐ Ò Ö̧ ÙØ ÒÓØ Ò ×× Ö ÐÝ ÓÒÚ Ü̧ 3⁄41 ×̧ × Ð×Ó Å1⁄41⁄4̧ Ö 1⁄41⁄4 o ÓÖ Ö ÙÐ Ö × Û Ô ÓÐÝ Ö Ò ÝÔ Ö ÓÐ ¿1× Ô ̧ × Ö o 1⁄2 o ÌÀ ÊÍÆ ÍÅ1 Ê ËË ÈÇÄ À Ê Ò Û ÑÔ ØÙ× ØÓ Ø ×ØÙ Ý Ó Ö ÙÐ Ö ¬ ÙÖ × Ñ ÖÓÑ ÖÙÒ ÙÑ ÖÙ ̧ Û Ó Ò Ö Ð Þ Ø Ö ÙÐ Ö × Û ÔÓÐÝ Ö Ý Ð Ð Ó Û Ò × Û Ô ÓÐÝ ÓÒ× × × × Û ÐÐ × Ú ÖØ Ü ¬ ÙÖ ×o Ì × Ö ×ØÓÖ Ø × ÝÑÑ ØÖÝ Ò Ø ¬Ò Ø ÓÒ Ó Ô ÓÐÝ Ö o ÓÖ Ø Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ó Ø × Ò Û Ö ÙÐ Ö ÔÓÐÝ Ö Ò ¿ ̧ × ÖÙ ̧ Ö ̧ Ò © 2004 by Chapman & Hall/CRC 439
1⁄4 o Ë ÙÐØ ÅË1⁄43⁄4 o Ì ÔÖ ÓÔ Ö × ØØ Ò ÓÖ Ø × ×Ù Ø ×̧ ×ØÖ ØÐÝ ×Ô Ò ̧ Ò Ø ÓÒØ ÜØ Ó Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ó ×ØÖ Ø Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝØÓÔ × ́× Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o μo Ä ÇËË Ê ÈÓÐÝ ÓÒ ¬ ÙÖ È Ò Ù Ð Ò ×Ô ÓÒ× ×Ø Ò Ó ́¬Ò Ø ÓÖ Ò¬Ò Ø μ × ÕÙ Ò Ó ×Ø Ò Ø ÔÓ ÒØ× ̧ ÐÐ Ø Ú ÖØ × Ó È ̧ Ó Ò Ò ×Ù ×× Ú Ô Ö×̧ Ò ÐÓ× Ý Ð ÐÝ ¬Ò Ø ̧ Ý Ð Ò × Ñ ÒØ× ̧ ÐÐ Ø × Ó È ̧ ×Ù Ø Ø ÓÑÔ Ø × Ø Ò Ñ Ø× ÓÒÐ Ý ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ ×o Þ ÔÓÐ Ý ÓÒ ́Þ Þ 1× Ô μ Ò¬Ò Ø ÔÐ Ò ÔÓÐÝ ÓÒ È Û Ó× Ú ÖØ × Ð1 Ø ÖÒ Ø ÐÝ Ð ÓÒ ØÛÓ Ô Ö ÐÐ Ð Ð Ò × Ò Û Ó× × Ö ÐÐ Ó Ø × Ñ Ð Ò Ø o ÒØ ÔÖ ×Ñ Ø ÔÓ ÐÝ ÓÒ ÐÓ× ÔÓÐÝ ÓÒ È Ò ¿1×Ô Û Ó× Ú ÖØ × Ö Ð1 Ø ÖÒ Ø ÐÝ Ú ÖØ × Ó Ó Ø Ø ÛÓ ́Ö ÙÐ Ö ÓÒÚ Üμ × × Ó ́Ö Øμ ÒØ ÔÖ ×Ñ É ́Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o ¿μ̧ ×Ù Ø Ø Ø ÓÖØ Ó ÓÒ Ð ÔÖÓ Ø ÓÒ Ó È ÓÒØÓ Ø ÔÐ Ò Ó × Ú × Ö ÙÐ Ö ×Ø Ö1ÔÓÐÝ ÓÒ ́Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o3⁄4μo Ì × ×Ø Ö1ÔÓÐÝ ÓÒ ́ Ò Ø Ù× È μ × ØÛ × Ñ ÒÝÚ ÖØ × × × ̧ Ò × ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝ ÓÒ Ò ÓÒÐÝ Ø × Ó È Ö Ùר Ø Ó× × Ó É Ø Ø Ö ÒÓØ × Ó × o ÈÖ ×Ñ Ø ÔÓ ÐÝ ÓÒ ÐÓ× ÔÓÐÝ ÓÒ È Ò ¿1×Ô Û Ó× Ú ÖØ × Ö ÐØ Ö1 Ò Ø ÐÝ Ú ÖØ × Ó Ó Ø ØÛÓ ́Ö ÙÐ Ö ÓÒÚ Üμ × × Ó ́Ö Øμ ÔÖ ×Ñ É ́Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o¿μ̧ ×Ù Ø Ø Ø ÓÖØ Ó ÓÒ Ð ÔÖÓ Ø ÓÒ Ó È ÓÒØÓ Ø ÔÐ Ò Ó × ØÖ Ú Ö× × ØÛ Ö ÙÐ Ö ×Ø Ö1ÔÓÐÝ ÓÒ Ò Ø Ø ÔÐ Ò ́Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o3⁄4μo × Ó É ́ Ò Ø Ù× Ø ×Ø Ö1ÔÓÐÝ ÓÒμ × × ×ÙÑ ØÓ Ú ÒÓ Ò ÙÑ Ö Ó Ú ÖØ ×o Ì ×Ø Ö1ÔÓÐÝ ÓÒ × ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝ ÓÒ Ò ÓÒÐÝ Ó È × ÓÒ Ð Ò Ö Ø Ò ÙÐ Ö 3⁄41 Ò Ø Ñ ÒØÐ Ó Éo À Ð Ð ÔÓÐ Ý ÓÒ Ò Ò¬Ò Ø Ô ÓÐÝ ÓÒ Ò ¿1×Ô Û Ó× Ú ÖØ × Ð ÓÒ Ð Ü Ú Ò Ô Ö Ñ ØÖ ÐÐÝ Ý ́ Ó× ¬Ø × Ò ¬Ø Øμ̧ Û Ö 1⁄4 Ò 1⁄4 ¬ ̧ Ò Ö Ó Ø Ò × Ø Ö Ò × ÓÚ Ö Ø ÒØ Ö×o ËÙ ×× Ú Ò Ø Ö× ÓÖÖ ×Ô ÓÒ ØÓ ×Ù ×× Ú ÚÖØ ×o ÈÓÐÝ Ö ÓÒ ́¬Ò Ø ÓÖ Ò¬Ò Ø μ Ñ ÐÝ È Ó ÔÓÐÝ ÓÒ× Ò ̧ ÐÐ Ø 3⁄41 × Ó È ̧ ×Ù Ø Ø Ø Ö ÓÒ Ø ÓÒ× Ö × Ø ×¬ o Ö× Ø̧ Ó ÓÒ Ó Ø 3⁄41 × × Ò Ó Ü ØÐÝ ÓÒ ÓØ Ö 3⁄41 o Ë ÓÒ ̧ ÓÖ ÒÝØ ÛÓ × Ò 1⁄4 Ó ́3⁄41 × Ó μ È Ø Ö Ü ×Ø Ò× 1⁄4 1⁄2 Ò 1⁄4 Ó × Ò À 1⁄2 À Ò Ó 3⁄41 × ×Ù Ø Ø À × Ò ÒØ Û Ø 1⁄2 Ò o Ì Ö ̧ ÓÑÔ Ø × Ø Ò Ñ Ø× ÓÒÐ Ý ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ 3⁄41 ×o Ê ÙÐ Ö ÔÓÐÝ ÓÒ ÓÖ ÔÓÐÝ ÖÓÒ È × Ö ÙÐ Ö Ø× × ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔ ́È μ × ØÖ Ò× Ø Ú ÓÒ Ø ­ ×o È ØÖ ÔÓÐ Ý ÓÒ Ó ÔÓÐ Ý Ö ÓÒ ÔÓÐÝ ÓÒ Ð Ô Ø ÐÓÒ Ø × Ó Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝ ÖÓÒ È ×Ù Ø Ø Ò ÝØ ÛÓ ×Ù ×× Ú ×̧ ÙØ ÒÓ Ø Ö ̧ Ö × Ó 3⁄41 Ó È o È ØÖ Ù Ð Ì Ñ ÐÝ Ó ÐÐ È ØÖ ÔÓÐÝ ÓÒ× Ó Ö ÙÐ Ö ÔÓÐÝ ÖÓÒ È o Ì × × Ø× Ð Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝ ÖÓÒ̧ Ò Ø× È ØÖ Ù Ð × È Ø× Ð o ÆÍÅ Ê Ì ÁÇÆ ÓÖ × Ýר Ñ Ø × Ù×× ÓÒ Ó Ö ÙÐ Ö ÔÓÐÝ ÓÒ× Ò Ö ØÖ ÖÝ Ù Ð Ò ×Ô × × ÓÜ ¿ o ÁÒ Ð Ø Ó Ø ÓÑ ØÖ Ð ×× ¬ Ø ÓÒ × Ñ ÓÖ Ø Ò Û Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝ 1 Ö Ò ¿ ÔÖÓÔ Ó× Ò ÖÙ ̧ Ø × Ù× ÙÐ ØÓ Ð ×× Ý Ø Ö ÙÐ Ö ÔÓÐÝ ÓÒ× Ò ¿ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 440
ÔØ Ö 1⁄2 ËÝÑÑ ØÖÝ Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ò Ô ÓÐÝ Ö 1⁄2 ÒØÓ × Ú Ò Ö ÓÙÔ× ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ ÓÒ× ̧ ÔÐ Ò ×Ø Ö1ÔÓÐÝ ÓÒ× ́Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o 3⁄4μ̧ Ô ÖÓ ÓÒ× ́Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o1⁄2μ̧ Þ Þ Ô ÓÐÝ ÓÒ× ̧ ÒØ ÔÖ ×Ñ Ø ÔÓÐÝ ÓÒ×̧ ÔÖ ×Ñ Ø Ô ÓÐÝ ÓÒ× ̧ Ò Ð Ð ÔÓÐÝ ÓÒ×o Ì × ÓÖÖ ×Ô ÓÒ ØÓ Ø ÓÙÖ Ò × Ó ×ÓÑ ØÖ × Ò ¿ ÖÓØ Ø ÓÒ̧ ÖÓØ ØÓÖÝ Ö ­ Ø ÓÒ ́ Ö ­ Ø ÓÒ ÓÐ ÐÓÛ Ý ÖÓØ Ø ÓÒ Ò Ø Ö ­ Ø ÓÒ ÔÐ Ò μ̧ Ð Ö ­ Ø ÓÒ̧ Ò ØÛ רo Ì 3⁄41 × Ò Ú ÖØ Ü ¬ ÙÖ × Ó Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝ ÖÓÒ È Ò ¿ Ö Ö ÙÐ Ö ÔÓÐÝ ÓÒ× Ó Ø ÓÚ Ò o ́Ì Ú ÖØ Ü ¬ ÙÖ Ø Ú ÖØ Ü Ü × Ø Ô ÓÐÝ ÓÒ Û Ó× Ú ÖØ × Ö Ø Ú ÖØ × Ó È ÒØ ØÓ Ü Ò Û Ó× × Ó Ò ØÛÓ ×Ù Ú Ö1 Ø × Ý Ò Þ Ò ÓÒÐ Ý Ý Ü Ò Ü Þ Ö × Ó 3⁄41 Ò È o ÓÖ Ö ÙÐ Ö È ̧ Ø × × × Ò Ð ÔÓÐÝ ÓÒoμ ÁØ × ÓÒÚ Ò ÒØ ØÓ ÖÓÙÔ Ø Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝ 1 Ö Ò ¿ ÒØÓ Ð ×× ×o Ì ¬Ö ר ÓÙÖ Ö Ø ØÖ Ø ÓÒ Ð Ö ÙÐ Ö ÔÓÐÝ Ö Ø ¬Ú ÈÐ ØÓÒ ×ÓÐ × Ø Ø Ö ÔÐ Ò Ö Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ× Ø ÓÙÖ Ö ÙÐ Ö ×Ø Ö1ÔÓÐÝ Ö ́à ÔÐ Ö 1ÈÓ Ò×ÓØ Ô ÓÐÝ Ö μ Ò Ø Ø Ö Ò¬Ò Ø Ö ÙÐ Ö × Û Ô ÓÐÝ Ö ́È ØÖ 1 ÓÜ Ø Ö ÔÓÐÝ Ö μo Ì ÓÙÖ ÓØ Ö Ð ×× × Ò Ø Ö Ô ÓÐÝ Ö Ò × Ö × ÓÐÐ ÓÛ× Ø Ð ×× Ó Ò Ò ¬Ò Ø ÔÓÐÝ Ö Û Ø ¬Ò Ø × Û ́ ÒØ ÔÖ ×Ñ Ø μ ÔÓÐÝ ÓÒ× × × Ø Ð ×× Ó Ò¬Ò Ø ÔÓÐÝ Ö Û Ø ¬Ò Ø × Û ́ÔÖ ×Ñ Ø ÓÖ ÒØ ÔÖ ×Ñ Ø μ ÔÓÐÝ ÓÒ× × ×̧ Û Ò ÐÙ × Ø Ö Ò¬Ò Ø Ñ Ð × × Û ÐÐ × Ø Ö Ò Ú Ù Ð ÔÓÐÝ Ö Ø Ð ×× Ó ÔÓÐÝ Ö Û Ø Þ Þ ÔÓÐÝ ÓÒ× × ×̧ Û ÓÒØ Ò× × Ü Ò¬Ò Ø Ñ Ð × Ò Ø Ð ×× Ó ÔÓÐÝ Ö Û Ø Ð Ð ÔÓÐÝ ÓÒ× × ×̧ Û × Ø Ö Ò¬Ò Ø Ñ Ð × Ò × Ü Ò Ú Ù Ð Ô ÓÐÝ Ö o ÐØ ÖÒ Ø Ú ÐÝ ̧ Ø × ÓÖ ØÝ1 Ø ÔÓÐÝ Ö Ò × Ö × ÓÐÐ ÓÛ× ÅË1⁄43⁄4 o Ì Ö Ö Ø Ò ¬Ò Ø Ö ÙÐ Ö ÔÓÐÝ Ö ̧ Ò Ñ ÐÝ Ø Ò Ò Ð ×× Ð ¬Ò Ø Ö ÙÐ Ö ÔÓÐÝ Ö ́ÈÐ ØÓÒ ×ÓÐ × Ò Ã ÔÐ Ö 1ÈÓ Ò×ÓØ ÔÓÐÝ Ö μ̧ Ò Ø Ö È ØÖ Ù Ð×o Ì Ö ÙÐ Ö Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ× Ó Ø ÔÐ Ò ̧ Ò Ø Ö È ØÖ Ù Ð× ́Û Ø Þ Þ 3⁄41 ×μ̧ Ö Ø × Ü ÔÐ Ò Ö Ô ÓÐÝ Ö Ò Ø Ð ×Øo ÖÓÑ Ø Ó× ̧ ØÛ ÐÚ ÙÖØ Ö Ô ÓÐÝ Ö Ö Ó Ø Ò × Ð Ò × ́ Ò Ø × Ò× Ó Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o μ Û Ø Ð Ò × Ñ ÒØ ÓÖ Ò Ô ÖÓ ÓÒ ́Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o 1⁄2μo Ì × Ü Ð Ò × Û Ø Ð Ò × Ñ ÒØ Ú ¬Ò Ø × Û̧ ÓÖ ́ Ò¬Ò Ø ÔÐ Ò Öμ Þ Þ ̧ 3⁄41 × Û Ø ÐØ ÖÒ Ø Ú ÖØ × ÓÒ Ô Ö Ó Ô Ö ÐÐ Ð ÔÐ Ò × Ø × Ü Ð Ò × Û Ø Ò Ô ÖÓ ÓÒ Ú Ð Ð Ô ÓÐÝ ÓÒ× ÓÖ Þ Þ ÔÓÐÝ ÓÒ× × 3⁄41 ×o Ò ÐÐÝ ̧ Ø Ö Ö ØÛ ÐÚ ÙÖØ Ö ÔÓÐÝ Ö Ø Ø Ö ÒÓØ Ð Ò × Ø Ý ÐÐ ÒØÓ × Ò Ð Ñ ÐÝ Ò Ö Ö Ð Ø ØÓ Ø Ù Ð Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ Ó ¿ o Ô ÓÐÝ ÖÓÒ Ò × Ö Ý Ò Ö Ð Þ Ë Ð ­ ×ÝÑ ÓÐ̧ Û Ò Ó × Ø ÓÑ ØÖ × ØÖÙ ØÙÖ Ó Ø Ô ÓÐÝ ÓÒ Ð × Ò Ú ÖØ Ü ¬ ÙÖ ×̧ Ø ÐÐ× Û Ø Ö ÓÖ ÒÓØ Ø ÔÓÐÝ ÖÓÒ × Ð Ò ̧ Ò Ò Ø × ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó Ø × ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔo ÓÖ ÑÓÖ Ø Ð× × ÅË1⁄43⁄4 ́ÓÖ ÖÙ ̧ Ö ̧Â Ó μo 1⁄2 o Ë ÅÁÊ ÍÄ Ê Æ ÍÆÁ ÇÊÅ ÇÆÎ ÈÇÄ ÌÇÈ Ë Ì Ú ÖÝ ×ØÖ Ò ÒØ Ö ÕÙ Ö Ñ ÒØ× Ò Ø ¬Ò Ø ÓÒ Ó Ö ÙÐ Ö ØÝ Ó ÔÓÐÝØÓÔ × Ò Ö Ð Ü Ò Ñ ÒÝ « Ö ÒØÛ Ý×̧ Ý Ð Ò Ö Ø Ú Ö ØÝÓ Û Ö Ö ÙÐ Ö ØÝ ÒÓØ ÓÒ× o Ï × ÐÐ ÓÒÐ Ý ÓÒ× Ö Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò Ô ÓÐÝ Ö Ø Ø Ö ÓÒÚ Üo Ë ÂÓ Ò×ÓÒ ÂÓ ÓÖ Ø Ð × Ù×× ÓÒ̧ ÓÖ Å ÖØ Ò Å Ö ÓÖ ×ÙÖ Ú Ý o Ä ÇËË Ê Ë Ñ Ö ÙÐ Ö ÓÒÚ Ü 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ È × × Ñ Ö ÙÐ Ö Ø× Ø× Ö Ö ÙÐ Ö Ò Ø× ×ÝÑ Ñ ØÖÝ ÖÓÙÔ ́È μ × ØÖ Ò× Ø Ú ÓÒ Ø Ú ÖØ × Ó È o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 441
3⁄4 o Ë ÙÐØ ÍÒ ÓÖÑ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ ÓÒ × ÙÒ ÓÖÑ Ø × Ö ÙÐ Öo Ê ÙÖ× Ú ÐÝ ̧ ¿̧ ÓÒÚ Ü 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ È × ÙÒ ÓÖÑ Ø× Ø× Ö ÙÒ ÓÖÑ Ò Ø× ×ÝÑ Ñ ØÖÝ ÖÓÙÔ ́È μ × ØÖ Ò× Ø Ú Ó ÒØ ÚÖØ × Ó È o Ê ÙÐ Ö1 È × Ö ÙÐ Ö1 ÐÐ Ø× Ø× ́ Ò ÐÓÛ Ö1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×μ Ö Ö ÙÐ Öo ÆÍÅ Ê Ì ÁÇÆ Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ × × Ñ Ö ÙÐ Ö̧ Ò × Ñ Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÙÒ ÓÖ Ño Ð ×Ó̧ Ý ¬Ò Ø ÓÒ ÙÒ ÓÖÑ ¿1ÔÓÐÝØÓÔ × × Ñ Ö ÙÐ Öo ÓÖ ¿ Ø Ñ1 ÐÝ Ó × Ñ Ö ÙÐ Ö ́ÙÒ ÓÖ Ñμ ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝ Ö ÓÒ× ×Ø× Ó Ø ÈÐ ØÓÒ ×ÓÐ ×̧ ØÛÓ Ò¬Ò Ø Ð ×× × Ó ÔÖ ×Ñ× Ò ÒØ ÔÖ ×Ñ×̧ × Û ÐÐ × Ø Ø ÖØ Ò ÔÓÐÝ Ö ÒÓÛÒ × Ö Ñ Ò ×ÓÐ × o Ì × Ú Ò × Ñ Ö ÙÐ Ö ÔÓÐÝ Ö Û Ó× × ÝÑÑ ØÖÝ Ö ÓÙÔ × 1ØÖ Ò× Ø Ú Ö Ð×Ó ÐÐ Ø ÕÙ × Ö ÙÐ Ö ÔÓÐÝ Ö o × × Ø Ö ÙÐ Ö ÔÓÐÝØÓÔ ×̧ Ø Ö Ö ÓÒÐ Ý × Ú Ò × Ñ Ö ÙÐ Ö ÔÓÐÝØÓÔ × Ò Ö Ñ Ò× ÓÒ× Ø Ö ÓÖ ̧ Ò ÓÒ ÓÖ Ó ́ ÓÖ × ÓÖØ ÔÖÓÓ ̧ × 1⁄2 μo ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø Ö Ö Ñ ÒÝ ÑÓÖ ÙÒ ÓÖÑ Ô ÓÐÝØÓÔ × ÙØ ÓÑÔÐ Ø Ð ×Ø × ÒÓÛ Ò ÓÒÐÝ ÓÖ ÂÓ o Ü ÔØ ÓÖ Ø Ö ÙÐ Ö 1Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò Ø ÔÖ ×Ñ× ÓÚ Ö ÙÒ ÓÖÑ ¿1Ô ÓÐÝØÓÔ ×̧ Ø Ö Ö Ü ØÐÝ 1⁄4 ÙÒ ÓÖÑ 1Ô ÓÐÝØÓÔ ×o ÓÖ ¿ ÐÐ̧ ÓÖ ÐÐ × Ú ÓÒ ̧ Ò ÓÖ Ñ Ò Ý ̧ ÙÒ ÓÖÑ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò Ó Ø Ò Ý Ñ Ø Ó ÐÐ ÏÝØ Ó« 3× ÓÒרÖÙ Ø ÓÒo Ì × Ñ Ø Ó ÔÖÓ × ÖÓÑ ¬Ò Ø Ù Ð Ò Ö ­ Ø ÓÒ Ö ÓÙÔ Ï Ò ̧Ó ÖØ ÚÒ ́ÖÓØ Ø ÓÒμ ×Ù ÖÓÙÔ Ï · Ó Ï ̧ Ò ÓÒ×ØÖ Ù Ø× Ø Ô ÓÐÝØÓÔ × × Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ø ÓÖ Ø ÙÒ Ö Ï ÓÖ Ï · Ó ÔÓ ÒØ̧ Ø Ò Ø Ð Ú ÖØ Ü̧ Ò Ø ÙÒ Ñ ÒØ Ð Ö ÓÒ Ó Ø ÖÓÙÔ̧ Û × 1× ÑÔÐ Ü ́ Ñ Öμ ÓÖ Ø ÙÒ ÓÒ Ó ØÛÓ ÒØ 1× ÑÔÐ × Ò Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò Ñ Ö ÓÑÔÐ Ü Ó Ï ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ × Ë Ø ÓÒ× 1⁄2 o1⁄2 Ò 1⁄2 o o Ì Ö ÙÐ Ö1 Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ú Ð×Ó Ò × Ö ÓÖ Ñ Ò× ÓÒo ÁÒ Ò Ö Ð̧ ×Ù ÔÓÐÝØÓÔ Ò Ú « Ö ÒØ Ò × Ó Ø× ́ Ò Ú ÖØ Ü ¬ ÙÖ ×μo ÓÖ ¿ Ø ÓÑ ÔÐ Ø Ð ×Ø ÓÒØ Ò× Ü ØÐÝ 3⁄4 Ö ÙÐ Ö1 ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ Ö Ò Ò ÐÙ × ÐÐ × Ñ Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝ Ö o ÓÖ ̧ Ø Ö Ö ÓÒÐ Ý ØÛÓ Ö ÙÐ Ö1 1Ô ÓÐÝØÓÔ × Ø Ø Ö ÒÓØ × Ñ Ö ÙÐ Öo Ü ÔØ ÓÖ ̧ Ö ÙÐ Ö1 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÒÓÒØÖ Ú Ð ×ÝÑ Ñ ØÖÝ ÖÓÙÔo Ì Ö Ö Ñ ÒÝ ÙÖØ Ö Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ó Ø ÒÓØ ÓÒ Ó Ö ÙÐ Ö ØÝ Å Ö o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ò ÑÓ× Ø × × ÓÑÔÐ Ø Ð ×Ø× Ó Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ö Ø Ö ÒÓØ ÒÓÛ Ò ÓÖ Ú Ð Ð ÓÒÐÝ ÓÖ ¿ o Ì Ú Ö ÒØ× Ø Ø Ú Ò ÓÒ× Ö Ò ÐÙ ×Ó ÓÒ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ́Ö ÕÙ Ö Ò Ú ÖØ Ü1ØÖ Ò× Ø Ú ØÝ Ó ́È μμ̧ ÓÖ ×Ó Ö Ð Ô ÓÐÝ1 ØÓÔ ×̧ Ø Ö ÔÖÓ Ð× Ó Ø ×Ó ÓÒ Ð Ô ÓÐÝØÓÔ ×̧ Û Ø Ø1ØÖ Ò× Ø Ú Ö ÓÙÔ ́È μ ÑÓÖ Ò Ö ÐÐÝ ̧ 1 1ØÖ Ò× Ø Ú Ô ÓÐÝØÓÔ × ́Ö ÕÙ Ö Ò ØÖ Ò× Ø Ú ØÝÓ ́È μÓ ÒØ 1 ×μ̧ ÓÖ × Ò Ð Ú ÐÙ ÓÖ × Ú Ö Ð Ú ÐÙ × Ó ÓÒ ÖÙ ÒØ1 Ø ̧ ÓÖ ÑÓÒÓ1 Ö Ð̧ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ́Ö ÕÙ Ö Ò ÓÒ ÖÙ Ò Ó Ø Ø×μ Ò ÕÙ Ø ÔÓÐÝØÓÔ × ́Ö ÕÙ Ö Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ×ÓÑÓÖÔ ×Ñ Ó Ø Ø× μo Ë Ñ Ð Ö ÔÖÓ Ð Ñ× Ú Ð×Ó Ò ÓÒ× Ö ÓÖ ÒÓÒ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝØÓÔ × ÓÖ Ô ÓÐÝ Ö ̧ Ò ÓÖ Ø Ð Ò × Ë o 1⁄2 o Ê Ä ÌÁ ÇÆ ÊÇÍÈË ËÝÑ Ñ ØÖÝ ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ó ÓÑ ØÖ ¬ ÙÖ × Ö ÐÓ× ÐÝ Ø ØÓ Ø Ð Ö × ØÖÙ ØÙÖ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 442
ÔØ Ö 1⁄2 ËÝÑÑ ØÖÝ Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ò Ô ÓÐÝ Ö ¿ Ó Ø Ö ×ÝÑ Ñ ØÖÝ ÖÓÙÔ× ̧ Û Ö Ó Ø Ò ×Ù Ö ÓÙÔ× Ó ¬Ò Ø ÓÖ Ò¬Ò Ø Ö ­ Ø ÓÒ Ö ÓÙÔ×o Ð ×× Ð Ö Ö Ò ÓÖ Ö ­ Ø ÓÒ Ö ÓÙÔ× × ÓÜ Ø Ö ÓÜ ¿ o ÑÓÖ Ö ÒØ Ø ÜØ × ÀÙÑ Ô Ö Ý× ÀÙÑ 1⁄4 o Ä ÇËË Ê Ê ­ Ø ÓÒ ÖÓÙÔ Ö ÓÙÔ Ò Ö Ø Ý ́ ÝÔ ÖÔÐ Ò μ Ö ­ Ø ÓÒ× Ò ¬Ò Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô Î o Ì ×Ô Ò Ö Ð ÓÖ ÓÑÔÐ Ü Ú ØÓÖ ×Ô ́ÓÖ ÆÒ ×Ô μo Ö ­ Ø ÓÒ × Ð Ò Ö ́ÓÖ ÆÒ μ ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ Û Ó× ÒÚ ÐÙ ×̧ × Ú ÓÒ ̧ Ö ÐÐ ÕÙ Ð ØÓ 1⁄2̧ Û Ð Ø Ö Ñ Ò Ò ÒÚ ÐÙ × ÔÖ Ñ Ø Ú Ø ÖÓÓØ Ó ÙÒ ØÝ Ó Ö× Ó Ñ 3⁄4 Ò Ø Ö Ð × ̧ Ø × 1⁄2o Á Ø ×Ô × ÕÙ ÔÔ Û Ø ÙÖØ Ö × ØÖÙ ØÙÖ ̧ Ø Ö ­ Ø ÓÒ× Ö ×× ÙÑ ØÓ ÔÖ × ÖÚ Ø o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Î × Ö Ð Ù Ð Ò̧ Ø Ö ­ Ø ÓÒ× Ö Ù Ð Ò Ö ­ Ø ÓÒ× o ÓÜ Ø Ö Ö ÓÙÔ ÖÓÙÔ Ï ̧ ¬Ò Ø ÓÖ Ò¬Ò Ø ̧ Ø Ø × Ò Ö Ø Ý ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ Ò Ö ØÓÖ × 1⁄2 Ò Ò × ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó Ø ÓÖÑ ́ μ Ñ 1⁄2́ 1⁄2 Ò μ̧ Û Ö Ø Ñ Ö ÔÓ× Ø Ú Ò Ø Ö× ÓÖ 1⁄2 ×Ù Ø ØÑ 1⁄2 Ò Ñ Ñ 3⁄4́ μo Ì Ñ ØÖ Ü ́Ñ μ × Ø ÓÜ Ø Ö Ñ ØÖ Ü Ó Ï o ÓÜ Ø Ö Ö Ñ Ð Ð Ö Ô Ø Ø Ö ÔÖ × ÒØ× ÓÜ Ø Ö ÖÓÙÔ Ï × ÓÐ ÐÓÛ ×o Ì ÒÓ × Ó Ö ÔÖ × ÒØ Ø Ò Ö ØÓÖ × Ó Ï o Ì Ø Ò Ø ÒÓ Ö Ó Ò Ý ́× Ò Ð μ Ö Ò Ò ÓÒÐÝ Ñ 3⁄4o ÁÒ Ø × × ̧ Ø Ö Ò × Ð Ð Ñ Ñ ¿ ́ Ò Ö Ñ Ò× ÙÒÐ Ð Ñ ¿ μ o ÁÖÖ Ù Ð ÓÜ Ø Ö Ö ÓÙÔ ÓÜ Ø Ö Ö ÓÙÔ Ï Û Ó× ÓÜ Ø Ö Ö Ñ × ÓÒÒ Ø o ́ Ó Ü Ø Ö Ö ÓÙÔ Ï × Ø Ö Ø ÔÖÓ Ù Ø Ó ÖÖ Ù Ð ÓÜ Ø Ö ÖÓÙÔ× ̧ Û Ø ØÓÖ ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ØÓ ÓÒÒ Ø ÓÑÔÓÒ ÒØ Ó Ø Ö Ñ Ó Ï oμ ÊÓÓ Ø ×Ý ×Ø Ñ ¬Ò Ø × Ø Ê Ó ÒÓÒÞ ÖÓ Ú ØÓÖ× ̧ Ø ÖÓÓØ×̧ Ò × Ø × Ý Ò Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÓÒ Ø ÓÒ×o Ê ×Ô Ò× ̧ Ò Ê Ê ¦ ÓÖ 3⁄4 Êo ÓÖ 3⁄4Ê ̧ Ø Ù Ð Ò Ö ­ Ø ÓÒ Ë Ò Ø Ð Ò Ö ÝÔ ÖÔÐ Ò ÓÖØ Ó ÓÒ Ð ØÓ Ñ Ô× Ê ÓÒØÓ Ø× Ð o ÅÓÖ ÓÚ Ö̧ Ø ÒÙÑ Ö× 3⁄4́ 1⁄4 μ ́ 1⁄4 1⁄4 μ̧ Û Ø 1⁄4 3⁄4Ê ̧ Ö ÒØ Ö× ́ ÖØ Ò ÒØ Ö×μ Ö ́ μ ÒÓØ × Ø ×Ø Ò Ö ÒÒ Ö ÔÖÓ Ù Ø ÓÒ o ́Ì × ÓÒ Ø ÓÒ× ¬Ò ÖÝ ×Ø ÐÐÓ Ö Ô ÖÓÓØ × Ýר Ñ×o ËÓÑ Ø Ñ × Ø ÒØ Ö Ð ØÝ ÓÒ Ø ÓÒ × ÓÑ ØØ ØÓ Ú ÑÓÖ Ò Ö Ð ÒÓØ ÓÒ Ó ÖÓÓØ ×Ýר Ñoμ Ì ÖÓÙÔ Ï Ò Ö Ø Ý Ø Ö ­ Ø ÓÒ× Ë ́ 3⁄4Ê μ × ¬ Ò Ø Ó Ü Ø Ö ÖÓÙÔ̧ ÐÐ Ø Ï ÝÐ ÖÓ ÙÔ Ó Êo Æ Ê Ä ÈÊÇÈ ÊÌÁ Ë Ú ÖÝ ÓÜ Ø Ö Ö ÓÙÔ Ï 1⁄2 Ò Ñ Ø× Ø ÙÐ Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ × Ö 1 ­ Ø ÓÒ Ö ÓÙÔ Ò Ø Ö Ð Ú ØÓÖ ×Ô Ê Ò o Ì × × Ó Ø Ò × Ó ÐÐ ÓÛ×o Á Ï × ÓÜ Ø Ö Ñ ØÖ Ü Å ́ Ñ μ Ò 1⁄2 Ò × Ø ×Ø Ò Ö × × Ó Ê Ò ̧ ¬Ò Ø × ÝÑÑ ØÖ Ð Ò Ö ÓÖÑ Å Ý Å Ó× ́ Ñ μ ́ 1⁄2 Ò μ Û Ø ÔÔÖ ÓÔÖ Ø ÒØ ÖÔÖ Ø Ø ÓÒ Ñ 1⁄2o ÓÖ 1⁄2 ÒØ Ð Ò Ö ØÖ Ò× ÓÖÑ 1 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 443
o Ë ÙÐØ Ø ÓÒ Ë Ê Ò Ê Ò Ú Ò Ý ÜË Ü 3⁄4 Ü Å ́Ü 3⁄4 Ê Ò μ × Ø ÓÖØ Ó ÓÒ Ð Ö ­ Ø ÓÒ Ò Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò ÓÖØ Ó ÓÒ Ð ØÓ o Ä Ø ḈÅ μ ÒÓØ Ø ÓÖØ Ó ÓÒ Ð Ö ÓÙÔ ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ØÓ Å o Ì Ò Ë ́ 1⁄2 Ò μ ¬Ò × Ø ÙÐ Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ï Ä́Ê Ò μ̧ ÐÐ Ø ÒÓÒ Ð Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ̧ ×Ù Ø Ø Ï ḈÅ μo Ì ÖÓÙÔ Ï × ¬Ò Ø Ò ÓÒÐÝ Ø ××Ó Ø ÓÖÑ Å × ÔÓ× Ø Ú ¬Ò Ø Ò Ø × × ̧ Å Ø ÖÑ Ò × Ù Ð Ò ÓÑ ØÖÝ ÓÒ Ê Ò o ÁÒ ÓØ Ö ÛÓÖ ×̧ ¬Ò Ø ÓÜ Ø Ö ÖÓÙÔ × ¬Ò Ø Ù Ð Ò Ö ­ Ø ÓÒ Ö ÓÙÔo ÓÒÚ Ö× ÐÝ ̧ Ú ÖÝ ¬Ò Ø Ù Ð Ò Ö ­ Ø ÓÒ ÖÓÙÔ × ÓÜ Ø Ö ÖÓÙÔo Ì ¬Ò Ø ÓÜ Ø Ö ÖÓÙÔ× Ú Ò ÓÑ ÔÐ Ø ÐÝ Ð ×× ¬ Ý Ó Ü Ø Ö Ò Ö Ù×Ù ÐÐÝ Ð ×Ø Ò Ø ÖÑ× Ó Ø Ö ÓÜ Ø Ö Ö Ñ×o Ì ¬Ò Ø ÖÖ Ù Ð ÓÜ Ø Ö ÖÓÙÔ× Û Ø ×ØÖ Ò Ö Ñ× Ö ÔÖ × ÐÝ Ø × ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔ× Ó Ø ÓÒÚ Ü Ö ÙÐ Ö ÔÓÐÝØÓÔ ×̧ Û Ø Ô Ö Ó Ù Ð ÔÓÐÝØÓÔ × ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ØÓ Ô Ö Ó Ö ÓÙÔ× Ø Ø Ö Ö Ð Ø Ý Ö Ú Ö× Ò Ø ÓÖ Ö Ó Ø Ò Ö ØÓÖ× o Ë Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o1⁄2 ÓÖ Ò ÜÔÐ Ò Ø ÓÒ ÓÙØ ÓÛØ Ò Ö ØÓÖ × Ø ÓÒ Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o Ì Ð 1⁄2 o1⁄2o 1⁄2 Ð×Ó Ð ×Ø× Ø Ò Ñ × ÓÖ Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ÓÜ Ø Ö Ö Ñ×o ÓÖ Ô 1⁄2 Ô Ò 1⁄2 3⁄4 ÛÖ Ø Ô 1⁄2 Ô Ò 1⁄2 ÓÖ Ø ÓÜ Ø Ö ÖÓÙÔ Û Ø ×ØÖ Ò 1 Ö Ñ ̄ Ô 1⁄2 ̄ Ô 3⁄4 ̄¡¡¡¡¡¡̄ Ô Ò 3⁄4 ̄ Ô Ò 1⁄2 ̄o Ì Ò Ô 1⁄2 Ô Ò 1⁄2 × Ø Ù1 ØÓÑ ÓÖÔ ×Ñ Ö ÓÙÔ Ó Ø ÙÒ Ú Ö× Ð ×ØÖ Ø Ö ÙÐ Ö Ò1Ô ÓÐÝØÓÔ Ô 1⁄2 Ô Ò 1⁄2 × Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o o Ì Ö ÙÐ Ö ÓÒ Ý ÓÑ × Ô 1⁄2 Ô Ò 1⁄2 ÓÒ Ø ×Ô Ö ́ ÓÒÚ Ü Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×μ ÓÖ Ò Ù Ð Ò ÓÖ ÝÔ Ö ÓÐ ×Ô Ö Ü ÑÔÐ × Ó ×Ù Ù ÒÚ Ö× Ð ÔÓÐÝ1 ØÓÔ ×o Ì ×Ô Ö Ð ÓÒ Ý ÓÑ × Ö Ü ØÐÝ Ø ¬Ò Ø ÙÒ Ú Ö× Ð Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ́Û Ø Ô 3⁄4 ÓÖ ÐÐ μo Ì Ù Ð Ò ÓÒ Ý ÓÑ × Ö × Ü ØÐÝ Û Ò Ô 3⁄4 Ó Ö ÐÐ Ò Ø Ð Ò Ö ÓÖÑ Å ÓÖ Ô 1⁄2 Ô Ò 1⁄2 × ÔÓ× Ø Ú × Ñ ¬Ò Ø ́ ÙØ ÒÓØ ÔÓ× Ø Ú ¬Ò Ø μo Ë Ñ Ð ÖÐÝ ̧Ø ÝÔ Ö ÓÐ ÓÒ Ý ÓÑ × ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ü ØÐÝ ØÓ Ø Ö ÓÙÔ× Ô 1⁄2 Ô Ò 1⁄2 Ø Ø Ö ÓÜ Ø Ö ÖÓÙÔ× Ó ÝÔ Ö ÓÐ ØÝÔ ÅË1⁄43⁄4 o Ì Ö Ö Ü ØÐÝ ØÛÓ × ÓÙÖ × Ó ¬Ò Ø ÓÜ Ø Ö Ö ÓÙÔ×̧ ØÓ ×ÓÑ ÜØ ÒØ ÓÚ Ö1 Ð ÔÔ Ò Ø ×ÝÑ Ñ ØÖÝ Ö ÓÙÔ× Ó ÓÒÚ Ü Ö ÙÐ Ö Ô Ó ÐÝØÓÔ ×̧ Ò Ø Ï ÝÐ ÖÓÙÔ× Ó ́ Ö Ýר ÐÐÓ Ö Ô μ ÖÓ ÓØ × Ýר Ñ×̧ Û Ö ÑÔÓÖØ ÒØ Ò Ä Ì ÓÖÝ o Ú ÖÝ ÖÓÓØ × Ýר Ñ Ê × × Ø Ó × ÑÔÐ Ö ÓÓ Ø× Ø × × ×Ù × Ø Ë Ó Ȩ̂ Û × × × Ó ×Ù Ø Ø Ú ÖÝ 3⁄4Ê × Ð Ò Ö ÓÑ Ò Ø ÓÒ Ó Ú ØÓÖ× Ò Ë Û Ø ÒØ Ö Ó Æ ÒØ× Ø Ø Ö ÐÐ ÒÓÒÒ Ø Ú ÓÖ ÐÐ ÒÓÒÔ Ó× Ø Ú o Ì ×Ø Ò Ù × Ò Ö 1 ØÓÖ × Ó Ø Ï ÝÐ ÖÓÙÔ Ï Ö Ú Ò Ý Ø Ö ­ Ø ÓÒ× Ë Ò Ø Ð Ò Ö ÝÔ ÖÔÐ Ò ÓÖØ Ó ÓÒ Ð ØÓ ́ 3⁄4Ë μ̧ ÓÖ ×ÓÑ × Ø Ë Ó × ÑÔÐ ÖÓÓØ× Ó Êo Ì ÖÖ Ù Ð Ï ÝÐ Ö ÓÙÔ× Ò 3⁄4 Ö Ø ×ÝÑ Ñ ØÖÝ ÖÓÙÔ× Ó Ø ØÖ Ò Ð ̧ ×ÕÙ Ö ̧ ÓÖ Ü ÓÒo Ì Ö Ñ× ̧ ̧ ̧ Ò Ó Ì Ð 1⁄2 o 1⁄2o1⁄2 ÐÐ ÓÖÖ ×ÔÓÒ ØÓ ÖÖ Ù Ð Ï ÝÐ Ö ÓÙÔ× Ò ÖÓÓØ ×Ý× Ø Ñ× ́Û Ø Ò ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ØÓ Ô Ö Ó Ù Ð ÖÓÓØ × Ýר Ñ× μ̧ ÙØ À ¿ Ò À Ó ÒÓØ ́Ø Ý ÓÖÖ ×ÔÓÒ ØÓ ÒÓÒ ÖÝר ÐÐÓ Ö Ô ÖÓÓØ × Ýר Ñ ÅÈ μo Ì Ö × ÓÒ Ø ÓÒ Ð × Ö × Ó ÖÖ Ù Ð Ï ÝÐ Ö ÓÙÔ× Ò Û Ø ́ ÖØ Ò ×Ù ÓÙÔ Ó Ò Ü 3⁄4 Ò μ̧ Û Ó× Ö Ñ × ÒÓØ Ý o Ì Ö Ñ Ò Ò ÖÖ Ù Ð Ï ÝÐ ÖÓÙÔ× Ó ÙÖ Ò Ñ Ò× ÓÒ× ̧ ̧ Ò ̧ Û Ø Ö Ñ× ̧ ̧ Ò ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o ÏÝÐ ÖÓÙÔ Ï ×Ø Ð Þ × Ø Ð ØØ ×Ô ÒÒ Ý ×ØË Ó × ÑÔÐ ÖÓÓØ×̧ Ø Ö ÓÓØ Ð ØØ Ó Êo Ì × Ð ØØ × Ú Ñ ÒÝ Ò Ø Ö ×Ø Ò ÓÑ ØÖ ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ò Ó ÙÖ Ð×Ó Ò Ø ÓÒØ ÜØ Ó ×Ô Ö Ô Ò × ́× ÓÒÛ Ý Ò ËÐÓ Ò Ë Ò ÔØ Ö 1⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ μo Ì ÖÖ Ù Ð ÓÜ Ø Ö ÖÓÙÔ× Ï Ó Ù Ð Ò © 2004 by Chapman & Hall/CRC 444
ÔØ Ö 1⁄2 ËÝÑÑ ØÖÝ Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ò Ô ÓÐÝ Ö ØÝÔ ̧ ÓÖ̧ ÕÙ Ú Ð ÒØÐÝ ̧ Ø Ò¬Ò Ø × Ö Ø ÖÖ Ù Ð Ù Ð Ò Ö ­ Ø ÓÒ ÖÓÙÔ× ̧ Ö ÒØ Ñ Ø ÐÝ Ö Ð Ø ØÓ Ï ÝÐ ÖÓÙÔ× Ø Ý Ö Ð×Ó ÐÐ ÆÒ Ï ÝÐ ÖÓÙÔ ×o Ì ÓÑÔÐ Ü ¬ Ø ÓÒ× Ó Ø Ö ­ Ø ÓÒ ÝÔ ÖÔÐ Ò × ÓÖ ¬Ò Ø ÓÜ Ø Ö ÖÓÙÔ Ú Ò Ü ÑÔÐ Ó ÓÑ ÔÐ Ü ÝÔ ÖÔÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ ́× ÄË · ¿ ̧ ÇÌ 3⁄4 ̧ Ò ÔØ Ö μo Ì ØÓÔ ÓÐÓ Ý Ó Ø × Ø1Ø ÓÖ Ø ÓÑÔÐ Ñ ÒØ Ó Ø × ÓÜ Ø Ö ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò ÓÑÔÐ Ü ×Ô × Ò ÜØ Ò× Ú ÐÝ ×ØÙ o ÓÖ ÝÔ Ö ÓÐ Ö ­ Ø ÓÒ Ö ÓÙÔ×̧ × Î Ò Ö Î Ò o ÁÒ ÝÔ Ö ÓÐ ×Ô ̧ × Ö Ø ÖÖ Ù Ð Ö ­ Ø ÓÒ Ö ÓÙÔ Ò ÒÓØ Ú ÙÒ Ñ ÒØ Ð Ö ÓÒ Ø Ø × × ÑÔÐ Üo 1⁄2 o ÇÅÈÄ Ê ÍÄ Ê ÈÇÄ ÌÇÈ Ë ÓÑ ÔÐ Ü Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝØÓÔ × Ö ×Ù ×Ô ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ò ÙÒ Ø ÖÝ ÓÑ ÔÐ Ü ×Ô Ø Ø × Ö Ñ ÒÝ ÔÖ ÓÔ ÖØ × Û Ø Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò Ö Ð ×Ô ×o ÓÖ Ø Ð ÓÙÒØ× Ó Ü Ø Ö ÓÜ ¿ o Ì ×Ù Ø ÓÖ Ò Ø Û Ø Ë Ô Ö Ë 3⁄4 o Ä ÇËË Ê ÓÑÔ Ð Ü 1ÔÓ ÐÝ ØÓÔ 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ 1 ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ × ¬Ò Ò Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o3⁄4̧ ÙØ ÒÓÛ Ø Ð Ñ ÒØ×̧ ÓÖ ×̧ Ö ×Ù ×Ô × Ò ÙÒ Ø ÖÝ ÓÑÔÐ Ü 1×Ô o ÀÓÛ1 Ú Ö̧ ÙÒÐ Ò Ö Ð ×Ô ̧ Ø ×Ù ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Û Ø Ñ́ μ Ñ́ μ 3⁄4 Ò ÓÒØ Ò ÑÓÖ Ø Ò 3⁄4 ÔÖÓÔ Ö Ð Ñ ÒØ ×o ÓÑÔ Ð Ü ÔÓÐ Ý ÓÒ × ÓÑ ÔÐ Ü 3⁄41Ô ÓÐÝØÓÔ o Ê ÙÐ Ö ÓÑÔ Ð Ü ÔÓ ÐÝ ØÓÔ ÓÑÔÐ Ü ÔÓÐÝØÓÔ È Û Ó× ́ÙÒ Ø ÖÝμ × ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔ ́È μ × ØÖ Ò× Ø Ú ÓÒ Ø ­ × ́Ø Ñ Ü Ñ Ð × Ø× Ó ÑÙØÙ ÐÐÝ Ò ÒØ ×μo ÆÍÅ Ê Ì ÁÇÆ Æ ÊÇÍ ÈË Ì Ö ÙÐ Ö ÓÑÔÐ Ü 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × È Ö ÓÑÔÐ Ø ÐÝ ÒÓÛ Ò ÓÖ o Ú ÖÝ 1 Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ò ÙÒ ÕÙ ÐÝ × Ö Ý Ò Ö Ð Þ Ë Ð ­ ×ÝÑ ÓÐ Ô 1⁄4 Õ 1⁄2 Ô 1⁄2 Õ 3⁄4 Ô 3⁄4 Ô 3⁄4 Õ 1⁄2 Ô 1⁄2 Û Û ÜÔÐ Ò ÐÓÛo ÓÖ 1⁄2̧ Ø Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝØÓÔ × Ö ÔÖ × ÐÝ Ø ÔÓ ÒØ × Ø× ÓÒ Ø ÓÑ ÔÐ Ü Ð Ò ̧ Û Ò ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò Ö Ð 3⁄41×Ô Ö Ø Ú ÖØ Ü × Ø× Ó Ö ÙÐ Ö ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝ ÓÒ× Ø Ë Ð ­ ×ÝÑ ÓÐ × × ÑÔÐÝ Ô Ø Ö Ð ÔÓÐÝ ÓÒ × Ô1 ÓÒo ÁÒ Ò Ö Ð̧ Ø ÒØÖ Ý Ô × Ø Ë Ð ­ ×ÝÑ ÓÐ ÓÖ Ø ÓÑ ÔÐ Ü 1⁄21ÔÓÐÝØÓÔ Ø Ø Ó ÙÖ× × Ø 1⁄21 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ù ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó È ̧ Û Ö × Ò ́ 1⁄2μ1 Ò Ò ́ · 1⁄2μ1 Ó È ×Ù Ø Ø o × × ÙÖØ Ö ÜÔÐ Ò ÐÓÛ̧ Ø Ô 1 × Ò Ø × ×Ù ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ö Ý Ð ÐÝ Ô Ö ÑÙØ Ý ÝÔ ÖÔÐ Ò Ö ­ Ø ÓÒ Ø Ø Ð Ú × Ø Û ÓÐ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ÒÚ Ö ÒØo ÆÓØ Ø Ø̧ ÙÒÐ Ò Ö Ð Ù Ð Ò ×Ô ̧ ÝÔ ÖÔÐ Ò Ö ­ Ø ÓÒ Ò ÙÒ Ø ÖÝ ÓÑÔÐ Ü ×Ô Ò ÒÓØ Ú Ô Ö Ó 3⁄4 ÙØ Ò Ú Ò Ý ¬Ò Ø Ô Ö Ó Ö Ø Ö Ø Ò 1⁄2o Ì Ñ Ò Ò Ó Ø ÒØÖ × Õ × Ð×Ó Ú Ò ÐÓÛ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 445
o Ë ÙÐØ Ì Ö ÙÐ Ö ÓÑÔÐ Ü Ô ÓÐÝØÓÔ × È Û Ø 3⁄4 Ö × ÙÑÑ Ö Þ Ò Ì Ð 1⁄2 o o1⁄2̧ Û Ò ÐÙ × Ø ÒÙÑ Ö× 1⁄4 Ò 1⁄2 Ó Ú ÖØ × Ò Ø× ́́ 1⁄2μ1 ×μ Ò Ø Ö ÓÙÔ ÓÖ Öo Ä ×Ø Ö ÓÒÐÝ Ø ÒÓÒÖ Ð Ô ÓÐÝØÓÔ × × Û ÐÐ × ÓÒÐÝ ÓÒ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ÖÓÑ Ô Ö Ó Ù Ð×o ÓÑ ÔÐ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ö Ð ̧ ÙÔ ØÓ Ò ÆÒ ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ Ó ̧ ÐÐ Ø× × Ö ×Ù ×Ô × Ø Ø Ò × Ö Ý Ð Ò Ö ÕÙ Ø ÓÒ× ÓÚ Ö Ø Ö Ð×o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ô 1⁄4 Õ 1⁄2 Ô 1⁄2 Ô 3⁄4 Õ 1⁄2 Ô 1⁄2 × Ö Ð Ò ÓÒÐÝ Ô 3⁄4 ÓÖ ÒØ × × ̧ Õ 1⁄2 Õ 1⁄2 × Ø Ë Ð ­ ×ÝÑ ÓÐ ÓÖ Ø Ö Ð Ø Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝØÓÔ Ò Ö Ð ×Ô o × Ò Ö Ð ×Ô ̧ Ô ÓÐÝØÓÔ Ô 1⁄4 Õ 1⁄2 Ô 1⁄2 Ô 3⁄4 Õ 1⁄2 Ô 1⁄2 × Ù Ð ́Ö ÔÖÓ Ðμ Ò Ø× Ë Ð ­ ×ÝÑ ÓÐ × Ô 1⁄2 Õ 1⁄2 Ô 3⁄4 Ô 1⁄2 Õ 1⁄2 Ô 1⁄4 Ø × ÝÑÑ ØÖÝ Ö ÓÙÔ× Ö Ø × Ñ Ò Ø ÒÙÑ Ö× Ó Ú ÖØ × Ò Ø× Ö ÒØ Ö Ò o Ì Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ô 3⁄4 ¿ 3⁄4 3⁄4 ¿ 3⁄4 × Ø Ò Ö Ð Þ Ó ÑÔÐ Ü 1 Ù ̧ Ò Ø× Ù Ð 3⁄4 ¿ 3⁄4 3⁄4 ¿ 3⁄4 Ô Ø Ò Ö Ð Þ ÓÑÔ Ð Ü 1 ÖÓ××1ÔÓ ÐÝ ØÓÔ Ô 3⁄4 ̧Ø × Ö Ø Ö Ð 1 Ù × Ò 1 Ö Ó×× 1Ô ÓÐÝØÓÔ ×̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o Ì Ä 1⁄2 o o1⁄2 Ì Ò ÓÒÖ Ð ÓÑÔÐ Ü Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝØÓÔ × ́ÙÔ ØÓ Ù Ð ØÝμo ÁÅ ÆË ÁÇÆ ÈÇÄ ÌÇÈ 1⁄4 1⁄2 ́È μ 1⁄2 Ô 3⁄4 ¿ 3⁄4 3⁄4 ¿ 3⁄4 Ô Ô Ô 3⁄4 ¿ ¿ ¿ 3⁄4 ¿ 3⁄4 3⁄4 1⁄2 ¿ ¿ 3⁄4 3⁄4 3⁄4 ¿ 3⁄4 3⁄4 ¿ 3⁄4 3⁄4 1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4 ¿ 3⁄4 3⁄4 ¿ ¿ 1⁄23⁄41⁄4 1⁄23⁄41⁄4 ¿ 1⁄4 ¿ 1⁄23⁄41⁄4 1⁄23⁄41⁄4 1⁄41⁄4 ¿ 1⁄21⁄4 3⁄4 ¿ 1⁄4 3⁄4 1⁄4 3⁄41⁄4 3⁄4 1⁄41⁄4 3⁄4 1⁄4 1⁄23⁄4 1⁄41⁄4 ¿ 1⁄41⁄4 ¿ 1⁄4 1⁄2 1⁄41⁄4 ¿ ¿ ¿ ¿ ¿ ¿ 3⁄4 3⁄4 ¿ ¿ ¿ 3⁄4 3⁄4 1⁄23⁄4 ¿ ¿ ¿ ¿ ¿ ¿ ¿ 3⁄4 1⁄4 3⁄4 1⁄4 1⁄2 3⁄41⁄4 Ì × ÝÑÑ ØÖÝ Ö ÓÙÔ ́È μ Ó ÓÑÔÐ Ü Ö ÙÐ Ö 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ È × ¬Ò Ø ÙÒ Ø ÖÝ Ö ­ Ø ÓÒ ÖÓÙÔ Ò È Ô 1⁄4 Õ 1⁄2 Ô 1⁄2 Ô 3⁄4 Õ 1⁄2 Ô 1⁄2 ̧ Ø Ò Ø ÒÓØ Ø ÓÒ ÓÖ Ø ÖÓÙÔ ́È μ ×Ô 1⁄4 Õ 1⁄2 Ô 1⁄2 Ô 3⁄4 Õ 1⁄2 Ô 1⁄2 o Á ̈ 1⁄2 1⁄4 1⁄2 × ­ Ó È ̧ Ø Ò ÓÖ 1⁄4 1⁄2 1⁄2 Ø Ö × ÙÒ Ø ÖÝ Ö ­ Ø ÓÒ Ê Ø Ø ¬Ü × ÓÖ Ò Ý Ð ÐÝ Ô Ö ÑÙØ × Ø Ô 1 × Ò Ø ×Ù ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ·1⁄2 1⁄2 Ó È o Ì × Ò Ö ØÓÖ × Ê Ò Ó× Ò Ò ×Ù Û Ý Ø Ø Ò Ø ÖÑ× Ó Ê 1⁄4 Ê 1⁄2 ̧ Ø Ö ÓÙÔ ́È μ × ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó Ø ÓÖÑ Ê Ô 1⁄2 ́1⁄4 1⁄2μ Ê Ê Ê Ê ́1⁄4 1⁄2 3⁄4μ Ê Ê ·1⁄2 Ê Ê ·1⁄2 Ê Ê ·1⁄2 Ê Ê ·1⁄2 Ê Ê ·1⁄2 Û Ø Õ ·1⁄2 Ò Ö ØÓÖ× ÓÒ × ́ 1⁄4 3⁄4μ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 446
ÔØ Ö 1⁄2 ËÝÑÑ ØÖÝ Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ò Ô ÓÐÝ Ö Ì × ÜÔÐ Ò× Ø ÒØÖ × Õ Ò Ø Ë Ð ­ ×ÝÑ ÓÐo ÓÒÚ Ö× ÐÝ ̧ Ò Ý ÙÒ Ø ÖÝ Ö ­ 1 Ø ÓÒ× Ø Ø × Ø × Ý Ø ¬Ö ר ØÛÓ × Ø× Ó Ö Ð Ø ÓÒ×̧ Ò Ò Ö Ø ¬Ò Ø Ö ÓÙÔ̧ Ò Ù× ØÓ Ø ÖÑ Ò Ö ÙÐ Ö ÓÑ ÔÐ Ü Ô ÓÐÝØÓÔ Ý ÓÑÔÐ Ü Ò ÐÓ Ù Ó ÏÝØ Ó« 3× ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ ́× Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o μo Á È × Ö Ð̧ Ø Ò ́È μ × ÓÒ Ù Ø ̧ Ò Ø Ò Ö Ð Ð Ò Ö Ö ÓÙÔ Ó ̧ ØÓ ¬Ò Ø ́Ö Ðμ ÓÜ Ø Ö ÖÓÙÔ ́× Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o μo Ó ÑÔÐ Ü Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝØÓÔ × Ö ÓÒÐ Ý ÓÒ ×ÓÙÖ ÓÖ ¬Ò Ø ÙÒ Ø ÖÝ Ö ­ Ø ÓÒ Ö ÓÙÔ× Ø Ö Ö Ð×Ó ÓØ Ö× ÓÜ ¿̧Ë Ì o Ë ÙÝÔ Ö× ÙÝ ÓÖ Ø Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ó ÕÙ Ø ÖÒ ÓÒ Ö ÙÐ Ö ÔÓÐÝØÓÔ × ́Ô ÓÐ ÝØÓÔ 1 ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ò ÕÙ Ø ÖÒ ÓÒ ×Ô μo 1⁄2 o ËÌÊ Ì Ê ÍÄ Ê ÈÇÄ ÌÇÈ Ë ×ØÖ Ø Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝØÓÔ × Ö ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ×ØÖ Ù ØÙÖ × Ø Ø Ò Ö Ð Þ Ø Ñ Ð Ö Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝØÓÔ ×o Ì Ø ÖÑ ÒÓÐ Ó Ý ÓÔØ × Ô ØØ ÖÒ Ø Ö Ø Ð ×× Ð Ø ÓÖÝ o Å ÒÝ × ÝÑÑ ØÖ ¬ ÙÖ × × Ù×× Ò ÖÐ Ö × Ø ÓÒ× ÓÙÐ ØÖ Ø ́ Ò Ø Ö × ØÖÙ ØÙÖ Ð Ö ¬ μ Ò Ø × ÑÓÖ Ò Ö Ð Ö Ñ ÛÓÖ o ÅÙ Ó Ø Ö × Ö ÒØ × Ö × ÕÙ Ø Ö ÒØo ÓÖ ÓÑÔÖ Ò× Ú ÓÙÒØ × Å ÅÙÐ Ð Ò Ò Ë ÙÐØ ÅË1⁄43⁄4 o Ä ÇËË Ê ×ØÖ Ø 1ÔÓÐÝØÓÔ Ô ÖØ ÐÐÝ ÓÖ Ö × Ø È ̧ Û Ø Ð Ñ ÒØ× ÐÐ ×̧ Ø Ø × Ø ×¬ × Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÓÒ Ø ÓÒ× o È × ÕÙ ÔÔ Û Ø Ö Ò ÙÒ Ø ÓÒ Û Ø Ö Ò 1⁄2 1⁄4 ̧ Û ××Ó Ø × Û Ø Ø× Ö Ò Ö Ò Ö Ò ̧ × 1 ̧ ÓÖ Ú ÖØ Ü̧ Ò ̧ ÓÖ Ø 1⁄4 1⁄2̧ ÓÖ 1⁄2̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o È × ÙÒ ÕÙ Ñ Ò Ñ Ð Ð Ñ ÒØ 1⁄2 Ó Ö Ò 1⁄2 Ò ÙÒ ÕÙ Ñ Ü Ñ Ð Ð Ñ ÒØ Ó Ö Ò o Ì × ØÛÓ Ð Ñ ÒØ× Ö Ø ÑÔÖ ÓÔ Ö × Ø ÓØ Ö× Ö ÔÖ ÓÔ Öo Ì ­ × ́Ñ Ü Ñ Ð ØÓØ ÐÐÝ ÓÖ Ö ×Ù × Ø×μ Ó È ÐÐ ÓÒØ Ò Ü ØÐÝ · 3⁄4 × ́ Ò ÐÙ Ò 1⁄2 Ò μo Á Ò È ̧Ø Ò À 3⁄4 È À × × ØÓ × Ø ÓÒ Ó È o ÐÐ × Ø ÓÒ× Ó È ́ Ò ÐÙ Ò È Ø× Ð μ Ö ÓÒÒ Ø ̧ Ñ Ò Ò Ø Ø̧ Ú Ò ØÛÓ ÔÖ ÓÔ Ö × À À 1⁄4 Ó × Ø ÓÒ ̧ Ø Ö × × ÕÙ Ò À À 1⁄4 À 1⁄2 À À 1⁄4 Ó ÔÖÓÔ Ö × Ó ́ ÓÖ ×ÓÑ μ× Ù Ø Ø À 1⁄2 Ò À Ö Ò ÒØ ÓÖ 1⁄2 o ́Ì Ø ×̧ È × ×ØÖ ÓÒ ÐÝ ÓÒÒ Ø oμ Ò ÐÐÝ ̧ Û Ø 1⁄4 Ö Ò ·1⁄2 Ö Ò 1⁄2 1⁄2̧ Ø Ö Ö Ü ØÐÝ ØÛÓ 1 × À ×Ù Ø Ø À o ́ÆÓØ Ø Ø Ø × Ð ×Ø ÓÒ Ø ÓÒ × ÐÐÝ × Ý× Ø Ø È × ØÓÔÓÐÓ ÐÐÝ Ö Ðo Ì ÓÒ Ø ÓÒ × Ú ÓÐ Ø ÓÖ ÒÓÒÖ Ð ÓÑÔÐ Ü Ô ÓÐÝØÓÔ ×oμ × Ò Ó1 × Ï Ò × ÐÝ ÒØ Ý Ó È Û Ø Ø × Ø ÓÒ 1⁄2 À 3⁄4 È À o Ì × Ø ÓÒ À 3⁄4 È À × Ø Ó1 Ó È ̧ ÓÖ Ø Ú ÖØ Ü ¬ ÙÖ × Ú ÖØ Üo Ê ÙÐ Ö ÔÓÐ ÝØÓ Ô Ò ×ØÖ Ø ÔÓÐÝØÓÔ È Û Ó× ÙØÓÑÓ ÖÔ ×Ñ ÖÓÙÔ ́È μ ́Ø Ö ÓÙÔ Ó ÓÖ Ö 1ÔÖ × ÖÚ Ò Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ× Ó Èμ × ØÖ Ò× Ø Ú ÓÒ Ø ­ ×o ́Ì Ò ́È μÑ Ùר × Ñ ÔÐÝ ­ 1ØÖ Ò× Ø Ú oμ 1 Ö ÓÙÔ ÖÓÙÔ Ò Ö Ø Ý Ò ÚÓÐÙØ ÓÒ× 1⁄2 Ñ ́Ø Ø ×̧ ÕÙÓØ ÒØÓ Ó Ü Ø Ö Ö ÓÙÔμ ×Ù Ø Ø Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ ÔÖ ÓÔ ÖØÝ ÓÐ × 3⁄4 Á 3⁄4  3⁄4 Á  ÓÖ ÐÐ Á  1⁄2 Ñ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 447
o Ë ÙÐØ Ì Ð ØØ Ö ×Ø Ò × ÓÖ ÓÜ Ø Öo ́ ÓÜ Ø Ö Ö ÓÙÔ× Ö 1 ÖÓÙÔ× ̧ ÙØ ÒÓØ Ú Ú Ö× oμ ËØÖ Ò 1 Ö ÓÙÔ 1 Ö ÓÙÔ 1⁄2 Ñ ×Ù Ø Ǿ μ 3⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄2 Ñ 1⁄2o ́Ì Ò × ÕÙÓØ ÒØÓ Ó Ü Ø Ö Ö ÓÙÔ Û Ø ×ØÖ Ò ÓÜ Ø Ö Ö Ñoμ Ê Ð Þ Ø ÓÒ ÓÖ Ö ÙÐ Ö ́ ×ØÖ Øμ 1 Ô ÓÐÝØÓÔ È Û Ø Ú ÖØ Ü1× Ø 1⁄4 ̧ ×ÙÖ 1 Ø ÓÒ ¬ 1⁄4 Î ÓÒØÓ × Ø Î Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ù Ð Ò ×Ô ̧ ×Ù Ø Ø ÙØÓÑ ÓÖÔ ×Ñ Ó È Ò Ù × Ò ×ÓÑ ØÖ Ô Ö ÑÙØ Ø ÓÒ Ó Î o Ì Ò Î × Ø Ú ÖØ Ü × Ø Ó Ø Ö Ð Þ Ø ÓÒ ¬o Ö Ð ÔÓÐ ÝØÓ Ô Ò ×ØÖ Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ È Û Ó× ÙØÓÑ ÓÖÔ ×Ñ ÖÓÙÔ ́È μ × Ü ØÐÝ ØÛÓ ÓÖ Ø× ÓÒ Ø ­ ×̧ Û Ø ÒØ ­ × Ò « Ö ÒØ ÓÖ Ø×o ́ÌÛÓ ­ × Ö ÒØ Ø Ý « Ö Ò Ü ØÐÝ ÓÒ oμ Ö Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ö Ò ÑÔÓÖØ ÒØ Ð ×× Ó Ò ÖÐÝ Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o Æ Ê Ä ÈÊÇÈ ÊÌÁ Ë ×ØÖ Ø 3⁄41Ô ÓÐÝØÓÔ × Ö ×ÓÑÓÖÔ ØÓ ÓÖ Ò ÖÝ Ò1 ÓÒ× ÓÖ Ô ÖÓ ÓÒ× ́Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o 3⁄4μo Ü ÔØ ÓÖ ×ÓÑ Ò Ö Ø × ×̧ Ø ×ØÖ Ø ¿1Ô ÓÐÝØÓÔ × Û Ø ¬Ò Ø × Ò Ú ÖØ Ü ¬ ÙÖ × Ö Ò ÓÒ 1ØÓ1ÓÒ ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò Û Ø Ø Ñ Ô× ÓÒ ×ÙÖ × ́Ë 1 Ø ÓÒ 1⁄2 o ¿μo ÓÖ Ò ÐÝ ̧ ¬Ò Ø ́ ×ØÖ Øμ 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ È × Ø× Ò Ú ÖØ Ü ¬ ÙÖ × Ø Ø Ö ×ÓÑ ÓÖÔ ØÓ Ñ Ô× ÓÒ ×ÙÖ ×o Ì Ö ÓÙÔ ́È μ Ó Ú ÖÝ Ö ÙÐ Ö 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ È × ×ØÖ Ò 1 ÖÓÙÔo Ü ­ ̈ 1⁄2 1⁄4 ̧ Ø × ­ Ó È o Ì Ò ́È μ × Ò Ö Ø Ý ×Ø Ò Ù × Ò Ö ØÓÖ× 1⁄4 1⁄2 ́Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ ̈μ̧ Û Ö × Ø ÙÒ ÕÙ ÙØÓÑ ÓÖÔ ×Ñ Ø Ø Ô× ÐÐ ÙØ Ø 1 Ó ̈ ¬Ü o Ì × Ò Ö ØÓÖ × × Ø × Ý Ö Ð Ø ÓÒ× ́ μ Ô 1⁄2 ́ 1⁄4 1⁄2μ Û Ø Ô 1⁄2̧ Ô Ô 3⁄4 ́ μ̧ Ò Ô 3⁄4 3⁄4 Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ ́È μ × ×ØÖ Ò 1 Ö ÓÙÔ Û Ø Ò Ö ØÓÖ× 1⁄4 1⁄2 o Ì ÒÙÑ Ö× Ô Ô 1⁄2 Ø ÖÑ Ò Ø ́Ë Ð ­ μ ØÝÔ Ô 1⁄2 Ô 1⁄2 Ó È o Ì ÖÓÙÔ ́È μ × ÕÙÓØ ÒØ Ó Ø ÓÜ Ø Ö Ö ÓÙÔ Ô 1⁄2 Ô 1⁄2 ́Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o μ̧ ÙØ Ò Ò Ö Ð Ø ÕÙÓØ ÒØ × ÔÖ ÓÔ Öo ÓÒÚ Ö× ÐÝ ̧ × ×ØÖ Ò 1 Ö ÓÙÔ Û Ø Ò Ö ØÓÖ × 1⁄4 1⁄2 ̧Ø Ò Ø ×Ø Ö ÓÙÔ Ó Ö ÙÐ Ö 1Ô ÓÐÝØÓÔ È ̧ Ò 1⁄4 1⁄2 Ö Ø ×Ø Ò Ù × Ò Ö ØÓÖ× Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ ×ÓÑ × ­ Ó È o Ì 1 × Ó È Ö Ø Ö Ø Ó× Ø× Ó Ø ×Ù ÖÓÙÔ Ó ̧ Ò Ò È ̧ 3 Ò ÓÒÐÝ Ò 3 o ÓÖ ÒÝ Ô 1⁄2 Ô 1⁄2 3⁄4̧ Ô 1⁄2 Ô 1⁄2 × ×ØÖ Ò 1 ÖÓÙÔ Ò Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò 1ÔÓÐÝØÓÔ × Ø ÙÒ Ú Ö× Ð Ö ÙÐ Ö 1Ô ÓÐÝØÓÔ Ô 1⁄2 Ô 1⁄2 Ú ÖÝ ÓØ Ö Ö ÙÐ Ö 1Ô ÓÐÝØÓÔ Ó Ø × Ñ ØÝÔ Ô 1⁄2 Ô 1⁄2 × Ö Ú ÖÓÑ Ø Ý Ñ Ò ÒØ ¬ Ø ÓÒ×o Ü ÑÔÐ × Ö Ø Ö ÙÐ Ö ×Ô Ö Ð̧ Ù Ð Ò̧ Ò ÝÔ Ö ÓÐ ÓÒ Ý ÓÑ ×o Ì ÓÒ 1ØÓ1ÓÒ ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ØÛ Ò ×ØÖ Ò 1 Ö ÓÙÔ× Ò Ø Ö ÓÙÔ× Ó Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ × × Ø× ÙÔ ÔÓÛ Ö ÙÐ ÐÓ Ù ØÛ Ò ÖÓÙÔ× ÓÒ ÓÒ Ò Ò Ô ÓÐÝØÓÔ × ÓÒ Ø ÓØ Öo Ì Ö × Ð×Ó × Ñ Ð Ö ×Ù ÐÓ Ù ÓÖ Ö Ð Ô ÓÐÝØÓÔ × ́× Ë ÙÐØ Ò Ï ×× ËÏ μo Á È × Ö Ð Ò ̈ 1⁄2 1⁄4 × Ø× × ­ ̧ Ø Ò ́È μ × Ò Ö Ø Ý ÙØÓÑÓÖ Ô ×Ñ× 1⁄2 1⁄2 ̧ Û Ö ¬Ü × ÐÐ Ø × Ò ̈ Ò 1⁄2 Ò Ý Ð ÐÐÝ Ô ÖÑÙØ × ÓÒ× ÙØ Ú 1 × Ó È Ò Ø ́Ô ÓÐÝ ÓÒ Ðμ × Ø ÓÒ ·1⁄2 3⁄4 Ó Ö Ò 3⁄4o Ì ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ Ó Ò Ó× Ò Ò ×Ù © 2004 by Chapman & Hall/CRC 448
ÔØ Ö 1⁄2 ËÝÑÑ ØÖÝ Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ò Ô ÓÐÝ Ö ÛÝØ ØØ Ö ×ÙÐ Ø Ò ×Ø Ò Ù × Ò Ö ØÓ Ö× 1⁄2 1⁄2 Ó ́È μ × Ø × Ý Ö Ð Ø ÓÒ× Ô ́ ·1⁄2 μ 3⁄4 1⁄2 ́ 1⁄2 1⁄2 Ò μ Û Ø Ô Ø ÖÑ Ò ÝØ Ø ÝÔ Ô 1⁄2 Ô 1⁄2 Ó È o ÅÓÖ ÓÚ Ö̧ ÖØ Ò ÒØ Ö× Ø ÓÒ ÔÖ ÓÔ ÖØÝ ́Ö × Ñ Ð Ò Ø Ø ÓÖ 1 Ö ÓÙÔ×μ ÓÐ × ÓÖ ́È μo ÓÒÚ Ö× ÐÝ ̧ × ÖÓÙÔ Ò Ö Ø Ý 1⁄2 1⁄2 ̧ Ò Ø × Ò Ö ØÓÖ × × Ø × Ý Ø ÓÚ Ö Ð Ø ÓÒ× Ò Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ ÔÖÓÔ ÖØÝ ̧ Ø Ò × Ø ÖÓÙÔ Ó Ö Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ ̧ ÓÖ Ø ÖÓØ Ø ÓÒ ×Ù ÖÓÙÔ Ó Ò Ü 3⁄4 Ò Ø ÖÓÙÔ Ó Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝØÓÔ o ×ÓÑ ÓÖÔ ×Ñ ØÝÔ Ó Ö Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ó ÙÖ× ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ Ò ØÛÓ Ò ÒØ Ó ÑÓÖÔ ́Ñ Ö ÖÓÖ Ñ μ ÓÖÑ × Ø × ÓÖÖ ×Ô ÓÒ ØÓ ØÛÓ × Ø× Ó Ò Ö ØÓÖ× Ó Ø ÖÓÙÔ Ø ÖÑ Ò Ý Ô Ö Ó ÒØ × ­ ×o ×ØÖ Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ö ÐÓ× ÐÝ Ö Ð Ø ØÓ Ù Ð Ò × Ò Ö Ñ ÓÑ ØÖ × Ù ̧ Ì Ø o Ì Ý Ö ×× ÒØ ÐÐÝ Ø Ø Ò Ö Ñ ÓÑ ØÖ × Û Ø ×ØÖ Ò 1 Ö Ño Ì ÙÒ Ú Ö× Ð Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝØÓÔ × Ô 1⁄2 Ô 1⁄2 ÓÖÖ ×ÔÓÒ ØÓ Ø Ò Ù Ð 1 Ò ×o Ä ËËÁ Á ÌÁÇÆ Ì ÇÈÇÄÇ Á Ä Ì È ×ØÖ Ø Ô ÓÐÝØÓÔ × Ö ÒÓØ ÔÖ ÓÖ Ñ ÒØÓ Ò Ñ ÒØ ×Ô o Ì Ö ÓÖ ÓÖ ×ØÖ Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ Ø ØÖ Ø ÓÒ Ð ÒÙÑ Ö Ø ÓÒ Ó Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝØÓÔ × × Ö ÔÐ Ý Ø Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ý ÐÓ Ð ÓÖ ÐÓ Ð ØÓÔ ÓÐÓ Ð ØÝÔ o ÇÒ Ø Ö ÓÙÔ Ð Ú Ð̧ Ø × ØÖ Ò×Ð Ø × ÒØÓ Ø ÒÙÑ Ö Ø ÓÒ Ó ¬Ò Ø ×ØÖ Ò 1 Ö ÓÙÔ× Û Ø ÖØ Ò Ò × Ó ÔÖ 1 × ÒØ Ø ÓÒ×o Ú ÖÝ ÐÓ ÐÐÝ ×Ô Ö Ð ×ØÖ Ø Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝØÓÔ È Ó Ö Ò ·1⁄2 × ÕÙÓØ ÒØ Ó Ö ÙÐ Ö Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ Ô 1⁄2 Ô Ò ×Ô Ö Ð̧ Ù Ð Ò̧ ÓÖ ÝÔ Ö ÓÐ 1×Ô Ò ÓØ Ö ÛÓÖ ×̧ È × Ö ÙÐ Ö Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ ÓÒ Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ×Ô Ö Ð̧ Ù Ð Ò̧ ÓÖ ÝÔ Ö ÓÐ ×Ô ÓÖÑ o ÁÒ Ø × ÓÒØ ÜØ̧ Ø Ð ×× Ð Ö ÙÐ Ö ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝØÓÔ × Ö ÔÖ × ÐÝ Ø ×ØÖ Ø Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ø Ø Ö ÐÓ ÐÐÝ ×Ô Ö Ð Ò ÐÓ ÐÐÝ ×Ô Ö Ðo Ì ÔÖ Ó Ø Ú Ö ÙÐ Ö ÔÓ ÐÝ ØÓÔ × Ö Ø Ö ÙÐ Ö Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ× Ò Ö Ð ÔÖÓ Ø Ú 1×Ô ̧ Ò Ö Ó Ø Ò × ÕÙÓØ ÒØ× Ó Ø ÒØÖ ÐÐÝ ×ÝÑ Ñ ØÖ Ö ÙÐ Ö ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÙÒ Ö Ø ÒØÖ Ð ÒÚ Ö× ÓÒo ÅÙ Û ÓÖ × Ð×Ó Ò ÓÒ Ò Ø ØÓÖÓ Ð Ò ÐÓ ÐÐÝ ØÓÖÓ Ð × ÅË1⁄43⁄4 o Ö ÙÐ Ö ØÓÖ Ó Ó Ö Ò · 1⁄2 × Ø ÕÙÓØ ÒØ Ó Ö ÙÐ Ö Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ Ô 1⁄2 Ô Ò Ù Ð Ò 1×Ô Ý Ð ØØ Ø Ø × ÒÚ Ö ÒØ ÙÒ Ö ÐÐ × ÝÑÑ ØÖ × Ó Ø Ú ÖØ Ü ¬ ÙÖ Ó Ô 1⁄2 Ô Ò ÓØ Ö ÛÓÖ ×̧ Ö ÙÐ Ö ØÓÖÓ × Ö ÙÐ Ö Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ ÓÒ Ø 1ØÓÖÙ× o Á 3⁄4 ̧Ø × Ö Ø Ö ­ Ü Ð Ö ÙÐ Ö ØÓÖ Ù× Ñ Ô× Ó Å 1⁄4 o ÓÖ ¿ Ø Ö Ö Ø Ö Ò¬Ò Ø × ÕÙ Ò × Ó Ù Ð ØÓÖÓ × Ó ØÝÔ ¿ 3⁄4 ̧ Ò ÓÖ Ø Ö Ö ØÛÓ Ò¬Ò Ø × ÕÙ Ò × Ó Ü ÔØ ÓÒ Ð ØÓÖ Ó × ÓÖ Ó Ø ØÝÔ × ¿ ¿ ¿ Ò ¿ ¿ ¿ o Ì Ö Ö ÓÙÔ× Ö ÒÓÛÒ Ò Ø ÖÑ× Ó Ò Ö ØÓÖ× Ò Ö Ð Ø ÓÒ×o ÓÖ 3⁄4̧ Ø 1ØÓÖ Ù× × Ø ÓÒÐ Ý 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÓÑÔ Ø Ù Ð Ò ×Ô ÓÖÑ Ø Ø Ò Ñ Ø Ö ÙÐ Ö ÓÖ Ö Ð Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒo ÙÖØ Ö̧ Ö Ð ØÝ Ò ÓÒÐ Ý Ó ÙÖ 3⁄4 ́Ý Ð Ò Ø ÖÖ ­ Ü Ð ØÓÖÙ× Ñ Ô× Ó Å 1⁄4 μo Ä ØØÐ × ÒÓÛÒ ÓÙØ Ö ÙÐ Ö Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ× ÓÒ ÝÔ Ö ÓÐ ×Ô ÓÖ Ñ× ́ Ò̧ × Å 1⁄4 Ò ÅË1⁄43⁄4 μo ÓÖ Ö ÙÐ Ö 1Ô ÓÐÝØÓÔ × È 1⁄2 Ò È 3⁄4 ̧ÐØ È 1⁄2 È 3⁄4 ÒÓØ Ø Ð ×× Ó ÐÐ Ö ÙÐ Ö ́ · 1⁄2μ1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Û Ø Ø× ×ÓÑÓÖÔ ØÓ È 1⁄2 Ò Ú ÖØ Ü ¬ ÙÖ × ×ÓÑÓÖÔ ØÓ È 3⁄4 o ÒÓÒ ÑÔØÝ Ð ×× È 1⁄2 È 3⁄4 ÓÒØ Ò× ÙÒ Ú Ö× Ð ÔÓÐ ÝØÓ Ô ÒÓØ Ý È 1⁄2 È 3⁄4 ̧ Û ÓÚ Ö× ÐÐ ÓØ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò Ø× Ð ××o Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ý ÐÓ Ð ØÓÔÓÐÓ Ð © 2004 by Chapman & Hall/CRC 449
1⁄4 o Ë ÙÐØ ØÝÔ Ñ Ò× ÒÙÑ Ö Ø ÓÒ Ó ÐÐ ¬Ò Ø ÙÒ Ú Ö× Ð Ô ÓÐÝØÓÔ × È 1⁄2 È 3⁄4 Û Ö È 1⁄2 Ò È 3⁄4 Ö Ó Ø ÔÖ × Ö ́ ÐÓ Ðμ ØÓÔÓÐÓ Ð ØÝÔ o Ì Ö Ö Ú Ö ÒØ× Ó Ø × ¬Ò Ø ÓÒo Ô ÓÐÝØÓÔ É Ò È 1⁄2 È 3⁄4 × ÐÓ ÐÐÝ ØÓÖ Ó Ð È 1⁄2 Ò È 3⁄4 Ö Ö ÙÐ Ö ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ́×Ô Ö ×μ ÓÖ Ö ÙÐ Ö ØÓÖ Ó ×̧ Û Ø Ø Ð ×Ø ÓÒ Ó Ø Ð ØØ Ö Ò o ÄÓ ÐÐÝ ØÓÖ Ó Ð Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò ÓÒÐÝ Ü ×Ø Ò Ö Ò × ̧ ̧ Ò ÅË1⁄43⁄4 o Ì ÒÙÑ Ö Ø ÓÒ × ÓÑ ÔÐ Ø ÓÖ Ö Ò ̧ Ò Ò ÖÐÝ ÓÑÔÐ Ø ÓÖ Ö Ò o ÁÒ Ö Ò ̧ Ð ×Ø Ó ¬Ò Ø Ô ÓÐÝØÓÔ × × ÒÓÛÒ Ø Ø × ÓÒ ØÙÖ ØÓ ÓÑÔÐ Ø o Ì ÒÙÑ Ö1 Ø ÓÒ Ò Ö Ò ÒÚÓÐÚ × Ò ÐÝ× × Ó Ø Ë Ð ­ ØÝÔ × Ö Û Ø Ö ¿ ̧ ¿ Ö Û Ø Ö ¿ ̧ Ò ¿ ¿ ̧ Ò Ø Ö Ù Ð×o À Ö ̧ ÓÑ ÔÐ Ø Ð ×Ø× Ó ¬Ò Ø ÙÒ Ú Ö× Ð Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ö ÒÓÛ Ò ÓÖ Ø ÝÔ Ü ÔØ Ò ¿ ¿ Ø ØÝÔ × ÐÑÓר × ØØÐ ̧ Ò ÓÖ ¿ ¿ Ô ÖØ Ð Ö × ÙÐØ× Ö ÒÓÛÒo ÁÒ Ö Ò ̧ ÓÒÐ Ý Ø ØÝÔ × ¿ ¿ Ò Ø× Ù Ð Ó ÙÖo Ò ÐÐÝ ̧ Ò Ö Ò ̧ Ø Ö Ö ¿ ¿ ¿ ¿ ̧ ¿ ¿ ¿ ¿ ̧ Ò ¿ ¿ ¿ ̧ Ò Ø Ö Ù Ð×o ÇÒ Ø ÖÓÙÔ Ð Ú Ð̧ Ø Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ó ØÓÖ Ó Ð Ò ÐÓ ÐÐÝ ØÓÖÓ Ð Ô ÓÐÝØÓÔ × Ñ ÓÙÒØ× ØÓ Ø Ð ×× 1 ¬ Ø ÓÒ Ó ÖØ Ò 1 ÖÓÙÔ× Ø Ø Ö ¬Ò Ò Ø ÖÑ× Ó Ò Ö ØÓÖ × Ò Ö Ð Ø ÓÒ×o Ì × Ö ÓÙÔ× Ö ÕÙÓØ ÒØ× Ó Ù Ð Ò ÓÖ ÝÔ Ö ÓÐ ÓÜ Ø Ö Ö ÓÙÔ× Ò Ö Ó 1 Ø Ò ÖÓÑ Ø Ó× Ý Ø Ö ÓÒ ÓÖ ØÛÓ ÜØÖ ¬Ò Ò Ö Ð Ø ÓÒ× o Î ÖÝ Ð ØØÐ × ÒÓÛÒ ÓÙØ Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò Ð ×× ¬ Ø ÓÒ ÓÖ Ö Ð Ô ÓÐÝØÓÔ ×o Ê ÄÁ ÌÁÇÆË ÓÓ ÒÙÑ Ö Ó Ø ÓÑ ØÖ ¬ ÙÖ × × Ù×× Ò Ø ÖÐ Ö × Ø ÓÒ× ÓÙÐ × Ö Ò Ø Ò Ö Ð ÓÒØ ÜØ Ó Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ó ×ØÖ Ø Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ÓÖ Ò ÓÙÒØ Ó Ö Ð Þ Ø ÓÒ× × ÅË1⁄43⁄4 ÓÖ Å ÅÙÐ Ð Ò Å Å o Ä Ø ¬ 1⁄4 Î Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ö ÙÐ Ö 1ÔÓÐÝØÓÔ È ̧ Ò Ð Ø ÒÓØ Ø × Ø Ó 1 × Ó È ́ 1⁄2 1⁄4 μo Ï Ø ¬ 1⁄4 ¬̧ Î 1⁄4 Î ̧ Ø Ò ÓÖ 1⁄2 ̧ ¬ Ö ÙÖ× Ú ÐÝ Ò Ù × ×ÙÖ Ø ÓÒ ¬ Î ̧ Û Ø Î 3⁄4 Î 1⁄2 ̧ ÚÒ Ý ¬ ¬ 1⁄2 3⁄4 1⁄2 ÓÖ 3⁄4 o ÁØ × ÓÒÚ Ò ÒØ ØÓ ÒØ Ý ¬ Ò ̈ ¬ © 1⁄4 Ò Ð×Ó ÐÐ Ø Ð ØØ Ö Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Èo Ì Ö Ð Þ Ø ÓÒ × Ø ÙÐ ¬ × Ø ÓÒ ÓØ ÖÛ × ̧ Ø × Ò Ö Ø o ÁØ× Ñ Ò× ÓÒ × Ø Ñ Ò× ÓÒ Ó Ø ÆÒ ÙÐÐ Ó Î o Ö Ð Þ Ø ÓÒ ÓÖÖ ×ÔÓÒ × ØÓ ́ÒÓØ Ò ×× Ö ÐÝ Ø ÙÐμ Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó Ø ÙØÓÑ ÓÖÔ ×Ñ ÖÓÙÔ ́È μ × ÖÓÙÔ Ó Ù Ð Ò ×ÓÑ ØÖ ×o Ì ØÖ Ø ÓÒ Ð ÔÔÖÓ Ò Ø ×ØÙ Ý Ó Ö ÙÐ Ö ¬ ÙÖ × ×Ø ÖØ× ÖÓÑ Ù Ð Ò ́ÓÖ ÓØ Öμ ×Ô Ò × Ö × ÐÐ ¬ ÙÖ × Ó ×Ô ¬ Ò Ø Ø Ö Ö ÙÐ Ö ÓÖ 1 Ò ØÓ ×ÓÑ ÓÑ ØÖ ¬Ò Ø ÓÒ Ó Ö ÙÐ Ö ØÝ o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø ÖÙÒ ÙÑ1 Ö ×× Ô ÓÐÝ Ö Ó Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o Ö Ø Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ò ¿ Ó ×ØÖ Ø Ö ÙÐ Ö ¿1Ô ÓÐÝØÓÔ × È Ø Ø Ö ÓØ × Ö Ø Ò Ø ÙÐ Ø Ö ×ÝÑ Ñ ØÖÝ ÖÓÙÔ × ­ 1ØÖ Ò× Ø Ú Ò × ×ÓÑÓÖÔ ØÓ Ø ÙØÓÑ ÓÖÔ ×Ñ ÖÓÙÔ ́È μo Ö Ø Ö Ò Û ÔÔÖ Ó ÔÖÓ × ÖÓÑ Ú Ò ×ØÖ Ø Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ È Ò × Ö × ÐÐ Ø Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ó È o ÓÖ ¬Ò Ø È ̧ Ö Ð Þ Ø ÓÒ ¬ × ÙÒ ÕÙ ÐÝ Ø ÖÑ Ò Ý Ø × ÓÒ Ð Ú ØÓÖ ¡̧ Û Ó× ÓÑÔ ÓÒ ÒØ× Ö Ø ×ÕÙ Ö Ð Ò Ø × Ó Ø ÓÒ Ð× ́Ô Ö× Ó Ú ÖØ ×μ Ò Ø ÓÒ Ð Ð ×× × Ó È ÑÓ ÙÐÓ ́È μo ÓÖØ Ó ÓÒ Ð Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó ́È μ Ý Ð × ÓÒ ÓÖ ÑÓÖ ́ÔÓ×× ÐÝ Ò Ö Ø μ Ö Ð1 Þ Ø ÓÒ× Ó È o Ì Ò Ø Ò Ø ×ÙÑ Ó ØÛÓ Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ× Ó ́È μ × ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ Ò ÓÔ Ö Ø ÓÒ ÓÖ Ø Ö Ð Ø Ö Ð Þ Ø ÓÒ× ÐÐ Ð Ò ̧Û ÒØ Ù Ö Ò Ñ Ó Ù Ò Ø× ØÓ Ò Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ÓÒ Ð Ú ØÓÖ ×o Á Û Ò Ø Ý Ø Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Û Ø Ø Ö ÓÒ Ð Ú ØÓÖ ×̧ Ø Ò Ø ×Ô Ó ÐÐ Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ó È ÓÑ × ÐÓ× ÓÒ1 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 450
ÔØ Ö 1⁄2 ËÝÑÑ ØÖÝ Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ò Ô ÓÐÝ Ö 1⁄2 Ú Ü ÓÒ ́È μ̧ Ø Ö Ð Þ Ø ÓÒ ÓÒ Ó È ̧ Û Ó× ¬Ò Ö × ØÖÙ ØÙÖ × Ú Ò ÝØ ÖÖ Ù Ð Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ× Ó ́È μo Ì ÜØÖ Ñ Ö Ý× Ó ́È μ ÓÖÖ ×Ô ÓÒ ØÓ Ø ÔÙÖ ́ÙÒ Ð Ò μ Ö Ð Þ Ø ÓÒ× ̧ Û Ö Ú Ò Ý Ø ÖÖ Ù Ð Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ× Ó ́È μo Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó È × Ð Ò Ó ÔÙÖ Ö Ð Þ Ø ÓÒ× o ÓÖ Òר Ò ̧ Ö ÙÐ Ö Ò1 ÓÒ È × 1⁄2 3⁄4 Ò ÓÒ Ð Ð ×× ×̧ Ò ÓÖ 1⁄2 1⁄2 3⁄4 Ò ̧ Ø Ö × ÔÐ Ò Ö Ö ÙÐ Ö ×Ø Ö1ÔÓÐÝ ÓÒ Ò ́Ò μ 1⁄2 ́Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o3⁄4μ̧ ÓÖ Ò Ö Ø ×Ø Ö1ÔÓÐÝ ÓÒ Ò ́Ò μ 1⁄2 Ø Ð ØØ Ö × Ò Ö Ø Ö Ð1 Þ Ø ÓÒ Ó È ̧ Û Ö Ù × ØÓ Ð Ò × Ñ ÒØ Ò 3⁄4 o ÓÖ Ø Ö ÙÐ Ö Ó× 1 ÖÓÒ È Ø Ö Ö ¿ ÔÙÖ Ö Ð Þ Ø ÓÒ×o Ô ÖØ ÖÓÑ Ø Ù×Ù Ð Ó× ÖÓÒ ¿ Ø× Ð ̧ Ø Ö × ÒÓØ Ö ¿1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÙÖ Ö Ð Þ Ø ÓÒ̧ Ò Ñ ÐÝ Ø Ö Ø Ó× 1 ÖÓÒ ¿ 3⁄4 ́Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o3⁄4μo Ì ¬Ò Ð ÔÙÖ Ö Ð Þ Ø ÓÒ × Ò Ù Ý Ø× ÓÚ Ö Ò Ó ¿ 3⁄4̧ Ø Ñ 1 Ó× Ö ÓÒ ́Ó Ø Ò ÖÓÑ È Ý ÒØ Ý Ò ÒØ ÔÓ Ð Ú Ö1 Ø ×μ̧ ÐÐ Ó Û Ó× ÓÒ Ð× Ö × Ø Ù× Ø× Ú ÖØ × ÑÙ× Ø Ø Ó× Ó 1× ÑÔÐ Üo Ì Ö ÙÐ Ö 1× ÑÔÐ Ü × ́ÙÔ ØÓ × Ñ Ð Ö ØÝμ ÙÒ ÕÙ Ö Ð Þ Ø ÓÒo Ì Ö ÙÐ Ö 1 ÖÓ× ×1Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ò 1 Ù Ú 3⁄4 Ò ÔÙÖ Ö Ð Þ Ø ÓÒ× ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o ÓÖ ÓØ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ × × Ë1⁄41⁄4̧Å Ë 1⁄4 3⁄4 ̧ ÅÏ ̧ ÅÏ1⁄41⁄4 o 1⁄2 o ËÇÍÊ Ë Æ Ê Ä Ì Å Ì ÊÁ Ä ËÍÊÎ Ë Ò Ô ÓÔÙÐ Ö ÓÓ ÓÒ Ø ÓÑ ØÖÝ Ò Ú ×Ù Ð Þ Ø ÓÒ Ó ÔÓÐÝ Ö Ð Ò ÒÓÒÔ ÓÐ Ý Ö Ð ¬ ÙÖ × Û Ø ×ÝÑ Ñ ØÖ × Ò Ö Ñ Ò× ÓÒ× o ÄË · ¿ ÑÓÒÓ Ö Ô ÓÒ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × Ò Ø Ö ÔÔÐ Ø ÓÒ×o Ï ¿ ×ÙÖ Ú Ý ÓÒ ÔÓÐÝ Ö Ð Ñ Ò ÓÐ × Ò Ø Ö Ñ Ò × Ò Ö Ð ×Ô o Æ ÑÓÒÓ Ö Ô ÓÒ ×Ø Ò 1Ö ÙÐ Ö Ö Ô × Ò Ø Ö × ÝÑÑ ØÖÝ ÔÖ ÓÔ ÖØ ×o Ù Ò ÓÓ Ó Ò Ò ÓÑ ØÖÝ ̧ Û Ø ÖØ Ð × ÓÒ Ù Ð Ò × Ò Ö Ñ ÓÑ ØÖ ×o Ë ÑÓÒÓ Ö Ô ÓÒ ×Ô Ö Ô Ò × Ò Ö Ð Ø ØÓÔ ×o ÓÜ 1⁄4 × ÓÖØ Ø ÜØ ÓÒ ÖØ Ò Ö Ð Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ× Ó ¿1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ñ Ò ÓÐ ×o ÓÜ ¿ Ñ ÓÒÓ Ö Ô ÓÒ Ø ØÖ Ø ÓÒ Ð Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ Ö ÙÐ Ö Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ× ̧ Ò Ö ­ Ø ÓÒ ÖÓÙÔ× o ÓÜ ¿ Ñ ÓÒÓ Ö Ô ÓÒ ÓÑ ÔÐ Ü Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ÓÑÔÐ Ü Ö ­ Ø ÓÒ ÖÓÙÔ× o Å 1⁄4 ÑÓÒÓ Ö Ô ÓÒ × Ö Ø ÖÓÙÔ× Ò Ø Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ× o Ë 1⁄2 ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó Ô Ô Ö× ÓÒ Ú Ö ÓÙ× ×Ô Ø× Ó ×ÝÑ Ñ ØÖÝ ̧ ÓÒØÖ ÙØ Ò ÓÒÓÖ Ó Ào ËoÅo ÓÜ Ø Ö3× 1⁄4Ø ÖØ Ý o ÙÎ ÑÓÒÓ Ö Ô ÓÒ ÓÑ ØÖ ×Ô Ø× Ó Ø ÕÙ Ø ÖÒ ÓÒ× Û Ø ÔÔÐ Ø ÓÒ× ØÓ ×ÝÑ Ñ ØÖÝ o Ñ ÓÒÓ Ö Ô ÓÒ Ö ÙÐ Ö ¬ ÙÖ ×̧ Ñ ÒÐÝ Ò ¿ Ñ Ò× ÓÒ×o ÖÙ Ñ ÓÒÓ Ö Ô ÓÒ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝØÓÔ ×o Ì × ÓÒ Ø ÓÒ × Ö ÔÖ ÒØÓ Ø ÓÖ Ò Ð ÓÒ ̧ ÙÔ Ø Û Ø ÜØ Ò× Ú ÒÓØ × ÓÙØ Ö ÒØ Ú ÐÓÔÑ ÒØ× o Ë Ñ ÓÒÓ Ö Ô ÓÒ ÔÐ Ò Ø Ð Ò × Ò Ô ØØ ÖÒ× o ÀÙÑ 1⁄4 Ñ ÓÒÓ Ö Ô ÓÒ ÓÜ Ø Ö ÖÓÙÔ× Ò Ö ­ Ø ÓÒ Ö ÓÙÔ×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 451
3⁄4 o Ë ÙÐØ ÂÓ Ñ ÓÒÓ Ö Ô ÓÒ ÙÒ ÓÖÑ Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò × Ñ Ö ÙÐ Ö ¬ ÙÖ ×o Å ÓÓ ÓÒ × Ö Ø ÖÓÙÔ× Ó ÅÓ Ù× ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ× Ò ÒÓÒ1 Ù Ð Ò Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ×o Å Ö × Ù Ö ÚÝ ÓÒ × ÝÑÑ ØÖ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò Ö Ö Ð Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ý ×ÝÑ Ñ ØÖÝ o ÅÓÒ ÓÓ ÓÒ Ø ØÓÔ ÓÐÓ Ý Ó Ø Ø Ö 1Ñ Ò ÓÐ × Ó Ð ×× Ð ÔÐ Ò Ø ×× ÐÐ 1 Ø ÓÒ×o Å Å ×ÙÖ Ú Ý ÓÒ ×ØÖ Ø Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Û Ø ÑÔ × × ÓÒ ÓÑ ØÖ Ö Ð Þ Ø ÓÒ× o ÅË1⁄43⁄4 ÑÓÒÓ Ö Ô ÓÒ ×ØÖ Ø Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò Ø Ö Ö ÓÙÔ×o ÇÌ 3⁄4 ÑÓÒÓ Ö Ô ÓÒ ÝÔ ÖÔÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ ×o ÊÓ Ø ÜØ ÓÙØ × ÝÑÑ ØÖÝ Ð ×× × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝØÓÔ ×o Ë Ò Ò ÒØÖÓ Ù Ø ÓÒ ØÓ Ø ÓÑ ØÖÝ Ó Ñ Ø Ñ Ø Ð ÕÙ × Ö Ýר Ð× Ò Ö Ð Ø Ø Ð Ò ×o Ë ØÜ ØÓ Ò Ò Ø Ö × ÔÐ Ò ÖÝ ×Ô Ø× Ó ÔÓÐÝ Ö Ò Ø Ö ×ÝÑ Ñ ØÖ ×o ËÅÌ · ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ØÛ ÒØÝ1× Ü Ô Ô Ö× Ý Ào ËoÅo ÓÜ Ø Öo Ì Ø Ø ÜØ ÓÒ Ù Ð Ò × Ò Ø Ö Ð ×× ¬ Ø ÓÒo Ï Ð Ñ ÓÒÓ Ö Ô ÓÒ Ø Ö 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÓÐÝ Ö Ð ÓÑ ØÖÝ Ò Ø× ÔÔÐ 1 Ø ÓÒ× Ò ÖÝ× Ø ÐÐÓ Ö Ô Ý o Ö Ù Ø Ø ÜØ ÓÓ ÓÒ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö ¿ Ì Ð Ò × ÔØ Ö ÇÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × ÔØ Ö 1⁄2 × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÔØ Ö 3⁄41⁄2 ÈÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô× ÔØ Ö 1⁄2 ËÔ Ö Ô Ò Ò Ó Ò Ø ÓÖÝ ÔØ Ö 3⁄4 Ö Ýר Ð× Ò ÕÙ × ÖÝ× Ø Ð× Ê Ê Æ Ë Å1⁄41⁄4  oÄo ÖÓ ̧ Âo Ö Ó̧ Ò Äo ÅÓÒØ ÒÓo Ê ÙÐ Ö ÔÖÓ Ø Ú ÔÓÐÝ Ö Û Ø ÔÐ Ò Ö ×̧ È ÖØ Áo ÕÙ Ø ÓÒ × Å Ø o̧ ß ¿̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o Ò Ìo o Ò Ó«o ÝÓÒ Ø Ì Ö Ñ Ò× ÓÒo Ö Ñ Ò̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o ÄË · ¿ o ÓÖÒ Ö̧ Åo Ä × Î Ö Ò ×̧ o Ë ØÙÖÑ Ð×̧ Æo Ï Ø Ò oÅo Ð Öo ÇÖ ÒØ Å 1 ØÖÓ ×o Ñ Ö ÍÒ Úo ÈÖ ××̧ 1⁄2 ¿ × ÓÒ o 1⁄2 o 1⁄2 o Ð Ò Ò Êo Ð Ò o Ì × Ñ Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o ÓÑÑ ÒØo Å Ø o À ÐÚ o̧ 1⁄2 1⁄4ß1⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄2o Ï Âo Ó ÓÛ× Ò Â oÅo Ï ÐÐ ×o Ê ÙÐ Ö Ô ÓÐÝ Ö Û Ø Ò ×ÝÑ Ñ ØÖ ×o Å Ø o ÁÒØ Ð1 Ð Ò Ö̧ 1⁄21⁄4 3⁄4 ß¿3⁄4̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 452
ÔØ Ö 1⁄2 ËÝÑÑ ØÖÝ Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ò Ô ÓÐÝ Ö ¿ Ö 1⁄41⁄4 Âo Ö Óo Ê ÙÐ Ö ÔÖÓ Ø Ú ÔÓÐÝ Ö Û Ø ÔÐ Ò Ö ×̧ È ÖØ ÁÁo ÕÙ Ø ÓÒ × Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄4ß1⁄2 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o Ï ¿ Ío Ö Ñ Ò Âo Åo Ï Ð Ð×o ÈÓÐÝ Ö Ð Ñ Ò ÓÐ ×o ÁÒ È oÅo ÖÙ Ö Ò Âo Åo Ï Ð Ð×̧ 1 ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖÝ ̧ Ô × ¿ ß o Ð× Ú Ö̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 ¿o Æ o o ÖÓÙÛ Ö̧ oÅo Ó Ò̧ Ò o Æ ÙÑ Öo ר Ò 1Ê ÙÐ Ö Ö Ô ×o ËÔÖ Ò Ö1 Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o Ù o Ù Ò ÓÙØ̧ ØÓÖo À Ò ÓÓ Ó ÁÒ Ò ÓÑ ØÖÝ o Ð× Ú Ö̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o Ë1⁄41⁄4 Ào ÙÖ Ð Ò o ËØ ÒØÓÒo Ê Ð Þ Ø ÓÒ× Ó Ö ÙÐ Ö ×ØÖ Ø ÔÓÐÝ Ö Ó ØÝÔ × ¿ Ò ¿ o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄4 3⁄4 1⁄2ß3⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o ÅÈ Äo Ò̧ Ê oÎo ÅÓÓ Ý̧ Ò Âo È Ø Ö o ÆÓÒ1 ÖÝ ×Ø ÐÐÓ Ö Ô ÖÓ ÓØ ×Ý ×Ø Ñ×̧ Ô × 1⁄2¿ ß 1⁄2 o ÁÒ Âo È Ø Ö ̧ ØÓÖ̧ ÉÙ × ÖÝ× Ø Ð× Ò × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ ̧ Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 o Ë Â oÀo ÓÒÛ Ý Ò Æo Âo o ËÐÓ Ò o ËÔ Ö È Ò ×̧ Ä ØØ × Ò ÖÓÙÔ× ̧ Ø Ö Ø ÓÒo ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o ÓÜ ÀoËoÅo ÓÜ Ø Öo Ê ÙÐ Ö × Û Ô ÓÐÝ Ö Ò ¿ Ò Ñ Ò× ÓÒ× Ò Ø Ö ØÓÔ ÓÐÓ Ð Ò ÐÓ Ù ×o ÁÒ ÌÛ ÐÚ ÓÑ ØÖ ×× Ý×̧ Ô × ß1⁄21⁄4 o Ë ÓÙØ ÖÒ ÁÐÐ ÒÓ × ÍÒ Úo ÈÖ ××̧ Ö ÓÒ Ð ̧ 1⁄2 o ÓÜ 1⁄4 ÀoËoÅo ÓÜ Ø Öo ÌÛ ×Ø À Ó Ò ÝÓÑ ×o Ê ÓÒ Ð ÓÒ Ö Ò Ë Ö × Ò Å Ø Ñ Ø ×̧ ÚÓÐ 1 ÙÑ o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 1⁄4o ÓÜ ¿ ÀoËoÅo ÓÜ Ø Öo Ê ÙÐ Ö ÈÓ ÐÝØ ÓÔ × ́¿Ö Ø ÓÒ μo ÓÚ Ö̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 ¿o ÓÜ ¿ ÀoËoÅo ÓÜ Ø Öo Ê ÙÐ Ö ÓÑ ÔÐ Ü ÈÓÐÝ ØÓ Ô × ́3⁄4Ò Ø ÓÒμo Ñ Ö ÍÒ Úo ÈÖ ××̧ 1⁄2 ¿o Å 1⁄4 ÀoËoÅo ÓÜ Ø Ö Ò ÏoÇoÂo ÅÓ× Öo Ò Ö Ø ÓÖ× Ò Ê Ð Ø ÓÒ× ÓÖ × Ö Ø ÖÓÙÔ× ́ Ø Ø ÓÒμo ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 1⁄4o ÙÝ Ào ÙÝÔ Ö×o Ê ÙÐ Ö ÕÙ Ø ÖÒ ÓÒ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o Ä Ò Ö Ð Ö ÔÔ Ðo̧ 3⁄43⁄4 »3⁄43⁄4 ¿1⁄21⁄2ß¿3⁄4 ̧ 1⁄2 o Ë 3⁄4 Äo ÒÞ Ö Ò o Ë ÙÐØ o Ê ÙÐ Ö ÁÒÞ ÒÞ ÓÑÔ Ð Ü ̧ Áo ÓÑo Ø ̧ 1⁄2¿ 3⁄4 ß¿1⁄4 ̧ 1⁄2 3⁄4o Ë 1⁄2 o Ú ×̧ o ÖÙÒ ÙŅ̃ Ò o o Ë Ö o Ì ÓÑ ØÖ Î Ò ́Ì ÓÜ Ø Ö ×Ø× Ö Øμo ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 1⁄2o Ö oÏoÅo Ö ××o ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ø ÓÖÝ Ó ÖÙÒ ÙÑ3× Ò Û Ö ÙÐ Ö ÔÓÐÝ Ö o È ÖØ ÁÁ ÓÑÔ Ð Ø ÒÙÑ Ö Ø ÓÒo ÕÙ Ø ÓÒ × Å Ø o̧ 3⁄4 3⁄43⁄43⁄4ß3⁄4 ¿̧ 1⁄2 o ÙÎ È o ÙÎ Ðo ÀÓ ÑÓ Ö Ô ×̧ ÉÙ Ø ÖÒ ÓÒ× Ò ÊÓØ Ø ÓÒ ×o ÇÜ ÓÖ ÍÒ Úo ÈÖ ××̧ 1⁄2 o Äo × ÌÓØ o Ê ÙÐ Ö ÙÖ ×o Å Ñ ÐÐ Ò̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o Ö oÏ oÄo ÖÒ Öo Ê ÙÐ Ö × Û ÔÓÐÝ Ö Ò ÝÔ Ö ÓÐ Ø Ö 1×Ô o Âo Ò o Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄2 1⁄21⁄2 ß1⁄21⁄2 ̧ 1⁄2 o ÖÙ o ÖÙÒ ÙÑo ÓÒÚ Ü ÈÓÐÝ ØÓ Ô ×o ÁÒØ Ö× Ò ̧ ÄÓÒ ÓÒ̧ 1⁄2 × ÓÒ Ø ÓÒ Ø Ý Îo à Ð̧ Îo ÃÐ ̧ Ò oÅo Ð Ö̧ ÚÓÐÙ Ñ 3⁄43⁄41⁄2 Ó Ö Ù Ø Ì ÜØ× Ò Å Ø o̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o ÖÙ o ÖÙÒ ÙÑo Ê ÙÐ Ö ØÝ Ó Ö Ô ×̧ ÓÑÔ Ð Ü × Ò × Ò×o ÁÒ ÈÖÓ Ð Ñ × ÓÑ Ò ØÓ Ö × Ø Ø ÓÖ × Ö Ô ×̧ Ô × 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 o ÆÙÑ Ö 3⁄4 1⁄4 Ó ÓÐÐÓÕo ÁÒ Øo ÆÊȨ̈Ç Ö × Ý ̧ 1⁄2 o ÖÙ o ÖÙÒ ÙÑo Ê ÙÐ Ö Ô ÓÐÝ Ö ß ÓÐ Ò Ò Ûo ÕÙ Ø ÓÒ × Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄2ß3⁄41⁄4̧ 1⁄2 o Ë o ÖÙÒ ÙÑ Ò o o Ë Ô Ö o Ì Ð Ò × Ò È ØØ ÖÒ× o Ö Ñ Ò̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o ÀÙÑ 1⁄4 Âo o ÀÙ ÑÔ Ö Ý×o Ê ­ Ø ÓÒ ÖÓÙÔ× Ò ÓÜ Ø Ö ÖÓÙÔ× o Ñ Ö ÍÒ Úo ÈÖ ××̧ 1⁄2 1⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 453
o Ë ÙÐØ ÂÓ Æo Ïo ÂÓ Ò×ÓÒ o ÍÒ ÓÖÑ ÈÓÐÝ ØÓ Ô ×oÌ Ó ÔÔ Öo Å Ïo Å ÒÙ× o ÆÓÒ Ù Ð Ò Ì ×× ÐÐ Ø ÓÒ× Ò Ì Ö ÖÓÙÔ× o Ñ ÈÖ ××̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o Å Ö Ào Å ÖØ Ò o Ö Ö Ð Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ó Ù Ð Ò Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Û Ø Ö ÙÐ Ö ØÝ Ô ÖÓÔ Ö1 Ø ×o ÁÒ Ìo ×ÞØÖ Þ Ý̧È o Å ÅÙÐ Ð Ò̧ Êo Ë Ò Ö̧ Ò oÁo Ï ××̧ ØÓÖ×̧ ÈÓ ÐÝØ ÓÔ × ×ØÖ Ø̧ ÓÒÚ Ü Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð̧ ÚÓÐÙÑ 1⁄4 Ó Æ ÌÇ Úo Ë o ÁÒרo Ë Öo Å Ø o È Ý×o Ë o̧ Ô × 1⁄2ß o ÃÐÙÛ Ö̧ ÓÖ Ö Ø̧ 1⁄2 o Å Å È o Å ÅÙ ÐÐ Òo Ê ÙÐ Ö ×Ø Ö1Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×̧ Ò Ø ÓÖ Ñ Ó À ××o ÈÖÓ o ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o ́¿μ̧ 1⁄2 ß ̧ 1⁄2 o Å Å È o Å ÅÙÐ Ð Òo ÅÓ ÖÒ Ú ÐÓÔ Ñ ÒØ× Ò Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ÁÒ Ìo ×ÞØÖ Þ Ý̧ È o Å 1 ÅÙ ÐÐ Ò̧ Êo Ë Ò Ö̧ Ò oÁo Ï ××̧ ØÓÖ×̧ ÈÓÐÝ ØÓ Ô × ×ØÖ Ø̧ ÓÒÚ Ü Ò ÓÑ1 ÔÙØ Ø ÓÒ Ð̧Ú ÓÐ ÙÑ 1⁄4 Ó Æ ÌÇ Úo Ë o ÁÒ× Øo Ë Öo Å Ø o È Ý×o Ë o̧ Ô × ß1⁄23⁄4 o ÃÐ ÙÛ Ö̧ ÓÖ Ö Ø̧ 1⁄2 o ÅË 1⁄43⁄4 È o Å ÅÙÐÐ Ò Ò o Ë ÙÐØ o ×ØÖ Ø Ê ÙÐ Ö ÈÓÐÝ ØÓ Ô ×o Î ÓÐ ÙÑ 3⁄4 Ó Ò Ý ÐÓÔ Å Ø o Ô ÔÐo Ñ Ö ÍÒ Úo ÈÖ ××̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o ÅÏ oÊo ÅÓÒ×ÓÒ Ò oÁo Ï ××o Ê Ð Þ Ø ÓÒ× Ó Ö ÙÐ Ö ØÓÖÓ Ð Ñ Ô×o Ò o Âo Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄23⁄4 1⁄4ß1⁄23⁄4 ̧ 1⁄2 o ÅÏ 1⁄41⁄4 oÊo ÅÓÒ×ÓÒ Ò oÁo Ï ××o Ê Ð Þ Ø ÓÒ× Ó Ö ÙÐ Ö ØÓÖÓ Ð Ñ Ô× Ó ØÝÔ o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄4 ¿ß ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o ÅÓÒ Â oÅo ÅÓÒØ × Ò Ó×o Ð ×× Ð Ì ×× ÐÐ Ø ÓÒ× Ò Ì Ö 1Å Ò ÓÐ ×o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o ÇÌ 3⁄4 È o ÇÖÐ Ò Ào Ì Ö Óo ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ÀÝÔ ÖÔÐ Ò ×o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 3⁄4o ÊÓ Ëo o ÊÓ ÖØ×ÓÒ o ÈÓÐÝ ØÓ Ô × Ò ËÝ ÑÑ ØÖÝ o ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ë Öo̧ Ú ÓÐ1 ÙÑ 1⁄4o Ñ Ö ÍÒ Úo ÈÖ ××̧ 1⁄2 o ËÏ o Ë ÙÐØ Ò oÁo Ï ××o Ö Ð ØÝ Ò ÔÖÓ Ø Ú Ð Ò Ö ÖÓÙÔ ×o × Ö Ø Å Ø o̧ 1⁄2¿1⁄2 3⁄43⁄41⁄2ß3⁄4 1⁄2̧ 1⁄2 o ËÏ 1⁄2 o Ë ÙÐØ Ò Â oÅo Ï Ð Ð×o ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ Ö ÙÐ Ö ÔÓÐÝ Ö Ò Ø Ö 1×Ô o ÁÒ ÃoÀo ÀÓ Ñ ÒÒ Ò Êo Ï ÐÐ ̧ ØÓÖ×̧ ËÝÑÑ ØÖÝ Ó × Ö Ø Å Ø Ñ Ø Ð ËØ ÖÙ ØÙÖ × Ò Ì Ö ËÝ ÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔ× ̧ Ô × ß o À Ð ÖÑ ÒÒ Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 1⁄2o Ë Ò Åo Ë Ò Ðo ÉÙ × ÖÝ× Ø Ð× Ò ÓÑ ØÖÝ o Ñ Ö ÍÒ Úo ÈÖ ××̧ 1⁄2 o Ë Åo Ë Ò Ð Ò o Ð o Ë Ô Ò ËÔ o Ö Ù× Ö̧ ÓרÓÒ̧ 1⁄2 o Ë 3⁄4 o o Ë Ô Ö o Ê ÙÐ Ö ÓÑ ÔÐ Ü Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o ÈÖÓ o ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o ́¿μ̧ 3⁄4 3⁄4ß ̧ 1⁄2 3⁄4o ËÌ o o Ë Ô Ö Ò Âo o ÌÓ o Ò Ø ÙÒ Ø ÖÝ Ö ­ Ø ÓÒ ÖÓÙ Ô×o Ò o Âo Å Ø o̧ 3⁄4 ß ¿1⁄4 ̧ 1⁄2 o ËÅÌ · o o Ë Ö ̧ È o Å ÅÙ ÐÐ Ò̧ o o Ì ÓÑÔ ×ÓÒ̧ Ò oÁo Ï ××̧ ØÓÖ×o à РÓ× ÓÔ × Ë Ð Ø ÏÖ Ø Ò × Ó ÀoË oÅo ÓÜ Ø Öo Ï Ð Ý 1ÁÒØ Ö× Ò ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o ËØ 1⁄41⁄2 Âo ËØ ÐÐÛ ÐÐo Ì ×ØÓÖÝ Ó Ø Ö ÙÐ Ö 1⁄23⁄41⁄41 ÐÐo ÆÓØ × Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄2 ß3⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ì Ø Âo Ì Ø×o Ù Ð Ò × Ó ËÔ Ö Ð Ì ÝÔ Ò Ò Ø Æ1È Ö×o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o Î Ò o o Î Ò Ö o ÀÝÔ Ö ÓÐ Ö ­ Ø ÓÒ ÖÓÙ Ô×o Í×Ô Å Øo Æ Ù ̧ 1⁄4 3⁄4 ß ̧ 1⁄2 o ́ ÊÙ ×× Ò Å Ø o ËÙ ÖÚ Ý×̧ 1⁄4 ¿1⁄2ß ̧ 1⁄2 μo Ï Ð o o Ï Ð Ð×o Ì Ö 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Æ Ø× Ò ÈÓ ÐÝ Ö o Ï Ð Ý1ÁÒØ Ö× Ò ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o oÅo Ð Öo Ä ØÙÖ × ÓÒ ÈÓ ÐÝØ ÓÔ ×o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 454
3⁄41⁄4 ÈÇÄ ÌÇÈ ËÃ Ä ÌÇÆË Æ È ÌÀË Ð Ã Ð ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ Ì 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ð ØÓÒ Ó 1ÔÓÐÝØÓÔ È × Ø × Ø Ó ÐÐ × Ó Ø ÔÓÐÝØÓÔ Ó Ñ Ò× ÓÒ Ø ÑÓ× Ø o Ì 1⁄21× Ð ØÓÒ Ó È × ÐÐ Ø Ö Ô Ó È Ò ÒÓØ Ý ́È μo ́È μ Ò Ö Ö × Ò ×ØÖ Ø Ö Ô Û Ó× Ú ÖØ × Ö Ø Ú ÖØ × Ó È ̧ Û Ø ØÛÓÚ ÖØ × ÒØ Ø Ý ÓÖÑ Ø Ò ÔÓ ÒØ× Ó Ò Ó È o ÁÒ Ø × ÔØ Ö̧ Û Û Ð Ð × Ö Ö × ÙÐØ× Ò ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÒ ÖÒ Ò Ö Ô × Ò × Ð ØÓÒ× Ó ÔÓÐÝØÓÔ ×o ÁÒ Ë Ø ÓÒ 3⁄4 1⁄4o1⁄2 Û Ö ­Ý × Ö Ø × ØÙ Ø ÓÒ ÓÖ ¿1 Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ÁÒ Ë Ø ÓÒ 3⁄41⁄4o 3⁄4 Û ÓÒ× Ö Ò Ö Ð ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ð Ö Ô × ×Ù Ö Ô × Ò Ò Ù ×Ù Ö Ô ×̧ ÓÒÒ Ø Ú ØÝ Ò × Ô Ö Ø ÓÒ̧ ÜÔ Ò× ÓÒ̧ Ò ÓØ Ö ÔÖ ÓÔ ÖØ ×o ÁÒ Ë Ø ÓÒ 3⁄41⁄4o ¿ Û × Ù×× ÔÖÓ Ð Ñ× Ö Ð Ø ØÓ Ñ Ø Ö× Ó ÔÓÐÝ1 ØÓÔ Ð Ö Ô × Ò ÓÒÒ Ø ÓÒ Û Ø Ø × ÑÔÐ Ü Ð ÓÖ Ø Ñ Ò Ø À Ö× ÓÒ ØÙÖ o Ì × ÓÖØ Ë Ø ÓÒ 3⁄41⁄4o × ÚÓØ ØÓ Ô ÓÐÝØÓÔ Ð Ö Ô ×o Ë Ø ÓÒ 3⁄41⁄4o × ÚÓØ ØÓ × Ð ØÓÒ× Ó Ô ÓÐÝØÓÔ ×̧ ÓÒÒ Ø Ú ØÝ ̧ ÓÐÐ Ô× Ð ØÝ Ò × ÐÐ Ð ØÝ ̧ Ñ Ô Ø Ý × Ò Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Û Ø Û Ú ÖØ ×̧ Ò Ø Ö ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ Ó Ô ÓÐÝØÓÔ × ÖÓÑ Ø Ö ÐÓÛ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ð ØÓÒ× ¬Ò ÐÐÝ Û ÓÒ× Ö Û Ø Ò × ÓÙØ Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ× Ó ÐÐ 1 × Ó 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ̧ ¬Ö ר ÓÖ 1⁄2 Ò Ø Ò Û Ò × ¬Ü Ò × Ð Ö ÓÑÔ Ö ØÓ o 3⁄41⁄4o1⁄2 ÌÀÊ 1 ÁÅ ÆËÁ ÇÆ Ä ÈÇÄ ÌÇÈ Ë Ä ÇËË Ê ÓÒÚ Ü ÔÓÐ ÝØÓÔ × Ò Ø Ö × ́ Ò ̧ Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö Ø Ö Ú ÖØ ×̧ ×̧ Ò Ø×μ Ö ¬Ò Ò ÔØ Ö 1⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ o Ö Ô × 1ÔÓÐ ÝØÓ Ô Ð Ø × Ø Ö Ô Ó ×ÓÑ 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ o Ì ÓÐ ÐÓÛ Ò ×Ø Ò Ö Ö Ô 1Ø ÓÖ Ø ÓÒ ÔØ× Ö Ù× ×Ù Ö Ô ×̧ Ò Ù ×Ù 1 Ö Ô ×̧ Ø ÓÑÔÐ Ø Ö Ô Ã Ò ÓÒ Ò Ú ÖØ ×̧ Ý Ð ×̧ ØÖ ×̧ ×Ô ÒÒ Ò ØÖ Ó Ö Ô ̧ Ú Ð Ò ́ÓÖ Ö μÓ ÚÖØ Ü Ò Ö Ô ̧ ÔÐ Ò Ö Ö Ô ×̧ 1 ÓÒÒ Ø Ö Ô ×̧ ÓÐÓÖ Ò Ó Ö Ô ̧ ×Ù Ú × ÓÒ Ó Ö Ô ̧ Ò À Ñ ÐØÓÒ Ò Ö Ô ×o Ï Ö ­Ý × Ù×× Ö ×ÙÐ Ø× ÓÒ ¿1Ô ÓÐÝØÓÔ ×o ËÓÑ Ó Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ø ÓÖ Ñ× Ö Ø ×Ø ÖØ Ò ÔÓ ÒØ× Ó ÑÙ Ö × Ö ̧ ×ÓÑ Ø Ñ × Ó Ò ÒØ Ö Ø ÓÖÝ o ÇÒÐ Ý Ò Û × × Ö Ø Ö 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ò ÐÓ Ù ×̧ Ò Ø × Ö Ñ Ò× Ò ÒØ Ö ×Ø Ò Ó Ð ÓÖ ÙÖØ Ö Ö × Ö o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o1⁄2o1⁄2 Ï ØÒ Ý Ï ¿3⁄4 Ä Ø Ø Ö Ô Ó ¿1ÔÓÐÝØÓÔ È o Ì Ò Ø Ö Ô × Ó × Ó È Ö Ô Ö × ÐÝ Ø Ò Ù Ý Ð × Ò Ø Ø Ó ÒÓØ × Ô Ö Ø o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 455
o à РÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o1⁄2o3⁄4 ËØ Ò ØÞ ËØ 3⁄43⁄4 ÖÔ × Ö Ô Ó ¿1ÔÓÐ ÝØÓÔ Ò ÓÒÐÝ × ÔÐ Ò Ö Ò ¿1 ÓÒÒ Ø o ËØ Ò ØÞ 3× Ø ÓÖ Ñ × Ø ¬Ö× Ø Ó × Ú Ö Ð Ø ÓÖ Ñ× Ø Ø × Ö Ø Ø Ñ Ú1 ÓÖ Ó ¿1Ô ÓÐÝØÓÔ ×o Ì × Ø ÓÖ Ñ× Ð ÐÖ Ý Ò Ñ Ò× ÓÒ ÓÙÖ × ÔØ Ö 1⁄2 o Ì Ø ÓÖÝ Ó ÔÐ Ò Ö Ö Ô × × Û Ò Ö Ø ÓÖÝ o Ä Ø Ù× ÕÙÓØ Ö Ø ÙÒ Ñ ÒØ Ð Ø ÓÖ Ñ Ó ÃÙÖ ØÓÛ× ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o1⁄2o¿ ÃÙÖ ØÓÛ× Ã ÙÖ3⁄43⁄4̧ Ì Ó 1⁄2 Ö Ô × ÔÐ Ò Ö Ò ÓÒ ÐÝ Ó × ÒÓØ ÓÒØ Ò ×Ù Ú × ÓÒ Ó Ã ÓÖ Ã ¿ ¿ o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o1⁄2o Ä ÔØÓÒ Ò Ì Ö Ò Ä Ì ̧× Ø ÖÒ Ø Ò Ý Å ÐÐ Ö Å Ð Ì Ö Ô Ó Ú ÖÝ ¿1Ô ÓÐ ÝØÓÔ Û Ø Ò Ú ÖØ × Ò × Ô Ö Ø ̧ Ý 3⁄4 Ô 3⁄4Ò Ú ÖØ × ÓÖÑ Ò Ö Ù Ø Ò Ø Ö Ô ̧ ÒØÓ ÓÒÒ Ø ÓÑÔÓÒ ÒØ× Ó × Þ Ø ÑÓר 3⁄4Ò ¿o ÁØ × ÛÓÖØ Ñ ÒØ ÓÒ Ò Ø Ø Ø ÃÓ Ö Ð Ô Ò Ø ÓÖ Ñ Ú × Ò Û ÔÔÖ Ó ØÓ ÓØ Ø ËØ Ò ØÞ Ò Ä ÔØÓÒ1Ì Ö Ò Ø ÓÖ Ñ×o ́Ë ̧È μo ÙÐ Ö3× ÓÖÑÙÐ Î · 3⁄4 × Ñ ÒÝ ÔÔÐ Ø ÓÒ× ÓÒ ÖÒ Ò Ö Ô × Ó ¿1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò Ö Ñ Ò× ÓÒ×̧ ÓÙÖ ÒÓÛÐ Ó ÒÙÑ Ö× Ó Ô ÓÐÝØÓÔ × ́× ÔØ Ö 1⁄2 μ ÔÔÐ × ØÓ Ø ×ØÙ Ý Ó Ø Ö Ö Ô × Ò × Ð ØÓÒ×o Ë ÑÔÐ ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó ÙÐ Ö3× Ø ÓÖ Ñ Ö ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o1⁄2o Ú ÖÝ ¿1ÔÓÐÝØÓÔ Ð Ö Ô × Ú ÖØ Ü Ó Ú Ð Ò Ø ÑÓר o ́ ÕÙ Ú Ð ÒØÐ Ý̧ Ú ÖÝ ¿1ÔÓÐ ÝØÓÔ × Û Ø Ø ÑÓר ¬Ú × ×oμ ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o1⁄2o Ú ÖÝ ¿1ÔÓÐÝØÓÔ × Ø Ö ØÖ Ú Ð ÒØ Ú ÖØ Ü ÓÖ ØÖ Ò ÙÐ Ö o Ô Ö ÔÔÐ Ø ÓÒ Ó ÙÐ Ö3× Ø ÓÖ Ñ × ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o1⁄2o ÃÓØÞ ÃÓØ Ú ÖÝ ¿1ÔÓÐ ÝØÓÔ × ØÛÓ ÒØ Ú ÖØ × Ø ×ÙÑ Ó Û Ó× Ú Ð Ò × × Ø ÑÓר 1⁄2¿o ÓÖ × ÑÔÐ ¿1Ô ÓÐÝØÓÔ È ̧ Ð Ø Ô Ô ́È μ Ø ÒÙÑ Ö Ó 1× Þ × Ó È o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o1⁄2o Ö Ö 1⁄2 ÓÖ Ú ÖÝ ¬Ò Ø × ÕÙ Ò ́Ô μ Ó ÒÓÒÒ Ø Ú ÒØ Ö× Û Ø È ¿ ́ μÔ 1⁄2 3⁄4 ̧ Ø Ö Ü ×Ø× × ÑÔÐ ¿1ÔÓÐÝØÓÔ È Û Ø Ô ́È μ Ô ÓÖ Ú ÖÝ o Ö Ö 3× Ø ÓÖ Ñ × Ø ×Ø ÖØ Ò ÔÓ ÒØ Ó Ð Ö ÒÙÑ Ö Ó Ö × ÙÐØ× Ò ÔÖÓ 1 Ð Ñ×̧ × ̧ o o̧ ÂÙ ̧ ¿ ̧ o Ï Ð ÒÓ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ö Ø Ò ÐÓ Ù × Ö ÒÓÛ Ò ÓÖ Ú Ò ÓÒ ØÙÖ ̧ Ø Ö ×ÙÐ Ø× Ò ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÒ Ø1 ÓÖÑ Ò ÔÓÐÝØÓÔ × Ò ÒÓÒ Ø× Ñ ÒØ ÓÒ ÐÓÛ × Ñ Ö Ð Ø o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o1⁄2o ÅÓØÞ Ò ÅÓØ Ì Ö Ô Ó × ÑÔÐ ¿1ÔÓÐ ÝØÓÔ Û Ó× Ø× Ú 1⁄4 ́ÑÓ ¿μ Ú ÖØ × ×̧ ÐÐ ØÓ Ø Ö̧ Ò Ú Ò ÒÙÑ Ö Ó ×o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o1⁄2o1⁄21⁄4 ÖÒ ØØ Ö Ú ÖÝ ¿1ÔÓÐÝØÓÔ Ð Ö Ô ÓÒØ Ò× ×Ô ÒÒ Ò ØÖ Ó Ñ Ü Ñ Ð Ú Ð Ò ¿o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 456
ÔØ Ö 3⁄41⁄4 ÈÓÐ ÝØÓÔ × Ð ØÓ Ò× Ò Ô Ø × Ï ÛÐ ÐÒ Ó Û × Ö ×ÓÑ Ö ×ÙÐ Ø× Ò ÓÒ ØÙÖ ÓÒ ÓÐ ÓÖ Ð ØÝ Ò À Ñ Ð1 ØÓÒ Ò Ö Ù Ø×o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o1⁄2o1⁄21⁄2 ÓÙÖ ÓÐÓÖ Ì ÓÖ Ñ ÔÔ Ð1À Ò À ̧ À ̧ ÊËËÌ Ì Ö Ô Ó Ú ÖÝ ¿1ÔÓÐÝØÓÔ × 1 ÓÐÓÖ Ð o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o1⁄2o1⁄23⁄4 Ì ÙØØ Ì ÙØ 1 ÓÒÒ Ø ÔÐ Ò Ö Ö Ô × Ö À Ñ Ð ØÓÒ Òo Ì Ø ÓÒ ØÙÖ Ò 1⁄2 1⁄4̧ Ò Ì ÙØØ ×ÔÖ ÓÚ Ò 1⁄2 ̧ Ø Ø Ø Ö Ô Ó Ú ÖÝ × ÑÔÐ ¿1ÔÓÐÝØÓÔ × À Ñ Ð ØÓÒ Òo Ì × ×Ø ÖØ Ö Ø ÓÖÝ Ó ØÖ Ú Ð ÒØ ÔÐ Ò Ö Ö Ô × Û Ø ÓÙØ Ð Ö Ô Ø ×o ÇÆÂ ÌÍÊ 3⁄41⁄4o1⁄2o1⁄2¿ ÖÒ ØØ Ú ÖÝ Ö Ô Ó × ÑÔÐ ¿1ÔÓÐÝØÓÔ Û Ó× Ø× Ú Ò Ú Ò ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ × × À Ñ ÐØÓÒ Òo Ò ÐÐÝ ̧ Ø Ö Ö × Ú Ö Ð Ü Ø Ò × ÝÑÔØÓØ ÓÖÑÙ Ð × ÓÖ Ø ÒÙÑ Ö× Ó ×Ø Ò Ø Ö Ô × Ó ¿1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o Ö Ñ Ö Ð ÒÙÑ Ö Ø ÓÒ Ø ÓÖÝ Û × Ú ÐÓÔ Ý Ì ÙØØ Ò Û × ÙÖØ Ö Ú ÐÓÔ Ý× ÚÖ Ð ÙØ ÓÖ ×o Ï Û ÐÐ ÕÙÓØ ÓÒ Ö ×ÙÐ Øo ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o1⁄2o1⁄2 Ì ÙØØ Ì ÙØ 3⁄4 Ì ÒÙÑ Ö Ó ÖÓÓØ × ÑÔÐ Ð ¿1 ÔÓÐ ÝØÓÔ × Û Ø Ú Ú ÖØ × × 3⁄4́ Ú 1⁄21⁄2μ ́¿Ú μ ́Ú 3⁄4μ Ì ÙØØ 3× Ø ÓÖÝ Ð×Ó ÔÖÓÚ × Æ ÒØ Ð ÓÖ Ø Ñ× ØÓ Ò Ö Ø Ö Ò ÓÑ ÔÐ Ò Ö Ö Ô × Ó Ú Ö ÓÙ× ØÝÔ ×o ÈÊÇ Ä Å 3⁄41⁄4o1⁄2o1⁄2 Ï Ø Ó × Ö Ò ÓÑ ¿1ÔÓÐÝØÓÔ Ð Ö Ô ÐÓÓ Ð ÅÓØ Ú Ø ÓÒ ØÓ ×ØÙ Ý Ø × ÔÖÓ Ð Ñ ́ Ò 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÜØ Ò× ÓÒ×μ ÓÑ × Ð×Ó ÖÓÑ Ô Ý× × ́×Ô ¬ ÐÐÝ ̧ ÕÙ ÒØÙÑ Ö Ú ØÝ μo Ë Â ̧ Ò 1⁄43⁄4̧ Ë1⁄43⁄4 o ÇÒ ×ÙÖ ÔÖ × Ò ÔÖÓÔ ÖØÝ Ó Ö Ò ÓÑ ÔÐ Ò Ö Ñ Ô× Ó Ú Ö ÓÙ× Ò × × Ø Ø Ø ÜÔ Ø ÒÙÑ ÖÓ ÚÖØ × Ó ×Ø Ò Ø ÑÓ× Ø Ö ÖÓÑ Ú Ò Ú ÖØ Ü Ú × Ð Ö ́ ÓÑ1 Ô Ö ØÓ Ö 3⁄4 ÓÖ Ø ÔÐ Ò Ö Ö μo 3⁄41⁄4o3⁄4 Ê ÈÀË Ç 1ÈÇÄ ÌÇÈ Ë Æ Ê ÄÁÌÁ Ë Ä ÇËË Ê Ó Ö Ö Ô ̧ Ì ÒÓØ × ÒÝ ×Ù Ú × ÓÒ Ó ̧ o o̧ ÒÝ Ö Ô Ó Ø Ò ÖÓÑ Ý Ö ÔÐ Ò Ø × Ó Ý Ô Ø × Û Ø × Ó ÒØ Ò Ø Ö ÓÖ ×o 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ È × × ÑÔÐ Ð ÐÐ Ø× ÔÖÓÔ Ö × Ö × ÑÔÐ ×o È × × ÑÔÐ Ú ÖÝ Ú ÖØ Ü ÐÓÒ × ØÓ × ÓÖ̧ ÕÙ Ú Ð ÒØÐÝ ̧ Ø ÔÓÐ Ö Ó È × × ÑÔÐ Ðo È × Ù Ð ÐÐ Ø× ÔÖÓÔ Ö × Ö Ù ×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 457
o Ã Ð × ÑÔÐ Ð Ô ÓÐÝØÓÔ È × ×Ø Ø × Ó Ø Ò Ý Ø Ö Ô Ø ÓÔ Ö Ø ÓÒ Ó ÐÙ Ò × ÑÔÐ Ü ÐÓÒ Øo ÓÖ Ø ¬Ò Ø ÓÒ Ó Ø Ý Ð ÔÓÐ ÝØÓÔ ́ Òμ̧ × ÔØ Ö 1⁄2 o ÓÖ ØÛÓ Ö Ô × Ò À ́ ÓÒ× Ö × Ú Ò × Ó ÒØ × Ø× Î Ò Î 1⁄4 Ó Ú ÖØ ×μ̧ · À ÒÓØ × Ø Ö Ô ÓÒ Î Î 1⁄4 Ø Ø ÓÒØ Ò× ÐÐ × Ó Ò À ØÓ Ø Ö Û Ø ÐÐ × Ó Ø ÓÖÑ Ú Ú 1⁄4 ÓÖ Ú 3⁄4 Î Ò Ú 1⁄4 3⁄4 Î 1⁄4 o Ö Ô × 1 ÓÒÒ Ø Ö Ñ Ò× ÓÒÒ Ø Ø Ö Ø Ð Ø ÓÒ Ó ÒÝ × Ø Ó Ø ÑÓ× Ø 1⁄2Ú ÖØ ×o Ò ÑÔ ØÝ × ÑÔÐ Ü Ó ÔÓÐÝØÓÔ È × × Ø Ë Ó Ú ÖØ × ×Ù Ø Ø Ë Ó × ÒÓØ ÓÖÑ ÙØ Ú ÖÝ ÔÖÓÔ Ö ×Ù × Ø Ó Ë ÓÖ Ñ× o Ö Ô Û Ó× Ú ÖØ × Ö Ñ Ò Ê × Ö Ú ÖÝ ×Ñ ÐÐ Ô Ö ØÙÖ Ø ÓÒ Ó Ø Ú ÖØ × Ó Ø Ø Ó × ÒÓØ Ò Ø ×Ø Ò Ó ÒØÚ ÖØ × Ò × Ò Ù Ý Ò ÆÒ Ö ÑÓØ ÓÒ Ó Ê o × Ò Ö ÐÐÝ 1Ö Ø × Ö Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ ÐÑ Óר ÐÐ Ñ Ò × Ó Ø× Ú ÖØ × ÒØÓ Ê o ́ Ò Ö Ö ØÝ × Ø Ù× Ö Ô Ø ÓÖ Ø ÔÖ ÓÔ ÖØÝ ̧ ÙØ ÒÓ × Ö ÔØ ÓÒ Ó Ø Ò ÔÙÖ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ø ÖÑ× × ÒÓÛ Ò ÓÖ 3⁄4 o ÔØ Ö 1⁄4oμ ר Ó Ú ÖØ × Ó Ö Ô × ØÓØ ÐÐÝ × Ô Ö Ø Ý ×Ø Ó Ú ÖØ ×̧ Ò Ö × Ó ÒØ Ò ÚÖÝ Ô Ø ØÛ Ò ØÛÓ ×Ø Ò Ø Ú ÖØ × Ò Ñ Ø× o Ö Ô × Ò ̄1 ÜÔ Ò Ö ̧ ÓÖ Ú ÖÝ × Ø Ó Ø Ñ Óר Ð Ø Ú ÖØ × Ó ̧ Ø Ö Ö Ø Ð ×Ø ̄ ¡ Ú ÖØ × ÒÓØ Ò Ø Ø Ö ÒØØ ÓÚ ÖØ × Ò o Æ ÓÖÐ Ý ÔÓÐ ÝØÓÔ × Ò ́1⁄4 1⁄2μ1ÔÓÐÝØÓÔ × Ö ¬Ò Ò ÔØ Ö 1⁄2 o Ì ÔÓÐ Ö Ù Ð È ¡ Ó Ô ÓÐÝØÓÔ È × ¬Ò Ò ÔØ Ö 1⁄2 o ËÍ Ê ÈÀË Æ ÁÆ Í ËÍ Ê ÈÀË ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o3⁄4o1⁄2 ÖÙÒ ÙÑ ÖÙ Ú ÖÝ 1ÔÓÐ ÝØÓÔ Ð Ö Ô ÓÒØ Ò× Ìà ·1⁄2 o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o3⁄4o3⁄4 Ã Ð Ã Ð Ì Ö Ô Ó × ÑÔÐ Ð 1 ÔÓÐ ÝØÓÔ È ÓÒØ Ò× Ìà ·3⁄4 Ò ÓÒÐÝ È × ÒÓØ ר o ÇÒ ÑÔÓÖØ ÒØ « Ö Ò ØÛ Ò Ø × ØÙ Ø ÓÒ ÓÖ ¿ Ò ÓÖ ¿ × Ø Ø Ã Ò ̧ ÓÖ Ú ÖÝ Ò ̧ × Ø Ö Ô Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÓÐÝØÓÔ ́ o o̧ Ý Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ μo Ë ÑÔÐ Ñ Ò ÔÙÐ Ø ÓÒ× ÓÒ Ø Ý Ð 1Ô ÓÐÝØÓÔ Û Ø Ò Ú ÖØ × × ÓÛ ÈÊÇÈÇËÁÌ ÁÇÆ 3⁄41⁄4o3⁄4o¿ È ÖÐ × ́ÙÒÔÙ Ð × μ ́ μ Ú ÖÝ Ö Ô × ×Ô ÒÒ Ò ×Ù Ö Ô Ó Ø Ö Ô Ó 1ÔÓÐÝØÓÔ o ́ μ ÓÖ Ú ÖÝ Ö Ô ̧ · Ã Ò × 1ÔÓÐÝØÓÔ Ð Ö Ô ÓÖ ×ÓÑ Ò Ò ×ÓÑ o Ì × ÔÖÓÔ Ó× Ø ÓÒ ÜØ Ò × × ÐÝ ØÓ Ö1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ð ØÓÒ× Ò ÔÐ Ó Ö Ô ×o ÁØ × ÒÓØ ÒÓÛÒ Û Ø Ø Ñ Ò Ñ Ð Ñ Ò× ÓÒ × ÓÖ Û · Ã Ò × 1 Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ð̧ ÒÓÖ Ú Ò Û Ø Ö · Ã Ò ́ ÓÖ ×ÓÑ Ò Ò́ μμ Ò Ö Ð Þ Ò ×ÓÑ ÓÙÒ Ñ Ò× ÓÒ ÙÒ ÓÖÑ ÐÝ ÓÖ ÐÐ Ö Ô × o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 458
ÔØ Ö 3⁄41⁄4 ÈÓÐ ÝØÓÔ × Ð ØÓ Ò× Ò Ô Ø × ÇÆÆ ÌÁÎ ÁÌ Æ Ë È Ê Ì ÁÇÆ ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o3⁄4o Ð Ò× Ð 1⁄2 Ì Ö Ô Ó 1ÔÓÐ ÝØÓÔ × 1 ÓÒÒ Ø o × Ø Ë Ó Ú ÖØ × Ø Ø × Ô Ö Ø × È ÑÙ× Ø ÓÖÑ Ò ÑÔØÝ × ÑÔÐ Ü Ò Ø × × ̧ È Ò Ó Ø Ò Ý Ð ÙÒ Ø ÛÓ Ô ÓÐÝØÓÔ × ÐÓÒ × ÑÔÐ Ü Ø Ó o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o3⁄4o Ä ÖÑ Ò Ò Å Ò ÄÅ 1⁄4 Ä Ø Ø Ö Ô Ó 1ÔÓÐ ÝØÓÔ o Ä Ø ́ ·1⁄2 μ ¿ o Ì Ò ÓÖ Ú ÖÝ ØÛÓ × Ó ÒØ × ÕÙ Ò × ́Ú 1⁄2 Ú 3⁄4 Ú μ Ò ́Û 1⁄2 Û 3⁄4 Û μ Ó Ú ÖØ × Ó ̧ Ø Ö Ö Ú ÖØ Ü1 × Ó ÒØ Ô Ø × ÓÒÒ Ø Ò Ú ØÓ Û ̧ 1⁄2 3⁄4 o ÈÊÇ Ä Å 3⁄41⁄4o3⁄4o Ä ÖÑ Ò Á× Ø Ð ×Ø Ø ÓÖ Ñ ØÖÙ ÓÖ 3⁄4 ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o3⁄4o Ù Ý̧ Ò̧ Ð × Ò Ö ÓÚ̧ Ï Ø Ð Ý̧ ooo ́ μ Ù Ý3× Ø ÓÖ Ñ Á È × × ÑÔÐ Ð 1 ÔÓÐÝØÓÔ ̧ ¿̧Ø Ò ́È μ ́Û Ø Ø× Ñ Ò Ò Ê μ × Ö o ́ μ Ï Ø Ð Ý3× Ø ÓÖ Ñ Ï ÓÖ Ò Ö Ð 1 ÔÓÐ ÝØÓÔ È ̧ Ð Ø 1⁄4 Ö Ô ́ Ñ ÒÊ μ Ó Ø Ò Ö ÓÑ ́È μ Ý ØÖ Ò ÙÐ Ø Ò Ø 3⁄41 × Ó È Û Ø ÓÙØ Ò ØÖÓ Ù Ò Ò Û Ú ÖØ ×o Ì Ò 1⁄4 × Ö o ÇÊÇÄ Ä Ê 3⁄41⁄4o3⁄4o ÓÖ × ÑÔÐ Ð 1ÔÓ ÐÝØÓÔ È ̧ ́È μ × Ò Ö ÐÐÝ 1Ö o ÓÖ Ò Ö Ð 1ÔÓÐ ÝØÓÔ È Ò Ö Ô 1⁄4 ́ ÓÒ× Ö × Ò × Ø Ö Ø Ö Ô μ × Ò Ø ÔÖ Ú ÓÙ× Ø ÓÖ Ņ̃ 1⁄4 × Ò Ö ÐÐÝ 1Ö o Ì Ñ Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÔÔÐ Ø ÓÒ Ó Ø ÓÚ Ø ÓÖ Ñ × Ø ÄÓÛ Ö ÓÙÒ Ì ÓÖ Ñ ́× ÔØ Ö 1⁄2 μ Ò Ø× ÜØ Ò× ÓÒ ØÓ Ò Ö Ð Ô ÓÐÝØÓÔ ×o ÆÓØ Ø Ø ÓÖ ÓÐÐ ÖÝ 3⁄4 1⁄4o3⁄4o Ò Ö Ö Ð×Ó × × ØÖÓÒ ÓÖÑ Ó Ð Ò1 × 3× Ø ÓÖ Ño ÁØ × Û ÐÐ ÒÓÛ Ò Ò ×Ý ØÓ ÔÖÓÚ Ø Ø Ò Ö 1Ö Ö Ô × 1 ÓÒÒ Ø o Ì Ö ÓÖ ̧ ÓÖ × ÑÔÐ Ð ́ÓÖ Ú Ò 3⁄41× ÑÔÐ Ðμ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ ÓÖ ÓÐ1 Ð ÖÝ 3⁄41⁄4o 3⁄4o ÑÔÐ × Ö ØÐÝ Ø Ø ́È μ × 1 ÓÒÒ Ø o ÓÖ Ò Ö Ð Ô ÓÐÝØÓÔ × Û Ò Ö Ú Ð Ò× 3× Ø ÓÖ Ñ × ÓÐÐÓÛ×o ËÙÔÔ Ó× ØÓ Ø ÓÒØÖ ÖÝ Ø Ø Ø Ö Ô Ó Ò Ö Ð 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ È × ÒÓØ 1 ÓÒÒ Ø Ò Ø Ö ÓÖ Ø× Ú ÖØ × Ò × Ô Ö Ø ÒØÓ ØÛÓ Ô ÖØ× ́× Ý ̧ Ö Ú ÖØ × Ò ÐÙ Ú ÖØ ×μ Ý Ð Ø Ò × Ø Ó 1⁄2Ú ÖØ ×o ÁØ × ×Ý ØÓ × Ø Ø Ú ÖÝ 3⁄41 Ó È Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø Û Ø ÓÙØ ÒØÖ Ó Ù Ò ÐÙ 1Ö o Ì Ö ÓÖ ̧ Ø Ö × ÙÐØ Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ × ÒÓØ ́ 1⁄2μ1 ÓÒÒ Ø Ò Ò Ø × ÒÓØ Ò Ö ÐÐÝ 1Ö o Ì × ÓÒØÖ Ø× Ø ×× ÖØ ÓÒ Ó ÓÖ ÓÐÐ ÖÝ 3⁄41⁄4o3⁄4o o Ä Ø ́Ò μ 1⁄2 ́ ́ Òμμ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ø× Ó Ý Ð 1ÔÓÐÝØÓÔ Û Ø Ò Ú ÖØ ×̧ Û ̧ Ý Ø ÍÔÔ Ö ÓÙÒ Ì ÓÖ Ņ̃ × Ø Ñ Ü Ñ Ð ÒÙÑ ÖÓ Ø × ÔÓ×× Ð ÓÖ 1ÔÓÐÝØÓÔ Û Ø Ò Ú ÖØ ×o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o3⁄4o ÃÐ ÃÐ Ì ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ × Ó 1ÔÓÐÝØÓÔ Ø Ø Ò ØÓØ ÐÐÝ × Ô Ö Ø ÝÒ Ú ÖØ × × Ø ÑÓר ́Ò μo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 459
1⁄4 o à РÃÐ Ð×Ó × ÓÛ Ý ÓÒ× Ö Ò Ý Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Û Ø × ÑÔÐ × ×Ø ØÓ Ó Ø Ö Ø× Ø Ø Ø × ÓÙÒ × × ÖÔo ÁØ ÓÐÐ ÓÛ× Ø Ø Ø Ö Ö Ö Ô × Ó × ÑÔÐ Ð 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ø Ø Ö ÒÓØ Ö Ô × Ó ́ 1⁄2 μ1Ô ÓÐÝØÓÔ ×o ́ Ø Ö Ö Ð Þ Ò Ø Ø Ø ÓÑ ÔÐ Ø Ö Ô × Ö 1Ô ÓÐÝØÓÔ Ð̧ ÓÒ 3× Ò Ú Ø ÓÙ Ø Ñ Ø Ø Ø Ú ÖÝ 1Ô ÓÐÝØÓÔ Ð Ö Ô × 1Ô ÓÐÝØÓÔ Ðoμ È ÆËÁÇÆ ÜÔ Ò× ÓÒ ÔÖÓÔ ÖØ × ÓÖ Ø Ö Ô Ó Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ù Ö ÒÓÛÒ Ò Ñ1 ÔÓÖØ ÒØ ÒÚ Ö ÓÙ× Ö × Ó ÓÑ Ò ØÓÖ ×o Ý Ö Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ñ Ø Ó ×̧ ÓÒ Ò Ó Ø Ò ÜÔ Ò× ÓÒ ÔÖÓÔ ÖØ × Ó Ù Ð× ØÓ Ý Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o Ì Ö Ö Û ÔÓ×1 Ø Ú Ö × ÙÐØ× Ò × Ú Ö Ð ÒØ Ö ×Ø Ò ÓÒ ØÙÖ × ÓÒ ÜÔ Ò× ÓÒ ÔÖÓÔ ÖØ × Ó Ö Ô × Ó Ð Ö Ñ Ð × Ó Ô ÓÐÝØÓÔ ×o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o3⁄4o1⁄21⁄4 à Рà Р1⁄2 Ö Ô × Ó Ù Ð× ØÓ Ò ÓÖÐÝ 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Û Ø Ò Ø× Ö ̄1 ÜÔ Ò Ö× ÓÖ ̄ ḈÒ μo Ì × Ö × ÙÐØ ÑÔÐ × Ø Ø Ø Ñ Ø Ö Ó Ö Ô × Ó Ù Ð× ØÓ Ò ÓÖÐÝ 1ÔÓÐÝØÓÔ × Û Ø Ò Ø× × Ḉ ¡ Ò ¡ ÐÓ Òμo ÇÆÂ ÌÍÊ 3⁄41⁄4o3⁄4o1⁄21⁄2 Å Ð Ò Î Þ Ö Ò Å 3⁄4̧à 1⁄4 1⁄2 Ö Ô × Ó ́1⁄4 1⁄2μ1ÔÓÐ ÝØÓÔ × È Ú Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÜÔ Ò× ÓÒ ÔÖÓÔ ÖØÝ ÓÖ Ú ÖÝ × Ø Ó Ø ÑÓר Ð Ø Ú ÖØ × Ó È ̧ Ø ÒÙÑ Ö Ó × Ó Ò Ò Ú ÖØ × Ò ØÓ Ú ÖØ × ÒÓØ Ò × Ø Ð ×Ø o ÁØ × Ð×Ó ÓÒ ØÙÖ Ø Ø Ö Ô × Ó Ô ÓÐÝØÓÔ × ÒÒÓØ Ú Ú ÖÝ ÓÓ ÜÔ Ò× ÓÒ ÔÖ ÓÔ ÖØ × ÇÆÂ ÌÍÊ 3⁄41⁄4o3⁄4o1⁄23⁄4 ÈÓÐÝØÓÔ Ö Ô × Ö ÒÓØ Ú ÖÝ ÓÓ Ü Ô Ò Ö× Ã Ð 1⁄2 Ä Ø ¬ Ü o Ì Ö Ô Ó Ú ÖÝ × ÑÔÐ 1ÔÓÐ ÝØÓÔ Û Ø Ò Ú ÖØ × Ò × Ô Ö Ø ÒØÓ ØÛÓ Ô Ö Ø×̧ Ú Ò Ø Ð ×Ø Ò ¿ Ú ÖØ ×̧ Ý Ö ÑÓÚ Ò ḈÒ 1⁄2 1⁄2 ́ 1⁄2μ μ Ú ÖØ ×o ÁØ × Ò ÓÛÒ Ø Ø Ø Ö Ö Ù Ð Ö Ô × ØÓ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ë ¿ Ø Ø ÒÒÓØ × Ô Ö Ø Ú Ò Ý ḈÒ ÐÓ Òμ Ú ÖØ × ÅÌÌÎ o Ù Ð Ö Ô × ØÓ Ý Ð 3⁄4 1 Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Û Ø Ò Ú ÖØ × ÓÖ Ò Ð Ö ÐÓÓ ×ÓÑ Û Ø Ð Ö Ô × Ó Ö × Ò Ò ̧ Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ú ÒÓ × Ô Ö ØÓÖ× Ó × Þ Ó́Ò 1⁄2 1⁄2 μo ÇÆÂ ÌÍÊ 3⁄41⁄4o3⁄4o1⁄2¿ ÜÔ Ò× ÓÒ ÔÖÓÔ ÖØ × Ó Ö Ò ÓÑ ÔÓÐ ÝØÓÔ × Ã Ð 1⁄2 ÖÒ ÓÑ × ÑÔÐ 1ÔÓÐÝØÓÔ Û Ø Ò Ø× × Ò Ḉ1⁄2 ́Ò μμ1 ÜÔ Ò Öo Ì × ÓÒ ØÙÖ × Ú Ù ÐÝ ×Ø Ø × Ò Ø Ö Ö Ú Ö ÓÙ× ÑÓ Ð× ÓÖ Ö Ò ÓÑ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o Ì Ö Ö ÑÓ Ð× × ÓÒ ÓÑ ØÖ ÒÓØ ÓÒ× Ó Ö Ò ÓÑÒ ××o ÓÖ Ü1 ÑÔÐ ÓÒ× Ö Ô ÓÐÝØÓÔ × ́ ÓÒØ Ò Ò Ø ÓÖ Òμ Ø Ø Ö Ø ÖÑ Ò Ý Ò Ö Ò ÓÑ ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ø Ø Ö Ø Ò ÒØ ØÓ Ø ÙÒ Ø ×Ô Ö o Ì Ö × ÑÙ Ö ÒØ Ò Ø Ö ×Ø Ò Ö Ò ÓÑ Ù×× Ò Ô ÖØÙÖ Ø ÓÒ× Ó ¬Ü × ÑÔÐ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ËÌ1⁄41⁄2 o Ï Ò Ð×Ó ÓÒ× Ö Ö Ò ÓÑ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ØÝÔ o ÇÆÂ ÌÍÊ 3⁄41⁄4o3⁄4o1⁄2 Ì Ö Ö ÓÒ ÐÝ Û Ö Ô × Ó ÔÓÐÝØÓÔ × Ì ÒÙÑ Ö Ó ×Ø Ò Ø ́ ×ÓÑÓÖÔ ×Ñ ØÝÔ ×μ Ó Ö Ô × Ó × ÑÔÐ 1ÔÓÐÝØÓÔ × Û Ø Ò Ú ÖØ × × Ø ÑÓר Ò ̧ Û Ö × ÓÒר ÒØ Ô Ò Ò ÓÒ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 460
ÔØ Ö 3⁄41⁄4 ÈÓÐ ÝØÓÔ × Ð ØÓ Ò× Ò Ô Ø × 1⁄2 ÁØ × Ú Ò ÔÓ×× Ð Ø Ø Ø × Ñ ÓÒר ÒØ ÔÔÐ × ÓÖ ÐÐ Ñ Ò× ÓÒ× Ò Ø Ø Ø ÓÒ ØÙÖ ÓÐ × Ú Ò ÓÖ Ö Ô × Ó Ò Ö Ð ÔÓÐÝØÓÔ ×o Ì × ÓÒ ØÙÖ × Ó ÒØ Ö ×Ø Ð×Ó ÓÖ Ù Ð Ö Ô × Ó ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó ×Ô Ö ×o ÓÒ ØÙÖ 3⁄41⁄4o 3⁄4o1⁄23⁄4 ́ Ò Ú Ò ÑÙ Û Ö × Ô Ö Ø ÓÒ ÔÖÓÔ ÖØÝμ ÛÓÙÐ Ñ ÔÐÝ ÓÒ ØÙÖ 3⁄41⁄4o 3⁄4o1⁄2 o ÇÌÀ Ê ÈÊÇÈ ÊÌÁ Ë ÇÆÂ ÌÍÊ 3⁄41⁄4o3⁄4o1⁄2 ÖÒ ØØ Ú ÖÝ Ö Ô Ó × ÑÔÐ 1ÔÓÐ ÝØÓÔ ̧ ̧ × À Ñ ÐØÓÒ Òo ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o3⁄4o1⁄2 ÓÖ × ÑÔÐ 1ÔÓÐÝØÓÔ È ̧ ́È μ × 3⁄41 Ó ÐÓÖ Ð Ò ÓÒÐ Ý ́È ¡ μ × 1 ÓÐ ÓÖ Ð o Ì × Ø ÓÖ Ñ Û × ÔÖÓÚ Ò Ò ÕÙ Ú Ð ÒØ ÓÖÑ ÓÖ Ý ÓÓ Ñ Ò Ò ÇÒ × Ç o ́ ÓÖ ¿ Ø × Ð ×× Ð Ø ÓÖ Ñ ÝÇ Öo μ ÓÖ Ø Ò Ö Ð × ̧ × Â Ó×Û ÂÓ× 1⁄43⁄4 o Ì × Ø ÓÖ Ñ × Ö Ð Ø ØÓ × Ò ØÛÓ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ò ÐÓ Ù × Ó À Ñ Ð ØÓÒ Ò Ý Ð × Ò × Ð ØÓÒ× Ó Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò Ñ Ò ÓÐ × × Ë o 3⁄41⁄4o¿ Á Å Ì ÊË Ç ÈÇÄ ÌÇÈ Ä Ê ÈÀË Ä ÇËË Ê 1ÔÓ ÐÝ Ö ÓÒ × Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ¬Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ð ×Ô × Ò Ê o ¡́ Òμ ÒÓØ × Ø Ñ Ü Ñ Ð Ñ Ø Ö Ó Ø Ö Ô × Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÓÐÝ Ö È Û Ø Ò Ø×o ¡ ́ Òμ ÒÓØ × Ø Ñ Ü Ñ Ð Ñ Ø Ö Ó Ø Ö Ô × Ó 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Û Ø Ò Ú ÖØ ×o Ú Ò 1Ô ÓÐÝ ÖÓÒ È Ò Ð Ò Ö ÙÒ Ø ÓÒ Ð ÓÒ Ê ̧Û ÒÓØ Ý ́È μØ Ö Ø Ö Ô Ó Ø Ò ÖÓÑ ́È μ Ý Ö Ø Ò Ò Ú Ù ÖÓÑ Ú ØÓ Ù ́Úμ ́Ùμo Ú 3⁄4 È × ØÓÔ Ú ÖØ Ü ØØ Ò× Ø× Ñ Ü ÑÙÑ Ú ÐÙ Ò È ÓÒ Úo Ä Ø À́ Òμ Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÓÚ Ö ÐÐ 1ÔÓÐÝ Ö Û Ø Ò Ø× Ò ÐÐ Ð Ò Ö ÙÒ Ø ÓÒ Ð× ÓÒ Ê Ó Ø Ñ Ü ÑÙÑ Ð Ò Ø Ó Ñ Ò Ñ Ð Ñ ÓÒÓØÓÒ Ô Ø ÖÓÑ ÒÝ Ú ÖØ Ü ØÓ ØÓÔ Ú ÖØ Üo Ä Ø Ǻ Òμ Ø Ñ Ü Ñ Ð ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ × Ò ÑÓÒÓØÓÒ Ô Ø ÓÚ Ö ÐÐ 1 Ô ÓÐÝ Ö Û Ø Ò Ø× Ò ÐÐ Ð Ò Ö ÙÒ Ø ÓÒ Ð× ÓÒ Ê o ÓÖ Ø ÒÓØ ÓÒ× Ó × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü̧ ÔÓ ÐÝ Ö Ð ÓÑÔÐ Ü̧ ÔÙÖ × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü̧ Ò Ø ÓÙÒ ÖÝ ÓÑÔÐ Ü Ó Ô ÓÐÝØÓÔ ̧ × ÔØ Ö 1⁄2 o Ú Ò ÔÙÖ ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ Ð ́ÓÖ Ô ÓÐÝ Ö Ðμ ÓÑ ÔÐ Ü Ã̧ Ø Ù Ð Ö Ô ¡ ́à μÓ Ã × Ø Ö Ô Û Ó× Ú ÖØ × Ö Ø Ø× ́́ 1⁄2μ1 ×μ Ó Ã̧ Û Ø ØÛÓ Ø× 1⁄4 ÒØ Ñ́ 1⁄4 μ 3⁄4o ÔÙÖ × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü Ã × Ú ÖØ Ü1 Ó ÑÔÓ× Ð Ø Ö × Ú ÖØ Ü Ú Ó Ã ×Ù Ø Ø Ð ́Úμ ËÒ Ú Ë 3⁄4 Ã Ú 3⁄4 Ë Ò ×ǾÚμ Ë Ë 3⁄4 Ã Ú 3⁄4 Ë Ö ÓØ Ú ÖØ Ü1 ÓÑÔÓ× Ð o ́Ì ÓÑÔÐ Ü Ã ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ø ÑÔØÝ ÐÓÒ × Ú ÖØ Ü1 ÓÑÔ Ó× Ð oμ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 461
3⁄4 o à РÁØ × ÐÓÒ 1ÓÙØ×Ø Ò Ò ÓÔ Ò ÔÖÓ Ð Ñ ØÓ Ø ÖÑ Ò Ø Ú ÓÖ Ó Ø ÙÒ Ø ÓÒ ¡́ Òμo ÁÒ 1⁄2 ̧ À Ö× ÓÒ ØÙÖ Ø Ø ¡́ Òμ Ò o ÃÐ Ò Ï Ð ÙÔ ÃÏ × ÓÛ Ø Ø Ø À Ö× ÓÒ ØÙÖ × Ð× ÓÖ ÙÒ ÓÙÒ ÔÓÐÝ Ö o Ì À Ö× ÓÒ ØÙÖ ÓÖ ÓÙÒ ÔÓÐÝ Ö × ×Ø ÐÐ ÓÔ Òo Ì ×Ô Ð × ×× ÖØ Ò Ø Ø ¡ ́ 3⁄4 μ × ÐÐ Ø 1ר Ô ÓÒ ØÙÖ ̧ Ò Ø Û × × ÓÛÒ Ý ÃÐ Ò Ï Ð ÙÔ ØÓ ÑÔÐ Ý Ø Ø ¡ ́ Òμ Ò o ÒÓØ Ö ÕÙ Ú Ð ÒØ ÓÖ ÑÙÐ Ø ÓÒ × Ø Ø ØÛ Ò ÒÝ Ô Ö Ó Ú ÖØ × Ú Ò Û Ó Ô ÓÐÝØÓÔ È Ø Ö × ÒÓÒÖ Ú × Ø Ò Ô Ø ̧ o o̧ Ô Ø Ú Ú 1⁄2 Ú 3⁄4 Ú Ñ Û ×Ù Ø Ø ÓÖ Ú ÖÝ Ø Ó È ̧ Ú Ú 3⁄4 ÓÖ Ø Ò Ú 3⁄4 ÓÖ Ú ÖÝ Û Ø o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o¿o1⁄2 ÃÐ Ò Ï Ð ÙÔ ¡́ Òμ Ò ·ÑÒ ́Ò μ ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o¿o3⁄4 ÀÓÐ Ø1ÃÐ Àà ̧À à ̧ Àà ̧ Ö ØÞ× 1ÀÓÐ Ø À ÓÖ Ò ¡ ́ Òμ Ò ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o¿o¿ ÖÒ ØØ Ö ¡́ Òμ 3⁄4 ¿ ¡ ́Ò · 3⁄4μ ¡ 3⁄4 ¿ ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o¿o Ã Ð Ò ÃÐ ØÑ Ò Ãà 3⁄4 ¡́ Òμ Ò ¡ ÐÓ Ò · Ò ÐÓ ·1⁄2 Ì Ñ ÓÖ ÓÔ Ò ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ø × Ö × ÈÊÇ Ä Å 3⁄41⁄4o¿o Á× Ø Ö ÔÓÐÝÒ ÓÑ Ð ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÖ ¡́ Òμ Á× Ø Ö Ð Ò Ö ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÖ ¡́ Òμ ËÓÑ ×Ô Ð Ð ×× × Ó Ô ÓÐÝØÓÔ × Ö ÒÓÛÒ ØÓ × Ø × Ý Ø À Ö× ÓÙÒ ÓÖ ØÓ Ú ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × ÓÖ Ø Ö Ñ Ø Ö× Ø Ø Ö Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ò Ò Òo ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o¿o ÈÖ ÓÚ Ò Ò ÐÐ Ö È 1⁄4 Ä Ø Ø Ù Ð Ö Ô Ø Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ × ØÓ Ú ÖØ Ü1 ÓÑ ÔÓ× Ð ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü Û Ø Ò Ú ÖØ ×o Ì Ò Ø Ñ Ø Ö Ó × Ø ÑÓר Ò o ÁØ × ÒÓÛÒ Ø Ø Ø × Ø ÓÖ Ñ Ó × ÒÓØ ÑÔÐ Ý Ø À Ö× ÓÒ ØÙÖ ́ ÓÖ Ô ÓÐÝ1 ØÓÔ ×μ × Ò Ø Ö Ö × ÑÔÐ Ð ÔÓÐÝØÓÔ × Û Ó× ÓÙÒ ÖÝ ÓÑ ÔÐ Ü × Ö ÒÓØ Ú ÖØ Ü1 ÓÑÔÓ× Ð o Ø ×Ù Ü ÑÔÐ × Ö ÒÓØ ×Ó ×Ý ØÓ ÓÑ Ý o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o¿o Æ Æ Ì Ö Ô Ó Ú ÖÝ ́1⁄4 1⁄2μ 1ÔÓÐÝØÓÔ × Ñ Ø Ö Ø ÑÓר o Ð Ò× Ð ÔÖÓÚ Ø À Ö× ÓÙÒ ÓÖ Ù Ð ØÖ Ò×ÔÓÖØ Ø ÓÒ Ô ÓÐÝØ ÓÔ ×̧ Ý Ö Ò Ö Þ × ÓÛ Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÖ ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö ÔÓÐÝ1 Ö ̧ à Рà Р3⁄4 Ó × ÖÚ Ø Ø Ø Ö Ø Ó ØÛ Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ø× Ò Ø Ñ Ò× ÓÒ × ÓÙÒ ÓÚ ÓÖ Ø Ô ÓÐÝØÓÔ Ò ÐÐ Ø× × Ø Ò Ø Ñ1 Ø Ö × ÓÙÒ ÓÚ Ý Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ò Ø Ñ Ò× ÓÒ̧ ÃÐ Ò× Ñ Ø Ò ÇÒÒ ÃÇ 3⁄4 Ô Ö Ó Ú ÜØ Ò× ÓÒ× Ó Æ 3× Ö ×ÙÐ Ø× ØÓ ÒØ Ö Ð ÔÓÐÝØÓÔ ×̧ Ò Þ Ò © 2004 by Chapman & Hall/CRC 462
ÔØ Ö 3⁄41⁄4 ÈÓÐ ÝØÓÔ × Ð ØÓ Ò× Ò Ô Ø × ¿ ÇÒÒ Ç ÓÙÒ ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × ÓÖ Ø Ñ Ø Ö Ò Ø ÖÑ× Ó Ð ØØ ÔÓ ÒØ× Ò Ø Ô ÓÐÝØÓÔ o Ì Ú ÐÙ Ó ¡́ Òμ × Ð Ó Û Ö ÓÙÒ ÓÖ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ø Ö Ø ÓÒ× Ò ÓÖ ÒØÞ 3× × ÑÔÐ Ü Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Û Ø ÒÝ ÔÚ ÓØ ÖÙÐ o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø × ×Ø ÐÐ Ò ÓÔ Ò ÔÖÓ Ð Ñ ØÓ ¬Ò Ô ÚÓØ ÖÙÐ × Û Ö ÔÚ ÓØ ר Ô Ò ÓÑ ÔÙØ Û Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð ÒÙÑ Ö Ó Ö Ø Ñ Ø ÓÔ Ö Ø ÓÒ× Ò Ò Ò ×Ù Ø Ø Ø ÒÙÑ Ö Ó Ô ÚÓØ ר Ô× Ò ÓÑ × ÐÓ× ØÓ Ø ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × ÓÖ ¡́ Òμ Ú Ò ÓÚ o Ë ÔØ Ö o Ì ÔÖÓ Ð Ñ Ó Ö ÓÙØ Ò Ò Ö Ô × Ó Ô ÓÐÝØÓÔ ×̧ o o̧ ¬Ò Ò Ô Ø ØÛ Ò ØÛÓ Ú ÖØ ×̧ × Ò ÒØ Ö ×Ø Ò Ó ÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÔÖÓ Ð Ño ÈÊÇ Ä Å 3⁄41⁄4o¿o Ò Ò Æ ÒØ ÖÓÙ Ø Ò Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝØÓÔ ×o Í× Ò Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ø × ÔÓ×× Ð ØÓ ¬Ò Ô Ø Ò Ô ÓÐÝØÓÔ È ØÛ Ò ØÛÓÚ ÖØ × Ø Ø Ó Ý× Ø ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × Ú Ò ÓÚ × Ù Ø Ø Ø ÒÙÑ Ö Ó ÐÐ× ØÓ Ø Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ×Ù ÖÓÙØ Ò × ÖÓÙ ÐÝ Ø ÒÙÑ Ö Ó × Ó Ø Ô Ø o Ò Ò Ö ÓÙØ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ÔÓÐÝØÓÔ × Û Ø ×Ñ ÐÐ ÒÙÑ Ö Ó Ö Ø Ñ Ø ÓÔ Ö Ø ÓÒ× × ÙÒ Ø ÓÒ Ó Ò Ò × Ò ÒØ Ö ×Ø Ò ÐÐ Ò o Ì ×Ù ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð × ÑÔÐ Ü1ØÝÔ Ð ÓÖ Ø Ñ× ́× ÔØ Ö μ Ý Ð ×Ù ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð Ö ÓÙØ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ ÙØ Ñ ÔÖÓÚ Ñ ÒØ ÓÖ Ö ÓÙØ Ò ÝÓÒ Û Ø × ÒÓÛÒ ÓÖ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò × ÔÓ×× Ð o Ì ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × ÓÖ ¡́ Òμ Ñ ÒØ ÓÒ ÓÚ ÔÔÐ Ý Ú Ò ØÓ À́ Òμo ÃÐ Ò Å ÒØÝ ÓÒ× Ö ÖØ Ò ÓÑ ØÖ Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ø 1 Ù ØÓ × ÓÛ Ø Ø ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o¿o ÃÐ Ò Å ÒØÝ ÃÅ 3⁄4 Ǻ 3⁄4 μ 3⁄4 o Ê ÒØ Ö1Ö Ò ÜØ Ò× ÓÒ× Ó Ø ÃÐ 1Å ÒØÝ ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ Û Ö ÓÙÒ Ý Ñ ÒØ Ò Ð Ö o ÁØ × ÒÓØ ÒÓÛÒ ÓÖ ¿ Ò Ò ·¿ Û Ø Ø ÔÖ × ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÖ Ǻ Òμ × Ò Û Ø Ö Ø Ó Ò × Û Ø Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ × Ó 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ Û Ø Ò Ø× Ú Ò Ý Ø ÙÔÔ Ö ÓÙÒ Ø ÓÖ Ñ ́ ÔØ Ö 1⁄2 μo Ë È ­ È 1⁄43⁄4 o 3⁄41⁄4o ÈÇÄ ÌÇÈ Ä Á Ê ÈÀË Ú Ò 1 Ô ÓÐÝØÓÔ È Ò Ð Ò Ö Ó Ø Ú ÙÒ Ø ÓÒ ÒÓØ ÓÒר ÒØ ÓÒ ×̧ Ö Ø Ú ÖÝ Ó ́È μØ Ó Û Ö × Ø Ú ÖØ Ü Û Ø Ø Ö Ú ÐÙ Ó Ø Ó Ø Ú ÙÒ Ø ÓÒo Ö Ø Ö Ô Ó Ø Ò Ò Ø × Û Ý × ÐÐ ÔÓÐ ÝØÓ Ô Ð Ö Ô o Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò × Ö ×ÙÐØ × ÙÒ Ñ ÒØ Ð ÓÖ Ø × ÑÔÐ Ü Ð ÓÖ Ø Ñ Ò Ð×Ó × Ñ ÒÝ ÔÔÐ Ø ÓÒ× ÓÖ Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ø ÓÖÝ Ó Ô ÓÐÝØÓÔ ×o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o o1⁄2 ÓÐ ÐÓÖ ́× ̧ o o̧ Ï Ð μ ÔÓÐÝØÓÔ Ð Ö Ô × ÓÒ × Ò ́ Ò ÓÒ ×ÓÙÖ μo ÅÓÖ ÓÚ Ö̧ Ú ÖÝ Ò Ù ×Ù 1 Ö Ô ÓÒ Ø Ú ÖØ × Ó ÒÝ Ó Ø Ô ÓÐÝØÓÔ × ÓÒ × Ò ́ Ò ÓÒ ×ÓÙÖ μo Ò Ý Ð ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ Ó ́È μ Û Ø Ø ÔÖ ÓÔ Ö ØÝØ Ø ÚÖÝ × ÙÒ ÕÙ × Ò × ÐÐ Ò ×ØÖ Ø Ó Ø Ú ÙÒ Ø ÓÒo  Ó×Û ̧ à Ð̧ Ò Ã ÓÖÒ Ö Âà Ã1⁄43⁄4 × ÓÛ Ø Ø Ò Ý Ð ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ ÓÖ Û ÚÖÝ 3⁄41 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÙÒ ÕÙ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 463
o Ã Ð × Ò × ÐÖ Ý Ò ×ØÖ Ø Ó Ø Ú ÙÒ Ø ÓÒo Ì 1Ú ØÓÖ Ó × ÑÔÐ Ð Ô ÓÐÝØÓÔ È × × ÑÔÐ Ò ÑÔÓÖØ ÒØ Ò Ø ÖÔÖ Ø 1 Ø ÓÒ Ò Ø ÖÑ× Ó Ø Ö Ø Ö Ô Ø Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ × ØÓ Ø ÔÓÐ Ö Ó È o Ì ÒÙÑ Ö ́È μ × Ø ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ × Ú Ó È ¡ Ó ÓÙØ Ö o ́Ê ÐÐ Ø Ø Ú ÖÝ Ú ÖØ Ü Ò × ÑÔÐ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ü ØÐÝ Ò ÓÖ Ò Ú ÖØ ×oμ ËÛ Ø Ò ÖÓÑ ØÓ ̧ ÓÒ Ø× Ø Ò1ËÓÑÑ ÖÚ ÐÐ Ö Ð Ø ÓÒ× ́ Ò ÐÙ Ò Ø ÙÐ Ö Ö Ð Ø ÓÒ ÓÖ 1⁄4μ × ÔØ Ö 1⁄2 o ËØÙ Ý Ò Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ð Ö Ô × Ò Ö Ô × Ó Ø Ò Ý ×ØÖ Ø Ó Ø Ú ÙÒ 1 Ø ÓÒ× × Ú ÖÝ ÒØ Ö ×Ø Ò Ò Ø Ø Ö 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ò Ò Ñ Ò× ÓÒ×o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o o3⁄4 Å Ð × Ò Ò ÃÐ Åà 1⁄41⁄4 Ë ÙÔÔÓ× Ø Ø Ã × Ò ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ Ó ¿1ÔÓÐÝØÓÔ Ð Ö Ô o Ì Ò Ø Ö Ô Ã × ¿1ÔÓÐ ÝØÓÔ Ð Ò ÓÒÐ Ý Ø × Ý Ð ̧ × ÙÒ ÕÙ ×ÓÙÖ Ò ÙÒ ÕÙ × Ò ̧ Ò Ñ Ø× Ø Ö Ò Ô Ò ÒØ ÑÓÒ ÓØÓÒ Ô Ø × ÖÓÑ Ø ×ÓÙÖ ØÓ Ø × Ò o Å Ð × Ò Ò ÃÐ ÛÖ Ø Ò Ø Ö ÖØ Ð Û ÓÔ Ø Ø Ø ÔÖ × ÒØ ÖØ Ð Û ÐÐ ÓÔ Ò Ø ÓÓÖ ØÓ ÖÓ Ö ×ØÙ Ý Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ð Ö Ô ×o 3⁄41⁄4o ËÃ Ä ÌÇÆ Ë Ç ÈÇÄ ÌÇÈ Ë Ä ÇËË Ê ÔÙÖ Ô ÓÐÝ Ö Ð ÓÑ ÔÐ Ü Ã × ×ØÖ ÓÒ ÐÝ ÓÒÒ Ø Ø× Ù Ð Ö Ô × ÓÒÒ Ø o × ÐÐ Ò ÓÖ Ö Ó Ø Ø× Ó ÔÓÐÝ Ö Ð ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô Ö × Ò ÓÖ Ö Ò Ó Ø × Ø Ó Ø× 1⁄2 3⁄4 Ò ×Ù Ø Ø Ø × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü Ã ×Ô ÒÒ Ý 1⁄2 3⁄4 ¡ ¡¡ × × ÑÔÐ Ð ÐÐ ÓÖ Ú ÖÝ Ò o ÔÓÐÝ Ö Ð ÓÑÔÐ Ü × × ÐÐ Ð Ø Ö Ü ×Ø× × ÐÐ Ò ÓÖ Ö Ó Ø× Ø×o × ÑÔÐ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÜØ Ò ÐÝ × ÐÐ Ð ÒÝÛ Ý ØÓ ר ÖØ × ÐÐ Ò Ò ÓÒØ ÒÙ ØÓ × ÐÐ Ò o Ò Ð Ñ ÒØ ÖÝ ÓÐÐ Ô× ÓÒ × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü × Ø Ð Ø ÓÒ Ó ØÛÓ × Ò ×Ó Ø Ø × Ñ Ü Ñ Ð Ò × Ó Ñ Ò× ÓÒ11⁄2 Ó Ø Ø × ÒÓØ Ò ÐÙ Ò ÒÝ ÓØ Ö Ñ Ü Ñ Ð o Ô ÓÐÝ Ö Ð ÓÑ ÔÐ Ü × ÓÐÐ Ô× Ð Ø Ò Ö Ù ØÓ Ø ÚÓ ÓÑ ÔÐ Ü Ý Ö Ô Ø ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó Ð Ñ ÒØ ÖÝ ÓÐÐ Ô× ×o 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÓÐÝØÓÔ È × Ø1 ÓÖÑ Ò Ø Ö × ́ ·1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÓÐÝ1 ØÓÔ É ×Ù Ø Ø ÐÐ Ø× Ó É Ö ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ ×ÓÑÓÖÔ ØÓ È o Á ÒÓ ×Ù É Ü ×Ø× ̧ È × ÐÐ ÒÓÒ Øo Ö Ø ÓÒ Ð ÔÓ ÐÝ ØÓÔ × Ô ÓÐÝØÓÔ Û Ó× Ú ÖØ × Ú Ö Ø ÓÒ Ð ÓÓÖ Ò Ø ×o ́ÆÓØ Ú ÖÝ Ô ÓÐÝØÓÔ × ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ ×ÓÑ ÓÖÔ ØÓ Ö Ø ÓÒ Ð Ô ÓÐÝØÓÔ × Ô1 Ø Ö 1⁄2 oμ 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ È × 1× ÑÔÐ Ð ÐÐ Ø× × Ó Ñ Ò× ÓÒ Ø Ñ Óר Ö × ÑÔÐ ×o È × 1× ÑÔÐ Ø× ÔÓÐ Ö Ù Ð È ¡ × 1× ÑÔÐ Ðo ÓÒÓØÓÔ × Ö ¬Ò Ò ÔØ Ö× 1⁄2 Ò 1⁄2 o Ä Ø Ã ÔÓÐÝ Ö Ð ÓÑ ÔÐ Üo Ò ÑÔØÝ × ÑÔÐ Ü Ë Ó Ã × Ñ Ò Ñ Ð ÒÓÒ Ó Ã̧ o o̧ ×Ù × Ø Ë Ó Ø Ú ÖØ × Ó Ã Û Ø Ë Ø× Ð ÒÓØ Ò Ã̧ ÙØ Ú ÖÝ ÔÖÓÔ Ö ×Ù × Ø Ó Ë Ò Ão © 2004 by Chapman & Hall/CRC 464
ÔØ Ö 3⁄41⁄4 ÈÓÐ ÝØÓÔ × Ð ØÓ Ò× Ò Ô Ø × Ä Ø Ã Ô ÓÐÝ Ö Ð ÓÑÔÐ Ü Ò Ð Ø Í ×Ù × Ø Ó Ø× Ú ÖØ ×o Ì Ò Ù ×Ù Ó ÑÔÐ Ü Ó Ã ÓÒ Í̧ ÒÓØ Ý Ã Í ̧ × Ø × Ø Ó ÐÐ × Ò Ã Û Ó× Ú ÖØ × ÐÓÒ ØÓ Ío Ò ÑÔ ØÝ Ó Ã × Ò Ò Ù ÔÓÐÝ Ö Ð ×Ù ÓÑ ÔÐ Ü Ó Ã Ø Ø × ÓÑ ÓÑ ÓÖÔ ØÓ Ô ÓÐÝ Ö Ð ×Ô Ö o Ò Ñ ÔØÝ 3⁄41 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÐÐ Ò ÑÔ ØÝ ÔÓ ÐÝ ÓÒo Ò ÑÔØÝ ÔÝÖ Ñ Ó Ã × Ò Ò Ù ×Ù ÓÑ ÔÐ Ü Ó Ã Ø Ø ÓÒ× ×Ø× Ó ÐÐ Ø ÔÖ ÓÔ Ö × Ó ÔÝÖ Ñ ÓÚ Ö Ó Ão ÇÆÆ ÌÁÎ ÁÌ Æ ËÍ ÇÅ ÈÄ Ë ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o o1⁄2 ÖÙÒ ÙÑ ÖÙ Ì 1× Ð ØÓÒ Ó Ú ÖÝ 1ÔÓÐÝØÓÔ ÓÒØ Ò× ×Ù Ú × ÓÒ Ó × Ð ́¡ μ̧Ø 1× Ð ØÓÒ Ó 1× ÑÔÐ Üo ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o o3⁄4 ÓÐ ÐÓÖ ́ μ ÓÖ 1⁄4̧ × Ð ́È μ × ×ØÖÓÒ ÐÝ ÓÒÒ Ø o ́ μ ÓÖ Ú ÖÝ ̧Ð ØÍ ́ μ Ø ×ØÓ Ð Ð 1 × Ó È ÓÒØ Ò Ò o Ì Ò Ñ ̧ Í ́ μ × ×ØÖÓÒ ÐÝ ÓÒÒ Ø o È ÖØ ́ μ ÓÐÐÓÛ× Ø ÓÒ ÖÓÑ Ø Ø Ø Ø Ø × Ó È ÓÒØ Ò Ò ÓÖ1 Ö ×ÔÓÒ ØÓ × Ó Ø ÕÙÓØ ÒØ ÔÓÐÝØÓÔ È o ÀÓÛ Ú Ö̧ ÔÖÓÔ ÖØ × ́ μ Ò ́ μ ØÓ Ø Ö Ö × ÙÖÔÖ × Ò ÐÝ × ØÖÓÒ ̧ Ò ÐÐ Ø ÒÓÛÒ ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × ÓÖ Ñ Ø Ö× Ó Ö Ô × Ó Ô ÓÐÝØÓÔ × Ö ÐÝ ÓÒÐÝ ÓÒ ÔÖ ÓÔ ÖØ × ́ μ Ò ́ μ ÓÖ Ø Ù Ð Ô ÓÐÝØÓÔ o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o o¿ Ú Ò Ã ÑÔ Ò Ò ÐÓÖ × Úà ¿3⁄4̧ Ð Ó ¿ 3⁄4 ̧Ï Ù ÓÖ 3⁄4 ̧ × Ð ́¡ ·1⁄2 μ × ÒÓØ Ñ Ð Ò Ë 1⁄2 ́ Ò Ò ÒÓØ Ò Ø ÓÙÒ 1 ÖÝ ÓÑÔÐ Ü Ó ÒÝ 1ÔÓÐÝØÓÔ μo ́Ì × ÜØ Ò × Ø Ø Ø Ø Ã × ÒÓØ ÔÐ Ò Öoμ ÇÆÂ ÌÍÊ 3⁄41⁄4o o ÄÓ Ö ÓÖ Ú ÖÝ Ô ÖØ Ø ÓÒ Ó 1⁄2 · 3⁄4 · ¡¡¡ Ò ØÛÓ Ú ÖØ × Ú Ò Û Ó È ̧ Ø Ö Ö × Ó ÒØ Ô Ø × ØÛ Ò Ú Ò Û ×Ù Ø Ø Ø Ø Ô Ø × Ô Ø Ó 1 × Ò Û ÒÝ ØÛÓ ÓÒ× ÙØ Ú × Ú ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÒØ Ö× Ø ÓÒo ËÀ ÄÄ ÁÄÁÌ Æ ÇÄÄ ÈËÁ ÁÄ ÁÌ ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o o ÖÙ ×× Ö Ò Å Ò Å 1⁄2 ÓÙÒ ÖÝ ÓÑÔÐ Ü × Ó ÔÓ ÐÝØÓÔ × Ö × ÐÐ Ð o Ì ÔÖÓ Ó Ó ÖÙ ×× Ö Ò Å Ò × × ÓÒ ×Ø ÖØ Ò Û Ø Ô Ó Ò Ø Ò Ö Ø ÒØ Ö Ó Ø Ò ÑÓÚ Ò ÖÓÑ Ø × ÔÓ ÒØØ Ó Ò ¬ Ò Ø Ý ̧ Ò Ö Ó ÑØ ÓØ Ö Ö Ø ÓÒ̧ Ô Ò ØÖ Ó Ø ÓÖ Ö Ò Û Ø× Ö × Òo Ì × ÔÖ ÓÚ × ×ØÖÓÒ Ö ÓÖÑ Ó × ÐÐ Ð ØÝ ̧ ÒÛ Ã × Ø ÓÑ ÔÐ Ü ×Ô ÒÒ Ý ÐÐ Ø Ø× Ø Ø Ò × Ò ÖÓÑ Ô ÖØ ÙÐ Ö ÔÓ ÒØ ÒÊ o ÁØ ÓÐÐ ÓÛ× ÖÓÑ × ÐÐ Ð ØÝ Ø Ø ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o o ÈÓÐ ÝØÓÔ × Ö ÓÐÐ Ô× Ð o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 465
o à РÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o o Ð Ö Ì Ö Ö 1 ÔÓÐ ÝØÓÔ ×̧ ̧ Û Ó× ÓÙÒ ÖÝ ÓÑÔÐ Ü × Ö ÒÓØ ÜØ Ò ÐÝ × ÐÐ Ð o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o o Ì Ö Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ø ́ 1⁄2 μ1×Ô Ö Ø Ø Ö ÒÓØ × ÐÐ Ð o Ä ÓÖ × Ä 1⁄2 ÔÖÓ Ù ÜÔÐ Ø Ü ÑÔÐ × Ó ÒÓÒ× ÐÐ Ð ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ë ¿ o À × Ö × ÙÐØ Û × Ø Ø ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ ÓÒØ Ò Ò ×ÙÆ ÒØ ÐÝ ÓÑÔÐ Ø ÒÓØ1 Ø ØÖ Ò Ð Û × ÒÓØ × ÐÐ Ð o À ÑÓÖ Ò Ð Ö À 1⁄41⁄4 ÔÖÓ Ù × ÑÔÐ Ü ÑÔÐ × Ò × ÓÛ Ø Ø ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ ÓÒØ Ò Ò ÒÝ ÒÓØØ ØÖ Ò Ð × ÒÓØ ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ð ̧ ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ð ØÝ Ò ×ØÖ ØÐÝ Û Ö ÒÓØ ÓÒ Ø Ò × ÐÐ Ð ØÝ o ÓÖ ÑÓÖ ÓÒ × ÐÐ Ð ØÝ ̧ × Ã ̧ Ó 3⁄4 o Ì1 ÇÊÅ ÁÆ ÈÇÄ ÌÇÈ Ë Æ ËÅ ÄÄ Ä ÇÏ1 ÁÅ ÆËÁÇÆ Ä Ë ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o o È ÖÐ × Ò Ë Ô Ö ÈË Ä Ø È 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×Ù Ø Ø Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó 1 × Ó È ÓÒ ÒÝ ́ 3⁄4μ1 ×Ô Ö ÒØ × Ð ØÓÒ Ó È × Ø ÑÓר ́ 1⁄2 μ ́ ·1⁄2 μ ́È μo Ì Ò È × ÒÓÒ Øo Ò Ü ÑÔÐ Ó ÒÓÒ Ø Ø Ø × × ÑÔÐ Û × ÓÙÒ Ý ÖÒ ØØ Ö o ËÓÑ Ó Ø ÔÖÓÓ × Ó È ÖÐ × Ò Ë Ô Ö Ù× Ñ ØÖ ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ Ò ÓÖ Û Ó Ø Ö ×ÙÐ Ø× ÐØ ÖÒ Ø Ú ÔÖÓÓ × Ù× Ò × ÐÐ Ð ØÝ Û Ö ÓÙÒ Ý ÖÒ ØØ Ö o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o o1⁄21⁄4 Ë ÙÐØ Ë Ì Ù Ó Ø ÖÓÒ Ò Ø Ó× Ó ÖÓÒ Ö ÒÓÒ Ø×o ÈÊÇ Ä Å 3⁄41⁄4o o1⁄21⁄2 Á× Ø Ó× ÖÓÒ Ø1 ÓÖÑ Ò ÓÖ ÐÐ ÓØ Ö Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ø × ØÙ Ø ÓÒ × ÒÓÛ Òo Ì × ÑÔÐ × Ò Ù × Ò ÒÝ Ñ Ò× ÓÒ Ò Ø ¿1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ó Ø ÖÓÒ Ö Ø1 ÓÖÑ Ò o ÐÐ ÓØ Ö Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Û Ø Ø Ü ÔØ ÓÒ Ó Ø Ó× ÖÓÒ Ö ÒÓÛÒ ØÓ ÒÓÒ Ø×o ÁØ × Ú ÖÝ ÒØ Ö ×Ø Ò ØÓ × Û Ø Ò × ÓÙØ Ñ ØÖ ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ó Ø× ́ÓÖ Ó Ð ÓÛ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×μ Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝØÓÔ o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o o1⁄23⁄4 Ö ÒÝ ́ÙÒÔÙ Ð × μ Ì Ö × Ò ̄ 1⁄4 ×Ù Ø Ø Ú ÖÝ 1ÔÓÐ ÝØÓÔ ̧ 3⁄4̧ × Ø ÓÖ Û ÒÓ ÐÐ× 1⁄2 Ó Ö Ù× Ê Ò 3⁄4 Ó Ö Ù× ́1⁄2 · ̄μÊ × Ø × Ý 1⁄2 3⁄4 o Ì × ØÖÓÒ Ö ×Ø Ø Ñ ÒØ Û Ö ÐÐ× Ö Ö ÔÐ Ý ÐÐ Ô× × × ÓÔ Òo Æ ÜØ̧ Û ØÖÝ ØÓ ÙÒ Öר Ò Ø × Ô Ó×× Ð ÓÖ ÐÐ Ø 1 × Ó 1ÔÓÐÝØÓÔ ØÓ ×ÓÑÓÖÔ ØÓ Ú Ò Ô ÓÐ ÝØÓÔ È o Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò ÓÒ ØÙÖ ×× ÖØ× Ø Ø × Ð Ö Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ ̧ Ø × Ò ÔÔ Ò ÓÒÐ Ý È × Ø Ö × ÑÔÐ Ü ÓÖ Ù o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 466
ÔØ Ö 3⁄41⁄4 ÈÓÐ ÝØÓÔ × Ð ØÓ Ò× Ò Ô Ø × ÇÆÂ ÌÍÊ 3⁄41⁄4o o1⁄2¿ à Рà Р1⁄4 ÓÖ Ú ÖÝ Ø Ö × ́ μ ×Ù Ø Ø Ú ÖÝ 1ÔÓÐ ÝØÓÔ Û Ø ́ μ × 1 Ø Ø × Ø Ö × ÑÔÐ Ü ÓÖ ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ ×ÓÑÓÖ Ô ØÓ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ù o Ê ÒØÐ Ý ̧ ÂÙÐ Ò È ­ × ÓÛ ̧ ÓÒ Ø × × Ó Ø ÏÝØ Ó« ÓÒרÖÙ Ø ÓÒ ́× ÔØ Ö 1⁄2 μ̧ Ø Ø ́ μ ́3⁄4 1⁄2μ́ 1⁄2μ̧ ÓÖ ¿o ÓÖ × ÑÔÐ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ Ø ÓÐÐ ÓÛ× ÖÓÑ Ø Ò ÜØ Ø ÓÖ Ñ Ø Ø 3⁄4 Ø Ò Ú ÖÝ 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × 1 ×Ù Ø Ø Ö ́ μ Ö ́ μo ́À Ö ̧ ÒÓØ × Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ù oμ ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o o1⁄2 Æ ÙÐ Ò Æ Ì Ú Ö ÒÙÑ Ö Ó Ö1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ó × ÑÔÐ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÓÐ ÝØÓÔ × ØÑ Ó × Ø Ö ¡ 3⁄4 Ö · ́ ·1⁄2 μ 3⁄4 Ö 3⁄4 · ́ ·1⁄2 μ 3⁄4 Æ ÙÐ Ò3× Ø ÓÖ Ñ ÔÔ Ö Ò × ×ØÙ Ý Ó Ö ­ Ø ÓÒ ÖÓÙÔ× Ò ÝÔ Ö ÓÐ ×Ô ×o Ì Ü ×Ø Ò Ó Ö ­ Ø ÓÒ Ö ÓÙÔ× Ó ÖØ Ò ØÝÔ × ÑÔÐ × ×ÓÑ ÓÑ Ò 1 ØÓÖ Ð ÓÒ Ø ÓÒ× ÓÒ Ø Ö ÙÒ Ñ ÒØ Ð Ö ÓÒ× ́Û Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×μ̧ Ò Î Ò Ö Î Ò ̧ Æ ÙÐ Ò Æ ̧ à ÓÚ Ò× Ã Ó ̧ Ò ÓØ Ö× × ÓÛ Ø Ø Ò 1 Ñ Ò× ÓÒ× Ø × ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÒ Ø ÓÒ× Ð ØÓ ÓÒØÖ Ø ÓÒo Ì Ö Ö ×Ø ÐÐ Ñ ÒÝ ÓÔ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× Ò Ø × Ö Ø ÓÒ Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ ØÓ Ò Ö ÖÓÛ Ø Ô ØÛ Ò Ø Ñ Ò× ÓÒ× ÓÚ ÓÖ Û Ø Ó× Ö ­ Ø ÓÒ Ö ÓÙÔ× ÒÒÓØ Ü ×Ø Ò Ø Ñ Ò× ÓÒ× ÓÖ Û × Ù Ö ÓÙÔ× Ò ÓÒ× ØÖÙ Ø o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o o1⁄2 à Рà Р1⁄4 Ú ÖÝ 1ÔÓÐ ÝØÓÔ Ó Ö × 3⁄41 ÛØ ØÑ Ó × Ø Ú ÖØ ×o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o o1⁄2 Å × Ò Ö̧ ÃÐ Ò× Ñ Ø̧ Ò Ã Ð Åà Ã1⁄41⁄4 Ú ÖÝ Ö Ø ÓÒ Ð 1 ÔÓÐÝØÓÔ Ó Ö × ¿1 Û Ø Ø ÑÓר 1⁄2 1⁄4 Ú ÖØ ×o Ì ÔÖ Ú ÓÙ× ØÛÓ Ø ÓÖ Ñ× Ò Ø Ò ÜØ ÓÒ Ö ÔÖ ÓÚ Ù× Ò Ø Ð Ò Ö Ò ÕÙ Ð1 Ø × ÓÖ ­ ÒÙÑ Ö× Ø Ø Ö ÒÓÛÒ Ú ÒØ Ö× Ø ÓÒ ÓÑ ÓÐÓ Ý Ó ØÓÖ Ú Ö Ø × × ÔØ Ö 1⁄2 o ÇÒ Ò Ð×Ó ×ØÙ Ý ̧ Ò × Ñ Ð Ö × ÓÒ̧ ÕÙÓØ ÒØ× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ÇÆÂ ÌÍÊ 3⁄41⁄4o o1⁄2 È ÖÐ × ÓÖ Ú ÖÝ Ø Ö × 1⁄4 ́ μ ×Ù Ø Ø Ú ÖÝ 1ÔÓÐ ÝØÓÔ Û Ø 1⁄4 ́ μ × 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÕÙ ÓØ ÒØ Ø Ø × × ÑÔÐ Üo × Û × Ñ ÒØ ÓÒ Ò Ø ¬Ö× Ø × Ø ÓÒ̧ 1⁄4 ́3⁄4μ ¿o Ì 3⁄4 1 ÐÐ̧ Û × Ö ÙÐ Ö 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ÐÐ Ó Û Ó× × Ö Ó Ø Ö ̧ × ÓÛ× Ø Ø 1⁄4 ́¿μ o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o o1⁄2 Å × Ò Ö̧ ÃÐ Ò× Ñ Ø̧ Ò Ã Ð Åà Ã1⁄41⁄4 Ú ÖÝ 1ÔÓÐ ÝØÓÔ Û Ø × ¿1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÕÙ ÓØ ÒØ Ø Ø × × ÑÔÐ Üo ÈÊÇ Ä Å 3⁄41⁄4o o1⁄2 ÓÖ Û Ú ÐÙ × Ó Ò Ö Ö Ø Ö 1ÔÓÐ ÝØÓÔ × ÓØ Ö Ø Ò Ø 1× ÑÔÐ Ü Ø Ø Ö ÓØ 1× ÑÔÐ Ð Ò Ö1× ÑÔÐ ÁØ × ÒÓÛÒ Ø Ø Ø × Ò ÔÔ Ò ÓÒÐ Ý Û Ò ·Ö o Ì Ö Ö Ò¬Ò Ø Ñ Ð × Ó ́ 3⁄4μ1× ÑÔÐ Ð Ò 3⁄41× ÑÔÐ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ Ò ×ÓÑ Ü ÑÔÐ × Ó ́ ¿μ1× ÑÔÐ Ð Ò ¿1× ÑÔÐ 1ÔÓÐÝØÓÔ ×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 467
o à РÓÒ ÖÒ Ò Ø × ÔÖÓ Ð Ñ È Ø Ö Å ÅÙÐ Ð Ò Ö ÒØÐ Ý ÒÓØ Ø Ø Ø Ô ÓÐÝØÓÔ × Ö ×Ø ̧ × Ù×× Ò ÓÜ Ø Ö3× Ð ×× ÓÓ ÓÒ Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÓÜ ¿ Ò Ë Ø ÓÒ× 1⁄21⁄2o Ò 1⁄21⁄2oÜ̧ Ö ́Ö · 3⁄4μ1× ÑÔÐ Ð Ò ́ Ö 3⁄4μ1× ÑÔÐ ̧ Û Ö Ö · × · Ø ·1⁄2 o Ì × ×Ó1 ÐÐ Ó×× Ø1 ÐØ ÔÓÐ ÝØÓ Ô × Ö × Ý Ø ÏÝØ Ó« ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ ÖÓÑ Ø ¬Ò Ø Ö ­ Ø ÓÒ Ö ÓÙÔ× ́× ÔØ Ö 1⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ μ Û Ó Ø Ò ¬Ò Ø ÔÓÐÝØÓÔ Û Ò Ú Ö Ø Ö ­ Ø ÓÒ ÖÓÙÔ Ò Ö Ø ÝØ Ó Ü Ø Ö Ö Ñ Û Ø Ö × Ø ÒÓ × ÓÒ Ø Ø Ö ÖÑ× × ¬Ò Ø ̧ Ø Ø ×̧ Û Ò 1⁄2 ́Ö ·1⁄2 μ·1⁄2 ́× ·1⁄2 μ·1⁄2 ́Ø ·1⁄2 μ 1⁄2 Ì Ð Ö ×Ø Ü ÔØ ÓÒ Ð Ü ÑÔÐ ̧ 3⁄4 1⁄2 ̧ × Ö Ð Ø ØÓ Ø Ï ÝÐ ÖÓÙÔ o Ì Ó×× Ø1 ÐØ Ô ÓÐÝØÓÔ 3⁄4 1⁄2 × 1× ÑÔÐ 1× ÑÔÐ Ð 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ Û Ø 3⁄41⁄2 1⁄4 Ú ÖØ ×o Ö Ø Ö 1× ÑÔÐ Ð 1× ÑÔÐ 1⁄21⁄41Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o o3⁄41⁄4 ÓÖ 3⁄4̧ Ø Ö ×Ò Ó Ù Ð 1 ÔÓÐÝØÓÔ È Û Ó× Ù Ð × Ð×Ó Ù Ðo Á Ñ ÒÓØ Û Ö Ó Ö Ö Ò ÓÖ Ø × Ö ×ÙÐ Ø ÙØ Ø Ò × ÐÝ ÔÖ ÓÚ Ý Ü Ø Ò ÓÚ Ö Ò Ñ Ô ÖÓÑ Ø ×Ø Ò Ö Ù Ð ÓÑ ÔÐ Ü Ö Ð Þ Ò Ê 1⁄2 ÒØÓ Ø ÓÙÒ ÖÝ ÓÑ ÔÐ Ü Ó È o Ï Ú ÓÒ× Ö Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó ¬Ò Ò Ú ÖÝ ×Ô Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ × × ×Ù Ó 1 Ø× ́ ×̧ ÕÙÓØ ÒØ×μ Ó Ö ØÖ ÖÝ Ô ÓÐÝØÓÔ ×o Ï Ø ÓÙØ Ö Ð Þ Ò Ö ØÖ ÖÝ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × × ×Ù Ó Ø× Ó Ú ÖÝ ×Ô Ð ÔÓÐÝØÓÔ × Ì Ö × Ò ÓÐ ÓÒ ØÙÖ Ø Ø Ú ÖÝ Ô ÓÐÝØÓÔ Ò Ö Ð Þ × ×Ù Ô ÓÐÝØÓÔ ́Ò Ñ ÐÝ Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó ×Ù × Ø Ó Ø Ú ÖØ ×μ Ó ×Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ o È ÖÐ × Ò ËØÙÖ Ñ Ð× × Û Ø Ö Ú ÖÝ × ÑÔÐ Ð 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ò Ö Ð Þ × Ø ÕÙÓØ ÒØ Ó ×ÓÑ Ò ÓÖ ÐÝ Ú Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ o ́Ê ÐÐ Ø Ø 3⁄4Ñ 1Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò ÓÖÐÝ Ú ÖÝ Ñ Ú ÖØ × Ö Ø Ú ÖØ × Ó Ò ́Ñ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð oμ ÃÓÖ Ø Ò ÑÔ ÃÓÖ Ô Ö Ó Ú Ø Ø Ø × × Ø × ÓÖ 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Û Ø Ø ÑÓ× Ø · Ú ÖØ ×o ÓÖ Ò Ö Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ Ò ÓÖ ÐÝ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × × ÓÙÐ Ö ÔÐ Ö Ý Û ÐÝ Ò ÓÖ ÐÝ Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×̧ ÒØÖÓ Ù Ý Ý Ö Ý ¿ ̧ Û Ö ¬Ò Ý Ø ÔÖ ÓÔ Ö ØÝØ Ø ÚÖÝ × Ø Ó Ú ÖØ × × ÓÒØ Ò Ò Ó Ñ Ò× ÓÒ Ø Ñ Óר 3⁄4 1⁄2o Ì ÓÒÐÝ Ø ÓÖ Ñ Ó Ø × ­ ÚÓ ÖÁ Ñ Û Ö Ó × Ý ÐÐ Ö Ò Ë Ö Ò Ö Ò Ë ̧ Û Ó Ô ÖÓÚ Ø Ø Ú ÖÝ ́1⁄4 1⁄2 μ1Ô ÓÐÝØÓÔ × Ó ØÖ Ú Ð Ò × Ð ×Ñ Ò Ô ÓÐÝØÓÔ o Ê ÇÆËÌÊÍ ÌÁÇÆ ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o o3⁄41⁄2 Ò ÜØ Ò× ÓÒ Ó Ï ØÒ Ý3× Ø ÓÖ Ñ ÖÙ 1ÔÓÐÝØÓÔ × Ö Ø ÖÑ Ò Ý Ø Ö ́ 3⁄4 μ1× Ð ØÓÒ×o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o o3⁄43⁄4 È ÖÐ × ́ÙÒÔÙ Ð × ̧ 1⁄2 ¿μ Ë ÑÔÐ Ð 1ÔÓÐÝØÓÔ × Ö Ø ÖÑ Ò ÝØ Ö 3⁄4 1× Ð ØÓÒ ×o Ì × ÓÐÐ ÓÛ× ÖÓÑ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ø ÓÖ Ñ ́ Ö ̧ ר́ Èμ × Ø ÓÑ ÔÐ Ü ÓÖÑ Ý Ø × Ó È Ø Ø Ö × Ó ÒØØ Ó Ð ÐÚ ÖØ × Ò μo ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o o3⁄4¿ È ÖÐ × ́1⁄2 ¿μ Ä Ø È × ÑÔÐ Ð 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ o ́ μ Á × 1 Ó È ̧Ø Ò× Ð 3⁄4 ́ ר́ Èμμ × Ó ÒØÖ Ø Ð Ò × Ð 1⁄2 ́ ר́ È μμo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 468
ÔØ Ö 3⁄41⁄4 ÈÓÐ ÝØÓÔ × Ð ØÓ Ò× Ò Ô Ø × ́ μ Á × Ò ÑÔØÝ 1× ÑÔÐ Ü̧ Ø Ò ×Ǿ È μ × ÓÑÓØÓÔ ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ Ë Ò ̧ × Ð 3⁄4 ́ ר́ È μμ × ÒÓØ ÓÒ ØÖ Ø Ð Ò × Ð 1⁄2 ́ ר́ È μμo Ò ÜØ Ò× ÓÒ Ó È ÖÐ ×3× Ø ÓÖ Ñ ÓÖ Ñ Ò ÓÐ × Û Ø Ú Ò × Ò Ñ Ð ÓÑ ÓÐÓ Ý Û × ÔÖÓÚ Ý Ò × Ò o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o o3⁄4 Ð Ò Ò Å Ò 1Ä Ú Ø× Å Ë ÑÔÐ ÔÓÐ ÝØÓÔ × Ö Ø ÖÑ Ò Ý Ø Ö Ö Ô ×o Ð Ò Ò Å Ò 1Ä Ú Ø× × Ö Ø Ö Ø ÓÖ Ñ Ò Ù Ð ÓÖÑ Ò ÓÒ× Ö ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÙÞ ÞÐ × Û Ó× Ô × Ö × ÑÔÐ × Ò Û Û × ØÓ Ö ÓÒרÖÙ Ø Ø ÔÙÞ ÞÐ × ÓÒ Ø ÐÓ Ð Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ Ó Û Ø ÛÓ × ÑÔÐ × × Ö Øo ÂÓ× Û ÜØ Ò Ø Ö Ö ×ÙÐ Ø ØÓ ÑÓÖ Ò Ö Ð ÔÙÞÞ Ð × Û Ö Ø Ô × Ö Ò Ö Ð ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÓÐÝØÓÔ ×̧ Ò Ø Û Ý ÒÛ Ú ÖÝ ØÛÓ Ô × × Ö Ò Ø Ö ÓÒÒ Ø × Ð×Ó ÔÖ × Ö o × ÑÔÐ ÔÖÓ Ó × Ú Ò Ò Ã Ð o Ì × ÔÖÓÓ Ð×Ó × ÓÛ× Ø Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ð ØÓÒ× Ó × ÑÔÐ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ö Ð×Ó Ø ÖÑ Ò Ý Ø Ö ÔÙÞÞ Ð o Ï Ò Ø × × ÓÑ Ò Û Ø È ÖÐ ×3× Ø ÓÖ Ñ Ø ÓÐ ÐÓÛ× Ø Ø ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o o3⁄4 Ã Ð Ò È ÖÐ × Ë ÑÔÐ Ð 1ÔÓÐ ÝØÓÔ × Ö Ø ÖÑ Ò Ý Ø Ò Ò ÖÐ Ø ÓÒ× ØÛ Ò 1 Ò ́ ·1⁄2μ1 × ÓÖ Ú ÖÝ 3⁄4 o ÇÆÂ ÌÍÊ 3⁄41⁄4o o3⁄4 À × Ò Ð Ö Ä Ø Ø Ö Ô Ó × ÑÔÐ 1ÔÓÐÝØÓÔ o Ä Ø À Ò Ò Ù ̧ Ò ÓÒ× Ô Ö Ø Ò ̧ ¿1Ö ÙÐ Ö̧ ¿1 ÓÒÒ Ø ÔÐ Ò Ö ×Ù Ö Ô Ó o Ì Ò À × Ø Ö Ô Ó Ø Ó È o À × Ò Ð Ö À 1⁄43⁄4 × Ó Û Ø Ø Ø × × ÒÓØ Ø × À × ÒÓØ ÔÐ Ò Öo Ì Ö ÔÖÓÓ ØÓÙ × ÓÒ Ø ××Ù Ó Ñ Ò ÒÓØ× Ò Ø × Ð ØÓÒ× Ó 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ÈÊÇ Ä Å 3⁄41⁄4o o3⁄4 Ö × ÑÔÐ Ð ×Ô Ö × Ø ÖÑ Ò Ý Ø Ò Ò Ö Ð Ø ÓÒ× ØÛ Ò Ø Ö Ø× Ò ×Ù Ø× ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o o3⁄4 ÓÖÒ Ö̧ ÐÑ Ò̧ Ò Ð Ö 1⁄4 ÓÒÓØÓÔ × Ö Ø ÖÑ Ò Ý Ø Ö Ö Ô ×o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o o3⁄4 × ÓÒ̧ Ò× ̧ Ò Ù Ù 1⁄41⁄2 Ù Ð× Ó Ù Ð ÞÓÒÓØÓÔ × Ö Ø ÖÑ Ò Ý Ø Ö Ö Ô ×o ÁÒ ÐÐ Òר Ò × Ó Ø ÓÚ Ø ÓÖ Ñ× Ü ÔØ Ø × Ò Ð × Ó Ø Ø ÓÖ Ñ Ó Ð Ò Ò Å Ò 1Ä Ú Ø× ̧ Ø ÔÖÓ Ó × Ú Ö ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ Ð ÓÖ Ø Ñ× Ø Ø Ö Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ò Ø Ø o ÁØ × Ò ÓÔ Ò ÕÙ ×Ø ÓÒ Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ð ÓÖ Ø Ñ Ü ×Ø× ØÓ Ø ÖÑ Ò × ÑÔÐ ÔÓÐÝØÓÔ ÖÓÑ Ø× Ö Ô o Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ÖØ ¬ Ø ÓÖ Ö ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ Û × Ö ÒØÐÝ ÓÙÒ Ý ÂÓ× Û ̧ à Ð̧ Ò ÃÓÖ Ò Ö Âà Ã1⁄43⁄4 o Ò ÒØ Ö ×Ø Ò ÔÖÓ Ð Ñ Û × Û Ø Ö Ø Ö × Ò 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÓÐÝØÓÔ ÓØ Ö Ø Ò Ø 1 Ù Û Ø Ø × Ñ Ö Ô × Ø 1 Ù o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o o¿1⁄4 ÂÓ× Û Ò Ð Ö Â 1⁄41⁄4 ÓÖ Ú ÖÝ Ø Ö × Ò 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ù Ð ÔÓÐ ÝØÓÔ Û Ø 3⁄4 Ú ÖØ × Û Ó× ́ 3⁄4 1⁄2μ1× Ð ØÓÒ × ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ ×ÓÑÓÖ Ô ØÓ Ø ́ 3⁄4 1⁄2μ1 × Ð ØÓÒ Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ù o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 469
1⁄4 o à РÖÐ Ö̧ ×ÓÒ̧ ÐÐ Ö ̧ Ò Ò ÓÙÒ ×Ù ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ ÓÖ Ù1 Ð ×Ô Ö ×o ÒÓØ Ö ××Ù Ó Ö ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ ÓÖ Ô ÓÐÝØÓÔ × Ø Ø Û × ×ØÙ ÜØ Ò× Ú ÐÝ × Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ÁÒ Û × × Ó × Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ×ØÖ Ù ØÙÖ Ó Ô ÓÐÝØÓÔ Ø ÖÑ Ò Ø× ÓÑ ØÖ × ØÖÙ ØÙÖ ́ÙÔ ØÓ ÔÖÓ Ø Ú ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ×μ ËÙ ÔÓÐÝØÓÔ × Ö ÐÐ ÔÖÓ Ø Ú ÐÝ ÙÒ ÕÙ ̧ Ò Ø Ñ ÓÖ ÙÒ×ÓÐ Ú ÔÖÓ Ð Ñ × ÈÊÇ Ä Å 3⁄41⁄4o o¿1⁄2 Ö Ø Ö ÓÒÐ Ý ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ ÔÖÓ Ø Ú ÐÝ ÙÒ ÕÙ ÔÓÐÝØÓÔ × Ò Ñ Ò× ÓÒ Å ÅÙÐ Ð Ò Å Å ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÔÖÓ Ø Ú ÐÝ ÙÒ ÕÙ 1Ô ÓÐÝØÓÔ × Û Ø ¿ ¿ Ú Ö1 Ø ×o ÅÈÌ Ë Æ ÈÇÄ ÌÇÈ Ë ÏÁÌÀ Ï Î ÊÌÁ Ë ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o o¿3⁄4 È ÖÐ × ́ÙÒÔÙ Ð × ̧ 1⁄2 1⁄4μ Ä Ø ́ μ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ØÝÔ × Ó 1× Ð ØÓÒ × Ó 1 ÔÓÐ ÝØÓÔ × Û Ø · ·1⁄2 Ú ÖØ ×o Ì Ò̧ ÓÖ ¬Ü Ò ̧ ́ μ × ÓÙÒ o Ì × ÓÐ ÐÓÛ× ÖÓÑ ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o o¿¿ È ÖÐ × ́ÙÒÔÙ Ð × ̧ 1⁄2 1⁄4μ Ì ÒÙÑ Ö Ó ÑÔØÝ 1ÔÝÖ Ñ × ÓÖ 1ÔÓÐÝØÓÔ × Û Ø · Ú ÖØ × × ÓÙÒ Ý ÙÒ Ø ÓÒ Ó Ò o ÓÖ ÒÓØ Ö ÔÖÓ Ó Ó Ø × Ø ÓÖ Ñ × Ã Ð o ÓÖ 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ È ̧ÐØ ́È μ ÒÓØ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÑÔØÝ 1× ÑÔÐ × Ó È o ÈÊÇ Ä Å 3⁄41⁄4o o¿ Ö Ø Ö Þ Ø × ÕÙ Ò Ó ÒÙÑ Ö× ́ 1⁄2 ́È μ 3⁄4 ́È μ ́È μμ Ö × Ò ÖÓÑ × Ñ1 ÔÐ Ð 1ÔÓÐÝØÓÔ × Ò ÖÓÑ Ò Ö Ð 1ÔÓÐÝØÓÔ ×o Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò Ø ÓÖ Ņ̃ Û Û × ÑÓØ Ú Ø Ý ÓÑÑÙØ Ø Ú 1 Ð Ö ÓÒ1 Ö Ò×̧ ÓÒ¬ÖÑ ÓÒ ØÙÖ Ý ÃÐ Ò× Ñ Ø̧ à Р̧ Ò Ä Ã Ð o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄4o o¿ Å Ð ÓÖ Ò Æ Ð ÅÆ1⁄4¿ ÓÖ ÐÐ × ÑÔÐ Ð 1ÔÓÐÝØÓÔ × Û Ø ÔÖ × Ö 1Ú ØÓÖ ́ 1⁄4 1⁄2 μ̧ Ø ÒÙÑ Ö Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÑÔØÝ × ÑÔÐ × × Ñ Ü Ñ Þ Ý Ø ÐÐ Ö 1Ä Ô ÓÐ ÝØÓÔ × È Ä ́ μo È Ä ́ μ × Ø Ô ÓÐÝØÓÔ ÓÒ× ØÖÙ Ø Ý ÐÐ Ö Ò Ä Ä 1⁄2 ́× ÔØ Ö 1⁄2 μ Ò Ø Ö ÔÖÓÓ Ó Ø ×ÙÆ Ò Ý Ô ÖØ Ó Ø 1Ø ÓÖ Ño Å Ð ÓÖ Ò Æ Ð ÔÖ ÓÚ Ø Ø ÓÖ ÔÖ × Ö 1Ú ØÓÖ̧ Ø ÐÐ Ö 1Ä Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ñ Ü Ñ Þ Ú Ò ÑÓÖ Ò Ö Ð Ô Ö Ñ Ø Ö× Ø Ø Ö × Ò ÓÑÑÙØ Ø Ú Ð Ö Ø ×ÙÑ Ó Ø Ø ØØ ÒÙÑ Ö× Ó Ò Ù ×Ù ÓÑÔÐ Ü × ÓÒ Ú ÖØ × ÓÖ Ú ÖÝ Ò o ́Ì × · 3⁄4 Ö Ù × ØÓ ÓÙÒØ Ò Ñ ×× Ò ×oμ ÁØ × ÕÙ Ø ÔÓ×× Ð Ø Ø Ø Ø ÓÖ Ñ Ó Å Ð ÓÖ Ò Æ Ð ÜØ Ò × ØÓ Ò Ö Ð × ÑÔÐ Ð ×Ô Ö × Û Ø ÔÖ × Ö 1Ú ØÓÖ Ò ØÓ Ò Ö Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Û Ø ÔÖ × Ö ́ØÓÖ μ 1Ú ØÓÖ o ́ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø × ÒÓØ Ý Ø ÒÓÛÒ Ò Ø × × × Ø Ø Ø 1Ú ØÓÖ× Ö ÐÛ Ý× Ø Ó× Ó ÐÐ Ö 1Ä Ô ÓÐÝØÓÔ × × ÔØ Ö 1⁄2 oμ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 470
ÔØ Ö 3⁄41⁄4 ÈÓÐ ÝØÓÔ × Ð ØÓ Ò× Ò Ô Ø × 1⁄2 3⁄41⁄4o ÇÆ ÄÍ ÁÆ Ê Å ÊÃË Æ Ì ÆËÁÇÆË ÌÇ ÅÇÊ Æ Ê Ä Ç Â ÌË Ì Ö Ö Û Ó ÓÑÔ Ö × Ø × ÔØ Ö Û Ø ÓØ Ö ÔØ Ö× ÓÒ ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝØÓÔ × Ñ Ý ÒÓØ Ø ×ÔÓÖ Ò ØÙÖ Ó Ø Ö ×ÙÐ Ø× Ò ÔÖÓ Ð Ñ× × Ö Ö o ÁÒ1 ̧ Ø × Ñ× Ø Ø ÓÙÖ Ñ Ò Ð Ñ Ø× Ò ÙÒ Öר Ò Ò Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ×ØÖ Ù ØÙÖ Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ×Ø ÐÐ Ð Ò ÓÙÖ Ð ØÝ ØÓ Ö × Ø Ö Ø ÕÙ ×Ø ÓÒ× o ÒÓØ Ö ØÙÖ Ø Ø ÓÑ × ØÓ Ñ Ò ́ Ò × ÒÓØ ÙÒ ÕÙ ØÓ Ø × Ö μ × Ø Ð Ó Ü ÑÔÐ ×̧ Ñ Ø Ó × Ó ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ò Ø Ņ̃ Ò Ñ Ò× Ó Ð ×× Ý Ò Ø Ño Ï Ú ÓÒ× Ö Ñ ÒÐÝ ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ó Ò Ö Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò Ó × ÑÔÐ ÓÖ × ÑÔÐ Ð Ô ÓÐÝØÓÔ ×o Ì Ö Ö Ñ ÒÝ Ð ×× × Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ø Ø Ö Ø Ö Ó ÒØÖ Ò× ÒØ Ö ×Ø ÖÓÑ Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ø ÓÖÝ Ó Ô ÓÐÝØÓÔ ×̧ ÓÖ Ø Ø Ö × Ò Ú Ö ÓÙ× ÓØ Ö ¬ Ð ×̧ ÓÖ Û Ø ÔÖÓ Ð Ñ× × Ö Ò Ø × ÔØ Ö Ö ÒØ Ö ×Ø Ò o ÅÓר Ó Ø Ö ×ÙÐ Ø× Ó Ø × ÔØ Ö ÜØ Ò ØÓ ÑÙ ÑÓÖ Ò Ö Ð Ó Ø× Ø Ò ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝØÓÔ ×o Ò Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð × ØØ Ò × ÓÖ Û Ø × Ö ×ÙÐ Ø× ÓÐ × Ò ÒØ Ö ×Ø Ò Ò ÖÙ Ø ÙÐ Ö o ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ Ø Ö ×ÙÐ Ø× × Ö Ö Ö ÒÓØ ×ÙÆ ÒØ ØÓ ר Ò Ù × Ô ÓÐÝØÓÔ × ÖÓÑ Ð Ö Ö Ð ×× × Ó Ô ÓÐÝ Ö Ð ×Ô Ö ×̧ Ò ¬Ò Ò Ð Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÔÖÓÔ ÖØ × Ø Ø ×Ø Ò Ù × Ô ÓÐ ÝØÓÔ × × Ò ÑÔÓÖØ ÒØ Ö Ó Ö × Ö o Û Ó Ø Ö × ÙÐØ× ÓÒ × Ð ØÓÒ× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÜØ Ò ØÓ × Ð ØÓÒ× Ó ÓØ Ö ÓÒÚ Ü Ó × ÄÊ 1⁄4̧ ÄÊ 1⁄2̧ Ä 1⁄2 ̧ Ò Ö Ð Ø Ò Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ø ÓÖÝ Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Û Ø ÓØ Ö ×Ô Ø× Ó ÓÒÚ Ü ØÝ × Ö Ø ÐÐ Ò o 3⁄41⁄4o ËÇÍÊ Ë Æ Ê Ä Ì Å Ì ÊÁ Ä ÍÊÌ À Ê Ê ÁÆ ÖÙÒ ÙÑ ÖÙ × × Ù Ö ÚÝ ÓÒ Ô ÓÐÝØÓÔ Ð Ö Ô × Ò Ñ ÒÝ Ö ×ÙÐ Ø× Ò ÙÖØ Ö Ö Ö Ò × Ò ÓÙÒ Ø Ö o ÅÓÖ Ñ Ø Ö Ð ÓÒ Ø ØÓÔ Ó Ø × ÔØ Ö Ò ÙÖØ Ö Ö Ð Ú ÒØ Ö Ö Ò × Ò Ð×Ó ÓÙÒ Ò ÖÙ ̧ ̧ ÅËÏ ̧ Ãà ̧ Ä ¿ o Å ÖØ Ò 3× ÔØ Ö Ò ÅËÏ × ÓÒ Ø Ö ÙÐ Ö ØÝ ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ́ ØÓÔ ÒÓØ ÓÚ Ö Ö o ÔØ Ö 1⁄2 μ̧ Ò ÓÒØ Ò× ÙÖØ Ö Ö Ö Ò × ÓÒ Ø1 ÓÖÑ Ò Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ÒÓÒ Ø×o Ì ÓÖ Ò Ð Ô Ô Ö× ÓÒ Ø1 ÓÖÑ Ò Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ÒÓÒ Ø× ÓÒØ Ò Ñ ÒÝ ÑÓÖ Ö ×ÙÐØ×̧ Ò × Ö Ö Ð Ø ÓÒ× ØÓ ÕÙ ×Ø ÓÒ× ÓÒ Ø Ð Ò ×Ô × Û Ø ÔÓÐÝ Ö o ÇØ Ö ÔØ Ö× Ó ÅËÏ Ö Ð×Ó Ö Ð Ú ÒØØ ÓØ ØÓÔ Ó Ø × ÔØ Öo Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö 1⁄2 × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÔØ Ö 1⁄2 ÒÙÑ Ö× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ÓÑÔÐ Ü × ÔØ Ö Ä Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔØ Ö× ̧ 1⁄2 ̧ 1⁄2 ̧ 3⁄41⁄2̧ ̧ Ò 1⁄4 Ö Ð×Ó Ö Ð Ø ØÓ ×ÓÑ Ô ÖØ× Ó Ø × ÔØ Öo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 471
3⁄4 o Ã Ð Ê Ê Æ Ë Â Âo Ñ ÓÖÒ̧ o ÙÖ Ù Ù×̧ Ò Ìo  ÓÒ××ÓÒ o ÉÙ ÒØÙÑ ÓÑ Ø ÖÝo Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 o Æo Ñ ÒØ Ò oÅo Ð Öo ÓÖÑ ÔÖÓ Ù Ø× Ò Ñ Ü Ñ Ð × ÓÛ×o ÁÒ o Þ ÐÐ ̧ Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ Ò Êo ÈÓÐÐ ̧ ØÓÖ×̧ Ú Ò × Ò × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð 1 ÓÑ ØÖÝ ̧Ú ÓÐ ÙÑ 3⁄43⁄4¿ Ó ÓÒØ ÑÔo Å Ø o̧ Ô × ß 1⁄4o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 o Ò 1⁄43⁄4 Ço Ò Ðo ÖÓÛ Ø Ò Ô Ö ÓÐ Ø ÓÒ ÓÒ Ø ÙÒ ÓÖÑ Ò¬Ò Ø ÔÐ Ò Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒo Ö Ú Ñ Ø oÈÊ»1⁄43⁄41⁄4 1⁄23⁄4¿o À Ão ÔÔ Ð Ò Ïo À Òo Ú ÖÝ ÔÐ Ò Ö Ñ Ô × ÓÙÖ ÓÐ ÓÖ Ð o ÙÐÐo Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 3⁄4 1⁄21⁄2ß 1⁄23⁄4̧ 1⁄2 o À Ão ÔÔ Ð Ò Ïo À Òo Ú ÖÝ ÈÐ Ò Ö Å Ô × ÓÙÖ Ó ÐÓÖ Ð ̧Ú ÓÐÙÑ Ó ÓÒØ Ñ1 ÔÓÖ ÖÝ Å Ø Ñ Ø ×o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 o oÃo ×ÓÒ ̧ Äo o ÐÐ Ö ̧ Ò oËo Òo Æ ÓÖÐÝ Ù Ð ×Ô Ö × Ò Ù Ð ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÓÒ ØÙÖ o Á×Ö Ð Âo Å Ø o̧ 1⁄21⁄43⁄4 3⁄4 ß¿1⁄2 ̧ 1⁄2 o 1⁄41⁄2 oÃo ×ÓÒ ̧ Äo Ò× ̧ Ò Ão Ù Ù o Ó Ö Ù Ø Ö Ô × Ò Æ ÒØ ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ Ö ÓÒ ×ØÖÙ Ø ÓÒ Ò ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ×o ÙÖÓ Ô Ò Âo ÓÑ Òo̧ 3⁄43⁄4 ß 1⁄41⁄4̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ð 1⁄2 Åo Äo Ð Ò× o ÇÒ Ø Ö Ô ×ØÖÙ ØÙÖ Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ Ö Ò Ò1×Ô o È ¬ Âo Å Ø o̧ 1⁄21⁄2 ¿1⁄2ß ¿ ̧ 1⁄2 1⁄2o Ð Å Äo Ð Ò× o Ì À Ö× ÓÒ ØÙÖ ÓÖ Ù Ð ØÖ Ò×ÔÓÖØ Ø ÓÒ ÔÓÐÝ Ö o Å Ø o ÇÔ Öo Ê ×o̧ 3⁄4 ß ¿¿̧ 1⁄2 o Ö oÏo ÖÒ ØØ o Ì Ö × Ò Ô ÓÐÝ Ö Ð Ö Ô ×o Ò o Âo Å Ø o̧ 1⁄2 ¿1⁄2ß ¿ ̧ 1⁄2 o Ö oÏo ÖÒ ØØ o × ÑÔÐ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÒÓÒ Øo Á×Ö Ð Âo Å Ø o̧ 1⁄2 ß3⁄41⁄4̧ 1⁄2 o Ö oÏo ÖÒ ØØ o Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÖ Ø Ñ Ø Ö Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ o × Ö Ø Å Ø o̧ 1⁄21⁄4 ß1⁄2¿̧ 1⁄2 o Ö 1⁄4 oÏo ÖÒ ØØ o ÆÓÒ Ø× ÓÖ × ÐÐ Ð ×Ô Ö ×o Á×Ö Ð Âo Å Ø o̧ ¿ 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 1⁄4o Ý ¿ ÅoÅo Ý Öo ÕÙ ÓÑÔÓ× Ð Ò Û ÐÝ Ò ÓÖÐÝ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o Á×Ö Ð Âo Å Ø o̧ 1⁄2 ¿1⁄41⁄2ß¿3⁄41⁄4̧ 1⁄2 ¿o Ä ¿ ÅoÅo Ý Ö Ò o Ï oÄ o Ó Ñ Ò ØÓÖ Ð ×Ô Ø× Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ÁÒ È oÅo ÖÙ Ö Ò Âo Åo Ï ÐÐ ×̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖÝ ̧ Ô × ß ¿ o ÆÓÖØ 1ÀÓÐ Ð Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 ¿o Ä 1⁄2 Äo o ÐÐ Ö Ò oÏo Ä o ÔÖÓÓ Ó Ø ×ÙÆ Ò Ý Ó Å ÅÙ ÐÐ Ò3× ÓÒ Ø ÓÒ× ÓÖ 1Ú ØÓÖ× Ó × ÑÔÐ Ð ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ ¿1⁄2 3⁄4¿ ß3⁄4 ̧ 1⁄2 1⁄2o Ë Äo o ÐÐ Ö Ò o Ë Ö Ò Ö Òo ÐÐ 1⁄411⁄2 Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ö ØÖ Ú Ð Ò × Ð ×Ñ Ò ÔÓÐÝØÓÔ ×o ÓÑ Ò ØÓÖ ̧ 1⁄2 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o ÅËÏ Ìo ×ÞØÖ Þ Ý ̧È o Å ÅÙÐ Ð Ò̧ Êo Ë Ò Ö̧ Ò oÁo Ï ××̧ ØÓÖ×o ÈÓ ÐÝØ ÓÔ × 1 ×ØÖ Ø̧ ÓÒÚ Ü Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ðo Î ÓÐÙ Ñ 1⁄4 Ó Æ ÌÇ Úo Ë o ÁÒ× Øo Ë Öo Å Ø o È Ý×o Ë o ÃÐÙÛ Ö̧ ÓÖ Ö Ø̧ 1⁄2 o Ó 3⁄4 o ÓÖÒ Öo ÀÓÑÓÐ Ó Ý Ò × ÐÐ Ð ØÝ Ó Ñ ØÖÓ × Ò ÓÑ ØÖ Ð ØØ ×o ÁÒ Æo Ï Ø ̧ ØÓÖ̧ Å ØÖÓ ÔÔÐ Ø ÓÒ×̧ ÚÓÐÙ Ñ Î ÓÐo 1⁄4 Ó Ò Ý ÐÓÔ Ó Å Ø Ñ Ø ×̧ Ô × 3⁄43⁄4 ß3⁄4 ¿o Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 3⁄4o 1⁄4 o ÓÖÒ Ö̧ È oÀo ÐÑ Ò̧ Ò oÅo Ð Öo ÀÝÔ ÖÔÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Û Ø Ð ØØ Ó Ö ÓÒ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄4 ¿ß3⁄4 ̧ 1⁄2 1⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 472
ÔØ Ö 3⁄41⁄4 ÈÓÐ ÝØÓÔ × Ð ØÓ Ò× Ò Ô Ø × ¿ Å Êo Ð Ò Ò È o Å Ò 1Ä Ú Ø× o ÇÒ ÔÙ ÞÞÐ × Ò Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×ÓÑ ÓÖÔ ×Ñ ×o ÕÙ Ø ÓÒ × Å Ø o̧ ¿ 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o Å 1⁄2 Ào ÖÙ ×× Ö Ò È o Å Ò o Ë ÐÐ Ð ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ× Ó ÐÐ× Ò ×Ô Ö ×o Å Ø o Ë Ò o̧ 3⁄4 1⁄2 ß3⁄41⁄4 ̧ 1⁄2 1⁄2o Ë1⁄43⁄4 È o ×× Ò Ò o Ë « Öo Ê Ò ÓÑ ÔÐ Ò Ö Ð ØØ × Ò ÒØ Ö Ø ×ÙÔ Ö ÖÓÛÒ Ò Ü ÙÖ× ÓÒo Ö Ú Ñ Ø o Ç»1⁄43⁄41⁄4 3⁄43⁄4 o ÓÜ ¿ ÀoË oÅo ÓÜ Ø Öo Ê ÙÐ Ö ÈÓ ÐÝØ ÓÔ ×o Å Ñ ÐÐ Ò̧ Æ Û ÓÖ ̧ × ÓÒ Ø ÓÒ̧ 1⁄2 ¿o ÓÖ1 Ö Ø Ö ÔÖ ÒØ̧ ÓÚ Ö̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 ¿o à o Ò Ö Ò Îo ÃÐ o Ï ×Ô Ö × Ö × ÐÐ Ð ÁÒ o Ð×Ô ̧ Èo À ÐÐ̧ Ò oÂo Å ÐÐ Ö̧ ØÓÖ×̧ Ð ÓÖ Ø Ñ ×Ô Ø× Ó ÓÑ Ò ØÓÖ × ́Î Ò ÓÙÚ Ö Á×Ð Ò ̧ 1⁄2 μ̧ ÚÓÐ ÙÑ 3⁄4 Ó ÒÒo × Ö Ø Å Ø o̧ Ô × ¿¿ß 3⁄4̧ 1⁄2 o Ò Âo Ò ×o Ì Ö Ò ÙÐ Ø Ò1Ñ Ò ÓÐ × Ö Ø ÖÑ Ò Ý Ø Ö Ò 3⁄4 · 1⁄21× Ð ØÓÒ ×o Ì ÓÔÓÐ1 Ó Ý ÔÔ Ðo̧ 1⁄2 1⁄2 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o Ç ÅoÅo Þ Ò Ëo ÇÒ Òo Ä ØØ 1 Ö Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ò Ø Ö Ñ Ø Öo × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2¿ ß ̧ 1⁄2 o Åo Ý Ö Ò o Ö Þ o Ê Ò ÓÑ Û Ð ×̧ ØÓØ ÐÐÝ ÙÒ ÑÓ ÙÐ Ö Ñ ØÖ ×̧ Ò Ö Ò ÓÑ × Ù Ð × ÑÔÐ Ü Ð ÓÖ Ø Ño Å Ø o ÈÖÓ Ö ÑÑ Ò 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o 1⁄2 Îo Ö Ö o ÙÖ Å ÓÖÔ ÓÐÓ Ö ÈÓ ÐÝ Öo Ì Ù Ò Ö̧ Ä ÔÞ ̧ 1⁄2 1⁄2o Å 3⁄4 Ìo Ö Ò Åo Å Ðo Ð Ò Ñ ØÖÓ ×o ÁÒ ÈÖÓ o 3⁄4 Ø ÒÒ Ùo Å ËÝÑÔÓ×o Ì ÓÖÝ ÓÑÔÙØo̧ Ô × 3⁄4 ß¿ ̧ 1⁄2 3⁄4o × Âo o × Öo Ò Ü ×Ø Ò Ø ÓÖ Ñ ÓÖ × ÑÔÐ ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝ Ö o × Ö Ø Å Ø o̧ ß ̧ 1⁄2 o Ð Ó¿3⁄4 o ÐÓÖ ×o Í Ö Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÃÓÑÔÐ Ü Ñ Ê 3⁄4Ò· 1⁄2 ×ÓÐ ÙØ × Ð ×ØÚ Ö× ÐÙÒ Ò × Ò o Ö o Å Ø o à ÓÐ ÐÓÕo̧ ß ̧ 1⁄2 ¿3⁄4»1⁄2 ¿ o À Ão Ö ØÞ× Ò o o ÀÓÐ Øo ÅÓÖ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ñ Ø Ò Ø ÓÒ ØÙÖ À Ö× ÓÙÒ o × Ö Ø Å Ø o̧ 3⁄41⁄4 ß ̧ 1⁄2 o Ä 1⁄2 Ëo ÐÐ Ú Ò Ò o o Ä ÖÑ Òo ÙÖØ Ö Ö ×ÙÐ Ø× ÓÒ Ò Ö × Ò Ô Ø × Ò Ø ÓÒ 1× Ð ØÓÒ Ó ÓÒÚ Ü Ó Ý o ÓÑo Ø ̧ 1⁄21⁄2 1⁄2 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 1⁄2o Ç Âo o ÓÓ Ñ Ò Ò Ào ÇÒ × o Ú Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ë ¿ Ò Ø ÓÐ ÓÖ Ò Ó Ö Ô ×o Ì Ö Ò×o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 3⁄4 1⁄41⁄2ß 1⁄21⁄4̧ 1⁄2 o ÖÙ o ÖÙÒ ÙÑo ÇÒ Ø Ð ×ØÖÙ ØÙÖ Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ÙÐ Ðo Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄2 ß 1⁄4̧ 1⁄2 o ÖÙ o ÖÙÒ ÙÑo ÓÒÚ Ü ÈÓ ÐÝØ ÓÔ ×o ÁÒØ Ö× Ò ̧ ÄÓÒ ÓÒ̧ 1⁄2 o Ê Ú × Ø ÓÒ ́Îo à Ð̧ Îo ÃÐ ̧ Ò oÅo Ð Ö̧ ØÓÖ×μ̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o ÖÙ o ÖÙÒ ÙÑo ËÓÑ Ò ÐÓ Ù × Ó Ö Ö 3× Ø ÓÖ Ñ ÓÒ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o Á×Ö Ð Âo Å Ø o̧ ¿ ß 1⁄21⁄2̧ 1⁄2 o ÖÙ o ÖÙÒ ÙÑo ÈÐ Ò Ö Ñ Ô× Û Ø ÔÖ × Ö ØÝÔ × Ó Ú ÖØ × Ò ×o Å Ø Ñ Ø ̧ 1⁄2 3⁄4 ß¿ ̧ 1⁄2 o ÖÙ o ÖÙÒ ÙÑo ÈÓÐÝ ØÓÔ Ð Ö Ô ×o ÁÒ oÊo ÙÐ Ö×ÓÒ ̧ ØÓÖ̧ ËØÙ × Ò Ö Ô Ì ÓÖÝ ̧ Ô × 3⁄41⁄41⁄2ß3⁄43⁄4 o Å Ø o ××Ó o Ñ Öo̧ Ï × Ò ØÓÒ ̧ 1⁄2 o o ÖÙÒ ÙÑ Ò Âo ×o Ì Ü ×Ø Ò Ó ÖØ Ò ÔÐ Ò Ö Ñ Ô×o × Ö Ø Å Ø o̧ 1⁄21⁄4 ¿ß 1⁄21⁄2 ̧ 1⁄2 o À 1⁄43⁄4 o À × Ò oÅo Ð Öo Ü ÑÔÐ × Ò ÓÙ ÒØ Ö Ü ÑÔÐ × ÓÖ Ø È ÖÐ × ÓÒ ØÙÖ o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 3⁄4 3⁄4 ß ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 473
o à РÀ 1⁄41⁄4 Åo À ÑÓÖ Ò oÅo Ð Öo ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ× Ó × ÑÔÐ Ð ÐÐ× Ò ×Ô Ö × Û Ø Ò ÓØ× ÓÒ× ×Ø Ò Ó Û ×o Å Ø o o̧ 3⁄4¿ 1⁄2 ß1⁄2 1⁄2̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o Àà o ÀÓÐ Ø Ò Îo ÃÐ o Ó ÙÒØ Ö Ü ÑÔÐ × ØÓ Ø ×ØÖÓÒ 1ר Ô ÓÒ ØÙÖ ÓÖ o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 1⁄2 ¿¿ß ̧ 1⁄2 o Àà o ÀÓÐØ Ò Îo ÃÐ o Å ÒÝ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ñ Ø Ò Ø ÓÒ ØÙÖ À Ö× ÓÙÒ o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 3⁄41⁄4 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Àà o ÀÓÐ Ø Ò Îo ÃÐ o ÔÖÓ Ó Ó Ø ×ØÖ Ø ÑÓÒ ÓØÓÒ 1ר Ô ÓÒ ØÙÖ o ÁÒ o Þ ÐÐ ̧ Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ Ò Êo ÈÓÐ Ð ̧ ØÓÖ×̧ Ú Ò × Ò × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð 1 ÓÑ ØÖÝ ́ÅÓÙÒØ ÀÓ ÐÝÓ 1⁄2 μ̧Ú ÓÐ ÙÑ 3⁄43⁄4¿ Ó ÓÒØ ÑÔÓÖ ÖÝ Å Ø Ñ Ø ×̧ Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 ̧ Ô × 3⁄41⁄41⁄2ß3⁄41⁄2 o  ¿ Ëo Â Ò ÖÓÐ 3o ÇÒ Ú ØÓÖ× Ò Ú ÖØ Ü Ú ØÓÖ× Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ Ö o × Ö Ø Å Ø o̧ 1⁄21⁄2 1⁄21⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 ¿o ÂÓ ¿ Ïo ÂÓ Ù× o Ì ÐÓÛ Ö Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÖ Ù Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 1⁄2 ß1⁄2 ¿̧ 1⁄2 ¿o  Ó×1⁄43⁄4 Åo ÂÓ×Û o ÈÖÓ Ø Ú Ø × Ò × ÑÔÐ Ð ÓÑÔ Ð Ü × Ò ÓÐ ÓÖ Ò × Ó × ÑÔÐ ÔÓÐÝØÓÔ ×o Å Ø o o̧ 3⁄4 1⁄4 3⁄4 ¿ß3⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o  ÃÃ1⁄43⁄4 Åo  Ó×Û ̧ Îo à Ð̧ Ò o ÃÓÖÒ Öo ÇÒ Ø 1×Ý ×Ø Ñ× Ó × ÑÔÐ Ô ÓÐ ÝØÓÔ o Á×Ö Ð Âo Å Ø o̧ 1⁄23⁄4 1⁄21⁄4 ß1⁄21⁄2 ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o  1⁄41⁄4 Åo ÂÓ×Û Ò oÅo Ð Öo Æ ÓÖÐ Ý Ù Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄4 ¿3⁄4 ß¿ ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o ÂÙ o ÂÙ ÓÚ o ÇÒ 1Ú ØÓÖ× Ò Ú ÖØ Ü1Ú ØÓÖ× Ó ÐÐ1 ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ× Ó ÓÖ ÒØ Ð 3⁄41Ñ Ò ÓÐ ×o Å Ø o Æ Öo̧ ¿ 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o à 1⁄41⁄2 Îo à Ðo ÇÒ Ø ÜÔ Ò× ÓÒ Ó Ö Ô × Ó 1⁄4»1⁄21Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o Ì o Ê Ôo̧ ÌÍ ÖÐ Ò̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2 Ö Ú Ñ Ø o Ç»1⁄41⁄21⁄23⁄41⁄2 o à Рo à Рo Ê ØÝ Ò Ø ÐÓÛ Ö ÓÙÒ Ø ÓÖ Ñ Áo ÁÒÚ ÒØo Å Ø o̧ 1⁄23⁄4 11⁄2 1⁄2̧ 1⁄2 o à Рo à Рo × ÑÔÐ Û Ý ØÓ Ø ÐÐ × ÑÔÐ Ô ÓÐÝ ØÓÔ ÖÓÑ Ø× Ö Ô o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ ¿ 1⁄2ß¿ ¿̧ 1⁄2 o à Р1⁄4 o à Рo ÇÒ ÐÓÛ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ø Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÓÐÝ ØÓÔ × ÑÙ ×Ø Ú o ÓÑ1 Ò ØÓÖ ̧ 1⁄21⁄4 3⁄4 1⁄2ß3⁄4 1⁄4̧ 1⁄2 1⁄4o à Р1⁄2 o à Рo Ì Ñ Ø Ö Ó Ö Ô × Ó ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝØÓÔ × Ò 1Ú ØÓÖ Ø ÓÖÝoÁ ÒÈ o Ö ØÞ1 Ñ ÒÒ Ò o Ë ØÙÖÑ Ð×̧ ØÓÖ×̧ ÔÔÐ ÓÑ ØÖÝ Ò × Ö Ø Å Ø Ñ Ø × Ø Î ØÓÖ ÃÐ ×Ø× Ö Ø̧ ÚÓÐ ÙÑ Ó ÁÅ Ë Ë Öo × Ö Ø Å Ø o Ì ÓÖ Øo ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 1⁄2̧ Ô × ¿ ß 1⁄21⁄2o à Р3⁄4 o à Рo ÍÔÔ Ö ÓÙÒ × ÓÖ Ø Ñ Ø Ö Ò Ø Ó Ö Ô × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ Ö o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ ¿ ¿ß¿ 3⁄4̧ 1⁄2 3⁄4o à Рo à Рo ËÓÑ ×Ô Ø× Ò Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ø ÓÖÝ Ó ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝØÓÔ ×o ÁÒ ÅËÏ ̧ Ô × 3⁄41⁄4 ß3⁄4¿1⁄4o ÃÃÅ1⁄41⁄4 o à Р̧ È o ÃÐ Ò× Ñ Ø̧ Ò o Å × Ò Öo Ð ÒÙÑ Ö× Ò Ä Ì ÇÇÄo ÁÒ Ã 1⁄41⁄4 ̧ Ô × ß1⁄21⁄4¿o Ãà 3⁄4 o Ã Ð Ò oÂo ÃÐ ØÑ Òo ÕÙ × 1Ô ÓÐÝ ÒÓÑ Ð ÓÙÒ ÓÖ Ø Ñ Ø Ö Ó Ö Ô × Ó ÔÓÐÝ Ö o ÙÐ Ðo Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 3⁄4 ¿1⁄2 ß¿1⁄2 ̧ 1⁄2 3⁄4o à 1⁄41⁄4 o Ã Ð Ò oÅo Ð Ö̧ ØÓÖ×o ÈÓ ÐÝØ ÓÔ × ÓÑ Ò ØÓÖ × Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ̧ ÚÓÐ ÙÑ 3⁄4 Ó ÅÎ Ë Ñ Ò Ö×o Ö Ù× Ö̧ × Ð̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o Ã Ó o o à ÓÚ Ò× o ÀÝÔ ÖÔÐ Ò × Ø ÓÒ× Ó Ô ÓÐÝ Ö ̧ ØÓÖ Ú Ö Ø × Ò × Ö Ø ÖÓÙ Ô× Ò ÄÓ Ú× ×Ô o ÙÒ Ø× ÓÒ Ðo Ò Ðo ÈÖ ÐÓÞ Òo̧ 3⁄41⁄4 1⁄4ß 1⁄2̧ ̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 474
ÔØ Ö 3⁄41⁄4 ÈÓÐ ÝØÓÔ × Ð ØÓ Ò× Ò Ô Ø × ÃÐ Îo ÃÐ o Ô ÖÓÔ ÖØÝ Ó 1Ô ÓÐÝ Ö Ð Ö Ô ×o Âo Å Ø o Å o̧ 1⁄2¿ 1⁄21⁄4¿ ß1⁄21⁄4 3⁄4̧ 1⁄2 o Ãà Îo ÃÐ Ò È o ÃÐ Ò× Ñ Øo Ì 1ר Ô ÓÒ ØÙÖ Ò Ø× Ö Ð Ø Ú ×o Å Ø o ÇÔ Öo Ê ×o̧ 1⁄23⁄4 1⁄2 ß ̧ 1⁄2 o Ãà Îo ÃÐ Ò È oÃ Ð Ò × Ñ Øo ÈÓÐÝ Ö Ð ÓÑÔ Ð Ü × Ò Ø Ö Ö Ð Ø Ú ×o ÁÒ Êo Ö Ņ̃ Åo ÖÓØ× Ð̧ Ò Äo ÄÓÚ ×Þ̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ Ô × ß 1⁄2 o ÆÓÖØ 1ÀÓÐ Ð Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o ÃÅ 3⁄4 Îo ÃÐ Ò oÂo Å ÒØÝo ÀÓÛ ÓÓ × Ø × ÑÔÐ Ü Ð ÓÖ Ø Ñ ÁÒ Ço Ë × ̧ ØÓÖ̧ ÁÒ ÕÙ Ð Ø Ø ×̧ ÁÁÁ̧ Ô × 1⁄2 ß1⁄2 o Ñ ÈÖ ××̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 3⁄4o ÃÏ Îo ÃÐ Ò oÏo Ï Ð ÙÔo Ì 1ר Ô ÓÒ ØÙÖ ÓÖ Ô ÓÐÝ Ö Ó Ñ Ò× ÓÒ o Ø Å Ø o̧ 1⁄21⁄2 ¿ß ̧ 1⁄2 o ÃÇ 3⁄4 È o ÃÐ Ò× Ñ Ø Ò Ëo ÇÒÒ o ÇÒ Ø Ñ Ø Ö Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o × Ö Ø Å Ø o̧ 1⁄21⁄43⁄4 ß ̧ 1⁄2 3⁄4o ÃÓÖ ÍoÀo ÃÓÖØ Ò ÑÔo Ú ÖÝ × ÑÔÐ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ Û Ø Ø ÑÓר · Ú ÖØ × × ÕÙ ÓØ ÒØ Ó Ò ÓÖÐ Ý Ô ÓÐÝ ØÓÔ o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2 ß 3⁄4̧ 1⁄2 o ÃÓØ o ÃÓØÞ o ÓÒØÖ ÙØ ÓÒ ØÓ Ø Ø ÓÖÝ Ó ÙÐ Ö Ò ÔÓÐÝ Ö o Å Øo1 ÝÞo ×ÓÔ ×o ËÐÓ Ú Ò× o o Î ̧ 1⁄21⁄41⁄2ß1⁄21⁄2¿̧ 1⁄2 o ÃÙ Ö3⁄43⁄4 o ÃÙÖ ØÓÛ × o ËÙÖ Ð 3ÓÔ Ö Ø ÓÒ Ð3 Ò ÐÝ× × × ØÙ ×o ÙÒ o Å Ø o ¿ 1⁄2 3⁄4ß1⁄2 ̧ 1⁄2 3⁄43⁄4o Ä Ö 1⁄4 o o Ä ÖÑ Òo È Ø × ÓÒ Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o ÈÖÓ o ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o̧ 3⁄41⁄4 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄4o ÄÅ 1⁄4 o o Ä ÖÑ Ò Ò È o Å Ò o ÇÒ Ø Ü ×Ø Ò Ó ÖØ Ò ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Û Ø Ò Ö Ô × Ò Ø 1⁄21× Ð ØÓÒ × Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ÈÖÓ o ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o̧ 3⁄41⁄4 1⁄2 ß1⁄2 1⁄4̧ 1⁄2 1⁄4o ÄÊ 1⁄4 o o Ä ÖÑ Ò Ò o o ÊÓ Ö×o È Ø × Ò Ø ÓÒ 1× Ð ØÓÒ Ó ÓÒÚ Ü Ó Ý o Å Ø 1 Ñ Ø ̧ 1⁄2 3⁄4 ¿ß¿1⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄4o ÄÊ 1⁄2 o o Ä ÖÑ Ò Ò o o ÊÓ Ö×o ÁÒ Ö × Ò Ô Ø × ÓÒ Ø ÓÒ 1× Ð ØÓÒ Ó ÓÒÚ Ü Ó Ý Ò Ø Ö Ø ÓÒ× Ó Ð Ò × Ñ ÒØ× ÓÒ Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó ÓÒÚ Ü Ó Ýo ÈÖÓ o ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o̧ 3⁄4¿ ¿ß ̧ 1⁄2 1⁄2o Ä 1⁄2 Ïo oÊo Ä ÓÖ × o ÍÒ× ÐÐ Ð ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó ×Ô Ö ×o Ù ÖÓÔ Ò Âo ÓÑ Òo̧ 1⁄23⁄4 3⁄4 ß ¿1⁄4̧ 1⁄2 1⁄2o Ä Ì Êo Âo Ä ÔØÓÒ Ò Êo o Ì Ö Òo × Ô Ö ØÓÖ Ø ÓÖ Ñ ÓÖ ÔÐ Ò Ö Ö Ô ×o ËÁ Å Âo ÔÔÐ Å Ø o̧ ¿ 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Å Å È o Å ÅÙÐ Ð Òo ÓÒרÖÙ Ø ÓÒ× ÓÖ ÔÖÓ Ø Ú ÐÝ ÙÒ ÕÙ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o × Ö Ø Å Ø o̧ 1⁄2 ¿ ß ¿ ̧ 1⁄2 o ÅÃÃ1⁄41⁄4 o Å × Ò Ö̧ È oÃ Ð Ò × Ñ Ø̧ Ò o à Рo Ì Ö Ø ÓÖ Ñ×̧ Û Ø ÓÑÔÙØ Ö1 ÔÖÓ Ó ×̧ ÓÒ Ø Ö 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ò Õ ÙÓØ ÒØ× Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄4 1⁄2¿ß 3⁄41⁄4̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o Ì Ö Ò Ó Ö ÙÒ ÙÑ ÖØ Ý ××Ù ́ o Ã Ð Ò Îo ÃÐ ̧ ×o μo ÅÆ1⁄4¿ Âo Å Ð ÓÖ Ò Ío Æ Ðo Ê Ù Ö Ø Ñ Ø ÐÐÝ ÓÖ Òר Ò × Ñ × Ò × ÑÔÐ Ð Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Û Ø Ñ Ü Ñ Ð ØØ ÒÙÑ Ö×o Úo Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄4 1⁄2ß ¿̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o ÅÃ1⁄41⁄4 Âo Å Ð × Ò Ò Îo ÃÐ o ÓÒÚ Ü Ò Ð Ò Ö ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ× Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ Ð Ö Ô ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 3⁄4 3⁄41⁄2ß ¿ ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o Ì Ö Ò Ó Ö ÙÒ ÙÑ ÖØ Ý ××Ù ́ o Ã Ð Ò Îo ÃÐ ̧ ×o μo Å Ð oÄo Å ÐÐ Öo Ò Ò ×Ñ ÐÐ × ÑÔÐ Ý Ð × Ô Ö ØÓÖ× ÓÖ 3⁄41 ÓÒÒ Ø ÔÐ Ò Ö Ö Ô ×o Âo ÓÑÔÙØo ËÝר Ñ Ë o̧ ¿3⁄4 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o ÅÌ ÌÎ oÄo Å ÐÐ Ö̧ Ëo1Ào Ì Ò ̧ Ïo Ì ÙÖרÓÒ ̧ Ò Ëo o Î Ú × ×o Ë Ô Ö ØÓÖ× ÓÖ ×Ô Ö 1 Ô Ò × Ò Ò Ö ×Ø Ò ÓÖ Ö Ô ×o Âo Å̧ 1⁄2ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o ÅÓØ Ìo Ëo ÅÓØÞ Òo Ì Ú ÒÒ ×× Ó Ø ÒÙÑ Ö Ó × Ó ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝ ÖÓÒ o ÈÖÓ o Æ Øo o Ë o ÍoË o o̧ 3⁄4 ß ̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 475
o Ã Ð Æ o Æ o Ì À Ö× ÓÒ ØÙÖ × ØÖÙ ÓÖ ́1⁄4 1⁄2μ1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o Å Ø o ÈÖÓ Ö ÑÑ Ò ̧ 1⁄21⁄4 ß1⁄21⁄21⁄4̧ 1⁄2 o Æ ÎoÎo Æ ÙÐ Òo × Ö Ø Ö ­ Ø ÓÒ ÖÓÙ Ô× Ò ÄÓ Ú× Ý ×Ô × Ò Ð Ö ×ÙÖ ×o ÁÒ ÚÓÐÙÑ 1⁄2 Ó ÈÖÓ o ÁÒØ ÖÒ Øo ÓÒ o Å Ø o̧ Ö Ð Ý̧ 1⁄2 ̧ Ô × ß 1⁄2o È Âo È Ò È oÃo ÖÛ Ðo ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÑ Ø ÖÝo Ï Ð Ý1ÁÒØ Ö× Ò ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o ÈË Åo o È ÖÐ × Ò o o Ë Ô Ö o Ø× Ò ÒÓÒ Ø× Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o Ø Å Ø o̧ 1⁄21⁄2 1⁄21⁄2¿ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o È 1⁄43⁄4 Âo È ­ o Ï ÓÖ Ò ÔÖÓ Ö ××o ÌÍ ÖÐ Ò̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o È 1⁄4 Âo Ëo ÈÖÓÚ Ò Ò Äo Âo ÐÐ Ö o ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ× Ó × ÑÔÐ Ð ÓÑÔ Ð Ü × Ö Ð Ø ØÓ Ñ1 Ø Ö× Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ Ö o Å Ø o ÇÔ Öo Ê ×o̧ ß ̧ 1⁄2 1⁄4o ÊËËÌ Æo ÊÓ ÖØ×ÓÒ̧ o Ë Ò Ö×̧ È o Ë ÝÑÓÙÖ̧ Ò Êo Ì ÓÑ ×o Ì ÓÙ Ö1 ÓÐÓÙ Ö Ø ÓÖ Ño Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 1⁄4 3⁄4ß ̧ 1⁄2 o Ë o Ë ÙÐØ o Ì Ü ×Ø Ò Ó ÒÓÒØ Ð × Ò ÒÓÒ Ø× Ò Ø Ö Ñ Ò× ÓÒ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ ¿ ß 1⁄2̧ 1⁄2 o Ë o Ë Ù ÐÞo ÈÓÐ Ý Ö Ð Ñ Ò ÓÐ × ÓÒ Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o ÁÒ Åo Áo ËØÓ ̧ ØÓÖ̧ Öר ÁÒØ ÖÒ Ø ÓÒ Ð ÓÒ Ö Ò Ó ÒË Ø Ó ×Ø ÓÑ Ø ÖÝ̧ ÓÒÚ Ü Ó × Ò ÑÔ Ö Ð Å ×ÙÖ × ́È Ð ÖÑ Ó̧ 1⁄2 ¿μo Ê Ò o Ö o Å Øo È Ð ÖÑÓ ́3⁄4μ ËÙ ÔÔ Ðo̧ ¿ 3⁄4 1⁄2ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o Ë Ì1⁄41⁄2 o o ËÔ ÐÑ Ò Ò Ë o1Ào Ì Ò o ËÑÓÓØ Ò ÐÝ× × Ó Ð ÓÖ Ø Ñ× Û Ý Ø × ÑÔÐ Ü Ð ÓÖ Ø Ñ Ù×Ù ÐÐÝ Ø × Ô ÓÐÝ ÒÓÑ Ð Ø Ñ o ÁÒ ÈÖÓ o ¿¿Ö ÒÒ Ùo Å ËÝ ÑÔÓ× o Ì ÓÖÝ ÓÑÔÙØo̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2̧ Ô × 3⁄4 ß¿1⁄4 o ËØ 3⁄43⁄4 o ËØ Ò ØÞo ÈÓÐ Ý Ö ÙÒ Ê ÙÑ ÒØ ÐÙÒ Òo ÁÒ Ïo o Å Ý Ö Ò Ào ÅÓ ÖÑ ÒÒ̧ ØÓÖ×̧ Ò Ý ÐÓÔ Ö Ñ Ø Ñ Ø × Ò Ï ×× Ò× Ø Ò̧ Ö ØØ Ö Ò ÓÑ ØÖ ̧ ÁÁÁo1⁄2o3⁄4o̧ À Ø ̧ Ã Ô Ø Ð ÁÁÁ 1⁄23⁄4̧ Ô × 1⁄2ß1⁄2¿ o Ì Ù Ò Ö̧ Ä ÔÞ ̧ 1⁄2 3⁄43⁄4o ËÊ¿ o ËØ Ò ØÞ Ò Ào Ê Ñ Öo ÎÓÖÐ ×ÙÒ Ò Ù Ö Ì ÓÖ Ö ÈÓ ÐÝ Öo ËÔÖ Ò Ö1 Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 ¿ Ö ÔÖ ÒØ̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o Ì Ó 1⁄2 o Ì ÓÑ ×× Òo ÃÙÖ ØÓÛ× 3× Ø ÓÖ Ño Âo Ö Ô Ì ÓÖÝ ̧ 3⁄43⁄4 ß3⁄4 1⁄2̧ 1⁄2 1⁄2o ÌÙØ Ïo Ìo Ì ÙØØ o Ø ÓÖ Ñ ÓÒ ÔÐ Ò Ö Ö Ô ×o ÌÖ Ò×o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 3⁄4 ß1⁄21⁄2 ̧ 1⁄2 o ÌÙØ 3⁄4 Ïo Ìo Ì ÙØØ o Ò ×Ù× Ó ÔÐ Ò Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ×o Ò o Âo Å Ø o̧ 1⁄2 3⁄41⁄2ß¿ ̧ 1⁄2 3⁄4o Úà ¿3⁄4 oÊo Ú Ò Ã ÑÔ Òo ÃÓÑ ÔÐ Ü Ò Ù Ð × Ò Ê ÙÑ Òo o Å Ø o Ë Ño À Ñ ÙÖ ̧ 3⁄4ß ̧ 1⁄2 ¿3⁄4o Ö Ø ÙÒ ÞÙ̧ o̧ 1⁄2 3⁄4ß1⁄2 ¿o Î Ò o o Î Ò Ö o ÀÝÔ Ö ÓÐ ÖÓÙ Ô× Ó Ö ­ Ø ÓÒ× ́Ê Ù×× Òμo Í×Ô Å Øo Æ Ù ̧ 1⁄4 3⁄4 ß ̧3⁄4 ̧ 1⁄2 o Ï Ïo Ï Ø Ð Ý o ÁÒ¬ Ò Ø × Ñ ÐÐÝ Ö ÔÓÐÝ Ö o Áo ËØ Ø × Ó Ö Ñ ÛÓÖ ×o ÌÖ Ò×o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 3⁄4 ¿1⁄2ß ̧ 1⁄2 o Ï ¿3⁄4 Ào Ï ØÒ Ýo ÆÓÒ1× Ô Ö Ð Ò ÔÐ Ò Ö Ö Ô ×o Ì Ö Ò×o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ¿ ¿¿ ß¿ 3⁄4̧ 1⁄2 ¿3⁄4o Ï Ð Ão Ï ÐÐ Ñ×ÓÒ ÀÓ o ÓÑ ÔÐ Ø ÐÝ ÙÒ ÑÓ Ð ÒÙÑ Ö Ò × Ó × ÑÔÐ Ô ÓÐ ÝØÓÔ o × Ö Ø Ô ÔÐo Å Ø o̧ 3⁄41⁄4 ß 1⁄2̧ 1⁄2 o ÏÙ Ïo 1Ìo Ï Ùo Ì ÓÖÝ Ó ÁÑ Ò ̧ ÁÑÑ Ö× ÓÒ̧ Ò Á×Ó ØÓ ÔÝ Ó ÈÓÐÝ ØÓ Ô × Ò Ù Ð Ò ×Ô o Ë Ò ÈÖ ××̧ Ò ̧ 1⁄2 o oÅo Ð Öo Ä ØÙÖ × ÓÒ ÈÓ ÐÝØ ÓÔ ×o Î ÓÐÙ Ñ 1⁄2 3⁄4 Ó Ö Ù Ø Ì ÜØ× Ò Å Ø o̧ ËÔÖ Ò Ö1 Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o oÅo Ð Öo Ë ÐÐ Ò Ô ÓÐÝ Ö Ð ¿1 ÐÐ× Ò 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 476
3⁄41⁄2 ÈÇÄ À Ê Ä Å ÈË ÍÐÖ Ö Ñ Ò ÓÒ Ë ÙÐØ ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ À רÓÖ ÐÐÝ ̧ ÔÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô× ÓÒ ×ÙÖ × Ñ Ø Ö ¬Ö ר ÔÔ Ö Ò × ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝ Ö o Ì ÑÓÙ× Ã ÔÐ Ö 1ÈÓ Ò×ÓØ ́ר Öμ ÔÓÐÝ Ö Ñ Ö Ø ¬Ö ר Ó ÙÖÖ Ò Ó Ñ Ô× ÓÒ ÓÖ ÒØ Ð ×ÙÖ × Ó Ö ÒÙ× ́Ò Ñ ÐÝ μ̧ Ò ×Ø ÖØ Ø Ö Ò Ó ØÓÔ ÓÐÓ Ý Ð Ò Û Ø Ö ÙÐ Ö Ñ Ô×o ÙÖØ Ö ÑÔ ØÙ× ØÓ Ø ×Ù Ø Ñ ÖÓÑ Ø Ø ÓÖÝ Ó ÙØÓÑ ÓÖÔ ÙÒ Ø ÓÒ× Ò ÖÓÑ Ø ÓÙÖ 1 ÓÐÓÖ 1ÈÖ Ó Ð Ñ ́ ÓÜ Ø Ö Ò ÅÓ× Ö Å 1⁄4 ̧ ÖÒ ØØ Ö ¿ μo ÑÓÖ × Ýר Ñ Ø ÒÚ ×Ø Ø ÓÒ Ó Ò Ö Ð Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô× Ò ÒÓÒ ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝ Ö Ò ÓÒÐÝ ÖÓÙÒ 1⁄2 1⁄4̧ Ò Û × Ò×Ô Ö Ý ́Ø ÓÖ Ò Ð Ø ÓÒ Ó μ ÖÙÒ ÙÑ 3× ÓÓ ÓÒÚ Ü ÈÓÐÝØÓÔ × ÖÙ o Ë Ò Ø Ò̧ Ø ×Ù Ø × ÖÓÛÒ ÒØÓ Ò Ø Ú ¬ Ð Ó Ö × Ö ÓÒ Ø ÒØ Ö × Ó ÓÒÚ Ü Ò × Ö Ø ÓÑ 1 ØÖÝ ̧ Ö Ô Ø ÓÖÝ ̧ Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ØÓÔ ÓÐÓ Ý o Ì ÙÒ ÖÐÝ Ò ØÓÔÓÐÓ Ý × Ñ ÒÐÝ Ð Ñ ÒØ ÖÝ ̧ Ò Ñ ÒÝ × ÓÒ ÔØ× Ò ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ× Ö Ò×Ô Ö Ý ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ø ÓÖÝ o 3⁄41⁄2o1⁄2 ÈÇÄ À Ê Ì ×× ÐÐ Ø ÓÒ× ÓÒ ×ÙÖ × Ö Ò ØÙÖ Ð Ó Ø× Ó ×ØÙ Ý Ò ØÓÔÓÐÓ Ý Ø Ø Ò Ö Ð1 Þ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ Ö Ò ÔÐ Ò Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ×o ÓÖ Ò Ö Ð ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝ Ö ̧ ÔÓÐÝØÓÔ ×̧ Ò Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ× ̧ × ÖÙÒ ÙÑ ÖÙ ̧ ÓÜ Ø Ö ÓÜ ¿ ̧ ÖÙÒ ÙÑ Ò Ë Ô Ö Ë ̧ Ò Ð Ö ̧ ÓÖ ÔØ Ö× ¿̧ 1⁄2 ̧ 1⁄2 ̧ 1⁄2 ̧ Ò 1⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ o ÓÖ ×ÙÖÚ Ý ÓÒ ÔÓÐÝ Ö Ð Ñ Ò ÓÐ × × Ö Ñ Ò Ï ÐÐ× Ï ¿ ̧ Û Ð×Ó × Ò ÜØ Ò× Ú Ð ×Ø Ó Ö Ö Ò ×o Ì ÐÓÒ Ð ×Ø Ó ¬Ò 1 Ø ÓÒ× Ø Ø ÓÐ ÐÓÛ× ÔÐ × Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô× Ò Ø Ò Ö Ð ÓÒØ ÜØ Ó ØÓÔÓÐÓ Ð Ò ÓÑ ØÖ ÓÑÔÐ Ü ×o ÓÖ Ò ÓÙÒØ Ó 3⁄41 Ò ¿1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÓÑ ØÖ ØÓÔ ÓÐÓ Ý ̧ × ÅÓ × ÅÓ o Ä ÇËË Ê ÈÓÐÝ Ö Ð Ó ÑÔÐ Ü ¬Ò Ø × Ø Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ Ø × Ó ̧ Ò Ö Ð Ò1×Ô Ê Ò ̧ ×Ù Ø ØØ ÛÓ ÓÒ Ø ÓÒ× Ö × Ø ×¬ o Ö× Ø̧ É 3⁄4 Ò × Ó Ȩ́ Ø Ò 3⁄4 o Ë ÓÒ ̧ É 1⁄2 É 3⁄4 3⁄4 ̧ Ø Ò É 1⁄2 É 3⁄4 × Ó É 1⁄2 Ò É 3⁄4 ́ÔÓ×× ÐÝ Ø Ñ ÔØÝ μo Ì ×Ù × Ø Ë É3⁄4 É Ó Ê Ò ̧ ÕÙ ÔÔ Û Ø Ø Ò Ù ØÓÔ ÓÐÓ Ý ̧ × ÐÐ Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò ×Ô Ó o Ì Ñ Ò× ÓÒ Ñ Ó × Ø Ñ Ü ÑÙÑ Ó Ø Ñ Ò× ÓÒ× ́Ó Ø ÆÒ ÙÐÐ ×μ Ó Ø Ð Ñ ÒØ× Ò o Ï Ð×Ó ÐÐ ÔÓ ÐÝ Ö Ð 1 Ó ÑÔÐ Üo Ó Ó Ñ Ò× ÓÒ 1⁄4̧ 1⁄2̧ ÓÖ × Ú ÖØ Ü̧ Ò ̧ ÓÖ Ò 1 Ó ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o Ø Ø × Ñ Ü Ñ Ð ́Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ò ÐÙ× ÓÒμ × ÐÐ Ø Ó o ́ÁÒ ÓÙÖ ÔÔÐ Ø ÓÒ×̧ Ø Ø× Ö Ùר Ø 1 × Ó oμ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 477
Ío Ö Ñ Ò o Ë ÙÐØ ÔÓ× Ø Ì × Ø È ́ μ Ó ÐÐ × Ó ̧ Ô ÖØ ÐÐÝ ÓÖ Ö Ý Ò ÐÙ× ÓÒo × Ô ÖØ ÐÐÝ ÓÖ Ö × Ø̧ È ́ μ × Ö Ò Ð ØØ o ́ ÓÑ ØÖ μ × ÑÔÐ Ð Ó ÑÔÐ Ü ÔÓÐÝ Ö Ð ÓÑ ÔÐ Ü ÐÐ Ó Û Ó× ÒÓÒ Ñ ÔØÝ × Ö × ÑÔÐ ×o Ò ×ØÖ Ø × ÑÔÐ Ð Ó ÑÔÐ Ü ¡ × ÑÐ ÝÓ × Ù ×Ø × Ó ¬Ò Ø × Ø Î ̧ Ø Ú ÖØ Ü × Ø Ó ¡̧ ×Ù Ø Ø Ü 3⁄4¡ ÓÖ ÐÐ Ü 3⁄4 Î ̧ Ò ×Ù Ø Ø 3⁄4 ¡ ÑÔÐ × 3⁄4 ¡o ×ØÖ Ø × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü ¡ × ×ÓÑÓÖÔ ́ × ÔÓ× Ø ÓÖ Ö Ý Ò ÐÙ× ÓÒμ ØÓ Ø ÔÓ× Ø Ó ÓÑ ØÖ × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü o ÇÒ ×Ù Ò ×ÓÑ ÓÖÔ ×Ñ × ¬Ü ̧ Û ×Ø ¡ ̧ Ò Ø Ø ÖÑ ÒÓÐÓ Ý ÒØÖ Ó Ù ÓÖ ÖÖ × ÓÚ Ö ØÓ ¡o ́ÇÒ Ó Ø Ò ÓÑ Ø× Ø ÕÙ Ð ¬ Ø ÓÒ× ÓÑ ØÖ ÓÖ ×ØÖ Øo μ Ä Ò Ì Ð Ò Ó Ú ÖØ Ü Ü Ò × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü × Ø ×Ù ÓÑ ÔÐ Ü ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ø × Ø Ø Ó ÒÓØ ÓÒØ Ò Ü Ó ÐÐ Ø × Ó ÓÒØ Ò Ò Üo ÈÓÐÝ Ö ÓÒ ×Ù × Ø È Ó Ê Ò ×Ù Ø ØÈ ÓÖ ×ÓÑ Ô ÓÐÝ Ö Ð ÓÑ ÔÐ Ü o ÁÒ Ò Ö Ð̧ Ú Ò È ̧ Ø Ö × ÒÓ ÒÓÒ Ð Û Ý ØÓ ××Ó Ø Û Ø Ø Ø ÓÑ ÔÐ Ü o ÀÓÛ Ú Ö̧ ÓÒ × ×Ô ¬ ̧ Ø Ø ÖÑ ÒÓÐÓ Ý ÓÖ Ö Ö Ò È ́ μ × Ð×Ó ÖÖ ÓÚ Ö ØÓ È o ËÙ Ú × ÓÒ Á 1⁄2 Ò 3⁄4 Ö ÔÓÐÝ Ö Ð ÓÑÔÐ Ü ×̧ 1⁄2 × ×Ù Ú × ÓÒ Ó 3⁄4 1⁄2 3⁄4 Ò Ó 1⁄2 × ×Ù × Ø Ó Ó 3⁄4 o Á 1⁄2 × × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü̧ Ø × × × ÑÔÐ Ð ×Ù Ú × ÓÒo ÓÑ Ò ØÓÖ Ð 1Ñ Ò ÓÐ ÓÖ 1⁄2 ̧Ø × × × ÑÔÐ Ð 1⁄21 ÓÑÔÐ Ü ¡ ×Ù Ø Ø ¡ × 1⁄21×Ô Ö o ÁÒ Ù Ø Ú ÐÝ̧ 3⁄4̧ Ø × × ÑÔÐ Ð 1 ÓÑ ÔÐ Ü ¡ ×Ù Ø Ø ¡ × ØÓÔÓÐÓ Ð 1Ñ Ò ÓÐ ́Û Ø ÓÙØ ÓÙÒ ÖÝμ Ò ÚÖØ Ü Ð Ò × ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ́ 1⁄2μ1×Ô Ö ́Ø Ø ×̧ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ́ 1⁄2μ1Ñ Ò ÓÐ Û Ó× ÙÒ ÖÐÝ Ò ×Ô × ́ 1⁄2μ1× Ô Ö μo ÈÓÐÝ Ö Ð 1Ñ Ò ÓÐ ÔÓÐÝ Ö Ð 1 ÓÑÔÐ Ü Ú Ò × ÑÔÐ Ð ×Ù 1 Ú × ÓÒ Ø Ø × ÓÑ Ò ØÓÖ Ð 1Ñ Ò ÓÐ o Á 3⁄4̧ Ø × × × Ñ ÔÐÝ ÔÓÐÝ Ö Ð 3⁄41 ÓÑ ÔÐ Ü ÓÖ Û × ÓÑÔ Ø 3⁄41Ñ Ò ÓÐ ́Û Ø ÓÙØ ÓÙÒ ÖÝμo Ì Ö Ò ÙÐ Ø ÓÒ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ ́× ÑÔÐ Ð ÓÑÔÓ× Ø ÓÒμ Ó ØÓÔÓÐÓ Ð ×Ô × × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü ×Ù Ø Ø Ò Ö ÓÑ ÓÑÓÖ Ô o ÐÐ ÓÑÔ Ð Ü ¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó ØÓÔÓÐÓ Ð ÐÐ× ́ ÓÑ ÓÑÓÖ Ô Ñ × Ó Ù Ð Ò ÙÒ Ø ÐÐ ×μ Ò À Ù× ÓÖ« ×Ô ̧ Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò ×Ô Ó ̧ Û Ó× Ö Ð Ø Ú Ò Ø Ö ÓÖ× Ô ÖØ Ø ÓÒ Ò ×Ù ÛÝ Ø Ø Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó ÐÐ Ò × Ø ÙÒ ÓÒ Ó ÓØ Ö ÐÐ× Ò o Ì Ñ Ò× ÓÒ Ó × Ø Ñ Ü ÑÙÑ Ó Ø Ñ Ò× ÓÒ× Ó Ø ÐÐ× Ò o Ñ Ò ÓÖ ÐÐ ÓÑ ÔÐ Ü ̧ Ó Ò Ø ÒÙÓÙ× Ñ ÔÔ Ò ­ Ê Ò Ø Ø × ÓÑ ÓÑÓÖ Ô ×Ñ Ó ÓÒØÓ Ø× Ñ o × × ØÓ Ñ Ò Ê Ò o ÈÓÐÝ Ö Ð Ñ Ò ÓÖ ÐÐ ÓÑ ÔÐ Ü ̧ Ò Ñ Ò ­ Ø Ø Ñ Ô× ÐÐ Ò ÓÒØÓ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ o ÁÑÑ Ö× ÓÒ ÓÖ ÐÐ ÓÑ ÔÐ Ü ̧ ÓÒØ ÒÙÓÙ× Ñ ÔÔ Ò ­ Ê Ò Ø Ø × ÐÓ ÐÐÝ Ò Ø Ú ́ Ò Ø Ñ Ñ Ý Ú × Ð 1 ÒØ Ö× Ø ÓÒ×μo × × ØÓ ÑÑ Ö× Ò Ê Ò o ÈÓÐÝ Ö Ð ÑÑ Ö× ÓÒ ÓÖ ÐÐ Ó ÑÔÐ Ü ̧ Ò ÑÑ Ö× ÓÒ ­ Ø Ø Ñ Ô× ÐÐ Ò ÓÒØÓ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ o Å Ô ÓÒ ×ÙÖ Ò Ñ ¬Ò Ø Ö Ô Å ́Û Ø ÓÙØ ÐÓ ÓÔ× ÓÖ ÑÙÐ Ø ÔÐ ×μ ÓÒ ÓÑÔ Ø 3⁄41Ñ Ò ÓÐ ́×ÙÖ μ Ë ×Ù Ø ØØ ÛÓ ÓÒ Ø ÓÒ× Ö × Ø ×¬ Ì Ð Ó×ÙÖ × Ó Ø ÓÒÒ Ø ÓÑÔ ÓÒ ÒØ× Ó Ë Ò Å̧Ø × Ó Å̧ Ö ÐÓ× © 2004 by Chapman & Hall/CRC 478
ÔØ Ö 3⁄41⁄2 ÈÓÐ Ý Ö Ð Ñ Ô× 3⁄41 ÐÐ× ́ ÐÓ× ØÓÔÓÐÓ Ð × ×μ̧ Ò Ú ÖØ Ü Ó Å × Ú Ð Ò Ý Ø Ð ×Ø ¿o ́ÆÓØ Ø Ø ×ÓÑ ÙØ ÓÖ× Ù× ÖÓ Ö ¬Ò Ø ÓÒ Ó Ñ Ô× o o̧ × Å 1⁄4 oμ ÈÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô Ñ Ô Å ÓÒ Ë ×Ù Ø Ø Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ÒÝØ ÛÓ ×Ø Ò Ø × × Ø Ö Ñ ÔØÝ ̧ ÓÑÑ ÓÒ Ú ÖØ Ü̧ ÓÖ ÓÑÑ ÓÒ o ÙÖ 3⁄41⁄2o1⁄2o 1⁄2 × ÓÛ× ÔÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô ÓÒ ×ÙÖ Ó ÒÙ× ¿̧ ÒÓÛÒ × Ý 3× Ö ÙÐ Ö Ñ Ôo Ï Û ÐÐ × Ù×× Ø × Ñ Ô ÙÖØ Ö Ò Ë Ø ÓÒ× 3⁄41⁄2o Ò 3⁄41⁄2o o Ì ÝÔ Ñ Ô Å ÓÒ Ë × Ó ØÝÔ Ô Õ ÐÐ Ø× × Ö ØÓÔ ÓÐÓ Ð Ô1 ÓÒ× ×Ù Ø Ø Õ Ñ Ø Ø ÚÖØ Üo Ì ×ÝÑ ÓÐ Ô Õ × Ø Ë Ð ­ ×ÝÑ ÓÐ ÓÖ Åo Á ÍÊ 3⁄41⁄2o 1⁄2o1⁄2 Ý 3× Ö ÙÐ Ö Ñ Ô̧ Ó ØÝÔ ¿ o Î ÖØ × Û Ø Ø × Ñ Ð Ð Ö ÒØ ¬ o 3 4 7 5 2 5 11 11 2 12 11 3 10 8 10 10 10 9 12 10 4 6 12 10 11 7 8 12 10 6 1 10 9 ËÁ Ê ËÍÄ ÌË Ë ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü × Ö ÑÔÓÖØ ÒØ Ò ØÓÔ ÓÐÓ Ý ̧ ÓÑ ØÖÝ ̧ Ò ÓÑ Ò ØÓÖ ×o ×ØÖ Ø × ÑÔÐ Ð 1 ÓÑ ÔÐ Ü ¡ Û Ø Ò Ú ÖØ × × ×ÓÑ ÓÖÔ ØÓ Ø ÔÓ× Ø Ó ÓÑ ØÖ × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü Ò Ê 3⁄4 ·1⁄2 Ø Ø × Ó Ø Ò × Ø Ñ ÙÒ Ö ÔÖÓ Ø ÓÒ ́Ë Ð Ð Ö Ñ × ÔØ Ö 1⁄2 μ Ó × ÑÔÐ Ð 1×Ù ÓÑ ÔÐ Ü Ò Ø ÓÙÒ ÖÝ ÓÑ ÔÐ Ü Ó Ø Ý Ð ÓÒÚ Ü ́3⁄4 ·3⁄4μ1Ô ÓÐÝØÓÔ ́Ò 3⁄4 ·3⁄4 μ Û Ø Ò Ú ÖØ × × ÖÙ ÓÖ ÔØ Ö 1⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ o Ä Ø ÐÐ ÓÑ ÔÐ Ü Ò È ́ μ Ø ××Ó Ø ÔÓ× Ø ́ o o̧ ÓÖ Ö Ý Ò ÐÙ× ÓÒμo Ä Ø ¡́È ́ μμ ÒÓØ Ø ÓÖ Ö Ó ÑÔÐ Ü Ó È ́ μ Ø Ø ×̧ Ø × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü Û Ó× Ú ÖØ Ü × Ø × Ò Û Ó× 1 × Ö Ø 1 Ò× Ü 1⁄4 Ü 1⁄2 Ü Ò È ́ μo Ì Ò Ò ¡́È ́ μμ Ö ÓÑ ÓÑ ÓÖÔ o Ì × Ñ Ò× Ø Ø Ø ÔÓ× Ø È ́ μ ÐÖ Ý ÖÖ × ÓÑÔÐ Ø ØÓÔ ÓÐÓ Ð Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÙØ o Ë Ó ÓÖ Ï ¿ ̧ × Û ÐÐ × ÔØ Ö 1⁄2 ̧ ÓÖ ÙÖØ Ö Ò ÓÖÑ Ø ÓÒo Ô ÓÐÝ Ö Ð 1 ÓÑÔÐ Ü × 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÐÐ ÓÑ ÔÐ Üo Ì × Ø Ó Ú Ö1 Ø ×̧ ×̧ Ò × Ó Ñ Ô Å ÓÒ 3⁄41Ñ Ò ÓÐ Ë × 3⁄41 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÐÐ ÓÑÔÐ Üo ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ñ Ô Å × Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô Ò ÓÒÐÝ Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ÒÝØ ÛÓ Ð Ñ ÒØ× Ó × ÑÔØÝ ÓÖ Ò Ð Ñ ÒØÓ o Ñ Ô × Ù×Ù ÐÐÝ ÒØ ¬ Û Ø Ø× ÔÓ× Ø Ó Ú ÖØ ×̧ ×̧ Ò ×̧ ÓÖ Ö Ý Ò ÐÙ× ÓÒo Á Å × Ô Ó Ð Ý Ö ÐÑ Ô ̧Ø Ò Ø × ÔÓ× Ø × Ð ØØ Û Ò Ù Ñ ÒØ Ý Ò Ë × ×Ñ ÐÐ ×Ø Ò Ð Ö ×Ø Ð Ñ ÒØ×o Ì Ù Ð Ð ØØ ́Ó Ø Ò Ý Ö Ú Ö× Ò Ø ÓÖ Öμ Ò Ú × Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô̧ Ø Ù Ð Ñ Ô̧ ÓÒ Ø × Ñ 3⁄41Ñ Ò ÓÐ Ëo ÆÓØ Ø Ø Ò Ø ÓÒØ ÜØ Ó Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô×̧ Ø ÕÙ Ð ¬ Ø ÓÒ ÔÓÐÝ Ö Ð Ó × ÒÓØ Ñ Ò Ø Ø Ø Ò Ö Ð Þ × ÔÓÐÝ Ö Ð ÓÑÔÐ Üo ÀÓÛ Ú Ö̧ Ô ÓÐÝ Ö Ð 3⁄41Ñ Ò ÓÐ Ò ÐÛ Ý× Ö Ö × Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ôo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 479
1⁄4 Ío Ö Ñ Ò o Ë ÙÐØ Ò ÑÔÓÖØ ÒØ ÔÖÓ Ð Ñ × Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÈÊÇ Ä Å 3⁄41⁄2o1⁄2o1⁄2 Ò Ö Ð Ñ Ð ØÝ ÈÖ Ó Ð Ñ Ï Ò × Ú Ò ¬Ò Ø ÔÓ× Ø ×ÓÑÓÖ Ô ØÓ Ø ÔÓ× Ø Ó ×ÓÑ ÔÓÐ Ý Ö Ð ÓÑ1 ÔÐ Ü Ò Ú Ò ×Ô Ê Ò Ï Ò Ò ÐÐ ÓÑÔÐ Ü ÔÓÐÝ Ö ÐÐÝ Ñ ÓÖ ÔÓÐÝ Ö ÐÐÝ ÑÑ Ö× ÒÊ Ò Ì × ÕÙ ×Ø ÓÒ× Ö « Ö ÒØ ÖÓÑ Ø Ñ Ð ØÝ ÔÖÓ Ð Ñ× Ø Ø Ö ×1 Ù×× Ò Ô Û × 1Ð Ò Ö ØÓÔÓÐÓ Ý ̧ Ù× × ÑÔÐ Ð ×Ù Ú × ÓÒ× Ö Ü ÐÙ o ÓÑ ÔÐ Ø Ò×Û Ö × Ú Ð Ð ÓÒÐÝ ÓÖ Ø ÔÓ× Ø× Ó ×Ô Ö Ð Ñ Ô× ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄2o1⁄2o3⁄4 ËØ Ò ØÞ3× Ì ÓÖ Ñ ÔÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô Å ÓÒ Ø 3⁄41×Ô Ö × ×ÓÑÓÖÔ ØÓ Ø ÓÙÒ ÖÝ ÓÑÔÐ Ü Ó ÓÒÚ Ü ¿1ÔÓÐ ÝØÓÔ o ÕÙ Ú Ð Ò ØÐÝ̧ ¬Ò Ø Ö Ô × Ø Ö Ô Ó ÓÒÚ Ü ¿1 ÔÓÐÝØÓÔ Ò ÓÒ ÐÝ Ø × ÔÐ Ò Ö Ò ¿1 ÓÒÒ Ø ́ Ø × Ø Ð ×Ø Ú ÖØ × Ò Ø Ö ÑÓÚ Ð Ó ÒÝ 3⁄4 Ú ÖØ × Ð Ú × ÓÒÒ Ø ÖÔ μo Î ÖÝ Ð ØØÐ × ÒÓÛÒ ÓÙØ ÔÓÐÝ Ö Ð Ñ Ò × Ó ÓÖ ÒØ Ð ÔÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô× Ó ÔÓ× Ø Ú ÒÙ× o Ì Ö Ö ×ÓÑ Ò Ö Ð Ò ×× ÖÝ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÒ Ø ÓÒ× ÓÖ Ø Ü ×Ø Ò Ó ÔÓÐÝ Ö Ð Ñ Ò × Ò Ò1× Ô Ê Ò À 1⁄2 o Ú Ò × ÑÔÐ 1 Ð Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô Ó ÒÙ× Ø × Ò Ö ÐÐÝ Æ ÙÐØ ØÓ Û Ø Ö ÓÖ ÒÓØ Ø Ñ Ø× Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ò Ò ¿1×Ô Ê ¿ o ÓÖ ̧ Ø Ö Ö Ü Ñ1 ÔÐ × Ó × ÑÔÐ Ð Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô× Ø Ø ÒÒÓØ Ñ Ò Ê ¿ Ç1⁄41⁄4 o ÒÓÒÓÖ ÒØ Ð ÐÓ× ×ÙÖ Ò ÑÑ Ö× ÙØ ÒÓØ Ñ Ò Ê ¿ o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø ÅÓ Ù× ×ØÖ Ô Ò Ø Ö ÓÖ ÒÓÒÓÖ ÒØ Ð ×ÙÖ Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø Ò ×Ù Û Ý Ø Ø Ø Ö ×ÙÐ Ø Ò × ÑÔÐ Ð ÔÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô ÒÒÓØ Ô ÓÐÝ Ö ÐÐÝ ÑÑ Ö× Ò Ê ¿ Ö ¿ o ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Ø ØÓÖÙ× ÓÖ Ø Ö Ð ÔÖÓ Ø Ú ÔÐ Ò ÊÈ 3⁄4 Ò Ô ÓÐÝ Ö ÐÐÝ Ñ Ò Ê Ë o ÒÓØ Ö ÑÔÓÖØ ÒØØ ÝÔ Ó ÔÖÓ Ð Ñ × × ÓÖ ØÓÔÓÐÓ Ð ÔÖÓÔ ÖØ × Ó Ø ×Ô Ó ÐÐ ÔÓÐÝ Ö Ð Ñ Ò ×̧ ÓÖ Ó ÐÐ ÓÒÚ Ü 1 Ô ÓÐÝØÓÔ ×̧ Û Ø ÚÒ Ð Ø1 Ø o Ì × × Ø Ö Ð Þ Ø ÓÒ ×Ô ÓÖ Ø × Ð ØØ o Ú ÖÝ ÓÒÚ Ü ¿1ÔÓÐÝØÓÔ × Ò ÓÔ Ò ÐÐ × Ø× Ö Ð Þ Ø ÓÒ ×Ô o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø Ö Ð Þ Ø ÓÒ ×Ô × Ó ÓÒ1 Ú Ü 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò Ö ØÖ Ö ÐÝ ÓÑÔÐ Ø × Ø ÍÒ Ú Ö× Ð ØÝ Ì ÓÖ Ñ Ý Ê Ø Ö1 ÖØ Ê Ò ÔØ Ö 1⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ o ÓÖ ÙÖØ Ö Ñ Ð ØÝ Ö × ÙÐØ× Ò Ö Ñ Ò× ÓÒ× ̧ × Û ÐÐ × ÓÖ × Ù×1 × ÓÒ Ó ×ÓÑ Ö Ð Ø ÔÖÓ Ð Ñ× ×Ù × Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ð ØÝ ÔÖÓ Ð Ñ× Ò × ÓØÓÔÝ ÔÖÓ 1 Ð Ñ×̧ × ̧ ÄË · ̧ Ï ¿ o ÓÖ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÔÔÖ Ó Ø ÓØ Ñ 1 Ð ØÝ ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ø ÖÑ× Ó ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ×̧ × Ó ÓÛ× Ò ËØÙÖ Ñ Ð× Ë ̧ × Û ÐÐ × ÔØ Ö Ó Ø × À Ò ÓÓ o Ï × ÐÐ Ö Ú × Ø Ø Ñ Ð ØÝ ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ë Ø ÓÒ× 3⁄41⁄2o 3⁄4 Ò 3⁄41⁄2o ÓÖ ÒØ Ö ×Ø Ò ×Ô Ð Ð ×× × Ó Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô×o Å ÒÝ Ò Ø Ö ×Ø Ò Ñ Ô× Å ÓÒ ÓÑÔ Ø ×ÙÖ × Ë Ú Ë Ð ­ ×ÝÑ ÓÐ Ô Õ ÓÖ Ü ÑÔÐ ×̧ × Ë Ø ÓÒ 3⁄41⁄2o o Ì × Ñ Ô× Ò Ø Ò Ó Ø Ò ÖÓÑ Ø Ö ÙÐ Ö Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ Ô Õ Ó Ø 3⁄41× Ô Ö ̧ Ø Ù Ð Ò ÔÐ Ò ̧ ÓÖ Ø ÝÔ Ö ÓÐ ÔÐ Ò Ý Ñ Ò ÒØ ¬ Ø ÓÒ× o Ì Ö Ú ÐÐÝ ̧ Õ 1⁄4 3⁄4 1⁄2 Ô 3⁄4 o Ð ×Ó̧ Ø ÙÐ Ö Ö Ø Ö ×Ø Ó Ë × Ò Ø Ú Ò Ñ ÒÓØ × Ø ÒÙÑ Ö Ó ­ × ́ Ò ÒØ ØÖ ÔÐ × ÓÒ× ×Ø Ò Ó ÚÖØ Ü̧ Ò ̧ Ò μ Ó Å̧Ø Ò 1⁄4 1⁄2 · 3⁄4 Ñ 3⁄4 ́ 1⁄2 Õ 1⁄2 3⁄4 · 1⁄2 Ô μ Ñ ́3⁄41⁄2o 1⁄2o1⁄2μ Ò ÕÙ Ð ØÝ ÓÐ × ÓÒ Ø Ö Ø1 Ò × Ò ÓÒÐ Ý Å × Ó ØÝÔ ¿ ÓÖ ¿ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 480
ÔØ Ö 3⁄41⁄2 ÈÓÐ Ý Ö Ð Ñ Ô× 1⁄2 3⁄41⁄2o3⁄4 ÌÊ Å Ä ÈÊÇÈ ÊÌÁ Ë Ì Ö × Ò ØÙÖ Ð ÒØ Ö ×Ø Ò Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô× Ò Ô ÓÐÝ Ö ¬Ò Ý ÖØ Ò Ñ Ò1 Ñ Ð ØÝ ÔÖÓÔ ÖØ ×o ÓÖ Ö Ð Ø ÓÒ× Û Ø Ø Ñ ÓÙ× Å Ô ÓÐ ÓÖ Ì ÓÖ Ņ̃ Û Ú× Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙ× Ó ×ÙÖ ÓÒ Û Ø ÓÑ ÔÐ Ø Ö Ô Ã Ò Ò Ñ ̧ × Ê Ò Ð Ê Ò Ò ÖÒ ØØ Ö ¿ o Ë Ð×Ó Ö Ñ Ò Ï ÐÐ× Ï ¿ o Ä ÇËË Ê 1Ú ØÓÖ ÓÖ Ñ Ô Å̧Ø Ú ØÓÖ ́Åμ ́ 1⁄4 1⁄2 3⁄4 μ̧ Û Ö 1⁄4 1⁄2 3⁄4 Ö Ø ÒÙÑ Ö× Ó Ú ÖØ ×̧ ×̧ Ò × Ó Å̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o Ï ÐÝ Ò Ó ÖÐÝ ÔÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô × Û ÐÝ Ò ÓÖÐÝ ́ ÛÒÔ Ñ Ôμ ÒÝØ ÛÓÚ ÖØ × Ð Ò ÓÑÑ ÓÒ o Æ Ó ÖÐÝ Ñ Ô × Ò ÓÖÐÝ ÒÝØ ÛÓÚ ÖØ × Ö Ó Ò Ý Ò o ÆÓÒ ÓÒÚ Ü Ú ÖØ Ü Ú ÖØ Ü Ü Ó Ô ÓÐÝ Ö Ð 3⁄41Ñ Ò ÓÐ Å Ò Ê ¿ × ÓÒÚ Ü Ú ÖØ Ü Ø Ð ×Ø ÓÒ Ó Ø ØÛÓ ÓÑÔÓÒ ÒØ× ÒØÓ Û Å Ú × ×Ñ ÐÐ ÓÒÚ Ü Ò ÓÖ ÓÓ Ó Ü Ò Ê ¿ × ÓÒÚ Ü ÓØ ÖÛ × ̧ Ü × ÒÓÒ ÓÒÚ Üo Ì Ø ÔÓÐ Ý Ö Ð 3⁄41Ñ Ò ÓÐ Ô ÓÐÝ Ö Ð 3⁄41Ñ Ò ÓÐ Å Ñ Ò Ê ¿ ×Ù Ø Ø Ú ÖÝ ÝÔ ÖÔÐ Ò ×ØÖ ØÐÝ × ÙÔÔ ÓÖØ Ò Å ÐÓ ÐÐÝ Ø ÔÓ ÒØ × ÙÔÔ ÓÖØ× Å ÐÓ ÐÐÝ o ËÁ Ê ËÍÄ ÌË ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄2o3⁄4o1⁄2 Ä Ø Å Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô Ó ÙÐ Ö Ö Ø Ö ×Ø Û Ø 1Ú ØÓÖ ́ 1⁄4 1⁄2 3⁄4 μo Ì Ò 1⁄4 ́ · Ô 3⁄4 μ 3⁄4 ́3⁄41⁄2o 3⁄4o1⁄2μ À Ö ̧ Ø ÒÓØ × Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø ÒØ Ö Ö Ø Ö Ø Ò ÓÖ ÕÙ Ð ØÓ Øo Ì × ÐÓÛ Ö ÓÙÒ × ÒÓÛÒ × Ø À ÛÓÓ ÓÙÒ Ò × Ò ×Ý ÓÒ× ÕÙ Ò Ó ÙÐ Ö3× ÓÖÑÙÐ 1⁄4 1⁄2 · 3⁄4 ́ 3⁄4 3⁄4 Å × ÓÖ ÒØ Ð Ó ÒÙ× μo ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄2o3⁄4o3⁄4 Ü ÔØ ÓÖ Ø Ò ÓÒÓÖ ÒØ Ð 3⁄41Ñ Ò ÓÐ × Û Ø 1⁄4 ́ÃÐ Ò ÓØØÐ μ ÓÖ 1⁄2 Ò Ø ÓÖ ÒØ Ð 3⁄41Ñ Ò ÓÐ Ó ÒÙ× 3⁄4́ 3⁄4μ̧ 3⁄41Ñ Ò ÓÐ Ñ Ø× ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ ÓÖ Û Ø ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ́3⁄41⁄2o3⁄4o 1⁄2μ × ØØ Ò o Ì × × ÐÓ× ÐÝ Ö Ð Ø ØÓ Ø Å Ô ÓÐ ÓÖ Ì ÓÖ Ño Ì × Ñ ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ́3⁄41⁄2o 3⁄4o1⁄2μ ÓÐ × ÓÖ Ø ÒÙÑ Ö 3⁄4 Ó × Ó Å̧ × Ò Ø Ù Ð Ó Å × Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô Û Ø Ø × Ñ ÙÐ Ö Ö Ø Ö ×Ø Ò Û Ø 1Ú ØÓÖ ́ 3⁄4 1⁄2 1⁄4 μo Ì Ü Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÓÖ Ø ÒÙÑ Ö 1⁄2 Ó × Ó Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô × ÒÓÛÒ ÓÖ ÓÒÐ Ý ×ÓÑ Ñ Ò ÓÐ ×o Ä Ø · ́ μ ÓÖ ́ μ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ ̧ ÒÓØ Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø ÒÙÑ Ö 1⁄2 ×Ù Ø Ø Ø Ö × Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô Û Ø 1⁄2 × ÓÒ Ø ÓÖ ÒØ Ð 3⁄41 Ñ Ò ÓÐ ̧ ÓÖ ÓÒ Ø ÒÓÒÓÖ ÒØ Ð 3⁄41Ñ Ò ÓÐ ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ ̧Ó Ù Ð Ö Ö Ø Ö ×Ø o Ì ÒÓÛ Ò Ú ÐÙ × Ó · ́ μ Ò ́ μ Ö Ð ×Ø Ò Ì Ð 3⁄41⁄2o3⁄4o 1⁄2 ÙÒ × × © 2004 by Chapman & Hall/CRC 481
3⁄4 Ío Ö Ñ Ò o Ë ÙÐØ Ö Ð Ø Ð Ò o Ì ÔÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô× Ø Ø ØØ Ò Ø Ñ Ò Ñ Ð Ú ÐÙ × · ́3⁄4μ̧ · ́ μ̧ ́1⁄4μ̧ Ò ́ μ Ö ÙÒ ÕÙ ÐÝ Ø ÖÑ Ò o Ì Ä 3⁄41⁄2o3⁄4o1⁄2 Ì ÒÓÛ Ò Ú ÐÙ × Ó · ́ μ Ò ́ μo 3⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄2 3⁄4 ¿ 3⁄4 · ́ μ 1⁄2 3⁄4 ¿¿ ¿ 1⁄4 ́ μ 1⁄2 1⁄2 3⁄4¿ 3⁄4 ¿1⁄4 ¿¿ ¿ ¿ 1⁄4 3⁄4 Á ÍÊ 3⁄41⁄2o 3⁄4o1⁄2 × Ð 1 Ù Ð ÔÓ ÐÝ Ö Ð Ñ Ô ÓÒ ÊÈ 3⁄4 Û Ø Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö ́1⁄2 μ Ó ×o ÓÖ Ñ Ô ÓÒ ÊÈ 3⁄4 Û Ø 1⁄2 ×̧ × ÙÖ 3⁄41⁄2o 3⁄4o1⁄2o ÓÖ Ø ÙÒ ÕÙ Ô ÓÐÝ 1 Ö Ð Ñ Ô Û Ø 1⁄4 × ÓÒ Ø ÓÖ ÒØ Ð 3⁄41Ñ Ò ÓÐ Ó ÒÙ× ́ μ̧ × ÙÖ 3⁄41⁄2o3⁄4o 3⁄4 ́ Ò Ö 1⁄4 μo Ì × Ñ Ô × Û ÐÝ Ò ÓÖÐÝ Ò × Ð 1 Ù Ð̧ Ò × Ý Ð Ö ÓÙÔ Ó ÙØÓÑ ÓÖÔ ×Ñ× Ø Ò Ö ÙÐ ÖÐÝ ÓÒ Ø × Ø Ó Ú ÖØ × Ò ÓÒ Ø × Ø Ó ×o Å Ô× Û Ø Ø Ð ØØ Ö ÔÖ ÓÔ ÖØÝ Ö ÙÖÖ ÒØÐÝ Ò ÒÚ ×Ø Ø × Ýר Ñ Ø ÐÐÝ o Á ÍÊ 3⁄41⁄2o 3⁄4o3⁄4 Ì ÙÒ ÕÙ ÔÓ ÐÝ Ö Ð Ñ Ô Ó ÒÙ× Û Ø Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö ́ 1⁄4μ Ó ×o 13 13 15 8 2 5 11 11 12 9 9 6 66 6 7 4 4 4 14 0 10 7 7 10 10 14 13 12 15 11 12 15 13 12 10 14 11 15 12 10 12 11 14 7 7 14 3 3 3 3 9 9 8 4 5 2 1 1 0 6 Ò Ö Ð ÓÙÒ ÓÖ Ø ÒÙÑ Ö 1⁄2 Ó × × Ú Ò Ý ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄2o3⁄4o¿ Ö 1⁄4 1⁄2 · Ñ Ò Ý 3⁄4 Æ Ý́ Ô 3⁄4Ý μ Ò Ý Û Ö Æ × Ø × Ø Ó Ò ØÙÖ Ð ÒÙÑ Ö×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 482
ÔØ Ö 3⁄41⁄2 ÈÓÐ Ý Ö Ð Ñ Ô× ¿ Á Å × Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô ÓÒ ×ÙÖ Ȩ̈ Ø Ò Ò Û Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô Å 1⁄4 ÓÒ Ë Ò Ó Ø Ò ÖÓÑ Å Ý Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ÓÔ Ö Ø ÓÒ̧ ÐÐ ×ÔÐ ØØ Ò o Ò Û ÜÝ × ÖÓ× × Ó Å̧ Û Ö Ü Ò Ý Ö ÔÓ ÒØ× ÓÒ × Ó Å Ø Ø Ö ÒÓØ ÓÒØ Ò Ò ÓÑÑ ÓÒ o Ì Ò Û Ú ÖØ × Ü Ò Ý Ó Å 1⁄4 Ñ Ý Ú ÖØ × Ó Å̧ ÓÖ ÓÒ ÓÖ ÓØ Ñ Ý Ö Ð Ø Ú ÒØ Ö ÓÖ ÔÓ ÒØ× Ó × Ó Åo Ì Ù Ð ÓÔ Ö Ø ÓÒ × ÐÐ Ú ÖØ Ü ×ÔÐ ØØ Ò o ÇÒ Ø ×Ô Ö Ë 3⁄4 ̧ Ø ́ ÓÙÒ ÖÝ ÓÑÔÐ Ü Ó Ø μ Ø ØÖ ÖÓÒ × Ø ÓÒÐ Ý Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô Ø Ø × Ñ Ò Ñ Ð Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ ×ÔÐ ØØ Ò o ÇÒ Ø Ö Ð ÔÖÓ Ø Ú ÔÐ Ò ÊÈ 3⁄4 ̧ Ø Ö Ö Ü ØÐÝ 1⁄2 ÔÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô× Ø Ø Ö Ñ Ò Ñ Ð Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ ×ÔÐ ØØ Ò Ö 1⁄2 ̧ Ò Ü ØÐÝ Ø Ø Ö Ñ Ò Ñ Ð Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ ÓØ ×ÔÐ ØØ Ò Ò Ú ÖØ Ü ×ÔÐ ØØ Ò o Ì × Ö Ü ØÐÝ Ø Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô× ÓÒ ÊÈ 3⁄4 Û Ø 1⁄2 ×̧ Û ×Ø ÑÒÑ ÙÑ ÒÙÑ Ö Ó × ÓÖ ÊÈ 3⁄4 o ÓÖ Ò Ü ÑÔÐ ̧ × ÙÖ 3⁄41⁄2o3⁄4o 1⁄2o ÓÖ Ò ÓÖÐ Ý ÔÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô× Û Ð ÛÝ× Ú ÕÙ Ð ØÝ Ò ́3⁄41⁄2o 3⁄4o1⁄2μo Ï ÐÝ Ò ÓÖ ÐÝ Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô× ́ ÛÒÔ Ñ Ô×μ Ö Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ò ÓÖÐ Ý Ô ÓÐÝ1 Ö Ð Ñ Ô×o ÇÒ Ø 3⁄41× Ô Ö ̧ Ø ÓÒÐÝ ÛÒÔ Ñ Ô× Ö Ø ́ ÓÙÒ ÖÝ ÓÑÔÐ Ü × Ó Ø μ ÔÝÖ Ñ × Ò Ø ØÖ Ò ÙÐ Ö ÔÖ ×Ño Ú ÖÝ ÓØ Ö 3⁄41Ñ Ò ÓÐ Ñ Ø× ÓÒÐ Ý ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ Ó Ñ Ò ØÓÖ ÐÐÝ ×Ø Ò Ø ÛÒÔ Ñ Ô×o ÅÓÖ ÓÚ Ö̧ Ð Ñ ×ÙÔ 1⁄2 Î Ñ Ü ́ μ ¡ 3⁄4 3⁄4 ¿ 1⁄2 Û Ö Î Ñ Ü ́ μ ÒÓØ × Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ × Ó ÛÒÔ Ñ Ô Ó ÙÐ Ö Ö Ø Ö ×Ø × ̧ Û Ð×Ó × Ù×× × ÙÖØ Ö ÕÙ Ð Ø × Ò Ò ÕÙ Ð Ø × ÓÖ Ò Ö Ð ÔÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô×o ÓÖ × Ú Ö Ð 3⁄41Ñ Ò ÓÐ ×̧ ÐÐ ÛÒÔ Ñ Ô× Ú Ò Ø ÖÑ Ò o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÓÒ Ø ØÓÖÙ× Ø Ö Ö Ü ØÐÝ ¬Ú ÛÒÔ Ñ Ô×̧ Ò Ø Ö Ó Ø Ñ Ö ÓÑ ØÖ ÐÐÝ Ö Ð Þ Ð × ÔÓÐÝ Ö Ò Ê ¿ o ÁÒ ×ÓÑ Òר Ò ×̧ Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ́3⁄41⁄2o3⁄4o1⁄2μ Ò Ð×Ó ØØ Ò ÓÑ ØÖ ÐÐÝ Ý ́Ò ×× Ö ÐÝ ÓÖ ÒØ Ð μ Ô ÓÐÝ Ö Ò Ê ¿ o Ì Ö Ú ÐÐÝ ̧ Ø Ø ØÖ ÖÓÒ Ñ Ò Ñ Þ × 1⁄4 ́ μ ÓÖ 1⁄4 o ÓÖ 1⁄2 Ø Ö × Ô ÓÐÝ ÖÓÒ Û Ø 1⁄4 ÒÓÛÒ × Ø × ×Þ Ö ØÓ ÖÙ× × ÙÖ 3⁄41⁄2o3⁄4o ¿o Ô Ö Ó ÓÒ ÖÙ ÒØ ÓÔ × Ó Ø ØÓÖÙ× × ÓÛÒ Ò ÙÖ 3⁄41⁄2o3⁄4o ¿ Ò Ð Ò ́ Ø ÓÓÖ Ò Ø × ÓÖØ Ó ÓÒ Ð ØÓ Ø ÔÐ Ò Ó ÔÖÓ Ø ÓÒ Ö ×ÙÆ ÒØÐ Ý ×Ñ Ð Ðμo ÈÓÐ Ý Ö Ø Ø Ú Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ × Ú Ð×Ó Ò ÓÙÒ ÓÖ 3⁄4 ́Ø Ü ÔØ ÓÒ Ð × μ̧ ¿̧ ÓÖ ̧ Û Ø 1⁄21⁄4̧ 1⁄21⁄4̧ ÓÖ 1⁄21⁄2 Ú ÖØ ×̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝo Á ÍÊ 3⁄41⁄2o 3⁄4o¿ ́ μ Ì ÙÒ ÕÙ 1Ú ÖØ Ü ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Ø ØÓÖÙ× Ò ́ μ ×ÝÑÑ ØÖ Ö Ð Þ Ø ÓÒ × ÔÓÐÝ ÖÓ Òo (a) (b) 1 7 3 5 4 2 6 1 5 1 3 2 4 1 7 5 4 2 6 3 1 Ì Ñ Ò ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ × ÓÖ ÔÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô× Ø Ø Ñ Ø ÔÓÐÝ Ö Ð ÑÑ Ö× ÓÒ× Ò Ê ¿ × ÓÖ ÓØ Ø Ö Ð ÔÖÓ Ø Ú Ô Ð Ò ÊÈ 3⁄4 Ö 1⁄4 Ò Ø ÃÐ Ò ÓØØÐ o Ì ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÓÖ ÊÈ 3⁄4 ÓÐ ÐÓÛ× Ö ØÐÝ ÖÓÑ Ø Ø Ø Ø ÑÑ Ö× ÓÒ Ó ÊÈ 3⁄4 Ò Ê ¿ × ́ Ò Ö Ð ÐÝμ ØÖ ÔÐ ÔÓ ÒØ ́Ð Ø Ð ×× Ð ÓÝ ×ÙÖ μo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 483
Ío Ö Ñ Ò o Ë ÙÐØ Ì Ö Ö Ð×Ó ×ÓÑ × ÙÖÔÖ × Ò Ö ×ÙÐ Ø× ÓÖ Ö ÒÙ×o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÓÖ Õ ¿ Ø Ö Ü ×Ø× ÔÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô Å Õ Ó ØÝÔ Õ Û Ø 1⁄4 3⁄4 Õ Ò 3⁄4 Õ ¿ ́Õ μ·1⁄2 ×Ù Ø Ø Å Õ Ò Ø× Ù Ð Ú Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ò × Ò Ê ¿ ÅËÏ ¿ o Ì × ÔÓÐÝ Ö Ö ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ Ö ÙÐ Ö Ò Ø × Ò× Ó Ë Ø ÓÒ 3⁄41⁄2o o ÆÓØ Ø Ø 1⁄4 Ḉ ÐÓ μo Ì Ù× ÓÖ ×ÙÆ ÒØÐÝ Ð Ö ÒÙ× ̧ Å Õ × ÑÓÖ Ò Ð × Ø Ò Ú ÖØ ×̧ Ò Ø× Ù Ð × ÑÓÖ Ò Ð × Ø Ò ×o Ú ÖÝ Ô ÓÐÝ Ö Ð 3⁄41Ñ Ò ÓÐ Ò Ê ¿ Ó ÒÙ× 1⁄2 Ó Ò Ø Ò× Ø Ð ×Ø ÒÓÒ ÓÒÚ Ü Ú ÖØ ×o Ì × ÓÙÒ × ØØ Ò ÓÖ 1⁄2o ÓÖ Ø Ø Ô ÓÐÝ Ö Ð 3⁄41Ñ Ò ÓÐ ×̧ Ø ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÓÖ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÒÓÒ ÓÒÚ Ü Ú ÖØ × × Ð Ö Ö Ò Ô Ò × ÓÒ o ÓÖ × ÙÖÚ Ý ÓÒ Ø Ø Ô ÓÐÝ Ö Ð ×Ù Ñ Ò ÓÐ × × ÃÙ o 3⁄41⁄2o¿ ÊÀ Ê 3Ë ÌÀ ÇÊ Å Æ Ê Ä Ì Ê ËÍÄ ÌË Ö Ö 3× Ø ÓÖ Ñ × ÓÒ Ó Ø ÓÐ ×Ø ÒÓÒØÖ Ú Ð Ö × ÙÐØ× ÓÙØ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ Ö o Ì ×Ø Ò Ö Ö Ö Ò × ÖÙÒ ÙÑ ÖÙ ̧ Ö Ù 1⁄4 o ÓÖ Ö ÒØ Ú ÐÓÔÑ ÒØ× × Ð×Ó Â Ò ÖÓÐ Â Ò ¿ o Ä ÇËË Ê Ô1× ÕÙ Ò ÓÖ Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô Å̧ Ø × ÕÙ Ò ỐÅ μ ́ Ô ́Å μμ ¿ ̧Û Ö Ô Ô ́Åμ × Ø ÒÙÑ Ö Ó 1 ÓÒ Ð × Ó Åo Ú1× ÕÙ Ò ÓÖ Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô Å̧ Ø × ÕÙ Ò Ú́Å μ ́ Ú ́Å μμ ¿ ̧Û Ö Ú Ú ́Åμ ר Ò ÙÑ Ö Ó Ú ÖØ × Ó Å Ó Ö o ÊÀ Ê 1Ì È Ê ËÍÄ ÌË Ë Ò ¬ ÒØ Ö × ÙÐØ× Ö ÒÓÛÒ ÓÖ Ø Ò Ö Ð ÔÖÓ Ð Ñ Ó Ø ÖÑ Ò Ò Û Ø Ò Ó Ô ÓÐÝ ÓÒ× ̧ Ò ÓÛ Ñ ÒÝ Ó Ò ̧ Ñ Ý ÓÑ Ò ØÓ ÓÖÑ Ø × Ó Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô Å ÓÒ Ò ÓÖ ÒØ Ð ×ÙÖ Ó ÒÙ× o Ì × Ö ¬Ò Ö ×ÙÐØ× ́ ÓÖ ¿μ ÓÙØ Ø ÓÙÒ ÖÝ ÓÑ ÔÐ Ü Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ́ 1⁄4 1⁄2μ Ó ÓÒÚ Ü 1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ÖÙ ̧ × ÔØ Ö 1⁄2 o Á Å × ÔÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô Ó ÒÙ× Û Ø 1Ú ØÓÖ ́ 1⁄4 1⁄2 3⁄4 μ̧ Ø Ò ¿ Ô 3⁄4 ¿ Ú 1⁄4 ¿ Ô 3⁄4 1⁄2 ¿ Ú ́3⁄41⁄2o ¿o1⁄2μ ÙÖØ Ö̧ ÙÐ Ö3× ÓÖ ÑÙÐ 1⁄4 1⁄2 · 3⁄4 3⁄4́1⁄2 μ ÑÔÐ × Ø ÕÙ Ø ÓÒ× ¿ ́ μÔ ·3⁄4 ¿ ́¿ μÚ 1⁄2 3⁄4 ́ 1⁄2 μ ́3⁄41⁄2o ¿o3⁄4μ Ò ¿ ́ μ́Ô · Ú μ ́ 1⁄2 μ ́3⁄41⁄2o ¿o¿μ Ì × ÕÙ Ø ÓÒ× ÓÒØ Ò ÒÓ Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÙØ Ô Ú ¿ Ò Ô Ú ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 484
ÔØ Ö 3⁄41⁄2 ÈÓÐ Ý Ö Ð Ñ Ô× Ö Ö 1ØÝÔ Ö × ÙÐØ× Ð Û Ø Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó Ø ÖÑ Ò Ò Û Ô Ö× ́Ô μ ¿ Ò ́Ú μ ¿ Ó × ÕÙ Ò × Ó ÒÓÒÒ Ø Ú ÒØ Ö× Ò Ó ÙÖ × Ô1× ÕÙ Ò × ỐÅ μ Ò Ú1× ÕÙ Ò × Ú́Å μ Ó Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô× Å Ó Ú Ò ÒÙ× o Ì ÓÚ ÕÙ 1 Ø ÓÒ× Ý Ð × ÑÔÐ Ò ×× ÖÝ ÓÒ Ø ÓÒ×o × ÓÒ× ÕÙ Ò Ó ËØ Ò ØÞ 3× Ø ÓÖ Ñ ́Ë Ø ÓÒ 3⁄41⁄2o 1⁄2μ̧ Ø ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ 1⁄4 × ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ × Ñ Ð Ö ×Ù ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ ÓÒÚ Ü ¿1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÖÙ ̧ ÖÙ 1⁄4 o Ì Ð ×× Ð Ø ÓÖ Ñ Ó Ö Ö × Ý× Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄2o¿o1⁄2 Ö Ö 3× Ì ÓÖ Ñ ÓÖ × ÕÙ Ò ́Ô ¿ μÓ ÒÓÒ Ò Ø Ú ÒØ Ö× × Ø × Ý Ò ¿ ́ μÔ 1⁄2 3⁄4 Ø Ö Ü ×Ø Ú ÐÙ × Ó Ô ×Ù Ø Ø Ø × ÕÙ Ò ́Ô μ ¿ × Ø Ô1× ÕÙ Ò Ó ×Ô Ö Ð ÔÓÐ Ý Ö Ð Ñ Ô ÐÐ Ó Û Ó× Ú ÖØ × Ú Ö ¿̧Ó Ö ̧ ÕÙ Ú Ð Ò ØÐÝ̧ Ó ÓÒÚ Ü ¿1 ÔÓÐ ÝØÓÔ Ø Ø × × ÑÔÐ ́ × Ú ÖØ × ÓÒ ÐÝ Ó Ö ¿μo Ì × × Ø × 1⁄4 Ò Ú ¿ 1⁄4 Ú 1⁄4́ μo ÅÓÖ Ò Ö Ð Ö ×ÙÐ Ø× Ú Ò ×Ø Ð × Â Ò ¿ o Ú Ò ØÛÓ × ÕÙ Ò × Ô 1⁄4 ́Ô ¿ μ Ò Ú 1⁄4 ́ Ú ¿μ Ó ÒÓÒÒ Ø Ú Ò Ø Ö× ×Ù Ø Ø Ø ÕÙ Ø ÓÒ ́3⁄41⁄2o ¿o3⁄4μ × × Ø ×¬ ÓÖ Ú Ò ÒÙ× ̧Ð Ø ́Ô 1⁄4 Ú 1⁄4 μ ÒÓØ Ø × Ø Ó ÒØ Ö× Ô 1⁄4 ×Ù Ø Ø ́Ô μ ¿ Ò ́Ú μ ¿ ̧ÛØ Ú ¿ ́ È ¿ Ô È Ú μ ¿ Ø ÖÑ Ò Ý ́3⁄41⁄2o ¿o1⁄2μ ̧ Ö Ø Ô1× ÕÙ Ò × Ò Ú1× ÕÙ Ò ×̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ ̧ Ó ÔÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô Ó ÒÙ× o ÓÖ ÐÐ ÙØ ØÛÓ Ñ ×× Ð ØÖ ÔÐ × ́Ô 1⁄4 Ú 1⁄4 μ̧ Ø × Ø ́Ô 1⁄4 Ú 1⁄4 μ × Ò Ó ÛÒ ÙÔ ØÓ ¬Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ð Ñ ÒØ×o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÓÖ 1⁄4̧ Ø × Ø ́Ô 1⁄4 Ú 1⁄4 1⁄4 μ × ÒÓÒ ÑÔØÝ Ò ÓÒÐÝ È 1⁄4 ́ÑÓ ¿μ Ú 1⁄2 ÓÖ Ô 1⁄4 ÓÖ Ø Ð ×Ø ÓÒ Ó o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ ÓÖ × Ù ÒÓÒ Ñ ÔØÝ × Ø̧ Ø Ö Ü ×Ø× ÓÒר ÒØ Ô Ò Ò ÓÒ ́Ô 1⁄4 Ú 1⁄4 μ× Ù Ø Ø ́Ô 1⁄4 Ú 1⁄4 1⁄4 μ ̧ 1⁄4́ Ñ Ó 3⁄4 μ ̧Ó Ö 1⁄2 ́ÑÓ 3⁄4μ o Ë Ñ Ð ÖÐÝ ̧ ÓÖ ØÖ ÔÐ Û Ø 3⁄4̧ Ø Ö × ÓÒר ÒØ Ô Ò Ò ÓÒ ́Ô 1⁄4 Ú 1⁄4 μ ×Ù Ø Ø ́Ô 1⁄4 Ú 1⁄4 μ o Ì Ö Ö Ò ÐÓ ÓÙ× Ö × ÙÐØ× ÓÖ × ÕÙ Ò × ́Ô ¿ μ Ò ́ Ú ¿ μ Ø Ø × Ø × Ý Ø ÕÙ Ø ÓÒ ́3⁄41⁄2o ¿o¿μ ÓÖ ÓØ Ö Ö Ð Ø ÕÙ Ø ÓÒ×o ÓÖ 1⁄2 Ø Ö × Ð×Ó ÑÓÖ ÓÑ ØÖ Ö Ö 1ØÝÔ Ö ×ÙÐ Ø Ú Ð Ð ̧ Û Ö ÕÙ Ö × Ø Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô Å ØÓ ÔÓÐÝ Ö ÐÐÝ Ñ Ò Ê ¿ ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄2o¿o3⁄4 Ö ¿ Ä Ø ×̧ Ô ́ ¿ μ Ò Ó Ò Ò Ø Ú ÒØ Ö×o Ì Ò Ø Ö Ü ×Ø× ØÓÖÓ Ð ÔÓÐÝ1 Ö Ð 3⁄41Ñ Ò ÓÐ Å Ò Ê ¿ Û Ø Ô ́Åμ Ô ́ μ Ò È ¿ ́ ¿μÚ ́Åμ × Ò ÓÒ ÐÝ È ¿ ́ μÔ 3⁄4 × Ò × o Ð× Ó̧ ÓÖ ØÓÖ Ó Ð ÔÓÐÝ Ö Ð 3⁄41Ñ Ò ÓÐ × Ò Ê ¿ ́ × Û ÐÐ × ÓÖ ÓÒÚ Ü ¿1Ô ÓÐÝØÓÔ ×μ̧ Ø Ü Ø Ö Ò Ó Ô Ó×× Ð 1Ú ØÓÖ× × ÒÓÛ Ò ÖÙ ̧ Ï ¿ o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄41⁄2o¿o¿ Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ò Ò Ê ¿ Ó ×ÓÑ ØÓÖ Ù× Û Ø 1Ú ØÓÖ ́ 1⁄4 1⁄2 3⁄4 μ Ü ×Ø× Ò ÓÒ ÐÝ 1⁄4 1⁄2 · 3⁄4 1⁄4 ̧ 3⁄4 ́1⁄21⁄2 3⁄4 μ 3⁄4 1⁄4 3⁄4 3⁄4 ̧ 1⁄4 ́1⁄21⁄2 1⁄4 μ 3⁄4 3⁄4 3⁄4 1⁄4 ̧ Ò 3⁄4 1⁄2 ¿ 1⁄4 o ÓÖ Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ó Ö Ö 3× Ø ÓÖ Ñ ØÓ Ø Ð Ò × Ó Ø Ù Ð Ò ÔÐ Ò ̧ × Ð×Ó Ë o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 485
Ío Ö Ñ Ò o Ë ÙÐØ 3⁄41⁄2o Ê ÍÄ Ê Å ÈË Ê ÙÐ Ö Ñ Ô× Ö ØÓÔ ÓÐÓ Ð Ò ÐÓ Ù × Ó Ø ÓÖ Ò ÖÝ Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝ Ö Ò ×Ø Ö1 ÔÓÐÝ Ö ÓÒ ×ÙÖ ×o À × ØÓÖ ÐÐÝ Ø Ý Ñ ÑÔÓÖØ ÒØ Ò Ø ÓÒØ ÜØ Ó ØÖ Ò×1 ÓÖÑ Ø ÓÒ× Ó Ð Ö ÕÙ Ø ÓÒ× Ò Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ× Ó Ð Ö ÙÖÚ × Ò ÓÑÓ1 Ò ÓÙ× ÓÑÔÐ Ü Ú Ö Ð ×o Ì Ö × Ð Ö Ó Ý Ó Ð Ø Ö ØÙÖ ÓÒ Ö ÙÐ Ö Ñ Ô× Ò Ø Ö ÖÓÙÔ× o Ì Ð ×× Ð Ø ÜØ × ÓÜ Ø Ö Ò ÅÓ× Ö Å 1⁄4 o ÓÖ Ö ÒØØ Ü Ø× Å ÅÙÐÐ Ò Ò Ë ÙÐØ ÅË1⁄43⁄4 o Ä ÇËË Ê ́ ÓÑ Ò ØÓÖ Ðμ ÙØÓ ÑÓÖÔ ×Ñ Ò Ò Ò 1ÔÖ × ÖÚ Ò Ø ÓÒ ́Ó Ø × Ø Ó Ú ÖØ ×̧ ×̧ Ò ×μ Ó Ñ Ô Å ÓÒ ×ÙÖ Ë ØÓ Ø× Ð o Ì ́ ÓÑ Ò 1 ØÓÖ Ð ÙØÓ ÑÓÖÔ ×Ñμ ÖÓÙÔ ́Å μÓ Å × Ø ÖÓÙÔ Ó ÐÐ ×Ù Ø ÓÒ ×o ÁØ Ò Ö Ð Þ Ý ÖÓÙÔ Ó ÓÑ ÓÑÓÖ Ô ×Ñ× Ó Ëo Ê ÙÐ Ö Ñ Ô Ñ Ô Å ÓÒ Ë Û Ó× Ö ÓÙÔ ́Åμ × ØÖ Ò× Ø Ú ÓÒ Ø ­ × ́ Ò ÒØ ØÖ ÔÐ × ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ú ÖØ Ü̧ Ò ̧ Ò μ Ó Åo Æ Ê Ä Ê ËÍÄ ÌË Ö ÙÐ Ö Ñ Ô Å × Ó ØÝÔ Ô Õ ÓÖ ×ÓÑ ¬Ò Ø Ô Ò Õo ÁØ× Ö ÓÙÔ ́Åμ × ØÖ Ò× Ø Ú Ó ÒØ Ú ÖØ ×̧ Ø ×̧ Ò Ø × Ó Åo ÁÒ Ò Ö Ð̧ Ø Ë Ð ­ ×ÝÑ ÓÐ Ô Õ Ó × ÒÓØ Ø ÖÑ Ò Å ÙÒ ÕÙ ÐÝ o Ì Ö ÓÙÔ ́Åμ × Ò Ö Ø Ý ÒÚÓÐÙØ ÓÒ× 1⁄4 1⁄2 3⁄4 ×Ù Ø Ø Ø ×Ø Ò Ö Ö Ð Ø ÓÒ× 1⁄4 3⁄4 1⁄2 3⁄4 3⁄4 3⁄4 ́ 1⁄4 1⁄2 μ Ô ́ 1⁄2 3⁄4 μ Õ ́ 1⁄4 3⁄4 μ 3⁄4 1⁄2 ÓÐ ̧ ÙØ Ò Ò Ö Ð Ø Ö Ö Ð×Ó ÙÖØ Ö Ò Ô Ò ÒØ Ö Ð Ø ÓÒ×o ÒÝ ØÖ Ò Ð Ò Ø ÖÝ ÒØÖ ×Ù Ú × ÓÒ ́ÓÖ Ö ÓÑÔÐ Üμ Ó Å × ÙÒ Ñ ÒØ Ð Ö ÓÒ ÓÖ ́Åμ ÓÒ Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò ×ÙÖ Ë × Ë Ø ÓÒ 3⁄41⁄2o 1⁄2o ÓÖ Òݬ Ü × Ù ØÖ Ò Ð ̧ Û Ò Ø Ó Ö Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ö ­ Ø ÓÒ Ò Ø× × ÓÔÔ Ó× Ø ØÓ Ø Ú ÖØ Ü Ø Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ × ØÓ Ò 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ð Ñ ÒØÓ Åo Ì × Ø Ó ×Ø Ò Ö Ö Ð Ø ÓÒ× Ú × ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ ÓÖ Ø × ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔ Ó Ø Ö ÙÐ Ö Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ Ô Õ ÓÒ Ø 3⁄41× Ô Ö ̧ Ò Ø Ù Ð Ò ÔÐ Ò ̧ ÓÖ Ò Ø ÝÔ Ö ÓÐ ÔÐ Ò ̧ Û Ú Ö × Ø ÙÒ Ú Ö× Ð ÓÚ Ö Ò Ó Åo Ë ÙÖ 3⁄41⁄2o o1⁄2 ́ μ ÓÖ ÓÒ ÓÖÑ Ð ́ ÝÔ Ö ÓÐ μ Ö Û Ò Ó Ø Ý Ñ Ô ́× ÓÛÒ Ð×Ó Ò ÙÖ 3⁄41⁄2o 1⁄2o1⁄2μ Û Ø ÙÒ Ñ ÒØ Ð Ö ÓÒ × o Ì ÒØ ¬ Ø ÓÒ× ÓÒ Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó Ø Ö Û Ò Ö Ò Ø Ý Ð ØØ Ö×o ÓÖ ÓÖ ÒØ Ð ×ÙÖ × Ȩ̈ Ø Ö ÙÐ Ö Ñ Ô× Ö ÒÓÛÒ ÓÖ ÒÙ× o ÍÔ ØÓ ×ÓÑ ÓÖÔ ×Ņ̃ 1⁄4̧ Ø Ö Ö Ùר Ø ÈÐ ØÓÒ ×ÓÐ × ́ÓÖ Ö ÙÐ Ö ×Ô Ö Ð Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ×μ ¿ ¿ ̧ ¿ ̧ ¿ ̧ ¿ ̧ Ò ¿ o ÓÖ 1⁄2̧ Ø Ö Ö Ø Ö Ò¬Ò Ø Ñ Ð × Ó ØÓÖ Ù× Ñ Ô× Ó ØÝÔ ¿ ̧ ¿ ̧ Ò ̧ ÕÙÓØ ÒØÓ Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò Ù Ð Ò ÙÒ Ú Ö× Ð ÓÚ Ö Ò Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ× ¿ ̧ ¿ ̧ Ò ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o ÓÖ 3⁄4̧ Ø ÙÒ Ú Ö× Ð ÓÚ Ö Ò Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ Ô Õ × ÝÔ Ö ÓÐ Ò Ø Ö Ö ÓÒÐ Ý ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ Ö ÙÐ Ö Ñ Ô× ÓÒ ×ÙÖ Ó ÒÙ× o Ì Ð ØØ Ö ÓÐÐÓÛ× ÖÓÑ Ø ÀÙÖÛ ØÞ Ó ÖÑÙÐ ́Åμ ́ÓÖ ÖÓÑ Ø Ò ÕÙ Ð ØÝ 3⁄41⁄2o 1⁄2o1⁄2μ ̧ Û Ö × Ø ÙÐ Ö Ö Ø Ö ×Ø Ó Ëo Ö ÙÐ Ö Ñ Ô ÓÒ ÒÓÒÓÖ ÒØ Ð ×ÙÖ × © 2004 by Chapman & Hall/CRC 486
ÔØ Ö 3⁄41⁄2 ÈÓÐ Ý Ö Ð Ñ Ô× ÓÙ ÐÝ ÓÚ Ö Ý Ö ÙÐ Ö Ñ Ô Ó Ø × Ñ ØÝÔ ÓÒ Ò ÓÖ ÒØ Ð ×ÙÖ ̧ Ò Ø × ÓÚ Ö Ò Ñ Ô × ÙÒ ÕÙ Ï Ð o Ò Ö ÐÐÝ ×Ô Ò ̧ Ú Ò Å̧ Ø ØÓÔ ÓÐÓ Ý Ó Ë × Ö ­ Ø Ò Ø Ö Ð Ø ÓÒ× Ø Ø Ú ØÓ ØÓ Ø ×Ø Ò Ö Ö Ð Ø ÓÒ× ØÓ Ó Ø Ò ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ ÓÖ ́Å μo ÓÒÚ Ö× ÐÝ ̧ Ñ ÒÝ ÒØ Ö ×Ø Ò Ö ÙÐ Ö Ñ Ô× Ò ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ý Ò ÖØ Ò Ò × Ó ÜØÖ Ö Ð Ø ÓÒ× ÓÖ Ø Ö ÓÙÔo ÌÛÓ Ü ÑÔÐ × Ö Ø Ö ÙÐ Ö Ñ Ô× Ô Õ Ö Ò Ô Õ Ö Ó Ø Ò Ý Ò Ø ÜØÖ Ö Ð Ø ÓÒ× ́ 1⁄4 1⁄2 3⁄4 μ Ö 1⁄2 ÓÖ ́ 1⁄4 1⁄2 3⁄4 1⁄2 μ Ö 1⁄2̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝo Ç Ø Ò Ø × Ö Ò¬Ò Ø Ñ Ô× ÓÒ ÒÓÒ ÓÑÔ Ø ×ÙÖ ×̧ ÙØ Ø Ö Ö Ð×Ó Ñ ÒÝ ́¬Ò Ø μ Ñ Ô× ÓÒ ÓÑÔ Ø ×ÙÖ ×o Ì Ý Ñ Ô ¿ Ò Ø ÑÓÙ× ÃÐ Ò Ñ Ô ¿ ́Û Ø Ö ÓÙÔ È Ä ́3⁄4 μμ Ö ÓØ Ó ÒÙ× ¿ Ò Ó Ø ¬Ö× Ø Ò ̧ Û Ð Ø ×Ó1 ÐÐ Ö ÙÐ Ö × Û ÔÓÐÝ Ö Ò Ù Ð Ò ¿1×Ô ÓÖ 1×Ô Ö Ó Ø × ÓÒ Ò o ÓÖ ÑÓÖ Ø Ð× Ò ÙÖØ Ö ÒØ Ö ×Ø Ò Ð ×× × Ó Ö ÙÐ Ö Ñ Ô×̧ × Å 1⁄4̧ ÅË1⁄43⁄4 Ò ÔØ Ö 1⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ o ÁÒ Ë Ø ÓÒ 3⁄41⁄2o Û × ÐÐ × Ù×× ÔÓÐÝ Ö Ð Ñ Ò × Ó Ö ÙÐ Ö Ñ Ô× Ò ÓÖ Ò ÖÝ ¿1×Ô o Ì ÖÓØ Ø ÓÒ ×Ù ÖÓÙÔ ́ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ ÔÖ × ÖÚ Ò ×Ù Ö ÓÙÔμ Ó Ø ÖÓÙÔ Ó Ò ÓÖ ÒØ Ð Ö ÙÐ Ö Ñ Ô ́Ó ØÝÔ ¿ ÓÖ ¿ μØ Ø Ú × ÕÙ Ð ØÝ ÒØ À Ù Ö 1 Û ØÞ ÓÖ ÑÙÐ × Ð×Ó ÐÐ ÀÙÖÛ ØÞ ÖÓÙÔ o Ì ÃÐ Ò Ñ Ô × Ø Ö ÙÐ Ö Ñ Ô Ó ×Ñ ÐÐ ×Ø ÒÙ× Û Ó× ÖÓØ Ø ÓÒ ×Ù ÖÓÙÔ × ÀÙÖÛ ØÞ Ö ÓÙÔ ÓÒ 1⁄4 o 3⁄41⁄2o Ë ÅÅ ÌÊÁ ÈÇÄ À Ê Ì Ö Ø ÓÒ ÐÐÝ ̧Ñ Ù Ó Ø ÔÔ Ð Ó Ô ÓÐÝ Ö Ð 3⁄41Ñ Ò ÓÐ × ÓÑ × ÖÓÑ Ø Ö ÓÑ1 Ò ØÓÖ Ð ÓÖ ÓÑ ØÖ ×ÝÑ Ñ ØÖÝ ÔÖÓÔ ÖØ ×o ÓÖ × ÙÖÚ Ý× ÓÒ ×ÝÑ Ñ ØÖ Ô ÓÐÝ Ö Ò Ê ¿ × Ë ÙÐØ Ò Ï ÐÐ× ËÏ 1⁄2 ̧ Ó ÓÛ× Ò Ï ÐÐ× Ï ̧ Ò Ö Ñ Ò Ï ÐÐ× Ï ¿ o Ä ÇËË Ê ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝ Ö Ð 3⁄41Ñ Ò ÓÐ ́ÓÖ ÔÓÐÝ Ö ÓÒμ È × ÓÑ 1 Ò ØÓÖ ÐÐÝ Ö ÙÐ Ö Ø× ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÙØÓÑÓÖ Ô ×Ñ ÖÓÙÔ ́È μ × ­ 1ØÖ Ò× Ø Ú ́ÓÖ̧ ÕÙ Ú Ð ÒØÐÝ ̧ Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò ÔÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô × Ö ÙÐ Ö Ñ Ôμo ÕÙ Ú Ð Ö ÔÓÐÝ Ö Ð 3⁄41Ñ Ò ÓÐ ́ÓÖ Ô ÓÐÝ ÖÓÒμ È × ÕÙ Ú Ð Ö Ó ØÝÔ Ô Õ ÐÐ Ø× 3⁄41 × Ö ÓÒÚ Ü Ô1 ÓÒ× Ò ÐÐ Ø× Ú ÖØ × Ö Õ1Ú Ð ÒØo Æ Ê Ä Ê ËÍÄ ÌË Ë Ë Ø ÓÒ 3⁄41⁄2o ÓÖ Ö ×ÙÐ Ø× ÓÙØ Ö ÙÐ Ö Ñ Ô×o ÍÔ ØÓ ×ÓÑ ÓÖÔ ×Ņ̃ Ø ÈÐ ØÓÒ ×ÓÐ × Ö Ø ÓÒÐÝ ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝ Ö Ó ÒÙ× 1⁄4o ÓÖ Ø ØÓÖ Ù×̧ Ö ÙÐ Ö Ñ Ô Ø Ø × Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô Ð×Ó Ñ Ø× Ò Ñ Ò Ò Ê ¿ × ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ Ö ÙÐ Ö ÔÓÐÝ Ö ÓÒo ÅÙ Ð× × × Ò Ó Û Ò Ó ÖÑ Ô ×Ó Ò Ù× 3⁄4o ÌÛÓ Ò¬Ò Ø × ÕÙ Ò × Ó ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ Ö ÙÐ Ö ÔÓÐÝ Ö Ú Ò × ÓÚ Ö ̧ ÓÒ ÓÒ× ×Ø Ò Ó ÔÓÐÝ Ö Ó ØÝÔ Õ ́Õ ¿μ Ò Ø ÓØ Ö Ó Ø Ö Ù Ð× Ó ØÝÔ Õ o Ì × Ö Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ò × Ó Ø Ñ Ô× Å Õ Ò Ø Ö Ù Ð× Ñ ÒØ ÓÒ Ò Ë Ø ÓÒ 3⁄41⁄2o 3⁄4o Ë Ú Ö Ð ÑÓÙ× Ö ÙÐ Ö Ñ Ô× Ú Ð×Ó Ò Ö Ð Þ × ÔÓÐÝ Ö ̧ Ò ÐÙ Ò ÃÐ Ò3× ¿ ̧ Ý 3× ¿ ̧ Ò ÓÜ Ø Ö3× ¿ ̧ ¿ ̧ ¿ ̧ Ò ¿ ËÏ ̧ ËÏ 1⁄2̧ Ë o ÀÓÛ Ú Ö̧ ÓÑÔÐ Ø Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ó © 2004 by Chapman & Hall/CRC 487
Ío Ö Ñ Ò o Ë ÙÐØ ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝ Ö × ÒÓØ Û Ø Ò Ö Ø ÔÖ × ÒØo Ë ÙÖ 3⁄41⁄2o o1⁄2 ÓÖ Ò ÐÐ Ù×ØÖ Ø ÓÒ Ó Ô ÓÐÝ Ö Ð Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ý 3× Ö ÙÐ Ö Ñ Ô ¿ × ÓÛÒ Ò ÙÖ 3⁄41⁄2o1⁄2o 1⁄2o ́ μ × ÓÛ× ÓÒ ÓÖÑ Ð Ö Û Ò Ó Ø Ý Ñ Ô̧ Û Ø ÙÒ Ñ ÒØ Ð Ö ÓÒ × ̧ Û Ð ́ μ × ÓÛ× Ñ Ü Ñ ÐÐÝ × ÝÑÑ ØÖ ÔÓÐÝ Ö Ð Ö Ð Þ Ø ÓÒo Á ÍÊ 3⁄41⁄2o o1⁄2 Ý 3× Ö ÙÐ Ö Ñ Ô ́ μ ÓÒ ÓÖÑ Ð Ö Û Ò ̧ Û Ø ÙÒ Ñ ÒØ Ð Ö ÓÒ × ́ μ ×ÝÑÑ ØÖ ÔÓ ÐÝ Ö Ð Ö Ð Þ Ø ÓÒo 2 3 4 5 8 9 10 10 10 10 10 10 10 11 11 11 12 12 12 a b c d e g -1 h 11 12 f g h b c f e -1 10 a -1 6 7 1 -1 -1 -1 -1 d -1 1 7 6 11 2 4 5 10 9 8 3 12 (a) (b) ÓÖ ÑÓÖ Ò Ö Ð ÓÒ ÔØ Ó ÔÓÐÝ Ö Ò Ê ¿ ÓÖ Ö1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô ×̧ × Û Ð Ð × Ò Ò ÙÑ Ö Ø ÓÒ Ó Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò Ö ÙÐ Ö ÔÓÐÝ Ö ̧ × ÔØ Ö 1⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ o Ì Ð ØØ Ö Ð×Ó ÓÒØ Ò× Ô Ø ÓÒ Ó Ø ÔÓÐÝ Ö Ð Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó ¿ o ÕÙ Ú Ð Ö ØÝ × ÐÓ Ð Ö ÙÐ Ö ØÝ ÓÒ Ø ÓÒo Ó Ñ Ò ØÓÖ ÐÐÝ Ö ÙÐ Ö ÔÓÐÝ1 ÖÓÒ Ò Ê ¿ × ÕÙ Ú Ð Öo ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø Ö Ö Ñ ÒÝ ÓØ Ö ÕÙ Ú Ð Ö ÔÓÐÝ Ö o ÓÖ ×ÙÆ ÒØ ÐÝ Ð Ö ÒÙ× ̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø Ö Ö ÕÙ Ú Ð Ö ÔÓÐÝ Ö ÓÖ Ó Ø ØÝÔ × ¿ Õ Û Ø Õ Õ Û Ø Õ Ò Õ Û Ø Õ Ï ¿ o Ì ×ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔ Ó ÔÓÐÝ ÖÓÒ Ò ÑÙ ×Ñ ÐÐ Ö Ø Ò Ø ÓÑ Ò ØÓ1 Ö Ð ÙØÓÑÓÖÔ ×Ñ ÖÓÙÔ Ó Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò ÔÓÐÝ Ö Ð Ñ Ôo ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø ¬Ú ÈÐ ØÓÒ ×ÓÐ × Ö Ø ÓÒÐÝ ÔÓÐÝ Ö Ò Ê ¿ Û Ø ­ 1ØÖ Ò× Ø Ú ×ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔo ÀÓÛ Ú Ö̧ Ú Ò ÓÖ Ö ÒÙ× ́Ò Ñ ÐÝ̧ ÓÖ 1⁄2¿ 1⁄21⁄2̧ Ò 1⁄2 μ̧ ÔÓÐÝ Ö Û Ø Ú ÖØ Ü1ØÖ Ò× Ø Ú ×ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔ Ö ÒÓÛÒo ËÙ ÔÓÐÝ Ö Ð ØÓÖÙ× × × ÓÛÒ Ò ÙÖ 3⁄41⁄2o o3⁄4o Á ÍÊ 3⁄41⁄2o o3⁄4 Ú ÖØ Ü1 ØÖ Ò× Ø Ú ÔÓÐ Ý Ö Ð ØÓÖÙ×o Ò Ð ÐÝ̧ Û Ö Ð Ü Ø Ö ÕÙ Ö Ñ ÒØ Ø Ø ÔÓÐÝ ÖÓÒ Ö Ó × Ð 1 ÒØ Ö× Ø ÓÒ× Ò Ð ÐÓÛ ÑÓÖ Ò Ö Ð ÔÓÐÝ Ö Ð Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ó Ñ Ô× ́ ÓÖ Òר Ò ̧ ÔÓÐÝ Ö Ð © 2004 by Chapman & Hall/CRC 488
ÔØ Ö 3⁄41⁄2 ÈÓÐ Ý Ö Ð Ñ Ô× ÑÑ Ö× ÓÒ×μ̧ Ø Ò Ø Ö × ÑÙ ÑÓÖ ­ Ü Ð ØÝ Ò Ø ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ Ó Ô ÓÐÝ 1 Ö Û Ø × ÝÑÑ ØÖÝ ÔÖ ÓÔ ÖØ ×o Ì ÑÓ× Ø ÑÓÙ× Ü ÑÔÐ × Ö Ø Ã ÔÐ Ö1 ÈÓ Ò× ÓØ ר Ö1ÔÓÐÝ Ö ̧ ÙØ Ø Ö Ö Ð×Ó Ñ ÒÝ ÓØ Ö×o ÓÖ ÑÓÖ Ø Ð× × ËÏ 1⁄2̧ Ï ̧ Ï ¿̧Å Ë 1⁄4 3⁄4 Ò ÔØ Ö 1⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ o 3⁄41⁄2o ËÇÍÊ Ë Æ Ê Ä Ì Å Ì ÊÁ Ä ËÍÊÎ Ë Ö ¿ Ø ÜØ ÓÙØ ÓÐÓÖ Ò × Ó Ñ Ô× Ò ÔÓÐÝ Ö o Ó × ÙÖÚ Ý ÓÒ ØÓÔ ÓÐÓ Ð Ñ Ø Ó × Ò ÓÑ Ò ØÓÖ ×o ÄË · ÑÓÒÓ Ö Ô ÓÒ ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ×o Ë Ø ÜØ ÓÙØ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ×Ô Ø× Ó ÓÑ ØÖ Ö Ð Þ Ð ØÝ o Ï ¿ ×ÙÖ Ú Ý ÓÒ ÔÓÐÝ Ö Ð Ñ Ò ÓÐ × Ò 3⁄4 Ò Ö Ñ Ò× ÓÒ×o ÓÒ 1⁄4 × ÙÖÚ Ý ÓÒ ÀÙÖÛ ØÞ Ö ÓÙÔ×o ÓÜ ¿ ÑÓÒÓ Ö Ô ÓÒ Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ Ö ÙÐ Ö Ø ×× ÐÐ Ø ÓÒ× ̧ Ò Ö ­ Ø ÓÒ Ö ÓÙÔ×o Å 1⁄4 ÑÓÒÓ Ö Ô ÓÒ × Ö Ø ÖÓÙÔ× Ò Ø Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ× o Ì Ø ÜØ ÓÙØ Ñ Ô× ÓÒ ×ÙÖ ×o ÖÙ Ñ ÓÒÓ Ö Ô ÓÒ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝØÓÔ ×o Ì × ÓÒ Ø ÓÒ × Ö ÔÖ ÒØÓ Ø ÓÖ Ò Ð ÓÒ ̧ ÙÔ Ø Û Ø ÜØ Ò× Ú ÒÓØ × ÓÙØ Ö ÒØ Ú ÐÓÔÑ ÒØ× o ÖÙ 1⁄4 × Ù Ö Ú Ý ÓÒ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝØÓÔ × ÓÑ ÔÐ Ñ ÒØ Ò Ø ÜÔ Ó× Ø ÓÒ Ò Ø ÓÖ Ò Ð ́1⁄2 μ Ø ÓÒ Ó ÖÙ o Ë Ñ ÓÒÓ Ö Ô ÓÒ ÔÐ Ò Ø Ð Ò × Ò Ô ØØ ÖÒ× o ÃÙ × ÙÖÚ Ý ÓÒ Ø Ø Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ò ÓÐ ×o ÅÓ Ø ÜØ ÓÙØ ÓÑ ØÖ ØÓÔÓÐÓ Ý Ò ÐÓÛ Ñ Ò× ÓÒ×o ÅË1⁄43⁄4 ÑÓÒÓ Ö Ô ÓÒ ×ØÖ Ø Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò Ø Ö Ö ÓÙÔ×o Ê Ò Ø ÜØ ÓÙØ Ñ Ô× ÓÒ ×ÙÖ × Ò Ø Å Ô ÓÐ ÓÖ Ì ÓÖ Ño ËÏ 1⁄2 × Ù Ö ÚÝ ÓÒ ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ Ö ÙÐ Ö Ô ÓÐÝ Ö Ò ¿1× Ô o Ö Ù Ø Ø ÜØ ÓÓ ÓÒ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö ¿ Ì Ð Ò × ÔØ Ö ÇÖ ÒØ Ñ ØÖÓ × ÔØ Ö 1⁄2 × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÔØ Ö 1⁄2 ËÙ Ú × ÓÒ× Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÔØ Ö 1⁄2 ÒÙÑ Ö× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ÓÑÔÐ Ü × ÔØ Ö 1⁄2 ËÝÑ Ñ ØÖÝ Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ÔÓÐÝ Ö © 2004 by Chapman & Hall/CRC 489
1⁄4 Ío Ö Ñ Ò o Ë ÙÐØ Ê Ê Æ Ë Ö ¿ oÏo ÖÒ ØØ o Å Ô Ó ÐÓÖ Ò ̧ ÈÓ ÐÝ Ö ̧ Ò Ø Ó ÙÖ1 Ó ÐÓÖ ÈÖÓ Ð Ño Å Ø o ××Ó o Ñ Ö ̧ Ï × Ò ØÓÒ̧ 1⁄2 ¿o Ö 1⁄2 oÏo ÖÒ ØØ o Ì Ñ Ò Ñ Ð ÔÖÓ Ø Ú ÔÐ Ò ÔÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô×o ÁÒ È o Ö ØÞÑ ÒÒ Ò o Ë ØÙÖÑ Ð×̧ ØÓÖ×̧ ÔÔÐ ÓÑ ØÖÝ Ò × Ö Ø Å Ø Ñ Ø × Ì Î ØÓÖ ÃÐ ×Ø× Ö Ø̧ Ô × ¿ß 1⁄4̧ ÚÓÐÙ Ñ Ó ÁÅ Ë Ë Öo × Ö Ø Å Ø o Ì ÓÖ Øo ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 1⁄2o À 1⁄2 oÏo ÖÒ ØØ ̧ È o Ö ØÞÑ ÒÒ̧ Ò Êo ÀÓ Ò o ÇÒ Ú Ð Ò × Ó ÔÓÐÝ Ö o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 3⁄4 ß¿1⁄41⁄4̧ 1⁄2 1⁄2o Ó o ÓÖÒ Öo ÌÓÔÓÐÓ Ð Ñ Ø Ó ×o ÁÒ Ê oÄo Ö Ņ̃ Åo ÖÓØ× Ð̧ Ò Äo ÄÓÚ ×Þ̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ Ô × 1⁄2 1⁄2 ß1⁄2 3⁄4o Ð× Ú Ö̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o ÄË · o ÓÖÒ Ö̧ Åo Ä × Î Ö Ò ×̧ o ËØÙ ÖÑ Ð×̧ Æo Ï Ø ̧ Ò oÅo Ð Öo ÇÖ ÒØ Å 1 ØÖÓ ×o Î ÓÐ ÙÑ Ó Ò Ý ÐÓÔ Å Ø o Ô ÔÐo̧ Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 ¿ × ÓÒ o 1⁄2 o Ç1⁄41⁄4 Âo Ó ÓÛ× Ò o o ÇÐ Ú Ö o ÇÒ Ø Ò Ö Ø ÓÒ Ó ÓÖ ÒØ Ñ ØÖÓ ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄4 1⁄2 ß3⁄41⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o Ë Âo Ó ÓÛ× Ò o ËØÙ ÖÑ Ð×o ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ËÝ ÒØ Ø ÓÑ Ø ÖÝo Î ÓÐÙÑ 1⁄2¿ Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò Å Ø o̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o Ï Âo Ó ÓÛ Ò Â oÅo Ï ÐÐ ×o Ê ÙÐ Ö ÔÓÐÝ Ö Û Ø Ò ×ÝÑ Ñ ØÖ ×o Å Ø o ÁÒØ ÐÐ 1 Ò Ö̧ 1⁄21⁄4 3⁄4 ß¿3⁄4̧ 1⁄2 o Ö ¿ Ío Ö Ño Ò ÓÒÔ ÓÐÝ Ö Ð ØÖ Ò ÙÐ Ø ÅÓ Ù× ×ØÖ Ôo ÈÖÓ o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄2 ß 3⁄43⁄4̧ 1⁄2 ¿o Ö 1⁄4 Ío Ö Ño ÈÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô× Û Ø Û ×o ÁÒ Êo Ó Ò Ò Êo À ÒÒ̧ ØÓÖ×̧ Ì ÓÔ × Ò ÓÑ Ò ØÓÖ × Ò Ö Ô Ì ÓÖÝ ̧ Ô × 1⁄2 ¿ß1⁄2 3⁄4o È Ý× Î ÖÐ ̧ À Ð Ö ̧ 1⁄2 1⁄4o Ö 1⁄4 Ío Ö Ño ÀÓÛ ØÓ Ù Ð Ñ Ò Ñ Ð Ô ÓÐÝ Ö Ð ÑÓ Ð× Ó Ø ÓÝ ×ÙÖ o Å Ø o ÁÒØ ÐÐ 1 Ò Ö̧ 1⁄23⁄4 1⁄2ß ̧ 1⁄2 1⁄4o Ío Ö Ñ Ò o ÐØ× ÙÐ Öo ÇÒ Û ÐÝ Ò ÓÖÐ Ý ÔÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô× Ó Ö ØÖ ÖÝ ÒÙ×o Á×Ö Ð Âo Å Ø o̧ ¿ 1⁄2¿ ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ë Ío Ö Ñ Ò o Ë Ð o Ê Ð Þ Ð ØÝ Ó Ø ØÓÖÙ × Ò Ø ÔÖÓ Ø Ú ÔÐ Ò Ò Ê o Á×Ö Ð Âo Å Ø o̧ 1⁄2 3⁄4 ß3⁄4 1⁄2̧ 1⁄2 o Ï ¿ Ío Ö Ñ Ò ÂoÅoÏ ÐÐ ×o ÈÓÐ Ý Ö Ð Ñ Ò ÓÐ ×o ÁÒ È oÅo ÖÙ Ö Ò Â oÅo Ï Ð Ð×̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖÝ ̧Î ÓÐÙ Ñ ̧ Ô × ¿ ß o ÆÓÖØ 1ÀÓÐÐ Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 ¿o ÓÒ 1⁄4 Åo ÓÒ Öo ÀÙ ÖÛ ØÞ ÖÓÙÔ × Ö ×ÙÖÚ Ý o ÙÐ Ðo Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 3⁄4¿ ¿ ß¿ 1⁄4̧ 1⁄2 1⁄4o ÓÜ ¿ ÀoË oÅo ÓÜ Ø Öo Ê ÙÐ Ö ÈÓÐÝ ØÓ Ô × ́¿Ö Ø ÓÒμo ÓÚ Ö̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 ¿o Å 1⁄4 ÀoË oÅo ÓÜ Ø Ö Ò ÏoÇoÂo ÅÓ× Öo Ò Ö ØÓ Ö× Ò Ê Ð Ø ÓÒ× ÓÖ × Ö Ø ÖÓÙ Ô× ́ Ø Ø ÓÒ μo ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 1⁄4o Ö ¿ È o Ö ØÞÑ ÒÒo Ì ØÓÖÓ Ð Ò ÐÓ Ù Ó Ö Ö 3× Ø ÓÖ Ño Å Ø Ñ Ø ̧ ¿1⁄4 3⁄4 ß3⁄4 1⁄4̧ 1⁄2 ¿o Ì Âo Äo ÖÓ×× Ò Ìo Ïo Ì Ù Öo Ì ÓÔÓÐÓ Ð Ö Ô Ì ÓÖÝ o Ï Ð Ý̧Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o ÖÙ o ÖÙÒ ÙÑo ÓÒÚ Ü ÈÓÐÝ ØÓ Ô ×o ÁÒØ Ö× Ò ̧ ÄÓÒ ÓÒ̧ 1⁄2 × ÓÒ Ø ÓÒ Ø Ý Îo à Ð̧ Îo ÃÐ ̧ Ò oÅo Ð Ö̧ ÚÓÐÙ Ñ 3⁄43⁄41⁄2 Ó Ö Ù Ø Ì ÜØ× Ò Å Ø o̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 490
ÔØ Ö 3⁄41⁄2 ÈÓÐ Ý Ö Ð Ñ Ô× 1⁄2 ÖÙ 1⁄4 o ÖÙÒ ÙÑo ÈÓÐ ÝØÓÔ ×̧ Ö Ô ×̧ Ò ÓÑ ÔÐ Ü ×o ÙÐ Ðo Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄21⁄2¿1⁄2ß 1⁄23⁄41⁄41⁄2̧ 1⁄2 1⁄4o Ë o ÖÙÒ ÙÑ Ò o o Ë Ô Ö o Ì Ð Ò × Ò È ØØ ÖÒ× o Ö Ñ Ò̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o Â Ò ¿ Ëo Â Ò ÖÓÐo ÇÒ 1Ú ØÓÖ× Ò Ú ÖØ Ü1Ú ØÓÖ× Ó ÔÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô× ÓÒ ÓÖ ÒØ Ð 3⁄41 Ñ Ò ÓÐ ×o Å Ø o Ë ÐÓÚ ̧ ¿ ¿ ¿ß 1⁄2 ̧ 1⁄2 ¿o ÃÙ Ïo ÃÙ Ò Ðo Ì Ø ÈÓÐÝ Ö Ð ËÙ Ñ Ò ÓÐ × Ò Ì Ø Ì Ö Ò ÙÐ Ø ÓÒ×o Î ÓÐ ÙÑ 1⁄2 1⁄23⁄4 Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò Å Ø o̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o ÅÓ o o ÅÓ × o ÓÑ ØÖ Ì ÓÔÓÐÓ Ý Ò Ñ Ò× ÓÒ× 3⁄4 Ò ¿o Î ÓÐÙÑ Ó Ö Ù Ø Ì ÜØ× Ò Å Ø o̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o ÅËÏ ¿ È o Å ÅÙ ÐÐ Ò̧ o Ë Ù ÐÞ̧ Ò Âo Åo Ï ÐÐ ×o ÈÓÐ Ý Ö Ð Ñ Ò ÓÐ × Ò ¿ Û Ø ÙÒÙ ×Ù ÐÐÝ Ð Ö ÒÙ ×o Á×Ö Ð Âo Å Ø o̧ 1⁄23⁄4 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 ¿o ÅË 1⁄43⁄4 È o Å ÅÙÐ Ð Ò Ò o Ë ÙÐØ o ×ØÖ Ø Ê ÙÐ Ö ÈÓ ÐÝØ ÓÔ ×o Î ÓÐ ÙÑ 3⁄4 Ó Ò Ý ÐÓÔ Å Ø o Ô ÔÐo̧ Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o Ê Âo Ê Ø Ö1 ÖØo Ê Ð Þ Ø ÓÒ ËÔ × Ó ÈÓ ÐÝØ ÓÔ ×o Î ÓÐÙÑ 1⁄2 ¿ Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò Å Ø o̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o Ê Ò o Ê Ò Ðo Å Ô Ó ÐÓÖ Ì ÓÖ Ño ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o ËÏ o Ë ÙÐØ Ò Â oÅo Ï ÐÐ ×o Ô ÓÐÝ Ö Ð Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ð Ü ÃÐ Ò3× Ñ Ô ¿ ÓÒ Ê Ñ ÒÒ ×ÙÖ Ó ÒÙ× ¿o Âo ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o̧ ¿3⁄4 ¿ ß ̧ 1⁄2 o ËÏ 1⁄2 o Ë ÙÐØ Ò Â oÅo Ï ÐÐ ×o ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ Ö ÙÐ Ö ÔÓÐÝ Ö Ò Ø Ö 1×Ô o ÁÒ ÃoÀo ÀÓ Ñ ÒÒ Ò Êo Ï ÐÐ ̧ ØÓÖ×̧ ËÝ ÑÑ ØÖÝ Ó × Ö Ø Å Ø Ñ Ø Ð ËØ ÖÙ ØÙÖ × Ò Ì Ö ËÝÑÑ ØÖÝ ÖÓÙÔ×̧ Ô × ß o À Ð ÖÑ ÒÒ Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 1⁄2o Ï Ð Ëo o Ï Ð ×ÓÒo ÆÓÒ 1ÓÖ ÒØ Ð Ö ÙÐ Ö Ñ Ô×o Ö× ÓÑ Òo̧ 3⁄41⁄2¿ß3⁄41⁄2 ̧ 1⁄2 o oÅo Ð Öo Ä ØÙÖ × ÓÒ ÈÓ ÐÝØ ÓÔ ×o Î ÓÐÙÑ 1⁄2 3⁄4 Ó Ö Ù Ø Ì ÜØ× Ò Å Ø o̧ ËÔÖ Ò Ö1 Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 491
492
493 ALGORITHMS AND COMPLEXITY OF FUNDAMENTAL GEOMETRIC OBJECTS
494
22 CONVEX HULL COMPUTATIONS Raimund Seidel INTRODUCTION The “convex hull problem” is a catch-all phrase for computing various descriptions of a polytope that is either specified as the convex hull of a finite point set in Rd or as the intersection of a finite number of halfspaces. We first define the various problems and discuss their mutual relationships (Section 22.1). We discuss the very special case of the irredundancy problem in Section 22.2 . We consider general dimension d in Section 22.3 and describe the most common general algorithmic approaches along with the best run-time bounds achieved so far. In Section 22.4 we consider separately the case of small dimensions d =2, 3, 4, 5. Finally, Section 22.5 addresses various issues related to the convex hull problem. 22.1 DESCRIBING CONVEX POLYTOPES AND POLYHEDRA “Computing the convex hull” is a phrase whose meaning varies with the context. Consequently there has been confusion regarding the applicability and efficiency of various “convex hull algorithms.” We therefore first discuss the different versions of the “convex hull problem” along with versions of the “halfspace intersection problem” and how they are related via polarity. CONVEX HULLS The generic convex hull problem can be stated as follows: Given a finite set S ⊂ Rd, compute a description of P =convS,thepolytope formed by the convex hull of S. A convex polytope P can be described in many ways. In our context the most important descriptions are those listed below. GLOSSARY (See Chapter 16 for basic concepts and results of polytope theory.) Vertex description: The set of all vertices of P (specified by their coordinates). Facet description: The set of all facets of P (specified by their defining linear inequalities). Double description: The set of vertices of P , the set of facets of P , and the incidence relation between the vertices and the facets (specified by an incidence matrix). Lattice description: The face lattice of P (specified by its Hasse diagram (cf. 495 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 495
496 R. Seidel below), with vertex and facet nodes augmented by coordinates and defining linear inequalities, respectively). Boundary description: A triangulation of the boundary of P (specified by a simplicial complex, with vertices and maximal simplices augmented by coordi- nates and defining normalized linear inequalities, respectively). Hasse diagram: A directed graph of an order relation that joins nodes a to b iffa≤bandtherearenoelementsbetweenaandbinthesensethatifa≤c≤b then either c = a or c = b. For the face lattice the order relation is containment. The five descriptions above assume that P is full-dimensional. If it is not, then a specification of the smallest affine subspace containing P has to be added to all but the vertex description. These five descriptions make explicit to varying degrees the geometric informa- tion carried by polytope P and the combinatorial information of its facial struc- ture. The vertex description and the facet description each carry only rudimentary geometric information about P . We therefore call them purely geometric de- scriptions. The other three descriptions we call combinatorial since they also carry more or less complete combinatorial information about the face structure of P . As a matter of fact, these three descriptions are equivalent in the sense that one can be computed from the other by purely combinatorial means, i.e ., withoutthe use of arithmetic operations on real numbers. Which description is to be computed depends on the application at hand. It is important to keep in mind, however, that these descriptions can differ drastically in terms of their sizes (see Section 22.3). INTERSECTION OF HALFSPACES Closely related to the convex hull problem is the halfspace intersection problem: Given a finite set H of halfspaces in Rd, compute a description of the polyhedron Q= H. Convex polyhedra are more general objects than convex polytopes in that they need not be bounded. Consequently their descriptions are slightly more compli- cated. Every polyhedron Q admits a “factorization” Q = L + C + R, where L is a linear subspace orthogonal to C and R, the set C is a convex cone, and R is a convex polytope. The “vertex description” of Q then consists of a minimal set of vectors spanning L, the set of extreme rays of C, and the set of vertices of R. Our other four description methods for convex polytopes have to be adjusted accordingly in order to apply to polyhedra. Also, the triangulations appearing in the boundary description need to allow for unbounded simplices (this concept makes sense if one views a k-simplex as an intersection of k + 1halfspaces). Because polyhedra are more general than polytopes, all statements about the size differences among the various descriptions of the latter apply also to the former. POLARITY The relationship between computing convex hulls and computing the intersection of halfspaces arises because of polarity (Section 16.1.2). Let S be a finite set in RdandletHSbethesetofhalfspaces{hp|p∈S},withhp={x| x,p ≤1}.Let © 2004 by Chapman & Hall/CRC 496
Chapter 22: Convex hull computations 497 P =convS and let Q = HS . Polarity yields a 1-1 correspondence between the k-faces of Q and the (d−k)-faces of P that admit supporting hyperplanes having P and the origin strictly on the same side. In particular, if the origin is contained in the relative interior of P , then the face lattices of P and Q are anti-isomorphic. It is thus easy to reduce a convex hull problem to a halfspace intersection problem: First translate S by − p∈S p/|S| to insure that the origin is contained in the relative interior of P , and compute Q = HS for the resulting HS .The polytope Q is then the polar P ∆ of P , and, assuming that P is full-dimensional, we have straightforward correspondences between the vertex description of Q and the facet description of P , between the facet description of Q and the vertex description of P , between the double descriptions of Q and of P (reverse the roles of vertices and facets), and between the lattice descriptions of Q and P (reverse the order of the lattice). Note that there is no correspondence between the boundary descriptions. If P has dimension l<dthen Q = Q × L, where polytope Q has dimension l and L is a linear subspace of dimension d − l . The indicated correspondences then hold between P and Q . Reducing a halfspace intersection problem to a convex hull problem is more difficult. Polarity assumes all halfspaces to be describable as {x | a, x ≤1},which means they must strictly contain the origin. In general not all halfspaces in a set H will be of such a form. In order to achieve this form the origin must be translated to a point r that is contained in the interior of Q = H . Determining such a point r requires solving a linear program. Moreover, such an r does not exist if Q is empty, in which case the halfspace intersection problem has a trivial solution, or if Q is not full-dimensional, in which case one has to perform some sort of dimension reduction. In general, halfspace intersection appears to be a slightly more general and versatile problem, especially in a homogenized formulation, which very elegantly avoids various special cases (see, e.g ., [MRTT53]). Nevertheless, we will concentrate exclusively on the convex hull problem. The stated results can be translated mutatis mutandis to the halfspace intersection problem. In many cases the algorithms can be “dualized” to apply directly to the halfspace intersection problem, or the algorithms were originally stated for the halfspace intersection problem and were “dualized” to the convex hull problem. 22.2 THE IRREDUNDANCY PROBLEM GLOSSARY Irredundancy problem: Given a set S of n points in Rd , compute the vertex description of P =convS . λ(n,d): The time to solve a linear programming problem in d variables with n constraints. O(n) for fixed d (see Chapter 45). This problem seeks to compute all points in S that are irredundant, in the sense that they cannot be represented as a convex combination of the remaining points in S . The equivalent polar formulation requires computation of the facet © 2004 by Chapman & Hall/CRC 497
498 R. Seidel description of Q = H , given a set H of n halfspaces in Rd. We will follow the primal formulation. The flavor of this version of the convex hull problem is very different from the other versions. Testing whether a point p ∈ S is irredundant amounts to solving a linear programming problem in d variables with n − 1constraints. The straightforward method of successively testing points for irredundancy results in an algorithm with running time O(nλ(n − 1,d)), which for fixed dimension d is O(n 2 ). Clarkson [Cla94] and independently Ottmann et al. [OSS95] have ingeniously improved this method so that every linear program involves only at most V con- straints, where V is the number of vertices of P , i.e., the output size. The resulting running time is O(nλ(V, d)), which for fixed d is O(nV ). In each of these two methods the n linear programs that occur are closely related to each other. This can be exploited, at least theoretically, by using data structures for so-called linear programming queries [Mat93, Cha96a, Ram00]. This was first done by Matouˇsek for the naive method [Mat93], and then by Chan for the improved method [Cha96], resulting for fixed d>3 in an asymptotic time bound of O(n log d+2 V +(nV )1−1/( d/2 +1) log O(1) n). Finally, note that for the small-dimensional case d =2, 3 there are even algo- rithms with running time O(n log V ) (see Chapter 38), which can be shown to be asymptotically worst-case optimal [KS86]. 22.3COMPUTING COMBINATORIAL DESCRIPTIONS GLOSSARY Facet enumeration problem: Compute the facet description of P =convS , given S. Vertex enumeration problem: Compute the vertex description of Q = H , given H . The facet and vertex enumeration problems are classical and were already con- sidered as early as 1824 by Fourier (see [Sch86, pp. 209–225] for a survey). Inter- estingly, no efficient algorithm is known that solves these enumeration problems without also computing, besides the desired purely geometric description, some combinatorial description of the polyhedron involved. Consequently we now con- centrate on computing combinatorial descriptions. THE SIZES OF COMBINATORIAL DESCRIPTIONS It is important to understand how the three combinatorial descriptions differ in terms of their sizes. Let S be a set of n points in Rd and let P =convS . Assume that P is a d-polytope and that it has m facets. As a consequence of McMullen’s Upper Bound Theorem (Chapter 16) and of polarity, the following inequalities hold © 2004 by Chapman & Hall/CRC 498
Chapter 22: Convex hull computations 499 between n and m and are tight: n≤μ(d,m)a n dm≤μ(d,n), where μ(d, x)=fd−1 (Cd(x)) = x−d/2 d/2 + x−1 − (d − 1)/2 (d − 1)/2 , which is Θ(x d/2 ) for fixed d. For the sake of definiteness let us define the sizes of the various descriptions as follows. For the double description of P it is the number of vertex-facet incidences, for the lattice description it is the total number of faces (of all dimensions) of P ,and for the boundary description it is the number of (d−1)-simplices in the boundary triangulation. Note that for the double and the lattice descriptions the sizes are completely determined by P , whereas the size of a boundary description depends on the bound- ary triangulation that is actually used. The sizes of those triangulations for a given P can vary quite drastically, even if, as we assume from now on, all vertices ofthe triangulation must be from S . These size measures are only crude approximations of the space required to store such descriptions in memory (in particular, in case of the lattice description the edges of the Hasse diagram are completely ignored). However, these approximations suffice to convey the possible similarities and differences between the sizesofthe different descriptions. For such a comparison between the description sizes of P =convS consider Table 22.3 .1, whose columns deal with three cases. The first column lists worst- case upper bounds in terms of n and d. The second columns lists upper bounds in terms of m and d under the assumption that S is in nondegenerate position, i.e ., no d + 1points in S lie in a common hyperplane, which means that P must b e simplicial. Note that in this case there is a unique boundary description. Finally, the third column lists asymptotic bounds (d fixed) for products of cyclic polytopes CCd(n), a certain class of highly degenerate polytopes described in [ABS97]. (See Section 13.1 for a discussion of cyclic polytopes.) In this third table column, δ= d/2 TABLE 22.3.1 Polytope description sizes. DESCRIPTION WORST CASE NONDEGENERATE DEGENERATE CLASS CCd (n) Double d·μ(d,n) d·m Θ(n · m1−1/δ ) Lattice 2d·μ(d,n) 2d·m Θ((n + m)δ) Boundary μ(d, n) m Ω((n + m)δ) The bounds in the table are based on the fact that all description sizes are maximized when P is a cyclic polytope, that each facet of a simplicial d-polytope contains 2d faces, and that the Upper Bound Theorem also applies to simplicial spheres. The lower bound on the size of the boundary description of CCd(n) applies no matter which triangulation of the boundary is actually used. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 499
500 R. Seidel The implication of this table is that in the worst case and also in the nondegen- erate case all three combinatorial descriptions of P have approximately the same size. If d is considered constant, then the sizes are Θ(n d/2 ) in the worst case, where n is the number of points in S (i.e., n is the input size), and the description sizes are Θ(m) in the nondegenerate case, where m is the number of facets of P (in a way the output size). The third column of the table, however, shows thatin the general case the double description of a polytope P may be substantially more compact than the lattice description or the boundary description. MAIN RESULTS AND OPEN PROBLEMS The main positive results are that in the sense of asymptotic worst case complexity the convex hull problem has been solved completely, and that in the case of nonde- generate input, each of the three combinatorial descriptions can be found in time polynomial in the size of the input and the size of the output. In the case of gen- eral input this has only been shown for the lattice and for a boundary description, whereas it is unknown whether this is also possible for the double description. In the following let P =convS be a d-polytope, and |S| = n. THEOREM 22.3.1 Chazelle [Cha93] If the dimension d is considered constant, then given S, each of the three combina- torial descriptions of P =convS can be computed in time O(n log n + n d/2 ) using space O(n d/2 ). This is asymptotically worst-case optimal. THEOREM 22.3.2 Avis-Fukuda [AF92] Given S, a boundary description of P =convS can be computed in time O(dnM ) using space O(dn),whereM is the size of the boundary description produced. If S is nondegenerate, then each of the three combinatorial descriptions of P can be computed in time O(dO(1) nM ),whereM is the size of the respective description. THEOREM 22.3.3 Swart [Swa85] and Chand-Kapur [CK70] Given S , the lattice description of P =convS can be computed in time and space polynomial in d, n, and the size of the output. OPEN PROBLEM 22.3.4 Is there an algorithm that, given S , computes the double description of P =convS in time polynomial in d, n, and the size of the double description? The algorithm in Chazelle’s theorem appears to be of theoretical interest only. The algorithm of Avis-Fukuda is quite practical, the algorithms of Swart and of Chand and Kapur are less so because of the potentially large space requirements. (See Chapter 52 for descriptions of available code.) The running times of the last two algorithms admit some theoretical improvements, as will be discussed in the following sections. Almost all algorithms that have been published for solving the different ver- sions of the convex hull problem and the halfspace intersection problem appear to be variations of three general methods: incremental, graph traversal, and divide- and-conquer. We discuss the incremental and the graph traversal methods inthe next two subsections. Divide-and-conquer has proven useful only for very small © 2004 by Chapman & Hall/CRC 500
Chapter 22: Convex hull computations 501 dimension, and we will discuss it in that context in Section 22.4 . Methods that fall outside this threefold classification are discussed in Subsection 22.3 .3. 22.3.1 THE INCREMENTAL METHOD The incremental method puts the points in S in some order p1,...,pn and then successively computes a description of Pi =convSi from the description of Pi−1 and pi , where Si = {p1 ,...,pi}. Before discussing details it should be noted that no matter how the incremen- tal method is implemented, it has a serious shortcoming in that the intermediate polytopes Pi may have many more facets than the final Pn = P (see, e.g., [ABS97]). Thus the description sizes of the intermediate polytopes may be much larger than the size of the description of the final result, and hence this method cannot have running time that depends reasonably on the output size. This is not necessarily just the result of an unfortunate choice of the insertion order, since Bremner [Bre99] has shown that if S is the vertex set of the aforemen- tioned product of cyclic polytopes CCd(n), then Pn−1 has Ω(m √d/2 −1 ) facets no matter which insertion order is used, where m is the number of facets of Pn = P . We first present a selection of algorithms implementing the incremental method and list their asymptotic worst-case or expected running times for fixed d (Ta- ble 22.3 .2). All these algorithms compute boundary descriptions, except for [Sei81] (see also [Ede87, Section 8.4]), which can also be made to compute a lattice de- scription, and [MRTT53], which computes a double description. TABLE 22.3.2 Sample of incremental algorithms. ALGORITHM TIME BOUND TYPE Kallay [PS85, Section 3.4 .2] nd/2+1 worst-case Seidel [Sei81] nlogn+n d/2 worst-case Chazelle [Cha93] nlogn+n d/2 worst-case Clarkson-Shor [CS89] nlogn+n d/2 expected Clarkson et al. [CMS93] nlogn+n d/2 expected Motzkin et al. [MRTT53] n3 d/2 +1 worst-case We now concentrate on how Pi−1 and Pi differ. For the sake of simplicity we will first assume that S is nondegenerate and hence all involved polytopes are simplicial. Moreover we will ignore how the insertion method starts and assume that Pi−1 and Pi are full-dimensional. We say that a facet of Pi−1 is visible (from pi ) if its supporting hyperplane separates Pi−1 and pi . Otherwise the facet is obscured . The facet set of Pi consists of “old facets,” namely all obscured facets of Pi−1 , and “new facets,” namely facets of the form conv(R ∪{pi }), where R is a “horizon” ridge of Pi−1 , i.e., R is contained in a visible and in an obscured facet of Pi−1 . Updating Pi−1 to Pi thus requires solving three subproblems: finding (and deleting) all visible facets of Pi−1 ; finding all horizon ridges; forming all new facets. The various incremental algorithms only differ in how they solve those subproblems, and they differ in the type of insertion order used. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 501
502 R. Seidel Visible facets. The simplest way of finding the visible facets is simply to check each facet of Pi−1 . This is done in Kallay’s “beneath-beyond” method [PS85, Sec- tion 3.4 .2] and in the “double description method” of Motzkin et al. [MRTT53]. Since Pi may have Θ(i d/2 ) facets such an approach automatically leads to a sub- optimal overall running time of Ω(n d/2 +1) in the worst case. Another way is to maintain “conflict lists” between facets and not yet inserted points. In the worst case this is no better than the previous method. However, if the insertion order is a random permutation of the points in S , then in expectation this method works in O(n d/2 ) time [CS89]. The last method requires the maintenance of a facet graph, whose nodes are the facets and whose arcs connect facets if they share a common ridge. The visible facets form a connected subgraph of this facet graph. Thus they can be determined by graph search, such as depth-first search. This takes time propor- tional to the number of visible facets, which means that in the amortized sense this takes no time since all those visible facets will be deleted. This graph search requires that one starting visible facet be known. Such an initial visible facet can be determined relatively efficiently by a special choice of the insertion order, as in [Sei81], by maintaining “canonical visible facets,” as in [CS89] and [CMS93], or by linear programming, as in [Sei91]. Horizon ridges. Determining the horizon ridges is trivial if the facet graph is used, since those ridges correspond to arcs connecting visible and obscured facets. Otherwise one has to use data structuring techniques to determine which of the ridges incident to the visible facets are incident to exactly one visible facet. New facets. After the horizon ridges are determined, the new facets are easily constructed in time proportional to their number. Keeping this number small is one of the main difficulties of making the insertion method efficient. In the worst case there may be as many as μ(d − 1,i − 1)=Θ(i (d−1)/2 ) such new facets. For even d this is Θ(i d/2 −1 ), which is the main reason why it was relatively easy to obtain an asymptotically worst-case optimal running time of O(n d/2 ) for even d [Sei81]. For general d, using a random insertion order [CS89, CMS93, Sei91] appears to be the only known way to keep this number low, at least in terms of expectation. Chazelle’s celebrated deterministic algorithm [Cha93] applies derandomization and thus in effect “simulates” random insertion order so that the number of new facets is not only small in the expected sense but also in the worst case. Finally, if a facet graph is used, then the arcs corresponding to the ridges between the new facets need to be generated, which can be done via data structuring techniques, as in [Sei91], or by graph traversal techniques, as in [CS89, CMS93]. We should mention that if we remove the nondegeneracy assumption this problem of determining the new ridges seems to become very difficult. Degenerate input. So far we have assumed that the input set S be nonde- generate. If this is not the case, then this can be simulated using perturbation techniques [Sei96]. This way the algorithms produce a boundary description from which a lattice description or a double description could be computed in O(n d/2 ) worst-case time. The algorithm of Seidel [Sei81] (see also [Ede87, Section 8.4]) also works with degenerate input and then produces a lattice description. Most interesting, though, in the case of degeneracy is the so-called double description algorithm of Motzkin et al. [MRTT53]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 502
Chapter 22: Convex hull computations 503 THE DOUBLE DESCRIPTION METHOD Although it is one of the oldest published incremental algorithms, this method has received little attention in the computational geometry community. This method maintains only the double descriptions of the polytopes Pi. It makes no assumptions about nondegeneracy. In fact, despite its poor worst-case complexity, empirically this method works well for degenerate inputs, where all other methods seem to fail, running out of time or space. The algorithm determines the visible facets by simply checking all facets of Pi−1 . The interesting point is how it determines the horizon ridges, from which the new facets are then constructed. In contrast to the other methods it does not maintain ridges, since, as we already mentioned, determining the new ridges created during an insertion is difficult. The double description method simply considers each pair of visible and obscured facets of Pi−1 and checks whether their intersection A forms a horizon ridge. This is achieved by testing whether the vertex set in A is contained in some other facet of Pi−1 . If it is, then A is not a ridge and hence not a horizon ridge. A straightforward implementation of this idea will require Θ(i3 d/2 ) time in the worst case to discover all horizon ridges of Pi−1 , resulting in a high worst- case overall running time. Although a number of heuristics have been proposed to speed up this process (see [Zie94, p. 48]), experiments show that this method is unbearably slow in the nondegenerate case when compared to other algorithms. However, in the case of degenerate input it still appears to be the method of choice with the new primal-dual approach (Section 22.3 .3) as a possible contender. Finally, we should mention that convex hull algorithms based on so-called Fourier-Motzkin elimination are nothing but incremental algorithms dressed up in an algebraic formulation. 22.3.2 THE GRAPH TRAVERSAL METHOD This method attempts to traverse the facet graph of polytope P =convS in an organized fashion. The basic step is: given a facet F of P and a ridge R contained in F , find the other facet F of P that also contains R. Geometrically this amounts to determining the point p ∈ S such that the hyperplane spanned by R and p maximizes the angle to F . In analogy to a 3D physical realization this operation is therefore known as a “gift-wrapping step,” and these algorithms are known as gift- wrapping algorithms. In the polar context of intersecting halfspaces, this step corresponds to moving along an edge from one vertex to another and is equivalent to a pivoting step of the simplex algorithm for linear programming. Thus these algorithms are also known as pivoting algorithms. The basic outline of the graph traversal method is as follows: Find some initial facet of P =convS and the ridges that it contains. As long as there is an open ridge R, i.e ., one for which only one containing facet F is known, perform a gift- wrapping step to discover the other facet F containing R and determine the ridges that F contains. This general method faces three problems: (a) How does one maintain the set of open ridges? (b) How can the ridges of the new facet F be quickly discovered? © 2004 by Chapman & Hall/CRC 503
504 R. Seidel (c) How can an individual gift-wrapping step be performed quickly? THE NONDEGENERATE CASE Let us again first assume that the input set S is in nondegenerate position. This trivializes problem (b) since every facet is a (d−1)-simplex and each of the d subsets with d − 1of its d vertices will span a ridge. The most straightforward way to deal with problem (a) is to use some sort of dictionary data structure to store the set of open ridges. The most straightforward way to deal with (c) is to scan through all the points in S to find the best candi- date, leading to work proportional to n per discovered facet. This straightforward method has been proposed many times (see [Sch86, p. 224] and [Chv83, p. 282] for references) and has running time O(d2 nM )usingO(d(M + n)) space, where M is the number of facets of P . The gift-wrapping steps can be performed faster if a special data structure(for the dual of ray-shooting queries) is used. This was developed by Chan [Cha96], who achieved for fixed d>3 an asymptotic time bound of O(n log M +(nM )1−1/( d/2 +1) log O(1) n). Avis and Fukuda [AF92] proposed an ingenious way to deal with problem (a) so that no storage space is needed. They pointed out that there is a way of defining a canonical spanning tree T of the facet graph of polytope P so that the arcs of T can be recognized locally. Gift-wrapping steps are then performed only over ridges corresponding to arcs of T . Doing this in the form of a depth-first search traversal of T avoids the use of any extra storage space. Facets can be output as soon as they are discovered. Their algorithm is eminently practical and has a running time of O(dnM ) using only O(dn) space. In theory the gift-wrapping step improvement of Chan also could be applied to the algorithm of Avis and Fukuda. However, this appears to be of little practical relevance. A completely different way of simultaneously addressing problems (a) and (c) was suggested by Seidel [Sei86a]. He proposed to try to discover the facets in an order corresponding to a straight-line shelling of P . In many cases gift-wrapping steps over several currently open ridges would yield the same new facet F . However, in that case the entire vertex set of F is known already and the expensive scan to solve problem (c) is not necessary. The facets of P for which this trick is not applicable can be discovered in advance by linear programming. This “shelling algorithm” has running time O(nλ(n − 1,d− 1)+d3M log n), where λ(n − 1,d− 1) is again the time necessary to solve a linear program with n − 1constraints in d − 1variables. From the way a shelling proceeds one can prove that the space requirement for storing the open ridges is somewhat lower than in an ordinary gift-wrapping algorithm. The linear programs that need to be solved are similar to the ones in the irredundancy problem of Section 22.2 . Again improvements can be achieved by applying linear programming queries ([Mat93]), and the nλ(n − 1,d− 1) factor can be improved to n2−2/( d/2 +1) log O(1) n). THE GENERAL CASE There are two ways to approach the general case where P is not simplicial. The first is again to apply perturbations in order to simulate nondegeneracy of S. This © 2004 by Chapman & Hall/CRC 504
Chapter 22: Convex hull computations 505 way all previously mentioned algorithms still apply, however they now compute a boundary description of P . The parameter M is now the size of the triangulation that happens to be constructed. Moreover, the perturbed computations slowdown the running times by a polynomial factor in d. The second way to deal with the general case is to generalize the algorithms so that they compute the lattice description of P . The main obstacle that must be overcome in the degenerate case is problem (b), the discovery of the ridges of a new facet F . The obvious way to address this problem is to view the construction of F as a recursive subproblem one dimension down. Some care must be taken however that in the many recursions small-dimensional faces are not reconstructed too often. This method was proposed by Chand and Kapur [CK70] and their algorithm was later improved and analyzed by Swart [Swa85] who showed a running time of O(d2 nK1 + d3K2 log K0), where Ki is the number of directed (i+1)-vertex paths in the Hasse diagram of the face lattice of P . Rote [Rot92] generalized the algorithm of Avis and Fukuda to produce the lattice description using little storage space. Its running time is O(dKd+1 n)andit appears to be not as relevant in practice as the original algorithm. Finally, Seidel [Sei86b] generalized his shelling algorithm to produce the lattice description in time O(nλ(n − 1,d− 1)+K2(d2 + log K0)). Because of the recursive nature of straight-line shellings, this generalization avoids reconstruction of small- dimensional faces. Again the improvement via linear programming queries applies. 22.3.3 OTHER METHODS THE BRUTE-FORCE APPROACH Let S be a set of n points in Rd and let P =convS . Assume w.l.o .g . that the origin is contained in the interior of P (otherwise apply a translation) and assume that S is irredundant in the sense that every point in S is a vertex of P (otherwise apply the results of Section 22.2). AsetT ⊂ S spans a face of P iff there is a halfspace that has T on its boundary and S \ T in its interior. Algebraically this can be tested by determining yT=max{y∈R|∃x∈Rd :∀p∈T: x,p =1and∀p∈S\T: x,p +y≤1}, which can be computed via linear programming, and checking that yT > 0. This characterization immediately yields a straightforward algorithm with run- ning time O(2nλ(n, d)) for generating all faces and also the lattice description of P : Simply test each subset of S whether it spans a face of P . This brute- force approach can be substantially improved by applying backtrack-search tech- niques ([Bal61],[FLM97]). Fukuda et al. [FLM97] even achieve a running time of O(nK0λ(n, d)) this way, using just O(dn) space. Unfortunately this backtrack- search approach does not seem to yield an efficient method to compute the double description of P . THE PRIMAL-DUAL METHOD Let S be a set of n points in Rd,letP =convS, and let F be the set of facets of P . Determining F from S is difficult if P is degenerate in the sense that it is not simplicial, i.e ., its facets are not all simplices. However, in this case determining © 2004 by Chapman & Hall/CRC 505
506 R. Seidel S from F may not be so difficult. The primal-dual method [BFM98] of Bremner, Fukuda, and Marzetta tries to exploit this possibility, despite the fact that F is unknown and S is the input. The basic idea of their algorithm is as follows: For a facet F ∈F,letHF be the halfspace that has F on its boundary and contains P , and for G⊂Flet HG = {HG|G ∈G}. Assume some G⊂Fis known already. Enumerate the vertices of the polyhedron PG = HG ⊃ P . If all the vertices found are points in S and ifPGisbounded,thenitmustbethecasethatPG=P andG=F andallfacets of P have been found, and we are done. If this is not the case (and this can be determined after at most n + 1vertices of PG have been enumerated), then it is easy tofindapointv∈PG\P(eitheravertexnotinSorapointonanextremeray of PG). But now clearly G = F . Moreover it is easy to find a facet G ∈F\G(or rather the halfspace HG) that separates v from P . This amounts to performing the initial facet finding step of the gift-wrapping algorithm and can be done (without linear programming!) in O(d2 n) time. Now add G to G and repeat. The method suggests that the complexity of computing the facet description of a polytope P from its vertex description is related to the complexity of com- puting the vertex description from the facet description. It is difficult to make this theoretical statement precise without introducing assumptions about the in- termediate polyhedra PG . However, on the practical side, the authors of [BFM98] present experimental evidence showing that the primal-dual method outperforms other algorithms in certain “degenerate” cases. 22.4 THE CASE OF SMALL DIMENSION Convex hull computations in very small dimension are special. We have strong geometric intuitions about 2D and 3D space (and via Schlegel diagrams even about 4-polytopes). Moreover the situation is simpler in the case d =2, 3 since our five polytope descriptions cannot differ much in terms of their sizes (they are all within a constant factor of each other), which means there is little need for keeping an exact distinction. Algorithmically, small dimensions are special in that besides the incremental and the graph traversal method, divide-and-conquer methods have also been brought to fruition. THE 2-DIMENSIONAL CASE The planar convex hull problem has drawn considerable attention and many dif- ferent algorithmic paradigms have been tried (see textbooks such as [PS85]or [O’R98]). The graph traversal method was rediscovered and is known in the planar case as the Jarvis march with running time O(nM ), and the incremental method was rediscovered and is known in a rather different guise as the Graham scan with running time O(n log n) (as usual n and M are the sizes of the input and output, respectively). It was easy and natural to apply the divide-and-conquer paradigm to obtain further O(n log n) time algorithms. By giving this paradigm the extra twist of “marriage-before-conquest” it was possible even to obtain an O(n log M ) algorithm, which was also shown to be worst-case optimal in the algebraic com- putation tree model of computation [KS86]. This algorithm required the useof © 2004 by Chapman & Hall/CRC 506
Chapter 22: Convex hull computations 507 2D linear programming. Much later Chan, Snoeyink, and Yap [CSY97] showed how to avoid this and substantially simplified the algorithm in way that allowed its generalization to higher dimensions. Later Chan [Cha96] showed quite surprisingly that by using simple data structures and the method of guessing the output size by repeated squaring, the Jarvis march algorithm can be sped up to also run in time O(nlogM). THE 3-DIMENSIONAL CASE In 3 dimensions the output size M is O(n) in the worst case. However, the straight- forward implementations of the standard incremental and the graph traversal meth- ods only yield algorithms with worst-case running time O(n2 ). In this context the use of the divide-and-conquer paradigm was decisive in obtaining O(n log n) run- ning time, which was achieved by Preparata and Hong (see [PS85, Section 3.4.4]; for a more detailed account, [Ede87, Section 8.5]). This running time was later matched in the expected sense by the randomized incremental algorithm of Clark- son and Shor [CS89], who also gave another randomized algorithm with expected performance O(n log M ). The question whether this optimal output-size sensitive bound could also be achieved deterministically was open for a long time. Edelsbrunner and Shi [ES91] first generalized the “marriage-before-conquest” method of [KS86] but achieved only a running time of O(n log 2 M ). Eventually Chazelle and Matouˇsek [CM92] succeeded in derandomizing the randomized algorithm of Clarkson and Shor and obtained, at least theoretically, this optimal O(n log M ) time bound. Later Chan [Cha96] showed that there is a relatively simple algorithm for achieving this bound, again by the method of speeding up the gift-wrapping method using data structures and guessing the output size by repeated squaring. THE CASE d =4,5 In this case the sizes of the combinatorial descriptions may be as large as Θ(n2 ). All the methods and bounds mentioned in Section 22.3 apply. In addition there are methods for computing a boundary description based on sophisticated divide- and-conquer and some additional pruning mechanisms. Worst-case time bounds of O((n+M)log d−2 M ) were achieved by Chan, Snoeyink, and Yap [CSY97] for d = 4, and by Amato and Ramos [AR96] for d =4, 5. The latter paper also states that their bound applies to computing the lattice description in the case d =4. 22.5 RELATED TOPICS There has been some work on determining the intrinsic computational complexity of versions of the convex hull problem. The strongest results at this point are: 1. For fixed d ≥ 2 the time necessary to determine whether exactly V of n points in Rd are extreme is Ω(n log V ) in the algebraic computation tree model [KS86]. This is asymptotically best possible for d =2. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 507
508 R. Seidel 2. For fixed d ≥ 2 the time necessary to determine whether the convex hull of n points in Rd has exactly M facetsisΩ(n d/2 −1 + n log n) in a specialized but realistic model of computation [E99]. This is asymptotically best possible for odd d>1. The expected sizes of convex hulls of point sets drawn according to some sta- tistical distribution are typically much smaller than the worst-case sizes. Con- structing such convex hulls has been explicitly studied by several authors (see, e.g .,[DT81, Dwy91, BGJR91]). One should also mention in this context the ran- domized incremental algorithm [CS89]. With input set S ⊂ Rd its expected running time for constructing a boundary description is O  d+1<r≤n df r(S)/r + d+1≤r<n d2 nfr(S)/r 2  , where fr(S) is the expected size of the boundary description of the convex hull of a random subset of S of size r. For many distributions fr is sufficiently sublinear so that this randomized incremental algorithm has O(n) expected running time. The problem of maintaining convex hulls under insertions and deletions of points has been addressed also. In higher dimensions randomized incremental al- gorithms have been adapted by several authors to process updates [Mul94, Sch91, CMS93]. However, the analyses are all based on some probabilistic model of which updates actually occur. More satisfactory solutions have only been obtained in the planar case. Solutions with O(log n) update time were obtained for the in- sertions only case (see [PS85, Section 3.3.6]) and also for the deletions only case [HS92]. For the general dynamic case O(log 2 n) update times were achieved early on [OvL81, Gow80], and only very recently they were improved to O(log n)in [Cha01, BJ02]. For some time there was hope that additional input information might help compute convex hulls. Although this is true in the planar case, where having points presorted or having them given along a nonintersecting polygonal line [Mel87] leads to linear-time algorithms, it has been shown [Sei85] that for dimension d ≥ 3 such additional information does not help. Having a 3D set S presorted or even knowing a nonself-intersecting polyhedral surface whose vertex set is S does not in general make it easier to find the convex hull of S. There have been some attempts to generalize the convex hull construction prob- lem so that the input S does not consist of points but of more general objects such as algebraically described regions in the plane [BK91, NY98], balls in Rd [BCD+92], ellipsoids in R3 [Wol02], or sets of polyhedra [FLL01]. Finally, parallel algorithms for the convex hull problem have been developed; see Chapter 42. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 508
Chapter 22: Convex hull computations 509 22.6 SOURCES AND RELATED MATERIALS FURTHER READING [Zie94]: A modern account of polytope theory. [MR80]: A survey of vertex enumeration methods from the dual standpoint. RELATED CHAPTERS Chapter 16: Basic properties of convex polytopes Chapter 18: Face numbers of polytopes and complexes Chapter 23: Voronoi diagrams and Delaunay triangulations Chapter 45: Linear programming REFERENCES [ABS97] D. Avis, D. Bremner, and R. Seidel. How go od are convex hull algorithms? Comput. Geom. Theory Appl., 7:265–301, 1997. [AF92] D. Avis and K. Fukuda. A pivoting algorithm for convex hulls and vertex enumeration of arrangements and polyhedra. Discrete Comput. Geom., 8:295–313, 1992. [AR96] N.M. Amato and E.A . Ramos. On computing Voronoi diagrams by divide-prune-and- conquer. In Proc. 12th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 166–175, 1996. [BK91] C.L . Bajaj and M.- S. Kim. Convex hulls of ob jects bounded by algebraic curves. Algorithmi ca , 6:533–553, 1991. [Bal61] M.L . Balinski. An algorithm for finding all vertices of convex polyhedral sets. SIAM J. Appl. Math., 9:72–81, 1961. [BCD+92] J. - D. Boissonnat, A. Ćeŕezo, O. Devillers, J. Duquesne, and M. Yvinec. An algorithm for constructing the convex hull of a set of spheres in dimension d.InProc. 4th Canad. Conf. Comput. Geom., pages 269–273, 1992. [BGJR91] K.H . Borgwardt, N. Gaffke, M. J ̈unger, and G. Reinelt. Computing the convex hull in the Euclidean plane in linear expected time. In P. Gritzmann and B. Sturmfels, editors, Applied Geometry and Discrete Mathematics: The Victor Klee Festschrift,volume4 of DIMACS Series in Discrete Math. and Theoret. Comput. Sci., pages 91–107. Amer. Math. Soc., Providence, 1991. [Bre99] D. Bremner. Incremental convex hull algorithms are not output sensitive. Discrete Comput. Geom., 21:57–68, 1999. [BFM98] D. Bremner, K. Fukuda, and A. Marzetta. Primal-dual methods for vertex and facet enumeration. Discrete Comput. Geom., 20:333–357, 1998. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 509
510 R. Seidel [BJ02] G.S . Brodal and R. Jacob. Dynamic planar convex hull. Proc. 43rd Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 617–626, 2002. [Cha93] B. Chazelle. An optimal convex hull algorithm in any fixed dimension. Discrete Comput. Geom., 10:377–409, 1993. [Cha96] T.M. Chan. Output-sensitive results on convex hulls, extreme p oints, and related problems. Discrete Comput. Geom., 16:369–387, 1996. [Cha96a] T.M. Chan. Fixed-dimensional linear programming queries made easy. In Proc. 12th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 284–290, 1996. [Cha01] T.M. Chan. Dynamic planar convex hull operations in near-logarithmic time. J . Assoc. Comput. Mach., 48:1–12, 2001. [Chv83] V. Chv́atal. Linear Programming. W.H . Freeman, New York, 1983. [CK70] D.R. Chand and S.S . Kapur. An algorithm for convex p olytopes. J. Assoc. Comput. Mach., 17:78–86, 1970. [Cla94] K.L . Clarkson. More output-sensitive geometric algorithms. In Proc. 35th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 695–702, 1994. [CM92] B. Chazelle and J. Matouˇsek. Derandomizing an output-sensitive convex hull algorithm in three dimensions. Tech. Rep., Dept. Comput. Sci., Princeton Univ. Press, 1992. [CMS93] K.L . Clarkson, K. Mehlhorn, and R. Seidel. Four results on randomized incremental constructions. Comput. Geom. Theory Appl., 3:185–212, 1993. [CS89] K.L . Clarkson and P.W. Shor. Applications of random sampling in computational geometry, II. Discrete Comput. Geom., 4:387–421, 1989. [CSY97] T.M. Chan, J. Snoeyink, and C.K . Yap. Primal dividing and dual pruning:Output- sensitive construction of four-dimensional polytop es and three-dimensional Voronoi diagrams. Discrete Comput. Geom., 18:433–454, 1997. [DT81] L. Devroye and G.T . Toussaint. A note on linear expected time algorithms for finding convex hulls . Computing, 26:361–366, 1981. [Dwy91] R. Dwyer. Convex hulls of samples from spherically symmetric distributions. Discrete Appl. Math., 31:113–132, 1991. [Ede87] H. Edelsbrunner. Algorithms in Combinatorial Geometry, volume 10 of EATCS Monogr. Theoret. Comput. Sci. Springer-Verlag, Heidelberg, 1987. [ES91] H. Edelsbrunner and W. Shi. An O(n log 2 h) time algorithm for the three-dimensional conve x hull pr obl em . SIAM J. Comput., 20:259–277, 1991. [E99] J. Erickson. New lower bounds for convex hull problems in odd dimensions. SIAM J. Comput., 28:1198–1214, 1999. [FLL01] K. Fukuda, T.M . Liebling, and C. L ̈utolf. Extended convex hull. Comput. Geom. Theory Appl., 20:13–23, 2001. [FLM97] K. Fukuda, T.M. Liebling, and F. Margot. Analysis of backtrack algorithms for listing all vertices and all faces of a convex polyhedron. Comput. Geom. Theory Appl., 8:1–12, 1997. [Gow80] I.G. Gowda. Dynamic problems in computational geometry. M.Sc. thesis, Dept. Com- put. Sci., Univ. British Columbia, Vancouver, 1980. [HS92] J. Hershb erger and S. Suri. Applications of a semi-dynamic convex hull algorithm. BIT, 32:249–267, 1992. [KS86] D.G. Kirkpatrick and R. Seidel. The ultimate planar convex hull algorithm? SIAM J. Comput., 15:287–299, 1986. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 510
Chapter 22: Convex hull computations 511 [Mat93] J. Matouˇsek. Linear optimization queries. J. Algorithms, 14:432–448, 1993. [Mel87] A. Melkman. On-line construction of the convex hull of a simple polyline. Inform. Process. Lett., 25:11–12, 1987. [MR80] T.H . Mattheiss and D. Rubin. A survey and comparison of methods for finding all vertices of convex p olyhedral sets. Math. Oper. Res., 5:167–185, 1980. [MRTT53] T.S. Motzkin, H. Raiffa, G.L . Thompson, and R.M. Thrall. The doubledescription method. In H.W . Kuhn and A.W . Tucker, editors, Contributions to the Theory of Games II, volume 8 of Ann. ofMath. Stud., pages 51–73. Princeton University Press, 1953. [Mul94] K. Mulmuley. Computational Geometry: An Introduction through Randomized Algo- rithms. Prentice Hall, Englewood Cliffs, 1994. [NY98] F. Nielsen and M. Yvinec. Output-sensitive convex hull algorithms of planar convex ob jects. Comp. Geom. Theory Appl. 8:39-66, 1998. [O’R98] J. O’Rourke. Computational Geometry in C. Second Edition. Cambridge University Press, 1998. [OSS95] T.A . Ottmann, S. Schuierer, and S. Soundaralakshmi. Enumerating extreme p oints in higher dimensions. In Proc. 12th Sympos. Theoretical Aspects ofComput. Sci., Springer Lect. Notes in Comput. Sci., volume 900, 562–570, 1995. [OvL81] M.H. Overmars and J. van Leeuwen. Maintenance of configurations in the plane. J. Comput. Syst. Sci., 23:166–204, 1981. [PS85] F.P. Preparata and M.I. Shamos. Computational Geometry: An Introduction. Spring- er-Verlag, New York, 1985. [Ram00] E.A. Ramos. Linear optimization queries revisited. In Proc. 16th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 176–181, 2000. [Rot92] G. Rote. Degenerate convex hulls in high dimensions without extra storage. In Proc. 8th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 26–32, 1992. [Sch86] A. Schrijver. Theory ofLinear and Integer Programming. Wiley-Interscience, New York, 1986. [Sch91] O. Schwarzkopf. Dynamic maintenance of geometric structures madeeasy. InProc. 32nd Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 197–206, 1991. [Sei81] R. Seidel. A convex hul l algorithm optimal for point sets in even dimensions.M . Sc. thesis, Dept. Comput. Sci., Univ. British Columbia, Vancouver, 1981. Report 81/14. [Sei85] R. Seidel. A method for proving lower bounds for certain geometric problems. In G.T . Toussaint, editor, Computational Geometry, pages 319–334. North-Holland, Amster- dam, 1985. [Sei86a] R. Seidel. Constructing higher-dimensional convex hulls at logarithmic cost p er face. In Proc. 18th Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 404–413, 1986. [Sei86b] R. Seidel. Output-size sensitive algorithms for constructive problems in computational geometry. Ph.D. thesis, Dept. Comput. Sci., Cornell Univ., Ithaca, 1986. Tech. Rep. TR 86-784. [Sei91] R. Seidel. Small-dimensional linear programming and convex hulls made easy. Discrete Comput. Geom., 6:423–434, 1991. [Sei96] R. Seidel. The meaning and nature of perturbations in geometric computing. Discrete Comput. Geom., 19:1–17, 1996. [Swa85] G.F. Swart. Finding the convex hull facet by facet. J. Algorithms, 6:17–48, 1985. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 511
512 R. Seidel [Wol02] N. Wolpert. An exact and efficient approach for computing a cel l in an arrangement ofquadrics. Ph.D . thesis, FR Informatik, Univ. des Saarlandes, Saarbr̈ucken, 2002. [Zie94] G.M . Ziegler. Lectures on Polytopes, volume 152 of Graduate Texts in Math. Springer- Verlag, New York, 1994. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 512
23 VORONOI DIAGRAMS AND DELAUNAY TRIANGULATIONS Steven Fortune INTRODUCTION The Voronoi diagram of a set of sites partitions space into regions, one per site; the region for a site s consists of all points closer to s than to any other site. The dual of the Voronoi diagram, the Delaunay triangulation, is the unique triangulation such that the circumsphere of every simplex contains no sites in its interior. Voronoi dia- grams and Delaunay triangulations have been rediscovered or applied in many areas of mathematics and the natural sciences; they are central topics in computational geometry, with hundreds of papers discussing algorithms and extensions. Section 23.1 discusses the definition and basic properties in the usual caseof point sites in R d with the Euclidean metric, while Section 23.2 gives basic algo- rithms. Some of the many extensions obtained by varying metric, sites, environ- ment, and constraints are discussed in Section 23.3 . Section 23.4 finishes with some interesting and nonobvious structural properties of Voronoi diagrams and Delaunay triangulations. GLOSSARY Site: A defining object for a Voronoi diagram or Delaunay triangulation. Also generator, source, Voronoi point. Voronoi face: The set of points for which a single site is closest (or more generally a set of sites is closest). Also Voronoi region, Voronoi cell. Voronoi diagram: The set of all Voronoi faces. Also Thiessen diagram, Wigner- Seitz diagram, Blum transform, Dirichlet tessellation. Delaunay triangulation: The unique triangulation of a set of sites such that the circumsphere of each full-dimensional simplex has no sites in its interior. 23.1 POINT SITES IN THE EUCLIDEAN METRIC See [Aur91, Ede87, For95] for more details and proofs of material in this section. GLOSSARY Sites: Points in a finite set S in R d . Voronoi face of a site s: The set of all points of Rd strictly closer to the 513 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 513
514 S. Fortune FIGURE 23.1 .1 Voronoi diagram and Delaunay triangulation of the same set of sites in two dimensions (a,b) and three dimensions (c,d). (c) (d) (a) (b) site s ∈ S than to any other site in S. The Voronoi face of a site is always a nonempty, open, convex, full-dimensional subset of Rd . Voronoi face V(T) of a subset T: For T a nonempty subset of S, the set of points of Rd equidistant from all members of T and closer to any member of T than to any member of S\T . Voronoi diagram of S: The collection of all nonempty Voronoi faces V (T ), for T ⊆ S. The Voronoi diagram forms a cell complex partitioning Rd . In two dimen- sions (Figure 23.1 .1(a)), the Voronoi face of a site is the interior of a convex, p os- sibly infinite polygon; its boundary consists of Voronoi edges (1-dimensional faces) equidistant from two sites and Voronoi vertices (0-dimensional faces) equidistant from at least three sites. Figure 23.1.1(c) shows a Voronoi diagram in three dimensions. Delaunay face D (T ) of a subset T: The Delaunay face D(T ) is defined for a subset T of S whenever there is a sphere through all the sites of T with all other sites exterior (equivalently, whenever V (T ) is not empty). Then D(T )is the (relative) interior of the convex hull of T . For example, in two dimensions (Figure 23.1 .1(b)), a Delaunay triangle is formed by three sites whose circum- circle is empty and a Delaunay edge connects two sites that have an empty circumcircle (in fact, infinitely many empty circumcircles). Delaunay triangulation of S: The collection of all Delaunay faces. The De- launay triangulation forms a cell complex partitioning the convex hull of S. There is an obvious one-one correspondence between the Voronoi diagram andthe Delaunay triangulation; it maps the Voronoi face V (T ) to the Delaunay face D(T ). This correspondence has the property that the sum of the dimensions of V (T )and D(T ) is always d. Thus, in two dimensions, V (T) is a Voronoi vertex iff D(T )is an open polygonal region; V (T ) is an edge iff D(T )is;V (T ) is an open polygonal region iff D(T ) is a vertex, i.e., a site. In fact, the 1–1 correspondence is a duality between cell complexes, reversing face ordering: for subsets T, T ⊆ S, V (T )isa face of V (T )iffD(T )isafaceofD(T ). The set of sites S ⊂ Rd is in general position (or is nondegenerate)ifno d +2points lie on a common d-sphere and no k + 2points lie on a common k-flat, for k<d.IfS is in general position, then the Delaunay triangulation of S is a simplicial complex, and every vertex of the Voronoi diagram is incident to d + 1 edges in the Delaunay triangulation. If S is not in general position, then Delaunay faces need © 2004 by Chapman & Hall/CRC 514
Chapter 23: Voronoi Diagrams and Delaunay triangulations 515 not be simplices; for example, the four cocircular sites in Figure 23.1 .1(b) form a Delaunay quadrilateral. A completion of a Delaunay triangulation is obtained by splitting nonsimplicial faces into simplices without adding new vertices. RELATION TO CONVEXITY There is an intimate connection between Delaunay triangulations in R d and convex hulls in R d+1 , and between Voronoi diagrams in R d and halfspace intersections in Rd+1 . To see the connections, consider the special case of d = 2. Identify R2 with the plane spanned by the first two coordinate axes of R3 , and call the third coordinate direction the vertical direction. The lifting map λ : R 2 →R 3 is defined by λ(x1,x2)=(x1,x2,x2 1+x2 2); Λ=λ(R2) is a paraboloid of revolution about the vertical axis. See Figure 23.1 .2(a). Let H be the convex hull of the lifted sites λ(S). The Delaunay triangulation of S is exactly the orthogonal pro jection into R 2 of the lower faces of H (a face is lower if it has a supporting plane with inward normal having positive vertical coordinate). To see this informally, suppose that triangle λ(s)λ(t)λ(u) is a lower facet of H , and that plane P passes through λ(s)λ(t)λ(u). The intersection of P with Λ is an ellipse that pro jects orthogonally to a circle inR 2 (Figure 23.1 .2(a)). Since all other lifted sites are above the plane, all other unlifted sites are outside the circle, and stu is a Delaunay triangle. The opposite direction, that a Delaunay triangle is a lower facet, is similar. For Voronoi diagrams, assign to each site s =(s1 ,s2) the plane Ps = {(x1,x2,x3):x3 = −2x1s1 + s 2 1−2x2s2+s 2 2}. Let I be the intersection of the lower halfspaces of the planes Ps . The Voronoi diagram is exactly the orthogonal pro jection into R 2 of the upper faces of I .T o FIGURE 23.1 .2 (a) The intersection of a plane with Λ is an ellipse that projects to a circle; (b) on any vertical line, the surfaces {Ds } appear in the same order as the planes {Ps}. λ (s) λ (u) λ (t) s u t Λ (a) st u DsDt Du Ps Pt Pu I (b) © 2004 by Chapman & Hall/CRC 515
516 S. Fortune see this informally, consider the surfaces Ds = {(x1,x2,x3):x3 =((x1 − s1) 2 +(x2 − s2) 2 } (see Figure 23.1 .2). Viewed as a function from R 2 into R, Ds gives the squared distance to site s. Furthermore, Ps and Ds differ only by the quadratic term x2 1+x2 2, which is independent of s. Hence a point x ∈ R2 is in the Voronoi cell of site t iff on the vertical line through x, Dt is lowest among all surfaces {Ds}. This happens exactly if, on the same line, Pt is lowest among all planes {Ps}, i.e., x is in the pro jection of the upper face of I formed by Pt . COMBINATORIAL COMPLEXITY In dimension 2, a Voronoi diagram of n ≥ 3 sites has at most 2n − 5 vertices and 3n − 6 edges (and the Delaunay triangulation has at most as many triangles and edges, respectively). In dimension d ≥ 3 the Voronoi diagram and Delaunay triangulation can have Θ(n d/2 ) faces. Exact bounds can be given using results from convex polytope theory (section 15). For n sites in d dimensions, the maximum number of Voronoi k-dimensional faces, k<d,isfn−k (Cd+1(n)) − δ0k , where Cd+1(n)isthed+1- dimensional cyclic polytope, fn−k gives the number of n−k dimensional faces (see Section 18.3 and Theorem 18.3 .4), and δ0k =1 ifk = 0 and 0 otherwise. For a simple lower bound example in dimension 3, choose n/2distinct point sites on each of two noncoplanar line segments l and l . Then there is an empty sphere through each quadruple of sites (a, a ,b,b ) with a, a adjacent on l and b, b adjacent on l . Since there are Ω(n2) such quadruples, there are as many Delaunay tetrahedra (and Voronoi vertices). If point sites are chosen uniformly at random from inside a sphere, then the expected number of faces is linear in the number of sites. In dimension 2, theex- pected number of Delaunay triangles is 2n; in dimension 3, the expected number of Delaunay tetrahedra is ∼ 6.77n; in dimension 4, the expected number of De- launay 4-simplices is ∼ 31.78n [Dwy91]. Similar bounds probably hold for other distributions, but proofs are lacking. Subquadratic bounds on the complexity of the Delaunay triangulation of point sites in R3 can be obtained in a few cases. The spread (of points) of a set of points is the ratio between largest and smallest interpoint distances. A point set in R3 of size n with spread ∆ can have at most O(∆3) Delaunay tetrahedra, for all ∆=O( √n) [Eri02]. Thus if the point set is dense, i.e., has spread O(n1/3), there are only O(n) tetrahedra. Points chosen on a surface can also have subquadratic complexity. For example, if the surface is sufficiently continuous and satisfies mild genericity conditions, then any ( , κ)-sample of n points on the surface has com- plexity O(n log n) [ABL03]. A set of points is an ( , κ)-sample if for any point in the set, there is at least one and at most κ other points in the set within geodesic distance measured on the surface. 23.2 BASIC ALGORITHMS Table 23.2 .1 lists basic algorithms that compute the Delaunay triangulation of n point sites in R d using the Euclidean metric. Using the connection with con- © 2004 by Chapman & Hall/CRC 516
Chapter 23: Voronoi Diagrams and Delaunay triangulations 517 vexity, any (d+1)-dimensional convex hull algorithm can be used to compute a d-dimensional Delaunay triangulation; in fact the divide-and-conquer, incremental, and gift-wrapping algorithms are specialized convex hull algorithms. Running times are given both for worst-case inputs, and for inputs chosen uniformly at random in- side a sphere, with expectation taken over input distribution. The Voronoi diagram can be obtained in linear time from the Delaunay triangulation, using the one-one correspondence between their faces. See [Aur91, Ede87, For95] for more citations. Chapter 64 lists available implementations of Voronoi diagram algorithms. TABLE 23.2 .1 Delaunay Triangulation algorithms in the Euclidean metric for point sites. ALGORITHM DIM WORST CASE UNIFORM Flipping 2 O(n2) Plane sweep 2 O(n log n) Divide-and-conquer 2 O(n log n) O(n) Randomized incremental 2 O(n log n) Randomized incremental ≥ 3 O(n d/2 ) O(n log n) Gift-wrapping ≥2 O(n d/2 +1) O(n) THE RANDOMIZED INCREMENTAL ALGORITHM The incremental algorithm adds sites one by one, updating the Delaunay triangu- lation after each addition. The update consists of discovering all Delaunay faces whose circumspheres contain the new site. These faces are deleted and the empty region is partitioned into new faces, each of which has the new site as a vertex. See Figure 23.2.1 . An efficient algorithm requires a good data structure for finding the faces to be deleted. Then the running time is determined by the total number of face updates, which depends upon site insertion order. The bounds given in Table 23.2.1 are the expected running time of an algorithm that makes a random choice of in- sertion order, with each insertion permutation equally likely; the bounds for the worst-case insertion order are about a factor of n worse. (For uniform data there is a double expectation, over both insertion order and input distribution.) With additional algorithmic complexity, it is possible to obtain deterministic algorithms with the same worst-case running times [Cha91]. FIGURE 23.2 .1 The addition of site s deletes four triangles and adds six (shown dashed). s © 2004 by Chapman & Hall/CRC 517
518 S. Fortune THE PLANE SWEEP ALGORITHM The plane sweep algorithm computes a planar Delaunay triangulation using ahor- izontal line that sweeps upward across the plane. The algorithm discovers a Delau- nay triangle when the sweepline passes through the topmost point of its circumcir- cle; in Figure 23.2 .2, the Delaunay triangles shown have already been discovered. A sweepline data structure stores an ordered list of sites; the entry for site s cor- responds to an interval Is on the sweepline where each maximal empty circle with topmost point in Is touches site s. The sweepline moves in discrete steps only when the ordered list changes. This happens when a new site is encountered or whena new Delaunay triangle is discovered (at the topmost point of the circumcircle of three sites that are consecutive on the sweepline list). A priority queue is needed to determine the next sweepline move. The running time of the algorithm is O(n log n) since the sweepline moves O(n) times—once per site and once per triangle—and it costs time O(log n) per move to maintain the priority queue and sweepline data structure. FIGURE 23.2 .2 The sweepline list is x, s, t, u, v, w, x. The next Delaunay triangle is tuv. s t u v w x Is It Iu Iv Iw Ix Ix OTHER ALGORITHMS The divide-and-conquer algorithm uses a splitting line to partition the point set into two equal halves, recursively computes the Delaunay triangulation of each half, and then merges the two subtriangulations in linear time. The gift-wrapping algo- rithm is a specialization of the convex-hull gift-wrapping algorithm (Chapter 19) to Delaunay triangulations. Output-sensitive algorithms, with running time ap- proximately proportional to the actual number of Delaunay facets, have remained elusive [CSY95]. If the sites form the vertices of a convex polygon, then the Voronoi diagram can be computed in linear time [AGS89]. Graphics hardware, in particular Z-buffers, allow efficient practical computa- tion of fixed-resolution approximate Voronoi diagrams for quite general sites and distance functions [HCK99]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 518
Chapter 23: Voronoi Diagrams and Delaunay triangulations 519 23.3 EXTENSIONS GLOSSARY Order-k Voronoi diagram: The order-k Voronoi diagram partitions R d on the basis of the first k closest sites (without distinguishing order among them). Furthest site Voronoi diagram: The furthest site Voronoi diagram partitions Rd on the basis of the furthest site, or equivalently, the closest n−1ofn sites. Constrained Delaunay triangulation: Constrained Delaunay triangulations are defined relative to a set of constraint facets that restrict visibility. The constrained Delaunay triangulation of a set of sites has the property that for every simplex, the interior of the simplex circumsphere contains no site visible from the interior of the simplex. Conforming Delaunay triangulation: Fix a set of noncrossing constraint facets E and a set of point sites S . A conforming Delaunay triangulation is the Delaunay triangulation of a set of sites S ⊇ S so that every facet in E is the union of Delaunay faces of S . Power or Laguerre diagram: A Voronoi diagram for sites si with weights wi where the distance from a point x is measured along a tangent to the sphere of radius √wi centered on si . HIGHER-ORDER VORONOI DIAGRAMS The order-k Voronoi diagram can be obtained as an appropriate pro jection of the k-level of an arrangement of hyperplanes (see [Ede87, For93] and Section 24.2of this Handbook); it can also be obtained as the orthogonal pro jection of an intersection polytope [AS92]. In dimension 2, the order-k Voronoi diagram has O(k(n − k)) faces. In dimensions d ≥ 3, the sum of the number of faces of the order-j diagrams, j ≤ k,isO(n d/2 k d/2 +1 ) [CS89]; finding good bounds for fixed k remains an open problem. See Table 23.3 .1 for algorithm bounds. TABLE 23.3 .1 Algorithms for order-k Voronoi diagrams of point sites in the Euclidean metric. PROBLEM DIM TIME Furthest site 2 O(n log n) Furthest site ≥3 O(n d/2 ) Order-k 2 O(k(n − k)logn + n log3 n) Order-j,1≤j≤k ≥3 O(n d/2 k d/2 +1) © 2004 by Chapman & Hall/CRC 519
520 S. Fortune CONSTRAINED DELAUNAY TRIANGULATIONS LetSbeasetofnpointsitesinR 2 and E a set of noncrossing constraint edges with endpoints in S . A point p ∈ R2 is visible from a site s if the open segment ps does not intersect any edge of E.Theconstrained Delaunay triangulation (of S with respect to E) is a triangulation of S extending the edges in E so that the circumcircle of every triangle contains no site that is visible from the interior of the triangle. In R 2 the constrained Delaunay triangulation always exists; it is as close as possible to the true Delaunay triangulation, subject to the constraint that the edges in E must be used. See also Section 24.2. The bounded distance from a site to a point is Euclidean distance if the point is visible, and infinite otherwise; the bounded Voronoi diagram of S using E is defined using bounded distance. The bounded Voronoi diagram is dual to a subgraph of the constrained Delaunay triangulation. Both the constrained Delaunay triangulation and the bounded Voronoi diagram can be computed in time O(n log n) using either divide-and-conquer or the sweepline paradigm. If the sites and constraint edges are the vertices and edges of a simple polygon, respectively, then the constrained Delaunay triangulation can be computed in linear time [KL93]. The constrained Delaunay triangulation can be generalized to dimension d>2. LetSbeasetofpointsitesinR d and E asetofd−1 -dimensional closed simplicial constraint facets with vertices in S that are noncrossing (the intersection of two constraint simplices is either empty or a face of both). A constrained Delaunay triangulation (of S with respect to E) is a triangulation such that constraint facets are triangulation facets and such that, for every d-simplex, the interior of the circumsphere of the simplex contains no site visible from the interior of the simplex. In dimension d>2, a constrained Delaunay triangulation does not always exist; for example, the Scḧonhardt polyhedron in dimension 3 cannot be triangulated without extra Steiner points (see Section 25.5). Shewchuk [She98] gives a sufficient condition for the existence of constrained Delaunay triangulations: the constraint simplices must b e ridge-protected, that is, each j-face of a constraint simplex, j ≤ d−2, must have a closed circumsphere not containing any sites. Shewchuk [She00] gives an algorithm that will construct the constrained Delaunay triangulation when it exists, in time O(ns), where n is the number of sites and s is the number of simplices in the output. He also gives a potentially simpler algorithm [She03] that transforms an unconstrained Delaunay triangulation into a constrained Delaunay triangulation by incrementally inserting constraint facets. CONFORMING DELAUNAY TRIANGULATIONS LetSbeasetofpointsitesinR d and E a set of noncrossing j-dimensional co n - straint simplices, j<d.Aconforming Delaunay triangulation of E is the Delaunay triangulation of a set of sites S ⊇ S so that every simplex in E is the union of faces of Delaunay simplices of S .InR 2 , Edelsbrunner and Tan [ET93] give an algorithm for conforming Delaunay triangulations, where the cardinality of S is O(n3), n the cardinality of S.InR 3 , algorithms that result in a finite set S are known [CVY02], without explicit bounds on its cardinality. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 520
Chapter 23: Voronoi Diagrams and Delaunay triangulations 521 OTHER DISTANCE MEASURES Table 23.3.2 lists Voronoi diagram algorithms where “distance” is altered. The distance from a site si to a point x can be a function of the Euclidean distance e(si ,x) and a site-specific real weight wi . TABLE 23.3 .2 Algorithms for point sites in R 2 , other distance measures. PROBLEM DISTANCE TO x TIME Additive weights wi + e(si,x) O(n log n) Multiplicative weights wie(si,x) O(n2 ) Laguerre or power e(si,x)2 − wi O(n log n) Lp ||si − x||p O(n log n) Skew e(si ,x)+κ ∆y (si,x) O(n log n) Convex distance function O(n log n) Abstract axiomatic O(n log n) Simple p olygon geodesic O(n log2 n) Crystal growth wi · SP(si,x) O(n3+nSlogS) Anisotropic local metric tensor O(n2+ ) The seemingly peculiar power distance [Aur87] is the distance from x to the sphere of radius √wi about si along a line tangent to the sphere. Many of the basic Voronoi diagram algorithms extend immediately to the power distance, even in higher dimension. A (polygonal) convex distance function [CD85] is defined by a convex polygon C with the origin in its interior. The distance from x to y is the real r ≥ 0 so that the boundary of rC + x contains y. Polygonal convex distance functions generalize the L1 and L∞ metrics (C is a diamond or square, respectively); a polygonal convex distance function is a metric exactly if C is symmetric about the origin. The (skew) distance [Aur99] between two points is the Euclidean distance plus a constant times the difference in y-coordinate. It can be viewed as a measure of the difficulty of motion on a plane that has been rotated in three dimensions about the x-axis. An abstract Voronoi diagram [KMM93] is defined by the “bisectors” between pairs of sites, which must satisfy special properties. The geodesic distance inside an environment of polygonal obstacles is the length of the shortest path that avoids obstacle interiors. Recent progress using the geodesic metric appears in [HS99]. The crystal growth Voronoi diagram [SD91] models crystal growth where each crystal has a different growth rate. The distance from a site si to a point x in the Voronoi face of si is wi · SP(si,x), where wi is a weight and SP(si ,x)isthe shortest path distance lying entirely within the Voronoi face of si . The parameter S in the running time measures the time to approximate bisectors numerically. An anisotropic Voronoi diagram [LS03] requires a metric tensor at each site to specify how distance is measured from that site. The anisotropic Voronoi diagram generalizes the multiplicatively weighted diagram; both have the property that the © 2004 by Chapman & Hall/CRC 521
522 S. Fortune region of a site may be disconnected or not simply-connected. OTHER SITES Many classes of sites besides points have been used to define Voronoi diagramand Voronoi-diagram-like objects. For example, the Voronoi diagram of a set of disjoint circles in the plane is just an additively-weighted point-site Voronoi diagram. The Voronoi diagram of a set of n line segment sites in R 2 can be computed in time O(n log n) using the sweepline method or the divide-and-conquer method. The divide-and-conquer algorithm extends to circular-arc segments as well. The well-known medial axis of a polygon or polygonal region can be obtained from the Voronoi diagram of its constituent line segments. The medial axis of a sim- ple polygon can be found in linear time, using the linear-time triangulation algo- rithm [AGS89]. The straight skeleton of a simple polygon [AA+95] is structurally similar to the medial axis, though it is not strictly a Voronoi diagram. It is defined as the trace of the vertices of the polygon, as the polygon is shrunk by translating each edge inward at a constant rate. Unlike the medial axis, it has only polygonal edges. Several algorithms achieve time and space bounds of roughly O(nr), r the number of reflex vertices; a subquadratic worst-case bound is known [EE99]. The worst-case combinatorial and algorithmic complexity of Voronoi diagrams of general sites in three dimensions is not well understood. For many sites and metrics in R3 , roughly cubic upper bounds on the combinatorial complexity of the Voronoi diagram can be obtained using the general theory of lower envelopesof trivariate functions (see Chapter 24 on arrangements). Known lower boundsare roughly quadratic, and upper bounds are conjectured to be quadratic. A specific long-standing open problem is to give tight bounds on the combi- natorial complexity of the Voronoi diagram of a set of n lines in R3 using the Eu- clidean metric. Roughly quadratic upper bounds are known if the lines have only a constant number of orientations [KS03]. The boundary of the union of infinite cylinders of fixed radius is also known to have roughly quadratic complexity [AS00]; this boundary can be viewed as the level set of the line Voronoi diagram at fixed distance. Dwyer [Dwy97] shows that the expected complexity of the Euclidean Voronoi diagram of nk-flats in Rd is θ(nd/(d−k)), as long as d ≥ 3 and 0 ≤ k<d. The flats are assumed to be drawn independently from the uniform distribution on k-flats intersecting the unit ball. Thus the expected complexity of the Voronoi diagram of asetofn lines in R3 is O(n3/2). Voronoi diagrams in R3 can be defined by convex distance functions, as in the plane. If the distance function is determined by a convex polytope with a constant number of facets, then the Voronoi diagram of a set of disjoint polyhedra has combinatorial complexity roughly quadratic in the total number of vertices of all polytopes [KS04]. KINETIC VORONOI DIAGRAMS Consider a set of n moving point sites in Rd , where the position of each site is a continuous function of a real parameter t, representing time. In general the © 2004 by Chapman & Hall/CRC 522
Chapter 23: Voronoi Diagrams and Delaunay triangulations 523 Voronoi diagram of the points will vary continuously with t, without any change to its combinatorial structure; however at certain discrete values ti , i =1,..., the combinatorial structure will change. A kinetic Voronoi diagram algorithm determines times that the structure changes and at each change updates a data structure representation of the Voronoi diagram. An algorithm is known [AG+98] that requires linear space and O(log n) time per structural change. See Chapter 50. A long-standing open problem is to give tight bounds on the total number of changes to the Voronoi diagram when each site moves along a line at unit speed. The known upper bound is roughly cubic and the lower bound is roughly quadratic. This problem is clearly related to the problem of bounding the complexity ofthe Voronoi diagram of lines in R3 , just mentioned above. OTHER SURFACES The Delaunay triangulation of a set of points on the surface of a sphere S d has the same combinatorial structure as the convex hull of the set of points, viewed as sitting in Rd+1 . On a closed Riemannian manifold, the Delaunay triangulation of a set of sites exists and has properties similar to the Euclidean case, as long as the set of sites is sufficiently dense [LL00, GM01]. MOTION PLANNING The motion planning problem is to find a collision-free path for a robot in an environment filled with obstacles. The Voronoi diagram of the obstacles is quite useful, since it gives a lower-dimensional skeleton of maximal clearance from the obstacles. In many cases the shape of the robot can be used to define an appropriate metric for the Voronoi diagram. See Section 47.2for more on the use of Voronoi diagrams in motion planning. SURFACE RECONSTRUCTION The surface reconstruction problem is to construct an approximation to a two- dimensional surface embedded in R3, given a set of points sampled from the surface. A whole class of surface reconstruction methods are based on the computation of Voronoi diagrams [AB99, DG03] (see Chapters 29 on reconstruction and 54 on surface simplification). IMPLEMENTATIONS There are a number of available high-quality implementations of algorithms that compute Delaunay triangulations and Voronoi diagrams of point sites in theEu- clidean metric. These can be obtained from the web and from the algorithms libraries CGAL and LEDA (see Chapters 64 and 65 on implementations). It is typically challenging to implement algorithms for sites other than points or metrics other than the Euclidean metric, largely because of issues of numerical robustness. See [Bur96, Hel01, SIII00] for approaches for line segment sites in the plane. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 523
524 S. Fortune 23.4 IMPORTANT PROPERTIES ROUNDNESS The Delaunay triangulation is “round,” that is, skinny simplices are avoided. This can be formalized in two dimensions by Lawson’s classic result: over all possible triangulations, the Delaunay triangulation maximizes the minimum angle of any triangle. No generalization using angles is known in higher dimension. However, define the enclosing radius of a simplex as the minimum radius of an enclosing sphere. In any dimension and over all possible triangulations of a point set, the Delaunay triangulation minimizes the maximum enclosing radius of any simplex [Ra j94]. Also see Section 25.4 on mesh generation. OPTIMALITY FixasetSofsitesinR d . For a triangulation T of S with simplices t1 ,...,tn , define vi = sum of squared vertex norms of ti ci = squared norm of barycenter of ti ai = volume of ti si = sum of squared edge lengths of ti ri = circumradius of ti . Over all triangulations T of S, the Delaunay triangulation attains the unique min- imum of the following functions, where κ is any positive real [Mus97]: V (T)= i viai C(T)= i ci ai H(T)= i si /ai d = 2only R(T, κ)= i r κ i d = 2only. VISIBILITY DEPTH ORDERING Choose a viewpoint v and a family of disjoint convex objects in R d . Object A is in front of object B from v if there is a ray starting at v that intersects A and then B in that order. Though an arbitrary family can have cycles in the “in front of ” relation, the relation is acyclic for the faces of the Delaunay triangulation, for any viewpoint and any dimension [Ede90]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 524
Chapter 23: Voronoi Diagrams and Delaunay triangulations 525 An application comes from computer graphics. The painter’s algorithm renders 3D objects in back to front order, with later objects simply overpainting the image space occupied by earlier objects. A valid rendering order alwaysexists if the “in front of ” relation is acyclic, as is the case if the objects are Delaunay tetrahedra, or a subset of a set of Delaunay tetrahedra. SUBGRAPH RELATIONSHIPS The edges of a Delaunay triangulation form a graph DT whose vertices are the sites. In any dimension, the following subgraph relations hold: EMST⊆RNG⊆GG⊆DT where EMST is the Euclidean minimum spanning tree, RNG is the relative neigh- borhood graph, and GG is the Gabriel graph. See Section 51.2on pattern recogni- tion. DILATION A geometrically embedded graph G has dilation c if for any two vertices, the shortest path distance along the edges of G is at most c times the Euclidean distance between the vertices. In R 2 , the edge set of the Delaunay triangulation has dilation at most ∼ 2.42; with an equilateral-triangle convex distance function, the dilation is at most 2. INTERPOLATION Suppose each point site si ∈ S ⊂ Rd has an associated function value fi .Forp ∈ Rd define λi(p) as the proportion of the area of si ’s Voronoi cell that would be removed if p were added as a site. Then the natural neighbor interpolant f (p)= λi(p)fi is C 0 ,andC 1 except at sites. This construction can be generalized to give a C k interpolant, any fixed k [HS02]. Alternatively, for a triangulation of S in R 2 , consider the piecewise linear surface defined by linear interpolation over each triangle. Over all possible triangulations, the Delaunay triangulation minimizes the roughness of the resulting surface, where rou ghness is the square of the L2 norm of the gradient of the surface, integrated over the triangulation [Rip90]. 23.5 SOURCES AND RELATED MATERIAL FURTHER READING [Aur91, For95, AK00]: Survey papers that cover many aspects of Delaunay trian- gulations and Voronoi diagrams. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 525
526 S. Fortune [OBS00]: A book entirely devoted to Voronoi diagrams, with an extensive discussion of applications. [Ede87, PS85, dBK97]: Basic references for geometric algorithms. www.voronoi.com, www.ics.uci.edu/~eppstein/gina/voronoi.html: Web sites devoted to Voronoi diagrams. RELATED CHAPTERS Chapter 22: Convex hull computations Chapter 24: Arrangements Chapter 25: Triangulations Chapter 47: Algorithmic motion planning Chapter 51: Pattern recognition REFERENCES [AA+ 95] O. Aichholzer, F. Aurenhammer, D. Alberts, and B. G̈ar t ner . A n ovel type of skel et on for p olygons. J.Univer.Comput.Sci., 1:752–761, 1995. [Aur99] O. Aichholzer, F. Aurenhammer, D.Z. Chen, D.T . Lee, and E. Papadop oulou. Skew Voronoi diagrams. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 9:235–247, 1999. [AGS89] A. Aggarwal, L.J. Guibas, J.B . Saxe, and P.W. Shor. A linear-time algorithm for computing the Voronoi diagram of a convex p olygon. Discrete Comput. Geom., 4:591– 604, 1989. [AS00] P.K . Agarwal and M. Sharir. Pipes, cigars, and kreplach: the union of Minkowski sums in three dimensions. Discrete Comput. Geom., 24:645–685, 2000. [AG+ 98] G. Albers, L.J . Guibas, J.S.B. Mitchell, and T. Ro os. Voronoi diagrams of moving points. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 8:365–379, 1998. [AB99] N. Amenta and M. Bern. Surface reconstruction by Voronoi filtering. Discrete Comput. Geom., 22:481–504, 1999. [ABL03] D. Attali, J. -D . Boissonnat, and A. Lieuter. Complexity of the Delaunay triangulation of points on surfaces: the smo oth case. Proc. 19th. Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 201–210, 2003. [AS92] F. Aurenhammer and O. Schwarzkopf. A simple randomized incremental algorithm for computing higher order Voronoi diagrams. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 2:363– 381, 1992. [Aur87] F. Aurenhammer. Power diagrams: prop erties, algorithms, and applications. SIAM J. Comput., 16:78–96, 1987. [Aur91] F. Aurenhammer. Voronoi diagrams—a survey of a fundamental geometric data struc- ture. ACM Comput. Surv., 23:345–405, 1991. [AK00] F. Aurenhammer and R. Klein. Voronoi diagrams. In J. Sack and J. Urrutia, edi- tors, Handbook of Computational Geometry, pages 201–290, Elsevier North-Holland, Amsterdam, 2000. [dBK97] M. de Berg, M. van Kreveld, M.H . Overmars, and O. Schwarzkopf. Computational Geometry: Algorithms and Applications. Springer, New York, 1997. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 526
Chapter 23: Voronoi Diagrams and Delaunay triangulations 527 [Bur96] C. Burnikel. Exact computation of Voronoi diagrams and line segment intersections. Ph.D. Thesis, Universiẗat des Saarlandes, 1996. [CD85] L.P. Chew and R.L . Drysdale. Voronoi diagrams based on convex distance functions. In Proc. 1st Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 234–244, 1985. [Cha91] B. Chazelle. An optimal convex hull algorithm and new results on cuttings. In Proc. 32nd Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 29–38, 1991. [CS89] K.L . Clarkson and P.W . Shor. Applications of random sampling in computational geometry, II. Discrete Comput. Geom., 4:387–421, 1989. [CSY95] T.M. Chan, J. Snoeyink, and C.K . Yap. Output-sensitive construction of polytopes in four dimensions and clipped Voronoi diagrams in three. In Proc. 6th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 282–291, 1995. [CVY02] D. Cohen-Steiner, ́ E. Colin de Verdi`ere, and M. Yvinec. Conforming Delaunay trian- gulations in 3D. Proc. 18th Annu. Sympos. Comput. Geom., pages 199–208, 2002. [DG03] T.K . Dey and S. Goswami. Tight Cocone: a watertight surface reconstructor. Proc. 8th Annu. ACM Sympos. Solid Modeling Appl., 2003, pages 127–134. [Dwy91] R. Dwyer. Higher-dimensional Voronoi diagrams in linear exp ectedtime. Discrete Comput. Geom., 6:343–367, 1991. [Dwy97] R. Dwyer. Voronoi diagrams of random lines and flats. Discrete Comput. Geom., 17:123–136, 1997. [Ede87] H. Edelsbrunner. Algorithms in Combinatorial Geometry. Springer-Verlag, Berlin, 1987. [Ede90] H. Edelsbrunner. An acyclicity theorem for cell complexes in d dimensions. Combina- torica, 10:251–260, 1990. [ET93] H. Edelsbrunner and T. - S. Tan. An upper bound for conforming Delaunay triangula- tions. Discrete Comput. Geom., 10:197–213, 1993. [EE99] D. Eppstein and J. Erickson. Raising roofs, crashing cycles, and playing pool: appli- cations of a data structure for finding pairwise interactions. Discrete Comput. Geom., 22:569–592, 1999. [Eri02] J. Erickson. Dense point sets have sparse Delaunay triangulations. Proc. 13th Annu. ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 125–134, 2002. [For93] S.J . Fortune. Progress in computational geometry. In R. Martin, editor, Directions in Geometric Computing, pages 81–128. Information Geometers, Winchester, 1993. [For95] S.J . Fortune. Voronoi diagrams and Delaunay triangulations. In F.HwangandD.Z . Du, editors, Computing in Euclidean Geometry (Second Edition), pages 225–265. World Scientific, Singapore, 1995. [GM01] C.I . Grima and A. Ḿarquez. Computational Geometry on Surfaces. Kluwer Academic, Dordrecht, 2001. [HS99] J. Hershberger and S. Suri. An optimal algorithm for Euclidean shortest paths in the plane. SIAM J. Comput., 26:2215–2256, 1999. [HS02] H. Hiyoshi and K. Sugihara. Improving continuity of Voronoi-based interp olation over Delaunay spheres. Comp. Geom. Theory Appl., 22:167–183, 2002. [Hel01] M. Held. VRONI: An engineering approach to the reliable and efficient computation of Voronoi diagrams of points and line segments. Comp. Geom. Theory Appl., 18:95–123, 2001. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 527
528 S. Fortune [HCK99] K.E. Hoff III, T. Culver, J. Keyser, M.C. Lin, and D. Manocha. Fast computation of generalized Voronoi diagrams using graphics hardware. Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 99, pages 277–286, 1999. [KL93] R. Klein and A. Lingas. A linear-time randomized algorithm for the bounded Voronoi diagram of a simple polygon. In Proc. 9th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 124–132, 1993. [KMM93] R. Klein, K. Mehlhorn, and S. Meiser. Randomized incremental construction of abstract Voronoi diagrams. Comput. Geom. Theory Appl., 3:157–184, 1993. [KS03] V. Koltun and M. Sharir. Three dimensional Euclidean Vornoi diagrams of lines with a fixed number of orientations. SIAM J. Computing, 32:616–642, 2003. [KS04] V. Koltun and M. Sharir. Polyhedral Voronoi diagrams of polyhedra in three dimen- sions. Discrete Comput. Geom., 31:83–124, 2004. [LS03] F. Lab elle and J.R . Shewchuk. Anisotropic Voronoi diagrams and guaranteed-quality ansiotropic mesh generation. Proc. 19th. Ann. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 191–200, 2003. [LL00] G. Leibon and D. Letscher. Delaunay triangulations and Voronoi diagrams for Rie- mannian manifolds. Proc. 16th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 341–349, 2000. [Mus97] O.R. Musin. Properties of the Delaunay triangulation. Proc. 13th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 424–426, 1997. [OBS00] A. Okab e, B. Boots, K. Sugihara, and S.N . Chio. Spatial Tesselations: Concepts and Applications of Voronoi Diagrams, second edition. Wiley, Chichester, 2000. [PS85] F.P. Preparata and M.I . Shamos. Computational Geometry. Springer-Verlag, New York, 1985. [Raj94] V.T . Rajan. Optimality of the Delaunay triangulation in R d . Discrete Comput. Geom., 12:189–202, 1994. [Rip90] S. Rippa. Minimal roughness prop erty of the Delaunay triangulation. Comput. Aided Design, 7:489–497, 1990. [SD91] B. Schaudt and R.L . Drysdale. Multiplicatively weighted crystal growth Voronoi dia- gram. In Proc. 7th. Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 214–223, 1991. [She98] J.R. Shewchuk. A condition guaranteeing the existence of higher-dimensional con- strained Delaunay triangulations. Proc. 14th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 76–85, 1998. [She00] J.R. Shewchuk. Sweep algorithms for constructing higher-dimensional constrained De- launay triangulations. Proc. 16th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 350–359, 2000. [She03] J.R. Shewchuk. Updating and constructing constrained Delaunay and constrained reg- ular triangulations by flips. Proc. 19th. Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 181–190, 2003. [SIII00] K. Sugihara, M. Iri, H. Inagaki, and T. Imai. Topology-oriented implementation—An approach to robust geoemtric algorithms. Algorithmi ca , 27:5–20, 2000. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 528
24 ARRANGEMENTS Dan Halperin INTRODUCTION Given a finite collection S of geometric objects such as hyperplanes or spheres in Rd ,thearrangement A(S) is the decomposition of Rd into connected open cells of dimensions 0, 1,...,d induced by S . Besides being interesting in their own right, ar- rangements of hyperplanes have served as a unifying structure for many problems in discrete and computational geometry. With the recent advances in the study of arrangements of curved (algebraic) surfaces, arrangements have emerged as the underlying structure of geometric problems in a variety of “physical world” applica- tion domains such as robot motion planning and computer vision. This chapter is devoted to arrangements of hyperplanes and of curved surfaces in low-dimensional Euclidean space, with an emphasis on combinatorics and algorithms. In the first section we introduce basic terminology and combinatorics of ar- rangements. In Section 24.2 we describe substructures in arrangements and their combinatorial complexity. Section 24.3 deals with data structures for representing arrangements and with special refinements of arrangements. The following two sections focus on algorithms: algorithms for constructing full arrangements are described in Section 24.4, and algorithms for constructing substructures in Sec- tion 24.5 . Situations where arrangements have lower complexity than the general worst-case bounds are presented in Section 24.6 . In Section 24.7 we discuss the re- lation between arrangements and other structures. Several applications of arrange- ments are reviewed in Section 24.8 . Section 24.9 deals with robustness issues when implementing algorithms and data structures for arrangements and Section 24.10 surveys software implementation. 24.1 BASICS In this section we review basic terminology and combinatorics of arrangements, first for arrangements of hyperplanes and then for arrangements of curves and surfaces. 24.1.1 ARRANGEMENTS OF HYPERPLANES GLOSSARY Arrangement of hyperplanes: Let H be a finite set of hyperplanes in R d .T he hyperplanes in H induce a decomposition of Rd (into connected open cells), the arrangement A(H). A d-dimensional cell in A(H) is a maximal connected region 529 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 529
530 D. Halperin of Rd not intersected by any hyperplane in H;anyk-dimensional cell in A(H), for 0 ≤ k ≤ d − 1, is a maximal connected region in the intersection of a subset of the hyperplanes in H that is not intersected by any other hyperplane in H.It follows that any cell in an arrangement of hyperplanes is convex. Simple arrangement: An arrangement A(H)ofasetH of n hyperplanes in R d , with n ≥ d, is called simple if every d hyperplanes in H meet in a single point and if any d + 1 hyperplanes have no point in common. Vertex, edge, face, facet: 0, 1, 2, and (d−1)-dimensional cell of the arrange- ment, respectively. (What we call cel l s here are in some texts referred to as faces.) k-cel l : A k-dimensional cell in the arrangement. Combinatorial complexity of an arrangement: The overall number of cells of all dimensions in the arrangement. EXAMPLE: AN ARRANGEMENT OF LINES Let L be a finite set of lines in the plane, and let A(L) be a simple arrangement induced by L. A 0-dimensional cell (a vertex) is the intersection point of two lines in L; a 1-dimensional cell (an edge) is a maximal connected portion of a line in L that is not intersected by any other line in L; and a 2-dimensional cell (a face) is a maximal connected region of R2 not intersected by any line in L. See Figure 24.1 .1 . FIGURE 24.1 .1 A simple arrangement of 5 lines. It has 10 vertices, 25 edges (10 of which are unbounded), and 16 faces (10 of which are unbounded). COUNTING CELLS A fundamental question in the study of arrangements is how complex a certain arrangement (or portion of it) can be. Answering this question is often a prerequisite to the analysis of algorithms on arrangements. THEOREM 24.1.1 Let H be a set of hyperplanes in R d . The maximum number of k-dimensional cells in the arrangement A(H),for0 ≤ k ≤ d,is k i=0 d−i k−i n d−i . The maximum is attained exactly when A(H) is simple. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 530
Chapter 24: Arrangements 531 We assume henceforth that the dimension d is a (small) constant. With few exceptions, we will not discuss exact combinatorial complexity bounds, as in the theorem above, but rather use the big-O notation. Theorem 24.1 .1 implies the following: COROLLARY 24.1.2 The maximum combinatorial complexity of an arrangement of n hyperplanes in R d is O(nd ). If the arrangement is simple its complexity is Θ(nd). In these bounds the constant of proportionality depends on d. 24.1.2 ARRANGEMENTS OF CURVES AND SURFACES We now introduce more general arrangements, allowing for objects that are non- linear and/or bounded. We distinguish between planar arrangements and arrange- ments in three or higher dimensions. For planar arrangements we require only that the objects defining the arrangement be x-monotone Jordan arcs with a constant maximum number of intersections per pair. For arrangements of surfaces in three or higher dimensions we require that the surfaces be algebraic of constant maxi- mum degree (a more precise definition is given below). This requirement simplifies the analysis and computation of such arrangements, and it does not seem to betoo restrictive, as in most applications the arrangements that arise are of low-degree algebraic surfaces. In both cases we typically assume that the objects (curves or surfaces) are in general position. This is a generalization to the current setting of the simplicity assumption for hyperplanes made above. (This assumption is reconsidered in Sec- tion 24.9.) All the other definitions in the Glossary carry over to arrangements of curves and surfaces. PLANAR ARRANGEMENTS Let C = {c1,c2,...,cn} be a collection of Jordan arcs in the xy-plane, such that each arc is x-monotone (i.e ., every line parallel to the y-axis intersects an arc in at most one point) and each pair of arcs in C intersect in at most s points for some fixed constant s. The arrangement A(C) is the decomposition of the plane into open cells of dimensions 0, 1, and 2 induced by the arcs in C . Here, a 0-dimensional cell (a vertex) is either an endpoint of one arc or an intersection point of two arcs. See Figure 24.1 .2. FIGURE 24.1 .2 A simple arrangement of 5 bounded arcs, where s =2. It has 17 vertices (10 of which are arc endpoints), 19 edges, and 4 faces (one of which is unbounded). We assume that the arcs in C are in general position, namely, that each intersection of a pair of arcs in C is either a common endpoint or a transversal © 2004 by Chapman & Hall/CRC 531
532 D. Halperin intersection at a point in the relative interior of both arcs, and that no three arcs intersect at a common point. THEOREM 24.1.3 If C is a collection of n Jordan arcs as defined above, then the maximum combina- torial complexity of the arrangement A(C) is O(n2 ). There are such arrangements whose complexity is Θ(n2 ). In these bounds the constant of proportionality depends linearly on s. THREE AND HIGHER DIMENSIONS We denote the coordinate axes of Rd by x1,x2 ,...,xd. For a collection S = {s1,s2 ,...,sn } of (hyper)surface patches in R d we make the following assumptions: 1. Each surface patch is contained in an algebraic surface of constant maximum degree. 2. The boundary of each surface patch is determined by at most some constant number of algebraic surface patches of constant maximum degree each. (For- mally, each surface patch is a semialgebraic set of Rd defined by a Boolean com- bination of a constant number of d-variate polynomial equalities or inequalities of constant maximum degree each.) 3. Every d surface patches in S meet in at most s points. 4. Each surface patch is monotone in x1,...,xd−1 , namely every line parallel to the xd -axis intersects the surface patch in at most one point. 5. The surface patches in S are in general position. We use the simplified term arrangement of surfaces to refer to arrangements whose defining objects satisfy the assumptions above. A few remarks regarding these assumptions (see [AS00a, Section 2],[Mat02, Section 7.7],[Sha94], for detailed discussions of the required assumptions): Assumptions (1) and (2), together with the general position assumption (5), imply that every d-tuple of surfaces meet in at most some constant number of points. One can bound this number using B́ezout’s Theorem (see Chapter 33). The bound s on the number of d-tuple intersection points turns out to be a cru- cial parameter in the combinatorial analysis of substructures in arrangements. Often, one can get a better estimate for s than the bound implied by B́ezout’s theorem. Assumption (4) is used in results cited below. It can however be easily re- laxed without affecting these results: If a surface patch does not satisfy this assumption, it can be decomposed into pieces that satisfy the assumption, and by assumptions (1) and (2) the number of these pieces will be bounded by a constant and their boundaries will satisfy assumption (2). Assumption (5) often does not affect the worst-case combinatorial bounds ob- tained for arrangements or their substructures, because it can be shown that the asymptotically highest complexity is obtained when the surfaces are in general position [Sha94]. For algorithms, this assumption is more problematic. There are general relaxation methods but these seem to introduce new difficulties [Sei98] (see also Section 24.9). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 532
Chapter 24: Arrangements 533 THEOREM 24.1.4 Given a collection S of n surfaces in R d , as defined above, the maximum combina- torial complexity of the arrangement A(S) is O(nd ). There are such arrangements whose complexity is Θ(nd). The constant of proportionality in these bounds depends on d and on the maximum algebraic degree of the surfaces and of the polynomials defining their boundaries. ARRANGEMENTS ON CURVED SURFACES Although we do not discuss such arrangements directly in this chapter, manyof the combinatorial and algorithmic results that we survey carry over to arrange- ments on curved surfaces with only slight adjustments. Arrangements on spheres are especially prevalent in applications. The ability to analyze or construct ar- rangements on curved surfaces is implicitly assumed and exploited in the results for arrangements of surfaces in Euclidean space, since we often need to consider the lower-dimensional arrangement induced on a surface by its intersections with all the other surfaces that define the arrangement. ADDITIONAL TOPICS We focus in this chapter on simple arrangements. We note, however, that non- simple arrangements raise interesting questions; see, for example, [Sźe97]. Another noteworthy topic that we will not cover here is combinatorial equivalence of arrangements; see Chapter 6 and [BLW+93]. 24.2 SUBSTRUCTURES IN ARRANGEMENTS A substructure in an arrangement (i.e ., a portion of an arrangement), rather than the entire arrangement, may be sufficient to solve a problem at hand. Also, the analysis of several algorithms for constructing arrangements relies on combinatorial bounds for substructures. We survey substructures that are known in general to have significantly smaller complexity than that of the entire arrangement.F o r simplicity, some of the substructures are defined below only for the planar case. GLOSSARY Let C be a collection of nx-monotone Jordan arcs as defined in Section 24.1 . Lower (upper) envelope: For this definition we regard each curve ci in C as the graph of a continuous univariate function ci (x) defined on an interval. The lower envelope Ψ of the collection C is the pointwise minimum of these functions: Ψ(x) = min ci(x), where the minimum is taken over all functions defined at x. (The lower envelope is the 0-level of the arrangement A(C); see below.) Similarly, the upper envelope of the collection C is defined as the pointwise maximum of these functions. Lower and upper envelopes are completely symmetric structures, and from this point on we will discuss only lower envelopes. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 533
534 D. Halperin Minimization diagram of C: The subdivision of the x-axis into maximal inter- vals so that on each interval the same subset of functions attains the minimum. InR d we regard the surface patches in S as graphs of functions in the variables x1 ,...,xd−1 , the lower envelope is the pointwise minimum of these functions, and the minimization diagram is the subdivision of Rd−1 into maximal con- nected cells such that over the interior of each cell the lower envelope is attained by a fixed subset of S. Zone: For an additional curve γ , the collection of faces of the arrangement A(C) intersected by γ . See Figure 24.4 .1 . In earlier works, the zone is sometimes called the horizon. Single cell: In this section, a d-cell in an arrangement in R d . Many cells (m cel ls): Any m distinct d-cells in an arrangement in R d . Sides and borders: Let e be an edge in an arrangement of lines, and let l be the line containing e. The line l divides the plane into two halfplanes h1 ,h2 .We regard e as two-sided, and denote the two sides by (e, h1) and (e, h2). The edge e is on the boundary of two faces f1 and f2 in the arrangement. e is said to be a 1-border of either face, marked (e, f1) and (e, f2), respectively. Similarly a vertex in a simple arrangement of lines has four sides, and it is a 0-border of four faces. The definition extends to arrangements of hyperplanes in higher dimensions and to arrangements of curved surfaces. k-level: We assume here, for simplicity, that the curves are unbounded; the def- inition can be extended to the case of bounded curves. A point p in the plane is said to be at level k, if there are exactly k curves in C lying strictly below p (i.e ., a relatively open ray emanating from p in the negative y direction intersects exactly k curves in C). The level of an (open) edge e in A(C)isthelevelofany point of e.Thek-level of A(C) is the closure of the union of edges of A(C) that are at level k; see Figure 24.2 .1 . The at-most-k-level of A(C), denoted (≤ k)- level, is the union of points in the plane at level j,for0≤ j ≤ k. Different texts use slight variations of the above definitions. In particular, in sometexts the ray is directed upwards thus counting the levels from top to bottom. k -levels in arrangements of hyperplanes are closely related (through duality, see Section 24.7) to k-sets in point configurations; see Chapter 1. FIGURE 24.2 .1 The bold polygonal line is the 2-level of the arrangement of four lines. The shaded region is the (≤ 2)-level of the arrangement. Union boundary: If each surface s in an arrangement in R d is the boundary of a d-dimensional object, then the boundary of the union of the objects is another interesting substructure. The study of the union boundary has largely been motivated by robot motion planning problems; for details see Chapter 47. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 534
Chapter 24: Arrangements 535 α(n): The extremely slowly growing functional inverse of Ackermann’s function. See Section 47.4 . MEASURING THE COMPLEXITY OF A SUBSTRUCTURE For an arrangement in R d , if a substructure consists of a collection C of d-cells, its combinatorial complexity is defined to be the overall number of cells of any dimension on the boundary of each of the d-cells in C . This means that we count certain cells of the arrangement with multiplicity (as bord e rs of the corresponding d-cells). For example, for the zone of a line l in an arrangement of lines, each edge of the arrangement that intersects l will be counted twice. However, since we assume that our arrangements reside in a fixed (low) dimensional space, this only implies a constant multiplicative factor in our count. The complexity of the lower envelope of an arrangement is defined to be the complexity of its minimization diagram. In three or higher dimensions, this means that we count features that do not appear in the original arrangement. For example, in the lower envelope of a collection of triangles in 3-space, the pro jection of the edges of two distinct triangles may intersect in the minimization diagram although the two triangles are disjoint in 3-space. The complexity of a k-level in an arrangement is defined in a similar way to the complexity of an envelope. The complexity of the (≤ k)-level is defined as the overall number of cells of the arrangement that lie in the region of space whose points are at level at-most-k . COMBINATORIAL COMPLEXITY BOUNDS FOR SUBSTRUCTURES In the rest of this section we list bounds on the maximum combinatorial complex- ity of substructures. For lines, hyperplanes, Jordan arcs, and surfaces, these are arranged in Tables 24.2 .1, 24.2 .2, 24.2.3, and 24.2 .4, respectively. Bounds in the tables using should read “for any >0” (with the implied constant of propor- tionality depending on ). In the bounds for k-levels and (≤ k)-levels we assume that k ≥ 1 (otherwise one should use k + 1 instead of k). For each substructure, many special cases of arrangements have been considered and the results aretoo numerous to cover here. For an extensive recent review of results for k-levels see [Mat02, Chapter 11], for other substructures see [AS00a], [Mat02, Chapter 7]. TABLE 24.2 .1 Substructures in arrangements of n lines in the plane. SUBSTRUCTURE BOUND NOTES Envelope n edges Single face n edges Zone of a line Θ(n) See [Ede87] for an exact bound on the number of 0-and 1-borders m faces Θ(m2/3 n2/3 + m + n) Upper bound [CEG+90]; lower bound [Ede87] k-level O(nk1/3 ) [Dey98] n2Ω( √log k) [Tot01] (≤ k)-level Θ(nk) [AG86] © 2004 by Chapman & Hall/CRC 535
536 D. Halperin TABLE 24.2 .2 Substructures in arrangements of n hyperplanes in R d . SUBSTRUCTURE BOUND NOTES Envelope Θ(n d 2) Upper b ound theorem [McM70] Single cell Θ(n d 2) Upper b ound theorem [McM70] Zone of a hyperplane Θ(nd−1 ) [ESS93] Zone of p-dimensional algebraic O(n (d+p)/2 log γ n) γ = d + p(mod 2) [APS93], the bound surface (const max deg) is almost tight in the worst case m cells O(m1/2 nd/2 log( d 2 −1)/2 n) Bound is almost tight [AMS94]; see [AA92] for bounds on no. of facets k-level, d =3 O(nk3/2 ) [SST01] k-level, d ≥ 4 O(nd/2kd/2−d) [AACS98], constant d > 0 (≤ k)-level Θ(nd/2kd/2) [CS89] CURVES For a collection C of n well-behaved curves as defined in Section 24.1, the complexity bounds for certain substructures involve functions related to Davenport-Schinzel sequences. The function λs(n) is defined as the maximum length of a Davenport- Schinzel sequence of order s on n symbols, and it is almost linear in n for any fixed s. Davenport-Schinzel sequences play a central role in the analysis of substructures of arrangements of curves and surfaces. See Section 47.4 for more details. THEOREM 24.2.1 Fo r a s e t C of nx-monotone Jordan arcs such that each pair intersects in at most s points, the maximum number of intervals in the minimization diagram of C is λs+2(n). If the curves are unbounded, then the maximum number of intervals is λs(n). The connection between a zone and a single cell. As observed in [EGP+92], a bound on the complexity of a single cell in general arrangements of arcs implies the same asymptotic bound on the complexity of the zone of an additional well-behaved curve γ in the arrangement; “well-behaved” meaning that γ does not intersect any curve in C more than some constant number of times. This observation extends to higher dimensions and is exploited in the result for zones in arrangements of surfaces [HS95a]. The results in Table 24.2 .3 are for Jordan arcs (bounded curves). There are slightly better bounds in the case of unbounded curves. For subquadratic bounds on k-levels in special arrangements of curves see [TT98], [Cha03], [NPP+02]. Improved bounds on the complexity of m faces in special arrangements of curves are given in [AEGS92] for segments, [AAS03] for circles, and [NPP+02] for pseudo circles and some other types of curves. UNION BOUNDARY For a collection of n Jordan regions (regions bounded by closed Jordan curves) such that each pair of bounding curves intersects at most twice, there are at most6n − 12 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 536
Chapter 24: Arrangements 537 TABLE 24.2.3 Substructures in arrangements of n Jordan arcs. SUBSTRUCTURE BOUND NOTES Envelope Θ(λs+2(n)) See Theorem 24.2 .1 Single face, zone Θ(λs+2(n)) [GSS89] m cells O(m1/2 λs+2(n)) [EGP+ 92] Ω(m2/3 n2/3 ) Lower bound for lines (≤ k)-level Θ(k2λs+2( n k )) [Sha91] TABLE 24.2 .4 Substructures in arrangements of n surfaces. OBJECTS SUBSTRUCTURE BOUND NOTES Surfaces in R d Lower envelope O(nd−1+ ) [HS94],[Sha94] Single cell, zone O(nd−1+ ) [Bas98],[HS95a] (≤ k)-level O(nd−1+ k1− ) Combining [CS89] and Lower envelopes bound (d−1)-simplices in R d Lower envelope Θ(nd−1 α(n)) [Ede89] Single cell, zone O(nd−1 log n) [AS94] (d−1)-spheres in R d Lower envelope, single cell Θ(n d 2) Linearization intersection points (for n ≥ 3) between curves on the union boundary [KLPS86]. This bound is tight in the worst case. For variants and extensions of this result see [EGH+89], [PS99], [AEHS01]. Many of the interesting results in this area are for Minkowski sums where oneof the operands is convex, motivated primarily by motion planning problems. These results are reviewed in Chapter 47. We mention one exemplary result that (almost) settles a long-standing open problem: the complexity of the union boundaryofn congruent infinite cylinders (namely, each cylinder is the Minkowski sum of a line in 3-space and a unit ball) is O(n2+ ) [AS00b]. Another family of results is for so-called fat objects. For example, a triangle is considered fat if all its angles are at least some fixed constant δ>0. For such triangles it is shown [MPS+94] that they determine at most a linear number of holes (namely connected components of the complement of the union) and that their union boundary has near-linear complexity. Typically (but not always) fatness precludes constructions with high union complexity, such as grid-like patterns with complexity Ω(nd)inR d . For more results in the plane see [AFK+92], [ES00], [vK98]. For results in R 3 and in higher dimensions consult [BSTY98], [PSS03]. ADDITIONAL COMBINATORIAL BOUNDS The following bounds, while not bounds on the complexity of substructures,are useful in the analysis of algorithms for computing substructures and in obtaining other combinatorial bounds on arrangements. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 537
538 D. Halperin Sum of squares. Let H be a collection of n hyperplanes in R d . Foreachd-cell c of the arrangement A(H), let f(c) denote the number of cells of any dimension on the boundary of c. Aronov et al. [AMS94] show that c f 2(c)=O(nd log d 2−1 n), where the sum extends over all d-cells of the arrangement. They use it to obtain bounds on the complexity of m cells in the arrangement. An application of the zone theorem [ESS93] implies a related bound: If we denote the number of hyperplanes appearing on the boundary of the cell c by g(c), then c f (c)g(c)=O(nd), where the sum extends over all d-cells of the arrangement. Overlay of envelopes. For two sets A and B of objects in R d , the complexity of the overlay of envelopes is defined as the complexity of the subdivision of Rd−1 induced by superposing the minimization diagram of A on that of B. Given two sets C1 and C2 ,eachofnx-monotone Jordan arcs, such that no pair of (the collection of 2n) arcs intersects more than s times, the complexity of the overlay is easily seen to be Θ(λs+2(n)). In 3-space, given two sets each of n well-behaved surfaces, the complexity of the overlay is O(n2+ ) [ASS96] (a simpler proof of the bound appears in [KS02]). The bound is applied to obtain a simple divide-and-conquer algorithm for computing the envelope in 3-space, and for obtaining bounds on the complexity of transversals (see Chapter 4). The bound in R 4 is O(n3+ ) [KS02]. OPEN PROBLEMS 1. What is the complexity of the k-level in an arrangement of lines in the plane? For the gap between the known lower and upper bounds see Table 24.2 .1 . This is a long-standing open problem in combinatorial geometry. 2. What is the complexity of m faces in an arrangement of well-behaved Jordan arcs? For lines a tight bound is known, whereas for curves a considerable gap still exists—see Table 24.2.3 . 3. What is the complexity of the boundary of the union of n infinite cylinders of different radii in 3-space? If all the radii are the same then the bound is O(n2+ ) [AS00b]. Also, what is the complexity of the union of n arbitrary cubes in 3-space? A near-quadratic bound is known only when the cubes are nearly equal [PSS03]. 24.3 REPRESENTATIONS AND DECOMPOSITIONS Before describing algorithms for arrangements in the next sections, we discuss how to represent an arrangement. The appropriate data structure for representing an arrangement depends on its intended use. Two typical ways of using arrangements are: (i) traversing the entire arrangement cell by cell; and (ii) directly accessing certain cells of the arrangement. We will present three structures, each providing a method for traversing the entire arrangement: the incidence graph,thece l l - t upl e structure, and the complete skeleton. We will then discuss refined representations that further subdivide an arrangement into subcells. These refinements are essential to allow for efficient access to cells of the arrangement. For algebraic geometry- oriented representations and decompositions see Chapters 33 and 47. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 538
Chapter 24: Arrangements 539 GLOSSARY Let S be a collection of surfaces in R d (or curves in R 2 ) as defined in Section 24.1, and A(S) the arrangement induced by S .Letc1 be a k1 -dimensional cell of A(S) and c2 a k2-dimensional cell of A(S). Subcell, supercell: If k2 = k1 +1andc1 is on the boundary of c2, then c1 is a subcell of c2 ,andc2 is a supercell of c1. (−1)-dimensional cell, (d+1)-dimensional cell: Some representations as- sume the existence of two additional cells in an arrangement. The unique (−1)-dimensional cell is a subcell of every vertex (0-dimensional cell) in the arrangement, and the unique (d+1)-dimensional cell is a supercell of all the d-dimensional cells in the arrangement. Incidence: If c1 is a subcell of c2 , then c1 and c2 are incident to one another. We say that c1 and c2 define an incidence. 24.3.1 REPRESENTATIONS INCIDENCE GRAPH The incidence graph (sometimes called the facial lattice) of the arrangement A(S) is a graph G =(V, E) where there is a node in V for every k-cell of A(S), − 1 ≤ k ≤ d + 1, and an arc between two nodes if the corresponding cells are incident to one another (cf. Figure 16.1 .3). For an arrangement of n surfaces in Rd the number of nodes in V is O(nd) by Theorem 24.1 .4 . This is also a bound on the number of arcs in E : every cell (besides the (−1)-dimensional cell) in an arrangement A(S) in general position has at most a constant number of supercells. For an exact bound in the case of hyperplanes, see [Ede87, Section 1.2]. CELL-TUPLE STRUCTURE While the incidence graph captures all the cells in an arrangement and (as its name implies) their incidence relation, it misses order information between cells. For example, there is a natural order among the edges that appear along the bound- ary of a face in a planar arrangement. This leads to the cel l-tuple structure [Bri93] which is a generalization to any dimension of the two-dimensional doubly- connected-edge-list (DCEL) [dBvK+00] or the similar quad-edge structure of Guibas and Stolfi [GS85] and the 3D facet-edge structure of Dobkin and Laszlo [DL89]. The cell-tuple structure gives a simple and uniform representation of the incidence and ordering information in the arrangement. SKELETON Let H be a finite set of hyperplanes in R d . Askeleton in the arrangement A(H) is a connected subset of edges and vertices of the arrangement. The complete © 2004 by Chapman & Hall/CRC 539
540 D. Halperin skeleton is the union of all the edges and vertices of the arrangement. Edelsbrun- ner [Ede87] proposes a representation of the skeleton as a digraph, which allows for a systematic traversal of the entire arrangement (in the case of a complete skeleton) or a substructure of the arrangement. Using a one-dimensional skeleton to repre- sent an arrangement in an arbitrary-dimensional space is a notion that appears also in algebro-geometric representations. There, however, the skeleton, or roadmap,is far more complicated (indeed it represents more general arrangements); see [BPR00] and Chapter 47. 24.3.2 DECOMPOSITIONS A raw arrangement may still be an unwieldy structure as cells may have compli- cated shapes and many bounding subcells. It is often desirable to decomposethe cells of the arrangement into subcomponents so that each subcomponent has acon- stant descriptive complexity and is homeomorphic to a ball. Besides the obvious convenience that such a decomposition offers (just like a triangulation of a sim- ple polygon), it turns out to be crucial to the design and analysis of randomized algorithms for arrangements, as well as to combinatorial analysis of arrangements. For a decomposition to be useful, we aim to add as few extra features as possi- ble. The three decompositions described in this section have the property that the complexity of the decomposed arrangement is asymptotically close to (sometimes the same as) that of the original arrangement. (This is still not known for the v e rtical deco mposition in higher dimensions—see the open problem below.) BOTTOM VERTEX DECOMPOSITION OF HYPERPLANE AR- RANGEMENTS Consider an arrangement of lines A(L) in the plane. For a face f let vb = vb (f )be the bottommost vertex of f (the vertex with lowest y coordinate, ties can be broken by the lexicographic ordering of the coordinate vectors of the vertices). Extend an edge from vb to each vertex on the boundary of f that is not incident to an edge incident to vb ; see Figure 24.3 .1 . Repeat for all faces of A(L) (unbounded faces require special care). The original arrangement, together with the added edges, constitutes the bottom vertex decomposition of A(L), which is a decomposition of A(L) into triangles. The notion extends to arrangements of hyperplanes in higher dimensions, and it is carried out recursively [Cla88]. The combinatorial complexity of the decomposition is asymptotically the same as that of the original arrangement. FIGURE 24.3 .1 The bottom vertex decomposition of a face in an arrangement of lines. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 540
Chapter 24: Arrangements 541 VERTICAL DECOMPOSITION The bottom vertex decomposition does not in general extend to arrangementsof nonlinear objects. Fortunately there is an alternative, rather simple, decomposition method that applies to almost any reasonable arrangement. This is the vertical decomposition or trapezoidal decomposition. See Figure 24.3 .2 . It is opti- mal for two-dimensional arrangements, namely its complexity is asymptotically the same as that of the underlying arrangement. It is near-optimal in three and four dimensions. In higher dimensions it is still the general decomposition method that is known to have the best (lowest) complexity. FIGURE 24.3 .2 The vertical decomposition of an arrangement of segments: a vertical line segment is extended up- ward and downward from each vertex of the ar- rangement until it either hits another segment or extends to infinity. The extension to higher dimensions is defined recursively and is presented in full generality in [CEGS91]. For details of the extension to three dimensions, see [CEG+90] for the case of spheres, and [dBGH96] for the case of triangles. The four-dimensional case is studied in [Kol01a], [Kol01b]. Table 24.3 .1 summarizes the bounds on the maximum combinatorial complexity of the vertical decomposition for several types of arrangements and substructures. Certain assumptions that curves and surfaces are “well-behaved” are not detailed. TABLE 24.3.1 Combinatorial bounds on the maximum complexity of the vertical decomposition of n objects. OBJECTS BOUND NOTES Curves in R 2 Θ(K) K is the complexity of A Surfaces in R d O(n2d−4+ ) [CEGS91], [Kol01a] Triangles in R 3 Θ(n3 ) [dBGH96] Triangles in R 3 O(n2 α(n)logn + K) K is the complexity of A [Tag96] Surfaces in R 3 , single cell O(n2+ ) [SS97] Surfaces in R 3 ,(≤ k)-level O(n2+ k) See [AES99] for refined b ounds Hyperplanes in R 4 Θ(n4 ) [Kol01b] Simplices in R 4 O(n4 α(n)logn) [Kol01b] © 2004 by Chapman & Hall/CRC 541
542 D. Halperin OTHER DECOMPOSITION SCHEMES Aronov and Sharir devised alternative decomposition methods for arrangements of simplices [AS90], [AS94]. These are more involved than the decompositions de- scribed above and we omit their description here. These methods were instrumental in obtaining improved combinatorial bounds and efficient algorithms for arrange- ments of simplices. A sparse variant of the vertical decomposition is proposed in [SH02] for the case of triangles in 3-space: it produces fewer 3D cells (which are convex but may have many bounding facets) and its computation requires simpler geometric primitives than the standard vertical decomposition—this is advanta- geous from a practical (implementation) point of view. Yet another decomposition scheme has been devised for surfaces arising in the study of polygonal motion plan- ning in translation and rotation [HS96]. CUTTINGS All the decompositions described so far have the property that each cell of the decomposition lies fully in a single cell of the arrangement. In various applications this property is not required and other decomposition schemes may be applied, such as cuttings (Chapter 36). Cuttings are the basis of efficient divide-and-conquer algorithms for numerous geometric problems on arrangements and otherwise. STRUCTURES FOR POINT LOCATION AND RAY SHOOTING To access certain cells of an arrangement without traversing the entire arrangement, we need more elaborate structures than those described above. See Chapters34 and 37 for details. OPEN PROBLEMS 1. Obtain an improved combinatorial bound on the complexity of the vertical decomposition of arrangements of surfaces in five and higher dimensions. Such a result would have a wide-ranging effect on other combinatorial bounds, on algorithms, and on a variety of applications of arrangements. 2. The decompositions described above are asymptotically efficient. However it has been observed that the constant factors in the complexity bounds are highly noticeable in practice. It is desirable to devise alternative sparser decompositions, namely decompositions that add fewer extra features such that they will still have some of the favorable properties of say the vertical decomposition. For steps in this direction, cf. [HP00], [SH02]. 24.4 ALGORITHMS FOR ARRANGEMENTS This section covers constructing an arrangement: producing a representation of an arrangement in one of the forms described in the previous section (or in a similar © 2004 by Chapman & Hall/CRC 542
Chapter 24: Arrangements 543 form). We distinguish between algorithms for the construction of the entire arrange- ment (surveyed in this section), and algorithms for constructing substructures of an arrangement (in the next section). We start with deterministic algorithms and then describe randomized ones. MODEL OF COMPUTATION We assume the standard model in computational geometry: infinite precision real arithmetic [PS85]. For algorithms computing arrangements of curves or surfaces, we further assume that certain operations on a small number of curves or surfaces each take unit time. For algebraic curves or surfaces, the unit cost assumption for these operations is theoretically justified by results on the solution of sets of polynomial equations; see Chapter 33. When implementing algorithms for arrangements some of these assumptions need to be reconsidered—see Sections 24.9 and 24.10. 24.4.1 DETERMINISTIC ALGORITHMS Incremental construction. The incremental algorithm proceeds by adding one object after the other to the arrangement while maintaining (a representation of ) the arrangement of the objects added so far. This approach yields an optimal-time algorithm for arrangements of hyperplanes. The analysis of the running time is based on the zone result [ESS93] (Section 24.2). We describe it next for a collection L = {l1 ,...,ln} of n lines in the plane, assuming that the arrangement A(L)is simple. FIGURE 24.4 .1 Adding the line li+1 to the arrangement A(Li). The shaded region is the zone of li+1 in the arrangement of the other four lines. p' p e' e f lj li+1 Let Li denote the set {l1 ,...,li}. At stage i +1 we add li+1 to the arrangement A(Li). We maintain the DCEL representation (Section 24.3 .1) for A(Li), so that in addition to the incidence information, we also have the order of edges along the boundary of each face. The addition of li+1 is carried out in two steps: (i) we find a point p of intersection between li+1 andanedgeofA(Li) and split that edge into © 2004 by Chapman & Hall/CRC 543
544 D. Halperin two, and (ii) we walk along li+1 from p to the left (assuming li+1 is not vertical) updating A(Li) as we go; we then walk along li+1 from p to the right completing the construction of A(Li+1 ). See Figure 24.4.1 . Finding an edge of A(Li) that li+1 intersects can be done in O(i) time by choosing one line lj from Li and checking all the edges of A(Li) that lie on lj for intersection with li+1 . This intersection point p lies on an edge e that borders two faces of A(Li). We split e into two edges at p. Next, consider the face f intersected by the part of li+1 to the left of p. Using the order information, we walk along the edges of f away from p and we check for another intersection p of li+1 with an edge e on the boundary of f . At the intersection we split e into two edges, we add an edge to the arrangement for the portion pp of li+1, and we move to the face on the other (left) side of e . Once we are done with the faces of A(Li) crossed by li+1 to the left of p,wegobacktop and walk to the other side. This way we visit all the faces of the zone of li+1 in A(Li), as well as some of its edges. The amount of time spent is proportional to the number of edges we visit, and hence boundedby the complexity of the zone. The space required for the algorithm is the spaceto maintain the DCEL structure. The same approach extends to higher dimensions. For details see [Ede87, Chapter 7] (note that the algorithm as described in [Ede87] uses the incidence graph for maintaining the arrangement). THEOREM 24.4.1 IfHisasetofnhyperplanesinR d such that A(H) is a simple arrangement, then A(H) can be constructed in Θ(nd) time and space. The time and space required by the algorithm are clearly optimal. However, it turns out that for arrangements of lines one can do better in terms of working space. This is explained below in the subsection topological sweep. See [Goo93], [HJW90] for parallel algorithms for arrangements of hyperplanes. The incremental approach can be applied to constructing arrangements of curves, using the vertical decomposition of the arrangement [EGP+92]: THEOREM 24.4.2 Let C be a set of n Jordan arcs as defined in Section 24.1. The arrangement A(C) can be constructed in O(nλs+2(n)) time using O(n2 ) space. Sweeping over the arrangement. The sweep paradigm, a fundamental paradigm in computational geometry, is also applicable to constructing arrangement s. For planar arrangements, its worst-case running time is slightly inferior to that of the incremental construction described above. It is, however, output sensitive. THEOREM 24.4.3 Let C be a set of n Jordan arcs as defined in Section 24.1. The arrangement A(C) can be constructed in O((n + k) log n) time and O(n + k) space, where k is the number of intersection points in the arrangement. One can similarly sweep a plane over an arrangement of surfaces in R 3 . There is an output-sensitive algorithm for constructing the vertical decomposition of an arrangement of n surfaces that runs in time O(n log 2 n+Vlogn),whereVisthe combinatorial complexity of the vertical decomposition. For details see [SH02]. Topological sweep. Edelsbrunner and Guibas [EG89] devised an algorithm for © 2004 by Chapman & Hall/CRC 544
Chapter 24: Arrangements 545 constructing an arrangement of lines that requires only linear working storage and still runs in optimal O(n2 ) time. Instead of sweeping the arrangement with a straight line, they sweep it with a pseudoline that serves as a “topological wave- front.” The most efficient deterministic algorithm for computing the intersectionsina collection of well-behaved curves is due to Balaban [Bal95]. It runs in O(n log n + k) time and requires O(n) working storage. The algorithm does not construct the arrangement; it only finds the intersection points, unsorted. 24.4.2 RANDOMIZED ALGORITHMS Most randomized algorithms for arrangements follow one of two paradigms: (i) incremental construction or (ii) divide-and-conquer using random sampling. The randomization in these algorithms is in choices made by the algorithm; for example, the order in which the objects are handled in an incremental construction. In the expected performance bounds, the expectation is with respect to the random choices made by the algorithm. We do not make any assumptions about the distribution of the objects in space. See also Chapter 40. In constructing a full arrangement, these two paradigms are rather straightfor- ward to apply. Most of these algorithms use an efficient decomposition as discussed in Section 24.3 . Incremental construction. Here the randomization is in the order that the objects defining the arrangement are inserted. For the construction of an arrange- ment of curves, the algorithm is similar to the deterministic construction mentioned above. THEOREM 24.4.4 [Mul93] Let C be a set of n Jordan arcs as defined in Section 24.1. The arrangement A(C) can be constructed by a randomized incremental algorithm in O(n log n +k) expected time and O(n + k) expected space, where k is the number of intersection points in the arrangement. Divide-and-conquer by random sampling. Fo r a s e t V of n objects in R d the paradigm is: choose a subset R of the objects at random, construct the arrange- ment A(R), decompose it further into constant complexity components (using, for example, one of the methods described in Section 24.3), and recursively construct the portion of the arrangement in each of the resulting components. Then glue all the substructures together into the full arrangement. The theory of random sam- pling is then used to show that with high probability the size of each subproblem is considerably smaller than that of the original problem, and thus efficient resource bounds can be proved. The divide-and-conquer counterpart of Theorem 24.4 .4 is due to Amato et al. [AGR00]. It has the same running time, and uses slightly more space (or exactly the same space for the case of segments). The result stated in the following theorem is obtained by applying this paradigm to arrangements of algebraic surfaces and it is based on the vertical decomposition of the arrangement. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 545
546 D. Halperin THEOREM 24.4.5 [CEGS91], [Kol01a] Given a collection S of n algebraic surfaces in R d as defined in Section 24.1, a data structure of size O(n2d−4+ ) for the arrangement A(S) can be constructed in O(n 2d−4+ ) time for any >0, so that a point-location query can be answered in O(log n) time. In these bounds the constant of proportionality depends on , the di- mension d, and the maximum algebraic degree of the surfaces and their boundaries. If only traversal of the entire arrangement is needed, it is plausible that a simpler structure such as the incidence graph could be constructed using less time and storage space, close to O(nd ) for both. See [Can93],[BPR00] for algebro-geometric methods. Derandomization. Techniques have been proposed to derandomize many ran- domized geometric algorithms, often without increase in their asymptotic running time; see Chapter 40. However, in most cases the randomized versions are conceptu- ally much simpler and hence may be better candidates for efficient implementation. 24.4.3 OTHER ALGORITHMIC ISSUES For algebro-geometric tools, see Chapter 33. See Chapter 41(and Section 24.9) for a discussion of precision and degeneracies. Parallel algorithms are discussed in Chapter 42. 24.5 CONSTRUCTING SUBSTRUCTURES ENVELOPE AND SINGLE CELL IN ARRANGEMENTS OF HYPERPLANES Computing a single cell or an envelope in an arrangement of hyperplanes is equiva- lent (through duality) to computing the convex hull of a set of points in R d (Chap- ter 22). Using linearization [AM94], we can solve these problems for arrangements of spheres in R d . We first transform the spheres into hyperplanes in R d+1 , and then solve the corresponding problems in R d+1 . LOWER ENVELOPE The lower envelope of a collection of n well-behaved curves (where each pair inter- sect in at most s points) can be computed by a simple divide-and-conquer algo- rithm that runs in time O(λs+2 (n) log n) and requires O(λs+2(n)) storage. Hersh- berger [Her89] devised an improved algorithm that runs in time O(λs+1 (n) log n); in particular, for the case of line segments, it runs in optimal O(n log n) time. In 3-space, Agarwal et al. [ASS96] showed that a simple divide-and-conquer scheme can be used to compute the envelope of n surfaces in time O(n2+ ). This is an application of the bound on the complexity of the overlay of envelopes citedin Section 24.2 . Boissonnat and Dobrindt give a randomized incremental algorithm for computing the envelope [BD96]. There are efficient algorithms for computing the envelope of (d−1)-simplices in R d (see [EGS89] for the algorithm in 3D which can be efficiently extended to higher dimensions), and an efficient data structure © 2004 by Chapman & Hall/CRC 546
Chapter 24: Arrangements 547 for point location in the minimization diagram of surfaces in R 4 . Output-sensitive construction of the envelope of triangles in R 3 has been mainly studied in relation to hidden-surface-removal (see [dB93]). Partial information of the minimization diagram (vertices, edges and 2-cells) can be computed efficiently for arrangements of surfaces in any fixed dimension [AAS97]. SINGLE CELL AND ZONE All the results cited below for a single cell in arrangements of bounded objects hold for the zone problem as well (see the remark in Section 24.2 on the connection between the problems). Computing a single face in an arrangement of n Jordan arcs as defined in Sec- tion 24.1 can be accomplished in worst-case near-optimal time: deterministically in O(λs+2(n) log 2 n) time, and using randomization in O(λs+2 (n) log n) time [SA95]. In three dimensions, Schwarzkopf and Sharir [SS97] give an algorithm with running time O(n2+ ) for any >0 to compute a single cell in an arrangement of n well-behaved surfaces. Algorithms with improved running time to compute a single cell in 3D arrangements are known for arrangements of surfaces induced by certain motion planning problems [Hal92], [Hal94], and for arrangements of triangles [dBDS95]. LEVELS In an arrangement of n lines in the plane, the k-level can be computed in O((n + f ) log n) time, where f is the combinatorial complexity of the k-level— the bound is for the algorithm described in [EW86] while using the data structure in [BJ02] which in turn builds on ideas in [Cha01]. For computing the k-level in an arrangement of hyperplanes in R d see [AM95],[Cha96]. The (≤ k)-level in arrangements of lines can be computed in worst-case opti- mal time O(n log n + kn) [ERvK96]. Algorithms for computing the (≤ k)-level in arrangements of Jordan arcs are described in [AdB+98], the (≤ k)-level in arrange- ments of planes in R 3 (in optimal O(n log n + k2 n) expected time) in [Cha00], and in arrangements of surfaces in R 3 in [AES99]. UNION BOUNDARY For a given family of planar regions bounded by well-behaved curves, let f (m) be the maximum complexity of the union boundary of a collection of m objects of the family. Then the union of n such objects can be constructed deterministi- cally in O(f (n) log 2 n) time or by a randomized incremental algorithm in expected O(f (n) log n) time [dBDS95]. A slightly faster algorithm for the case of fat triangles is given in [MMP+91]. An efficient randomized algorithm for computing the union of convex polytopes in R 3 is given in [AST97]. MANY CELLS There are efficient algorithms (deterministic and randomized) for computing a set © 2004 by Chapman & Hall/CRC 547
548 D. Halperin of selected faces in arrangements of lines or segments in the plane. These algorithms are nearly worst-case optimal [AMS98]. Algorithms for arrangements of planes are described in [EGS90], and for arrangements of triangles in 3-space in [AS90]. The related issue of computing the incidences between a set of objects (lines, unit circles) and a set of points is dealt with in [Mat93], with results that extend to higher dimensions [AS00a]. Generally, the bounds for the running time are roughly the same as those for the number of incidences. For lower bounds for the related Hopcroft’s problem see [Eri96], [BK03]. OPEN PROBLEMS Devise efficient algorithms for computing: 1. The lower envelope of an arrangement of surfaces in five and higher dimen- sions; for an algorithm that computes partial information see [AAS97]. 2. A single cell in an arrangement of surfaces in four and higher dimensions;for a worst-case near-optimal algorithm in three dimensions see [SS97]. 24.6 SPARSE ARRANGEMENTS So far we have discussed arrangements of n objects in R d where each object has constant descriptive complexity and the total complexity of the entire arrangement can be Ω(nd ) in the worst case. In many situations arrangements do not achieve this worst-case complexity, or there are additional parameters that control the complexity of the arrangement. In this section we survey several such situations. Let C be a collection of n Jordan arcs, where each pair of arcs in C intersects at most a constant number of times, and with the additional condition that any vertical line intersects at most k of the curves in C . In this case the maximum combinatorial complexity of the arrangement A(C)isΘ(nk). For an application of this result and for more results on arrangements with low vertical stabbing number (the number of objects stabbed by any vertical line) see [dBH+97]. A general way to take advantage of reduced complexity of an arrangement is to construct the arrangement using an output-sensitive algorithm. However, by understanding the source of the reduced complexity it may be possible to devise algorithms that perform better than general-purpose output-sensitive algorithms. In several cases this has indeed been achieved. The collection of atom spheres in the geometric model of molecules exhibits sparseness properties that haveledto improved combinatorial bounds and relatively simple algorithms. These algorithms have been implemented and perform well in practice [HO98], [HS98]. Anotherarea where results of this nature have been obtained is robot motion planning among fat obstacles; see Section 47.3 . ARRANGEMENTS OF CONVEX POLYTOPES Consider the subdivision of 3-space induced by k convex polytopes with a total of n vertices. To bound the complexity of this arrangement we can regard this © 2004 by Chapman & Hall/CRC 548
Chapter 24: Arrangements 549 as an arrangement of O(n) triangles in 3-space, implying an upper bound O(n3 ). However, the complexity of such an arrangement is shown in [dBH+97] to be only O(nk2). More generally Aronov et al. [ABE91] showed that the complexity of an arrangement of k convex polytopes in R d with a total of n facets is Θ(n d 2k d 2). A useful substructure in an arrangement of convex polytopes is the collection of maximally covered cells, namely cells of the arrangement that are covered by more polytopes than any other cell in their immediate neighborhood [GHH+98]. The ability to access these cells efficiently has led to an efficient and practical algorithm to test whether an object consisting of polyhedral parts is interlocked (i.e., cannot be taken apart with two hands). 24.7 RELATION TO OTHER STRUCTURES Arrangements relate to a variety of additional structures. Since the machinery for analyzing and computing arrangements is rather well developed, problems on related structures are often solved by first constructing (or reasoning about) the corresponding arrangement. Using duality one can transform a set (or configuration) of points in R d (the pri- mal space) into a set of hyperplanes in R d (the dual space) and vice versa. Different duality transforms are advantageous in different situations [O’R98]. Edelsbrunner [Ede87, Chapter 12] describes a collection of problems stated for point configu- rations and solved by operating on their corresponding dual arrangements.A n example is given in the next section. See also Chapter 1. Pl̈ucker coordinates are a tool that enables one to treat k-flats in R d as points or hyperplanes in a possibly different (higher) dimensional space. This has been taken advantage of in the study of families of lines in 3-space—see Chapter 37. Lower envelopes (or more generally k-levels in arrangements) relate to Voronoi diagrams—see Chapter 23. For the connection of arrangements to polytopes and zonotopes see [Ede87] and Section 16.1 .4 of this Handbook. For the connection to oriented matroids see Chapter 6. 24.8 APPLICATIONS A typical application of arrangements is for solving a problem on related struc- tures. We first transform the original structure (e.g., a point configuration) into an arrangement and then solve the problem on the resulting arrangement. See Section 24.7 above and Chapters 1, 23, and 37. EXAMPLE: MINIMUM AREA TRIANGLE Let P be a set of n points in the plane. We wish to find three points of P such that the triangle that they define has minimum area. We use the duality transform thatmapsapointp:=(a,b)tothelinep∗:=(y=ax−b),andmapsaline l:=(y=cx+d)tothepointl∗:=(c,−d).Onecanshowthatifwefixtwopoints © 2004 by Chapman & Hall/CRC 549
550 D. Halperin pi,pj ∈ P, and the line p∗ k has the smallest vertical distance to the intersection point p∗ i∩p∗ j among all other lines in P ∗ = {p∗|p ∈ P}, then the point pk defines the minimum area triangle with the fixed points pi ,pj over all points in P \{pi ,pj }. Finding the triple of lines as above (an intersecting pair and the other line closest to the intersection) is easy after constructing the arrangement A(P ∗) (Section 24.4), and can be done in Θ(n2) time in total. This is the most efficient algorithm known for this problem [GO95]. The minimum volume simplex defined by d + 1 points in asetofn points in R d can be found using arrangements of hyperplanes in Θ(nd ) time. OTHER APPLICATIONS Another strand of applications consists of the “robotic” or “physical world” ap- plications [HS95b]. In these problems a continuous space is decomposed into a finite number of cells so that in each cell a certain invariant is maintained. Here, arrangements are used to discretize a continuous space without giving up the com- pleteness or exactness of the solution. An example of an application of thiskind solves the following problem: Given a convex polyhedron in 3-space, determine how many combinatorially distinct orthographic and perspective views it induces; see Table 25.6.3 . The answer is given using an arrangement of circles on the sphere (for orthographic views) and an arrangement of planes in 3-space (for perspective views) [BD90]. Many developments in the study of arrangements of curves and surfaces have been primarily motivated by problems in robot motion planning (Chapter 47)and several of its variants (Chapter 48). For example, the most efficient algorithm known for computing a collision-free path for an arbitrary polygonal robot (not necessarily convex) moving by translation and rotation among polygonal obstacles in the plane is based on computing a single connected component in an arrangement of surfaces in 3-space. The problem of planning a collision-free motion forarobot among obstacles is typically studied in the configuration space where every point represents a possible configuration of the robot. The related arrangementsareof surfaces that represent all the contact configurations between the boundary of the robot and the boundaries of obstacles and thus partition configuration space into free cells (describing configurations where the robot does not intersect any obstacle) and forbidden cells. Given the initial (free placement) of the robot, we need only explore the cell that contains this initial configuration in the arrangement. A concept similar to configuration space of motion planning has been appliedin assembly planning (Section 48.3). The assembly planning problem is converted into a problem in motion space where every point represents an allowed path (motion) of a subcollection of the assembly relative the rest of the assembly [HLW00]. The motion space is partitioned by a collection of constraint surfaces such that for all possible motions inside a cell of the arrangement, the collection of movable subsets of the assembly is invariant. As mentioned earlier, arrangements on spheres are prevalent in applications. Aside from vision applications, they also occur in: computer-assisted radio-surgery [SAL93], molecular modeling [HS98], assembly planning (Section 48.3), manufac- turing [AdB+02], and more. Arrangements have been used to solve problems in many other areas including geometric optimization [AS98], range searching (Chapter 36), statistical analysis © 2004 by Chapman & Hall/CRC 550
Chapter 24: Arrangements 551 (Chapter 57), and micro robotics [BDH99], to name a few. More applications can be found in the sources cited below and in several other chapters in this book. 24.9 ROBUSTNESS Transforming the data structures and algorithms described above into effective computer programs is a difficult task. The typical assumptions of (i) the realRAM model of computation and (ii) general position, are not realistic in practice. This is not only a problem for implementing software for arrangements but rather a general problem in computational geometry (see Chapter 65). However, it is especially acute in the case of arrangements since here one needs to compute intersection po in ts of curves and surfaces and use the computed values in further operations (to distinguish from say convex hull algorithms that only select a subset of the input points). EXACT COMPUTING A general paradigm to overcome robustness problems is to compute exactly. Fo r a r - rangements of linear objects, namely, arrangements of hyperplanes or of simplices, there is a fairly straightforward solution: using arbitrary precision rational arith- metic. This is regularly done by keeping arbitrary long integers for the enumerator and denominator of each number. Of course the basic numerical operations now become costly, and a method was devised to reduce the cost of rational arithmetic predicates through the use of floating point filters (Chapter 41) which turn out to be very effective in practice, especially when the input is nondegenerate. So far filtering has been applied to predicates but not to constructions. Notice that, if one has to produce the exact coordinates of an intersection point in an arrangement, there are no shortcuts and exact arithmetic needs to be used. Matters are more complicated when the objects are not linear, namely when we deal with higher-degree curves and surfaces. First, there is the issue of representa- tion. Consider the following simplest planar arrangement of the line y = x and the circle x2 + y2 = 1 (both described by equations with integer coefficients). The upper vertex (intersection point) v1 has coordinates ( √ 2/2, √ 2/2). This means that we cannot have a simple numerical representation of the vertices of the arrangement. An elegant solution to this problem is provided by special number types (so-called algebraic number types; notice though that only a subset of the algebraic numbers is currently supported). The approach is transparent to the user who just has to substitute the standard machine type (e.g ., double) for the correspondingnovel number type (which is a C++ class). Two software libraries support such num- ber types (called real in both): LEDA [MN00] (Chapter 65) and Core [KLPY99] (Chapter 41). The ideas behind the solution proposed by both are similar and rely on separation bounds. In terms of arrangements the power that these numb er types provide is that we can determine the exact topology of the arrangement in all cases including degenerate cases. For example, if another circle passes through the point v1 we can definitively determine this fact (which in general we cannot with standard machine arithmetic like the C++ double). While exact computing may seem to be the solution to all problems, the sit- © 2004 by Chapman & Hall/CRC 551
552 D. Halperin uation is far from being satisfactory for several reasons: (i) The existing number types considerably slow down the computation compared with standard machine arithmetic. (ii) It is difficult to implement the full fledged number types required for arrangements of curves and surfaces. The state-of-the-art libraries offer the nec- essary types for arrangements of circles but not even for arrangements of conic arcs. Recently, an alternative approach has been taken to enable the exact construction of arrangements of conic arcs. It is based on using the GCD of the defining poly- nomials of arrangement vertices [BEH+02], [Wei02]. (iii) It still leaves open the question of handling degeneracies (see PERTURBATION below). The high cost of exact predicates has led researchers to look for alternative algorithmic solutions (for problems where good solutions, in the standard mea- sures of computational geometry, have been known), solutions that use less costly predicates; see, e.g ., [BP00]. ROUNDING In rounding we transform an arbitrary precision arrangement into fixed precision representation. The most intensively studied case is that of planar arrangements of segments. A solution proposed independently by Hobby [Hob99] and by Greene (improving on an earlier method in [GY86]), snaps vertices of the arrangement to centers of pixels in a prespecified grid. The method preserves several topological properties of the original arrangement and indeed expresses the vertices of the ar- rangement with limited precision numbers (say bounded bit-length integers). A dynamic algorithm is described in [GM98], and an improved algorithm for thecase where there are many intersections within a pixel is given in [GGHT97]. Snap rounding has several drawbacks though: a line is substituted by a polyline pos- sibly with many links (a “shortest-path” rounding scheme is proposed in [Mil00] that sometimes introduces fewer links than snap rounding), and a vertex of the arrangement can become very close to a non-incident edge (the latter problem has been overcome in an alternative scheme iterated snap rounding which guarantees a large separation between such features of the arrangement but pays in the quality of approximation [HP02]). Furthermore, a pair of input segments may intersect an arbitrarily large number of times in the rounded arrangements. Finally,the3D version seems to produce a huge number of extra features [For99]: a polyhedral subdivision of complexity n turns into a snapped subdivision of complexity O(n4 ). Effective and consistent rounding of arrangements remains an important and largely open problem. The importance of rounding arrangements stems not only from its being a means to overcome robustness issues, but, not less significantly, from being a way to express the arrangement numerically with reasonable bit-size numbers. Even if highly efficient exact number types are developed, there will still remain the question of numerical representation of the output. APPROXIMATE ARITHMETIC IN PREDICATE EVALUATION The behavior of fundamental algorithms for computing line arrangements (both sweep line and incremental) while using limited precision arithmetic is studied in [FM91]. It is shown that the two algorithms can be implemented such that for n lines the maximum error of the coordinates of vertices is O(n ) where is the relative © 2004 by Chapman & Hall/CRC 552
Chapter 24: Arrangements 553 error of the approximate arithmetic used (e.g ., floating point). An algorithm for constructing curve arrangements with rounded arithmetic is presented in [Mil89]. PERTURBATION An arrangement of lines is considered degenerate if it is not simple (Section 24.1). A degeneracy occurs for example when three lines meet at a common point. Intuitively this is a degeneracy since moving the lines slightly will result in a topologically dif- ferent arrangement. Degeneracies in arrangements pose difficulties for two reasons. First and foremost they incredibly complicate programming (similar reasons led to the general position assumption—developing a theoretical algorithm that han- dles all possible degenerate cases is also a technically cumbersome and error-prone process). Although it has been proposed that handling degeneracies could be the solution in practice to relax the general position assumption [BMS94], in three and higher dimensions handling all degeneracies in arrangements seems an extremely difficult task. The second difficulty posed by degeneracies is that the numerical computation at or near degeneracies typically requires higher precision and will for example cause floating point filters to fail and resort to exact computing resulting in longer running time. To overcome the first difficulty, symbolic perturbation schemes have been pro- posed. They enable a consistent perturbation of the input objects so that all de- generacies are removed. These schemes modify the objects only symbolically and a limiting process is used to define the perturbed objects (corresponding toin- finitesimal perturbations) such that all predicates will have non-zero results. They require the usage of exact arithmetic, and a postprocessing stage to determine the structure of the output. For a unifying view of these schemes and a discussion of their properties, see [Sei98]. An alternative approach is to actual ly perturb the objects from their original placement. One would like to perturb the input objects as little as possible so that precision problems are resolved. This approach is viable in situations where the exact placement of the input can be compromised, as is the case in many engineer- ing and scientific applications where the input is inexact due to measurement or modeling errors. An efficient such scheme for arrangements of spheres that model molecules is described in [HS98]; it has been adapted and extended to arrangements of polyhedral surfaces in [Raa99]. It is referred to as cont rol led perturbation since it guarantees that the final arrangement is degeneracy free (and predicatescan be safely computed with limited precision arithmetic), to distinguish from heuris- tic perturbation methods. An in-depth study of the parameters that govern the scheme in the case of planar arrangements of circles is given in [HL03]. OPEN PROBLEM Devise efficient and consistent rounding schemes for arrangements of curvesinthe plane and for arrangements in three and higher dimensions. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 553
554 D. Halperin 24.10 SOFTWARE In spite of the numerous applications of arrangements, robust software for comput- ing and manipulating arrangements is scarce. The reason for this is the difficulties outlined in the previous section. The situation is starting to change, with the in- creased understanding of the underlying difficulties, the research on overcoming these difficulties that has intensified during the last several years (Chapter 41), and the appearance of infrastructure for developing such software in the form of computational geometry libraries that emphasize robustness (Chapter 65). 24.10.1 2D ARRANGEMENTS LEDA enables the construction of arrangements of segments via a sweep line algo- rithm. The resulting subdivision is represented as a LEDA graph. Point location based on persistent search trees is supported. The construction is robust through the use of arbitrary precision rationals. A stand-alone package by Goldwasser supports arrangements of segments (or polygons), and the closely related arrangements of arcs of great circles on a sphere [Gol95]. Although care has been taken to handle degenerate polygons, the software uses standard floating point arithmetic and not exact number types. Keyser et al. [KCMK99] describe a library for exact manipulation of algebraic curves, one application of which is computing the arrangement induced by such curves. Their method does not however handle degeneracies. Arrangements of segments as well as of more general types of curves are sup- ported by CGAL as we describe next. 2D ARRANGEMENTS IN CGAL The most generic arrangement package at the time of the writing is the CGAL 2D arrangements package. The genericity is obtained through the separation of the combinatorial part of the algorithms and the numerical part [FHH+00]. (The overall design follows [Ket99].) The combinatorial algorithms are coded assuming that a small set of numerical/geometric operations (predicates and constructions) is supplied by the user for the desired type of curves. These operations are packed in a traits class (Chapter 65) that is passed as a parameter to the algorithms. The algorithms include the dynamic construction of the arrangement, represented as a doubly-connected-edge-list (DCEL), allowing for insertion and deletion of curves. Alternatively one can construct the arrangement using a sweep line algorithm. Then three algorithms for point location are supported. All algorithms handle ar- bitrary input, namely they do not assume general position. Several traits classes are supplied with the package for: line segments, circular arcs, canonical parabolas, polylines, and recently a unifying class for conic arcs [Wei02]. The CGAL arrange- ment package has been used to implement motion planning algorithms [AFH02], [HH02], a rounding scheme [HP02] and more. An alternative algorithm for constructing arrangements of conic arcs (a static version using a sweep-line algorithm) was developed by Berberich et al. [BEH+02]. The more involved case of cubics is treated by Eigenwillig et al. [ESW02]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 554
Chapter 24: Arrangements 555 24.10.2 3D ARRANGEMENTS Software to construct arrangements of triangles in 3-space exactly, assuming general position, is described in [SH02]. The implementation uses a space sweep algorithm and exact rational arithmetic. The arrangement is represented by its vertical de- composition or a sparser variant called the partial vertical decomposition. Several pro jects are underway whose goal is the construction of arrangements of algebraic surfaces in 3-space. 24.11 SOURCES AND RELATED MATERIAL FURTHER READING The study of arrangements through the early 1970s is covered by Gr̈unbaum in [Gr̈u67, Chapter 18], [Gr̈u71], and [Gr̈u72]. See also the monograph by Zaslavsky [Zas75]. In this chapter we have concentrated on more recent results. Details of many of these results can be found in the following books. The book by Edelsbrunner [Ede87] takes the view of “arrangements of hyperplanes” as a unifying themefor a large part of discrete and computational geometry until 1987. Sharir and Agar- wal’s book [SA95] is an extensive report on results for arrangements of curves and surfaces. See also the more recent survey [AS00a]. Chapters dedicated to arrangements of hyperplanes in books: Mulmuley em- phasizes randomized algorithms [Mul93], O’Rourke discusses basic combinatorics, relations to other structures and applications [O’R98], and Pach and Agarwal [PA95] discuss problems involving arrangements in discrete geometry. Boissonnat and Yvinec [BY98] discuss, in addition to arrangements of hyperplanes, arrange- ments of segments and of triangles. Arrangements of hyperplanes and of surfaces are also the topics of chaptersin the recently published book by Matouˇsek [Mat02]. RELATED CHAPTERS Chapter 1: Finite point configurations Chapter 5: Pseudoline arrangements Chapter 6: Oriented matroids Chapter 16: Basic properties of convex polytopes Chapter 22: Convex hull computations Chapter 23: Voronoi diagrams and Delaunay triangulations Chapter 33: Computational real algebraic geometry Chapter 34: Point location Chapter 36: Range searching Chapter 37: Ray shooting and lines in space Chapter 40: Randomization and derandomization Chapter 41: Robust geometric computation Chapter 42: Parallel algorithms in geometry Chapter 47: Algorithmic motion planning Chapter 48: Robotics Chapter 65: Two computational geometry libraries: LEDA and CGAL © 2004 by Chapman & Hall/CRC 555
556 D. Halperin REFERENCES [AA92] P.K . Agarwal and B. Aronov. Counting facets and incidences. Discrete Comput. Geom., 7:359–369, 1992. [AACS98] P.K . Agarwal, B. Aronov, T.M . Chan, and M. Sharir. On levels in arrangements of lines, segments, planes, and triangles. Discrete Comput. Geom., 19:315–331, 1998. [AAS03] P.K . Agarwal, B. Aronov, and M. Sharir. On the complexity ofmany faces in arrange- ments ofpseudo-segments and ofcircles. In B. Aronov, S. Basu, J. Pach, and M. Sharir, editors, Discrete and Computational Geometry—The Goodman-Pol lack Festschrift , pages 1–24. Springer-Verlag, Berlin, 2003. [AAS97] P.K . Agarwal, B. Aronov, and M. Sharir. Computing envelop es in four dimensions with applications. SIAM J. Comput., 26:1714–1732, 1997. [ABE91] B. Aronov, M. Bern, and D. Eppstein. Arrangements ofpolytopes, 1991. Manuscript. [AdB+02] H.- K . Ahn, M. de Berg, P. Bose, S. - W. Cheng, D. Halperin, J. Matouˇsek, and O. Schwarzkopf. Separating an ob ject from its cast. Comput. Aided Design, 34:547– 559, 2002. [AdB+98] P.K . Agarwal, M. de Berg, J. Matouˇsek, and O. Schwarzkopf. Constructing levels in arrangements and higher order Voronoi diagrams. SIAM J. Comput., 27:654–667, 1998. [AEGS92] B. Aronov, H. Edelsbrunner, L.J. Guibas, and M. Sharir. The number ofedges of many faces in a line segment arrangement. Combinatorica, 12:261–274, 1992. [AEHS01] B. Aronov, A. Efrat, D. Halperin, and M. Sharir. On the numb er of regular vertices ofthe union ofJordan regions. Discrete Comput. Geom., 25:203–220, 2001. [AES99] P.K . Agarwal, A. Efrat, and M. Sharir. Vertical decomposition of shallow levels in 3-dimensional arrangements and its applications. SIAM J. Comput., 29:912–953, 1999. [AFH02] P.K . Agarwal, E. Flato, and D. Halperin. Polygon decomposition forefficientcon- struction ofMinkowski sums. Comput. Geom. Theory Appl., 21:39–61, 2002. Special Issue, selected pap ers from the European Workshop Computational Geometry, Eilat, 2000. [AFK+ 92] H. Alt, R. Fleischer, M. Kaufmann, K. Mehlhorn, S. N ̈aher, S. Schirra, and C. Uhrig. Approximate motion planning and the complexity ofthe boundary ofthe unionof simple geometric figures. Algorithmica , 8:391–406, 1992. [AG86] N. Alon and E. Gy̋ori. The number ofsmall semispaces ofa finite set ofpoints in the plane. J. Combin. Theory Ser. A, 41:154–157, 1986. [AGR00] N.M. Amato, M.T . Goodrich, and E.A . Ramos. Computing the arrangement ofcurve segments: divide-and-conquer algorithms via sampling. In Proc. 11th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 705–706, 2000. [AM94] P.K . Agarwal and J. Matouˇsek. On range searching with semialgebraic sets. Discrete Comput. Geom., 11:393–418, 1994. [AM95] P.K . Agarwal and J. Matouˇsek. Dynamic half-space range rep orting and its applica- tions. Algorithmi ca , 13:325–345, 1995. [AMS94] B. Aronov, J. Matouˇsek, and M. Sharir. On the sum ofsquares ofcell complexities in hyperplane arrangements. J. Combin. Theory Ser. A, 65:311–321, 1994. [AMS98] P.K . Agarwal, J. Matouˇsek, and O. Schwarzkopf. Computing many faces in arrange- ments oflines and segments. SIAM J. Comput., 27:491–505, 1998. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 556
Chapter 24: Arrangements 557 [APS93] B. Aronov, M. Pellegrini, and M. Sharir. On the zone ofa surface in a hyper plan e arrangement. Discrete Comput. Geom., 9:177–186, 1993. [AS90] B. Aronov and M. Sharir. Triangles in space or building (and analyzing) castles in the air. Combinatorica, 10:137–173, 1990. [AS94] B. Aronov and M. Sharir. Castles in the air revisited. Discrete Comput. Geom., 12:119–150, 1994. [AS98] P.K . Agarwal and M. Sharir. Efficient algorithms for geometric optimization. ACM Comput. Surv., 30:412–458, 1998. [AS00a] P.K . Agarwal and M. Sharir. Arrangements and their applications. In J. - R. Sack and J. Urrutia, editors, Handbook of Computational Geometry, pages 49–119. Elsevier North-Holland, Amsterdam, 2000. [AS00b] P.K . Agarwal and M. Sharir. Pipes, cigars, and kreplach: The union ofMinkowski sums in three dimensions. Discrete Comput. Geom., 24:645–685, 2000. [ASS96] P.K . Agarwal, O. Schwarzkopf, and M. Sharir. The overlay of lower envelopes and its applications. Discrete Comput. Geom., 15:1–13, 1996. [AST97] B. Aronov, M. Sharir, and B. Tagansky. The union ofconvex polyhedrainthree dimensions. SIAM J. Comput., 26:1670–1688, 1997. [Bal95] I.J . Balaban. An optimal algorithm for finding segment intersections. In Proc. 11th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 211–219, 1995. [Bas98] S. Basu. On the combinatorial and topological complexity ofa single cell. In Proc. 39th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 606–616, 1998. [BD90] K.W . Bowyer and C.R . Dyer. Asp ect graphs: An introduction and surveyofrecent results. Internat. J. Imaging Systems Technology, 2:315–328, 1990. [BD96] J. - D. Boissonnat and K. Dobrindt. On-line construction ofthe upp erenvelopeof triangles and surface patches in three dimensions. Comput. Geom. Theory Appl., 5:303–320, 1996. [BDH99] K.- F. B ̈ohringer, B.R. Donald, and D. Halperin. On the area bisectors ofa p olygon. Discrete Comput. Geom., 22:269–285, 1999. [BEH+02] E. Berberich, A. Eigenwillig, M. Hemmer, S. Hert, K. Mehlhorn, and E. Scḧomer. A computational basis for conic arcs and boolean op erations on conic p olygons. In Proc. 10th European Sympos. Algorithms, volume 2461 of Lecture Notes in Comput. Sci., pages 174–186. Springer-Verlag, Rome, 2002. [BJ02] G. Stølting Brodal and R. Jacob. Dynamic planar convex hull. In Proc. 43rd Annu. Sympos. Found. Comput. Sci., pages 617–626, 2002. [BK03] P. Brass and C. Knauer. On counting point-hyperplane incidences. Comput. Geom. Theory Appl., 25:13–20, 2003 [BLW+93] A. Bj̈orner, M. Las Vergnas, N. White, B. Sturmfels, and G. Ziegler. ERROR: Mis- match parsing authors: A. Bj̈orner, M. Las Vergnas, N. White, B. Sturmfels, and G. Ziegler. Oriented Matroids, volume 46 of Encyclopedia of Mathematics. Cambridge University Press, 1993. [BMS94] C. Burnikel, K. Mehlhorn, and S. Schirra. On degeneracy in geometric computations. In Proc. 5th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 16–23, 1994. [BP00] J. - D. Boissonnat and F.P. Preparata. Robust plane sweep for intersecting segments. SIAM J. Comput., 29:1401–1421, 2000. [BPR00] S. Basu, R. Pollack, and M. - F. Roy. Computing roadmaps ofsemi-algebraic sets on a va r i e ty. J. Amer. Math. Soc., 13:55–82, 2000. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 557
558 D. Halperin [Bri93] E. Brisson. Representing geometric structures in d dimensions: Topology and order. Discrete Comput. Geom., 9:387–426, 1993. [BSTY98] J. - D. Boissonnat, M. Sharir, B. Tagansky, and M. Yvinec. Voronoi diagrams in higher dimensions under certain polyhedral distance functions. Discrete Comput. Geom., 19:473–484, 1998. [BY98] J. - D. Boissonnat and M. Yvinec. Algorithmic Geometry. Cambridge University Press, 1998. Translated by H. Br̈onnimann. [Can93] J.F. Canny. Computing roadmaps in general semialgebraic sets. Comput. J., 36:504– 514, 1993. [CEG+90] K.L . Clarkson, H. Edelsbrunner, L.J . Guibas, M. Sharir, and E. Welzl. Combinatorial complexity bounds for arrangements of curves and spheres. Discrete Comput. Geom., 5:99–160, 1990. [CEGS91] B. Chazelle, H. Edelsbrunner, L.J . Guibas, and M. Sharir. A singly-exponential strati- fication scheme for real semi-algebraic varieties and its applications. Theoret. Comput. Sci., 84:77–105, 1991. An improved bound appears in Proc. 16th ICALP 1989,Stresa, Lecture Notes Comput. Sci. 372, Springer-Verlag, Berlin. [Cha96] T.M. Chan. Output-sensitive results on convex hulls, extreme p oints, and related problems. Discrete Comput. Geom., 16:369–387, 1996. [Cha00] T.M. Chan. Random sampling, halfspace range reporting, and construction of(≤ k)- levels in three dimensions. SIAM J. Comput., 30:561–575, 2000. [Cha01] T.M. Chan. Dynamic planar convex hull operations in near-logarithmic amortized time. J. Assoc. Comput. Mach., 48:1–12, 2001. [Cha03] T.M. Chan. On levels in arrangements ofcurves. Discrete Comput. Geom., 3:375–393, 2003. [Cla88] K.L . Clarkson. A randomized algorithm for closest-point queries. SIAM J. Comput., 17:830–847, 1988. [CS89] K.L . Clarkson and P.W . Shor. Applications ofrandom sampling in computational geometry, II. Discrete Comput. Geom., 4:387–421, 1989. [dB93] M. de Berg. Ray Shooting, Depth Orders and Hidden Surface Removal, volume 703 of Lecture Notes Comput. Sci. Springer-Verlag, Berlin, 1993. [dBDS95] M. de Berg, K. Dobrindt, and O. Schwarzkopf. On lazy randomized incremental construction. Discrete Comput. Geom., 14:261–286, 1995. [dBGH96] M. de Berg, L.J . Guibas, and D. Halperin. Vertical decompositions for triangles in 3-space. Discrete Comput. Geom., 15:35–61, 1996. [dBH+97] M. de Berg, D. Halperin, M.H . Overmars, and M. van Kreveld. Sparse arrangements and the number ofviews ofpolyhedral scenes. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 7:175–195, 1997. [dBvK + 00] M. de Berg, M. van Kreveld, M.H. Overmars, and O. Schwarzkopf. Computational Geometry: Algorithms and Applications, 2nd edition. Springer-Verlag, Berlin, 2000. [Dey98] T.K . Dey. Improved bounds on planar k -sets and related problems. Discrete Comput. Geom., 19:373–382, 1998. [DL89] D.P. Dobkin and M.J . Laszlo. Primitives for the manipulation of three-dimensional sub divisions. Algorithmi ca , 4:3–32, 1989. [Ede87] H. Edelsbrunner. Algorithms in Combinatorial Geometry. Springer-Verlag, Heidelb erg, 1987. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 558
Chapter 24: Arrangements 559 [Ede89] H. Edelsbrunner. The upper envelop e ofpiecewise linear functions: Tight complexity bounds in higher dimensions. Discrete Comput. Geom., 4:337–343, 1989. [EG89] H. Edelsbrunner and L.J . Guibas. Topologically sweeping an arrangement. J. Comput. Syst. Sci., 38:165–194, 1989. Corrigendum in 42:249–251, 1991. [EGH+89] H. Edelsbrunner, L.J . Guibas, J. Hershb erger, J. Pach, R. Pollack, R. Seidel, M. Sharir, and J. Sno eyink. Arrangements ofJordan arcs with three intersections p er pair. Discrete Comput. Geom., 4:523–539, 1989. [EGP+92] H. Edelsbrunner, L.J . Guibas, J. Pach, R. Pollack, R. Seidel, and M. Sharir. Ar- rangements ofcurves in the plane: Topology, combinatorics, and algorithms. Theoret. Comput. Sci., 92:319–336, 1992. [EGS89] H. Edelsbrunner, L.J. Guibas, and M. Sharir. The upper envelope of piecewise linear functions: algorithms and applications. Discrete Comput. Geom., 4:311–336, 1989. [EGS90] H. Edelsbrunner, L.J . Guibas, and M. Sharir. The complexity ofmany cells in arrange- ments ofplanes and related problems. Discrete Comput. Geom., 5:197–216, 1990. [Eri96] J. Erickson. New lower bounds for Hopcroft’s problem. Discrete Comput. Geom., 16:389–418, 1996. [ERvK96] H. Everett, J. - M. Rob ert and M. van Kreveld. An optimal algorithm for the (≤k)- levels, with applications to separation and transversal problems. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 6:247–261, 1996. [ES00] A. Efrat and M. Sharir. On the complexity ofthe union offat objects in the plane. Discrete Comput. Geom., 23:171–189, 2000. [ESS93] H. Edelsbrunner, R. Seidel, and M. Sharir. On the zone theorem for hyperplane arrangements. SIAM J. Comput., 22:418–429, 1993. [ESW02] A. Eigenwillig, E. Scḧomer, and N. Wolpert. Sweeping arrangements ofcubic segments exactly and efficiently. Tech. Rep. ECG-TR-182202-01, INRIA, 2002. [EW86] H. Edelsbrunner and E. Welzl. Constructing belts in two-dimensional arrangements with applications. SIAM J. Comput., 15:271–284, 1986. [FHH+ 00] E. Flato, D. Halperin, I. Hanniel, O. Nechushtan, and E. Ezra. The designand implementation ofplanar maps in CGAL. ACM J. Experimental Algorithmics,5 , 2000. Selected pap ers from the Workshop on Algorithm Engineering (WAE). [FM91] S.J . Fortune and V.J . Milenkovic. Numerical stability ofalgorithms for line arrange- ments. In Proc. 7th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 334–341, 1991. [For99] S.J. Fortune. Vertex-rounding a three-dimensional polyhedral subdivision. Discrete Comput. Geom., 22:593–618, 1999. [GGHT97] M.T. Goodrich, L.J . Guibas, J. Hershb erger, and P. Tanenbaum. Snap rounding line segments efficiently in two and three dimensions. In Proc. 13th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 284–293, 1997. [GHH+ 98] L.J . Guibas, D. Halperin, H. Hirukawa, J. - C . Latombe, and R.H . Wilson. Polyhe- dral assembly partitioning using maximally covered cells in arrangementsofconvex polytop es. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 8:179–200, 1998. [GHS01] N. Geismann, M. Hemmer, and E. Scḧomer. Computing a 3-dimensional cell in an arrangement ofquadrics: Exactly and actually! In Proc. 17th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 264–273, 2001. [GM98] L.J . Guibas and D. Marimont. Rounding arrangements dynamically. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 8:157–176, 1998. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 559
560 D. Halperin [GO95] A. Gajentaan and M.H. Overmars. On a class of O(n2) problems in computational geometry. Comput. Geom. Theory Appl., 5:165–185, 1995. [Gol95] M. Goldwasser. An implementation for maintaining arrangements ofpolygons. In Proc. 11th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages C32–C33, 1995. [Goo93] M.T. Goodrich. Constructing arrangements optimally in parallel. Discrete Comput. Geom., 9:371–385, 1993. [Gr̈u67] B. Gr̈unbaum. Convex Polytopes. John Wiley & Sons, New York, 1967. [Gr̈u71] B. Gr̈unbaum. Arrangements ofhyperplanes. Congr. Numer., 3:41–106, 1971. [Gr̈u72] B. Gr̈unbaum. Arrangements and Spreads. Regional Conf. Ser. Math.,Amer.Math. Soc., Providence, 1972. [GS85] L.J . Guibas and J. Stolfi. Primitives for the manipulation of general subdivisions and the computation ofVoronoi diagrams. ACM Trans. Graph., 4:74–123, 1985. [GSS89] L.J. Guibas, M. Sharir, and S. Sifrony. On the general motion planning problem with two degrees offreedom. Discrete Comput. Geom., 4:491–521, 1989. [GY86] D.H . Greene and F.F. Yao. Finite-resolution computational geometry. In Proc. 27th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 143–152, 1986. [Hal92] D. Halperin. Algorithmic Motion Planning via Arrangements of Curves and of Sur- faces. Ph.D. thesis, Comput. Sci. Dept., Tel-Aviv Univ., 1992. [Hal94] D. Halperin. On the complexity ofa single cell in certain arrangem ents ofsurfaces related to motion planning. Discrete Comput. Geom., 11:1–34, 1994. [Her89] J. Hershb erger. Finding the upp er envelop e of n line segments in O(n log n)time. Inform. Process. Lett., 33:169–174, 1989. [HH02] S. Hirsch and D. Halperin. Hybrid motion planning: Coordinating two discs moving among polygonal obstacles in the plane. In Proc. 5th Workshop Algorithmic Found. Robot. (WAFR), Nice, 2002. [HJW90] T. Hagerup, H. Jung, and E. Welzl. Efficient parallel computation of arrangements of hyper planes i n d dimensions. In Proc. 2nd Annu. ACM Sympos. Parallel Algorithms Architect. , pages 290–297, 1990. [HL03] D. Halperin and E. Leiserowitz. Controlled perturbation for arrangements ofcircles. In Proc. 19th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 264–273, 2003. [HLW00] D. Halperin, J. - C. Latombe, and R.H . Wilson. A general framework f or assembly planning: The motion space approach. Algorithmi ca , 26:577–601, 2000. [HO98] D. Halperin and M.H . Overmars. Spheres, molecules, and hidden surface removal. Comput. Geom. Theory Appl., 11:83–102, 1998. [Hob99] J.D . Hobby. Practical segment intersection with finite precision output. Comput. Geom. Theory Appl., 13:199–214, 1999. [HP00] S. Har-Peled. Constructing planar cuttings in theory and practice. SIAM J. Comput., 29:2016–2039, 2000. [HP02] D. Halperin and E. Packer. Iterated snap rounding. Comput. Geom. Theory Appl., 23:209–225, 2002. [HS94] D. Halperin and M. Sharir. New bounds for lower envelopes in three dimensions, with applications to visibility in terrains. Discrete Comput. Geom., 12:313–326, 1994. [HS95a] D. Halperin and M. Sharir. Almost tight upper b ounds for the single cell and zone problems in three dimensions. Discrete Comput. Geom., 14:385–410, 1995. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 560
Chapter 24: Arrangements 561 [HS95b] D. Halperin and M. Sharir. Arrangements and their applications in robotics: Recent developments. In K. Goldbergs, D. Halperin, J.- C . Latomb e, and R.H . Wilson, editors, Algorithmic Found. Robot., A.K . Peters, Boston, 1995. [HS96] D. Halperin and M. Sharir. A near-quadratic algorithm for planning the motion ofa polygon in a polygonal environment. Discrete Comput. Geom., 16:121–134, 1996. [HS98] D. Halperin and C.R. Shelton. A perturbation scheme for spherical arrangements with application to molecular modeling. Comput. Geom. Theory Appl., 10:273–287, 1998. [KCMK99] J. Keyser, T. Culver, D. Manocha, and S. Krishnan. MAPC: A library for efficient and exact manipulation ofalgebraic points and curves. In Proc. 15th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 360–369, 1999. [Ket99] L. Kettner. Using generic programming for designing a data structure for polyhedral surfaces. Comput. Geom. Theory Appl., 13:65–90, 1999. [KLPS86] K. Kedem, R. Livne, J. Pach, and M. Sharir. On the union ofJordan regions and collision-free translational motion amidst polygonal obstacles. Discrete Comput. Geom., 1:59–71, 1986. [KLPY99] V. Karamcheti, C. Li, I. Pechtchanski, and C.K . Yap. The CORE Library Project,1.2 edition, 1999. http://www.cs.nyu.edu/exact/core/. [Kol01a] V. Koltun. Almost tight upper bounds for vertical decompositions in four dimensions. In Proc. 42nd Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 56–65, 2001. [Kol01b] V. Koltun. Sharp bounds for vertical decomposition of linear arrangements in four dimensions. In Proc. 7th Workshop Algorithms Data Struct., pages 99–110, 2001. [KS02] V. Koltun and M. Sharir. The partition technique for overlays of envelopes. In Proc. 43rd Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 637–646, 2002. [Mat93] J. Matouˇsek. Range searching with efficient hierarchical cuttings. Discrete Comput. Geom., 10:157–182, 1993. [Mat02] J. Matouˇsek. Lectures on Discrete Geometry, volume 212 of Graduate Texts in Math- ematics. Springer-Verlag, 2002. [McM70] P. McMullen. The maximal numb er offaces ofa convex polytope. Mathematika, 17:179–184, 1970. [Mil89] V.J . Milenkovic. Calculating approximate curve arrangements using rounded arith- metic. In Proc. 5th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 197–207, 1989. [Mil00] V.J . Milenkovic. Shortest path geometric rounding. Algorithmi ca, 27:57–86, 2000. [MMP+91] J. Matouˇsek, N. Miller, J. Pach, M. Sharir, S. Sifrony, and E. Welzl. Fat triangles determine linearly many holes. In Proc. 32nd Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 49–58, 1991. [MN00] K. Mehlhorn and S. N ̈aher. LEDA: A Platform for Combinatorial and Geometric Computing. Cambridge University Press, 2000. [MPS+ 94] J. Matouˇsek, J. Pach, M. Sharir, S. Sifrony, and E. Welzl. Fat triangles determine linearly many holes. SIAM J. Comput., 23:154–169, 1994. [Mul93] K. Mulmuley. Computational Geometry: An Introduction through Randomized Algo- rithms. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1993. [NPP+02] E. Nevo, J. Pach, R. Pinchasi, M. Sharir, and S. Smoro dinsky. Lenses in arrangements ofpseudo-circles and their applications. In Proc. 18th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 123–132, 2002. [O’R98] J. O’Rourke. Computational Geometry in C, 2nd edition. Cambridge University Press, 1998. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 561
562 D. Halperin [PA95] J. Pach and P.K . Agarwal. Combinatorial Geometry. John Wiley & Sons, New York, 1995. [PS85] F.P. Preparata and M.I . Shamos. Computational Geometry: An Introduction. Springer-Verlag, New York, 1985. [PS99] J. Pach and M. Sharir. On the boundary ofthe union ofplanar convex sets. Discrete Comput. Geom., 21:321–328, 1999. [PSS03] J. Pach, I. Safruti, and M. Sharir. The union of congruent cub es in three dimensions. Discrete Comput. Geom., 30:133–160, 2003. [Raa99] S. Raab. Controlled perturbation for arrangements of polyhedral surfaces with appli- cation to swept volumes. In Proc. 15th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 163–172, 1999. [SA95] M. Sharir and P.K . Agarwal. Davenport-Schinzel Sequences and Their Geometric Applications. Cambridge University Press, 1995. [SAL93] A. Schweikard, J.E . Adler, and J.- C . Latombe. Motion planning in stereotaxic radio- surgery. In Proc. IEEE Internat. Conf. Robot. Autom., pages 764–774, 1993. [Sei98] R. Seidel. The nature and meaning ofperturbations in geometric computing. Discrete Comput. Geom., 19:1–17, 1998. [SH02] H. Shaul and D. Halperin. Improved construction ofvertical decompositions of3D arrangements. In Proc. 18th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 283–292, 2002. [Sha91] M. Sharir. On k -sets in arrangements ofcurves and surfaces. Discrete Comput. Geom., 6:593–613, 1991. [Sha94] M. Sharir. Almost tight upper bounds for lower envelopes in higher dimensions. Dis- crete Comput. Geom., 12:327–345, 1994. [SS97] O. Schwarzkopfand M. Sharir. Vertical decomposition ofa single cell in a three- dimensional arrangement ofsurfaces and its applications. Discrete Comput. Geom., 18:269–288, 1997. [SST01] M. Sharir, S. Smoro dinsky, and G. Tardos. An improved bound for k -sets in three dimensions. Discrete Comput. Geom., 26:195–204, 2001. [Sźe97] L.A . Sźekely. Crossing numb ers and hard Erd̋os problems in discrete geometry. Com- binatorics, Prob. Comput., 6:353–358, 1997. [Tag96] B. Tagansky. A new technique for analyzing substructures in arrangements ofpiecewise linear surfaces. Discrete Comput. Geom., 16:455–479, 1996. [Tot01] G. T ́oth. Point sets with many k-sets. Discrete Comput. Geom., 26:187–194, 2001. [TT98] H. Tamaki and T. Tokuyama. How to cut pseudo-parab olas into segment s. Discrete Comput. Geom., 19:265–290, 1998. [vK98] M. van Kreveld. On fat partitioning, fat covering, and the union size ofpolygons. Comput. Geom. Theory Appl., 9:197–210, 1998. [Wei02] R. Wein. High level filtering for arrangements of conic arcs. In Proc. 10th Euro- pean Sympos. Algorithms, volume 2461 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 884–895. Springer-Verlag, Rome, 2002. [Zas75] T. Zaslavsky. Facing up to Arrangements: Face-Count Formulas for Partitions of Space by Hyperplanes, volume 154 of Memoirs Amer. Math. Soc. Amer. Math. Soc., Providence, 1975. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 562
25 TRIANGULATIONS AND MESH GENERATION Marshall Bern INTRODUCTION A triangulation is a partition of a geometric domain, such as a point set, polygon, or polyhedron, into simplices that meet only at shared faces. (For point sets, the partition stops at the convex hull.) Triangulations are important for represent- ing complicated geometry by piecewise simple geometry. The first four sections of this chapter discuss two-dimensional triangulations:Delaunay triangulation of point sets (Section 25.1); triangulations of polygons, including constrained Delau- nay triangulation (Section 25.2); other optimal triangulations (Section 25.3); and mesh generation (Section 25.4). The next section treats the important practical case of polyhedra in R 3 (Section 25.5). The last section discusses triangulations in arbitrary dimension R d (Section 25.6). FIGURE 25.0 .1 Triangulations of a point set, a simple polygon, and a polyhedron. 25.1 DELAUNAY TRIANGULATION The Delaunay triangulation is the most famous and useful triangulation of a point set. Chapter 23 discusses this construction in conjunction with the Voronoi dia- gram. GLOSSARY Empty circle: No input points in the interior. Delaunay triangulation (DT): Triangles have empty circumcircles. Completion: Four or more cocircular points must be further triangulated. Edge flipping: Local improvement move, used to compute DT. 563 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 563
564 M. Bern BASIC FACTS Let S = {s1,s2 ,...,sn } be a set of points in the Euclidean plane R 2 . The Delaunay triangulation (DT) is defined by the empty circle condition :a triangle si sj sk appears in the DT if and only if its circumcircle neither encloses nor passes through any other points of S. The DT always includes the convex hull of S. If no four points of S are cocircular, the Delaunay triangulation is indeed a triangulation of S.Iffouror more points are cocircular, there may be faces with more than three sides, which can be triangulated to complete the triangulation of S. The DT is the planar dual of the Voronoi diagram, meaning that an edge si sj appears in the DT if and only if the Voronoi cells of si and sj share a boundary edge. There is a connection between a Delaunay triangulation in R 2 and a convex polytope in R 3 .Ifwe lift S onto the paraboloid with equation z = x2 + y2 by mapping si =(xi ,yi )to(xi ,yi ,x2 i +y2 i ), then the DT turns out to be the pro jection of the lower convex hull of the lifted points. See Figure 23.1.2 . ALGORITHMS There are a number of practical planar DT algorithms [For95], including edge flipping, incremental construction, sweep-line, and divide-and-conquer. We describe only the edge flipping algorithm, even though its worst-case running time of O(n2 ) is not optimal, because it is most relevant to our subsequent discussion. The edge flipping algorithm starts from any triangulation of S and then locally optimizes each edge. Let e be an internal (nonconvex-hull) edge and Qe be the triangulated quadrilateral formed by the triangles sharing e. Qe is reversed if the two angles without the diagonal sum to more than 180◦, or equivalently, if each triangle circumcircle contains the opposite vertex. If Qe is reversed, we “flip” it by exchanging e for the other diagonal. Compute an initial triangulation of S Place all internal edges into a queue while the queue is not empty do Remove the first edge e if quadrilateral Qe is reversed then flip it fi Add outside edges of Qe to the queue od FIGURE 25.1 .1 A generic step in computing the initial trian- gulation. s10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 s s s s s s s s s © 2004 by Chapman & Hall/CRC 564
Chapter 25: Triangulations and mesh generation 565 An initial triangulation can be computed by a sweep-line algorithm, as shown in Figure 25.1 .1 . This algorithm adds the points of S by x-coordinate order. Upon each addition, the algorithm walks around the convex hull of the already-added points, adding edges until the slope reverses. The following theorem guarantees the success of edge flipping:a triangulation in which no quadrilateral is reversed must be a completion of the DT. This theorem can be proved using the lifting map; a reversed quadrilateral lifts to a reflex edge, and a surface without reflex edges must be the lower convex hull. OPTIMALITY PROPERTIES Certain quality measures [BE95] are improved by flipping a reversed quadrilateral. For example, the minimum angle in a triangle of Qe must increase. Hence, a trian- gulation that maximizes the minimum angle cannot have a reversed quadrilateral, implying that it is a completion of the DT. Some completion of the DT: minimizes the maximum radius of a circumcircle; maximizes the minimum angle (in fact, lexicographically maximizes the angles from smallest to largest); minimizes the maximum radius of an enclosing circle; maximizes the sum of inscribed circle radii; minimizes the “potential energy” of a piecewise-linear surface; and minimizes the surface area of a piecewise-linear surface for elevations scaled sufficiently small. Two additional properties of the DT:Delaunay triangles are acyclically ordered by distance from any fixed reference point, and the distance along edges of the DT between any pair of vertices is at most a constant (at most 2.42) times the Euclidean distance between them. FIGURE 25.1 .2 Power diagram and weighted Delaunay trian- gulation. The dashed circle is the orthogonal circle for triangle sisj sk . k is sj s © 2004 by Chapman & Hall/CRC 565
566 M. Bern REGULAR TRIANGULATIONS Delaunay triangulations and Voronoi diagrams may be defined for various distance measures (Section 23.3); here we mention one generalization that retains most of the rich mathematical structure. Suppose each point si =(xi ,yi )inS has a weight wi .T heregular triangulation of S (sometimes called weighted Delaunay triangulation ) is the pro jection of the lower convex hull of the points (xi,yi ,x2 i+ y2 i − wi ). With a small (perhaps negative) weight, a site can drop out of the regular triangulation, so in general the regular triangulation is a graph on a subset of the sites S . In the special case that all weights are zero, the regular triangulation is exactly the DT. Because the wi weights are arbitrary, regular triangulations in R2 are exactly the pro jections of lower convex hulls of polytopes in R 3 . Not all triangulations are regular; see Section 17.3 for a counterexample. The planar dual of the regular triangulation is the po w e r diag ra m , a Voronoi diagram in which the distance to si is the square of the Euclidean distance minus wi . We can regard the sites in a power diagram as circles, with the radius of site i being √wi. See Figure 25.1 .2. The analogue of the empty circle condition for regular triangulations is the orthogonal circle condition :a triangle si sj sk appears in the triangulation if and only if the circle that crosses circles i, j and k at right angles penetrates no other site circle more deeply. 25.2 TRIANGULATIONS OF POLYGONS We now discuss triangulations of more complicated inputs:polygons and planar straight-line graphs. We start with the problem of simply computing any triangu- lation and then progress to constrained Delaunay triangulation. GLOSSARY Simple polygon: Connected boundary without self-intersections. Monotone polygon: Intersection with any vertical line is one segment. Constrained Delaunay triangulation: Allows input edges as well as vertices. Triangles have empty circumcircles, meaning no visible input vertices. SIMPLE POLYGONS Triangulating a simple polygon is both an interesting problem in its own right and an important preprocessing step in other computations. For example, the following problems are known to be solvable in linear time once the input polygon P is tri- angulated:computing link distances from a given source, finding a monotone path within P between two given points, and computing the portion of P illuminated by a given line segment, How much time does it take to triangulate a simple polygon? For practical purposes, one should use either an O(n log n) deterministic algorithm (such as the one given below for the more general case of planar straight-line graphs) or a slightly © 2004 by Chapman & Hall/CRC 566
Chapter 25: Triangulations and mesh generation 567 faster randomized algorithm (such as one with running time O(n log ∗ n) included in [Mul94]). However, for theoretical purposes, achieving the ultimate running time was for several years an outstanding open problem. After a sequence of interim results, Chazelle [Cha91] devised a linear-time algorithm. Chazelle’s algorithm, like previ- ous algorithms, reduces the problem to that of computing the horizontal visi- bility map of P —the partition obtained by shooting horizontal rays left and right from each of the vertices. The “up-phase” of this algorithm recursively merges coarse visibility maps for halves of the polygon (polygonal chains); the “down- phase” refines the coarse map into the complete horizontal visibility map. PLANAR STRAIGHT-LINE GRAPHS Let G be a planar straight-line graph (PSLG). We describe an O(n log n) algo- rithm [PS85] that triangulates G in two stages, called regularization and triangula- tion. Regularization adds edges to G so that each vertex, except the first and last, has at least one edge extending to the left and one extending to the right. Concep- tually, we sweep a vertical line from left to right across G while maintaining the list of intervals of between successive edges of G. For each interval I , we remember a vertex v(I) visible to all points of I; this vertex will be either an endpoint of one of the two edges bounding I or a vertex between these edges, lacking a right edge. When we hit a vertex u with no left edge, we add the edge {u, v(I)}, where I is the interval containing u, as shown in Figure 25.2 .1(a). After the left-to-right sweep, we sweep from right to left, adding right edges to vertices lacking them. Start at left with v(interval (u)) = (−∞, 0) for each vertex u from left to right do if u has no left edges then add edge {u, v(interval (u))} fi Delete u’s left edges from interval list Insert u’s right edges with v() set to u od Repeat the steps above for vertices from right to left FIGURE 25.2 .1 (a) Sweep-line algorithm for regularization. (b) Stack-based triangulation algorithm. u i u i u i -1 -1 u i u v(I) I (a) (b) © 2004 by Chapman & Hall/CRC 567
568 M. Bern After the regularization stage, each bounded face of G is monotone , meaning that a vertical line intersects the face in at most one segment. We consider the vertices u1 ,u2 ,...,un of a face in left-to-right order, using a stack to store the not- yet-triangulated vertices (a reflex chain) to the left of the current vertex ui .Ifui is adjacent to ui−1 , the topmost vertex on the stack, as shown in the upper picture of Figure 25.2 .1(b), then we pop vertices off the stack and add diagonals from these vertices to ui , until the vertices on the stack—ui on top—again form a reflex chain. If ui is instead adjacent to the leftmost vertex on the stack, as shown in the lower picture, then we can add a diagonal from each vertex on the stack, and clear the stack of all vertices except ui and ui−1 . CONSTRAINED DELAUNAY TRIANGULATION Constrained Delaunay triangulation [LL86] provides a way to force the edges of a planar straight-line graph G into the DT. A point p is visible to point q if line seg- ment pq does not intersect any edge or vertex in G, except maybe at its endpoints. A triangle abc with vertices from G appears in the constrained Delaunay trian- gulation (CDT) if its circumcircle neither contains nor passes through any other vertex of G visible to some point in abc.IfG is a graph with vertices but not edges, then this definition generalizes ordinary, unconstrained Delaunay triangulation. If G is a polygon or polygon with holes, as in Figure 25.2.2(b), then the CDT retains only the triangles interior to G. FIGURE 25.2 .2 Constrained Delaunay triangulations of (a) a PSLG and (b) a polygon with a hole. a a c c b b (a) (b) The edge flipping algorithm generalizes to the constrained case, with the modifi- cation that edges of G are never placed on the queue. There are also O(n log n)-time algorithms for the CDT, and even a randomized O(n) algorithm for the case that G is just a simple polygon [KL93]. See Section 64.2 for pointers to software for computing the constrained Delaunay triangulation. 25.3 OPTIMAL TRIANGULATIONS We have already seen two types of optimal triangulations:the DT and the CDT. Some applications, however, demand triangulations with properties other than © 2004 by Chapman & Hall/CRC 568
Chapter 25: Triangulations and mesh generation 569 those optimized by these two triangulations. Table 25.3.1 gives a summary of results; each result holds for arbitrary PSLGs, except the fourth, which applies only to polygons. GLOSSARY Edge insertion: Local improvement operation, more general than edge flipping. Local optimum: A solution that cannot be improved by local moves. Greedy triangulation: At each step, add the shortest valid edge. Steiner triangulation: Extra—noninput—points are allowed. TABLE 25.3.1 Optimal triangulation results. PROPERTY ALGORITHMS TIME Delaunay Various algorithms [For95] O(n log n) Minmax angle Fast edge insertion [ETW92] O(n2 log n) Minmax slope terrain Edge insertion [BEE+93] O(n3) Min total edge length Approx’n algorithms [Epp94, LK96] O(n log n) Minmax edge length MST induces polygons [ET91] O(n2) Greedy edge length Dynamic Voronoi diagram [LL92] O(n2) EDGE FLIPPING AND EDGE INSERTION The edge flipping DT algorithm can be modified to compute many other optimal triangulations. For example, if we redefine “reversed” to mean a quadrilateral trian- gulated with the diagonal that forms the larger maximum angle, then edge flipping can be used to minimize the maximum angle. For minmax angle, however, edge flipping computes only a local optimum, not necessarily the true global optimum. Although edge flipping seems to work well in practice [ETW92], its theoreti- cal guarantees are very weak:the running time is not known to be polynomially bounded and the local optimum it finds may be greatly inferior to the true optimum. A more general local improvement method, called edge insertion [BEE+93, ETW92] exactly solves certain minmax optimization problems, including minmax angle and minmax slope of a piecewise-linear interpolating surface. Assume that the input is a planar straight-line graph G, and we are trying to minimize the maximum angle. Starting from some initial triangulation of G, edge insertion repeatedly adds a candidate edge e that subdivides the maximum angle. (In general, edge insertion always breaks up a worst triangle by adding an edge incident to its “worst vertex.”) The algorithm then removes the edges that arecrossedbye, forming two polygonal holes alongside e. Holes are retriangulated by repeatedly removing ears (triangles with two sides on the boundary, as shown in Figure 25.3 .1) with maximum angle smaller than the old worst angle ∠cab.If retriangulation succeeds, then the overall triangulation improves and edge bc is eliminated as a future candidate. If retriangulation fails, then the overall triangula- tion is returned to its state before the insertion of e,ande is eliminated as a future candidate. Each candidate insertion takes time O(n), giving a total running time of O(n3). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 569
570 M. Bern Compute an initial triangulation with all n 2 edge slots unmarked while ∃ an unmarked edge e cutting the worst vertex of worst triangle abc do Add e and remove all edges crossed by e Try to retriangulate by removing ears better than abc if retriangulation succeeds then mark bc else mark e and undo e’s insertion fiod FIGURE 25.3 .1 Edge insertion retriangulates holes by removing suffi- ciently good ears. (From [BE95], with permission.) e b Ear a c Edge insertion can compute the minmax “eccentricity” triangulation or the minmax slope surface [BEE+93] in time O(n3 ). By inserting candidate edges in a certain order, one can improve the running time to O(n2 log n) for minmax an- gle [ETW92] and maxmin triangle height. MINIMUM WEIGHT TRIANGULATION Several natural optimization criteria can be defined using edge lengths [BE95]. The most famous such criterion—called minimum weight triangulation —asks for a triangulation of a planar point set minimizing the total edge length. No polynomial-time algorithm is known for this problem, nor is it known to be NP- complete. There is, however, a recently developed algorithm that is quite fast in practice. This algorithm [DKM97] uses a local criterion to find edges sure tobein the minimum weight triangulation. These edges break the convex hull of the point set into regions, such as simple polygons or polygons with one or two disconnected interior points, that can be triangulated optimally using dynamic programming. The best approximation algorithm for minimum weight triangulation, by Lev- copoulos and Krznaric [LK96], gives a solution within a constant multiplicative factor of the optimal length. Eppstein gave a constant-factor approximation ratio for minimum weight Steiner triangulation, in which extra vertices are allowed. A commonly used heuristic for minimum weight triangulation is g reedy t r i - angulation . This algorithm adds edges one at a time, each time choosing the shortest edge that is not already crossed. Greedy triangulation can be viewed as an optimal triangulation in its own right, because it lexicographically minimizes the sorted vector of edge lengths. For arbitrary planar point sets, the greedy tri- angulation can be computed in time O(n2) by dynamic maintenance of a bounded Voronoi diagram [LL92]. Another natural criterion asks for a triangulation minimizing the maximum © 2004 by Chapman & Hall/CRC 570
Chapter 25: Triangulations and mesh generation 571 edge length. Edelsbrunner and Tan [ET91] showed that such a triangulation—like the DT—must contain the edges of the minimum spanning tree (MST). This ge- ometric lemma gives the following polynomial-time algorithm:compute theMST and then triangulate the resulting simple polygons optimally using dynamic pro- gramming. OPEN PROBLEMS 1. Explain the empirical success of edge flipping for non-Delaunay optimization criteria, both solution quality and running time. 2. Settle the complexity of min weight triangulation—in P or NP-complete? 3. Show that the min weight Steiner triangulation exists, that is, rule out the possibility that more and more Steiner points decrease the total edge length forever. 25.4 PLANAR MESH GENERATION A mesh is a decomposition of a geometric domain into elements , usually triangles or quadrilaterals in R 2 . Meshes are used to discretize continuous functions, espe- cially solutions to partial differential equations. Practical mesh generation prob- lems tend to be application-specific:one desires small elements where the function changes rapidly and larger elements elsewhere. However, certain goals apply fairly generally, and computational geometers have formulated problems incorporating these considerations. Table 25.4 .1 summarizes these results, and below we discuss some of them in detail. GLOSSARY Steiner point: An extra vertex, not an input point. Conforming mesh: Elements exactly fill out the input domain. Quadtree: A recursive subdivision of the plane with squares. NO SMALL ANGLES Sharp angles can degrade appearance and accuracy, so most mesh generation meth- ods attempt to avoid small angles. (There is an exception:properly alignedsharp triangles prove quite useful in simulations of viscous flow.) Baker et al. [BGR88] gave a grid-based algorithm for triangulating a PSLG so that all new angles—a sharp angle in the input cannot be erased—measure at least 14◦ . Bern et al. [BEG94] used quadtrees instead of a uniform grid and proved the following efficiency guarantee:the number of triangles is O(1) times the minimum number in any no-small-angle triangulation of the input. The number of triangles required depends not just on the number of input vertices n, but also on the © 2004 by Chapman & Hall/CRC 571
572 M. Bern TABLE 25.4 .1 Mesh generation results. PROPERTY INPUTS ALGORITHMS SIZE No small angles polygons Quadtrees [BEG94], circles [Rup93] O(1) · Optimal No small solid angles p olyhedra Octrees [MV92] O(1) · Optimal No small or obtuse polygons Grids [BGR88], quadtrees O(1) · Optimal No obtuse angles polygons Disk packing [BMR94] O(n) No obtuse angles some PSLGs Grids [BE92] O(n4) No large angles PSLGs Propagating horns [Mit93, Tan94] O(n2) Conforming Delaunay PSLGs Blocking & propagation [ET93] O(n3) geometry of the input. The simple example of a long skinny rectangle shows why the number of triangles depends upon the geometry. Ruppert [Rup93], building on work of Chew, devised a Delaunay refinement algorithm with the same guarantee. The main loop of Ruppert’s algorithm attempts to add the circumcenter of a too- sharp triangle. If the circumcenter “encroaches” upon a boundary edge, meaning that it falls within the edge’s diameter circle and is visible to that edge, then the algorithm subdivides the boundary edge instead of adding the triangle circumcenter. Edelsbrunner and Guoy [EG01] proposed a more selective—and empirically more efficient—form of Delaunay refinement called sink insertion ; this method does not add the circumcenter of the too-sharp triangle, but rather follows a chain of triangles until reaching one that contains its own circumcenter. The efficiency guarantees for these Delaunay refinement algorithms follow from a stronger guarantee:at each point p of the domain the mesh triangle will be within a constant factor of the “local feature size,” which for polygons canbe simply stated as the distance from p to the second-closest polygon vertex (see also Chapter 30). Miller et al. [MT+95] expanded Ruppert’s algorithm to a sort of paradigm, randomizable and parallelizable:pack the domain with a maximalsetof non-overlapping disks with radii within a constant factor of the local feature size, and then compute the Delaunay triangulation of the disk centers. This approach is also related to “bubble meshing,” which simulates physical forces in order to place mesh vertices. Disk packing and placement, and in three dimensions ball placement, has proved to be a powerful and flexible approach to mesh generation, that can handle difficult practical issues such as multilevel meshes and solution adaptation, without sacrificing provable guarantees [Ber02]. NO LARGE ANGLES A weaker condition than avoiding sharp angles is to avoid large angles (close to 180◦). The strictest bound on large angles that does not also imply a bound on small angles is to ask for no obtuse angles, that is, all angles at most 90◦ . Surprisingly, it is possible to triangulate any polygon (possibly with holes) with only O(n) nonobtuse triangles [BMR94]. Figure 25.4 .1 illustrates the algorithm: the domain is packed with nonoverlapping disks until each uncovered regionhas either 3 or 4 sides; radii to tangencies are added in order to split the domaininto small polygons; and finally these polygons are triangulated with right triangles, without adding any new subdivision points (vertices embedded within edges). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 572
Chapter 25: Triangulations and mesh generation 573 FIGURE 25.4 .1 Nonobtuse triangulation steps. (From [BMR94], [BE95], with permission.) By relaxing the bound on the largest angle from 90◦ to something larger, re- searchers have obtained results for arbitrary PSLGs. Mitchell [Mit93] gave an algorithm that uses O(n2 log n) triangles to guarantee that all angles measure less than 7 8 π. The algorithm traces a cone of possible angle-breaking edges, called a horn , from each vertex—including subdivision points—with a larger angle. Horns propagate around the PSLG until meeting an exterior edge or another horn. By adding some more horn-stopping “traps,” Tan [Tan94] improved the angle bound to 11 15 π and the complexity bound to O(n2 ), matching a lower bound. CONFORMING DELAUNAY TRIANGULATION A convenient mesh generation approach adds extra vertices—Steiner points —to the input, until the Delaunay triangulation of the vertices “conforms” to the input, meaning that each input edge is a union of Delaunay edges. There are a number of algorithms for this problem in the plane; all take the basic approach of covering the input edges by disks that do not enclose any input vertices. Edelsbrunner and Tan [ET93] gave an algorithm that uses O(n3 ) triangles, currently the only polynomial algorithm. SURFACE MESHES A topic that sits between two and three dimensions is surface meshes for 3D solids. Key problems include surface reconstruction , that is, fitting a triangulated sur- face to a set of sample points, mesh simplification , reducing the number of triangles while preserving essential topology and geometry, and geometry com- pression , encoding the geometry efficiently. Recent papers on surface reconstruction [ABK98, ACDL00, ACK01] assume that the input points satisfy a sampling condition :at any location on a smooth surface the closest sample p oint is no farther away than some constant times the distance to the surface’s medial axis . Under this condition—which in some sense captures both surface curvature and thickness of the solid—the 3D Delaunay trian- gulation of the sample points contains a set of triangles conforming to the surface, and algorithms based on the shapes of Voronoi cells can pick out such a set. See © 2004 by Chapman & Hall/CRC 573
574 M. Bern Chapter 30 for further details. For mesh simplification, surface curvature is more relevant than thicknessofthe solid, because the topology of the surface is already known. A smart simplification algorithm [GH97] repeatedly contracts an edge and repositions the coalesced vertex to the location in space that minimizes the sum of squared distances (“quadric error”) to all the planes supporting original faces incident to vertices that have gone into the coalesced vertex. Geometry compression (cf. Chapter 54) can be either lossless or lossy. The key to lossless compression [TR98] is good prediction of vertex coordinates based on neighboring vertices. Lossy compression can simplify the mesh or otherwise change its connectivity for still more compact encoding. One very effective lossy method [GSS99] remeshes the surface into a semiregular mesh , in which all but the largest triangles are obtained by repeated subdivision of a triangle into fou r congruent copies of itself; the resulting hierarchical encoding is related to wavelet- based image compression. OPEN PROBLEMS 1. Does every PSLG have a polynomial-size nonobtuse triangulation? 2. Does every PSLG have a conforming Delaunay triangulation of size O(n2)? 3. What sampling condition is necessary and sufficient to reconstruct surfaces with corners and creases? 25.5 THREE-DIMENSIONAL POLYHEDRA In this section we discuss the triangulation (or tetrahedralization ) of 3D polyhe- dra. A polyhedron P is a flat-sided (connected) solid, usually assumed to satisfy the following nondegeneracy condition:around any point on the boundary of P , a sufficiently small ball contains one connected component of each of the interior and exterior of P . With this assumption, the numbers of vertices, edges, and faces (facets) of P are all linearly related. GLOSSARY Reflex edge: An edge with interior dihedral angle greater than 180◦ . (The dihedral angle between faces is measured on a plane normal to the shared edge.) Convex polyhedron: A polyhedron without reflex edges. Simple polyhedron: Topologically equivalent to a ball; edge skeleton forms a planar graph. General polyhed ro n : May be topologically equivalent to a solid torus or higher- genus object, and may have more than one boundary component (i.e ., cavities). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 574
Chapter 25: Triangulations and mesh generation 575 BAD EXAMPLES Three dimensions is not as nice as two. Triangulations of the same input may contain different numbers of tetrahedra. For example, a triangulation of an n-vertex convex polyhedron may have as few as n − 3orasmanyas n−2 2 tetrahedra. Below et al. [BLR00] recently proved that finding the minimum number of tetrahedra needed to triangulate (without Steiner points) a convex polyhedron is NP-complete. And when we move to nonconvex polyhedra, we get an even worse surprise:some inputs cannot even be triangulated without Steiner points. FIGURE 25.5 .1 A twisted prism cannot be triangulated without Steiner points. Scḧonhardt’s polyhedron, shown in Figure 25.5 .1, is the simplest example of a polyhedron that cannot be triangulated. Ruppert and Seidel [RS92] provedthe NP-completeness of determining whether a polyhedron can be triangulated without Steiner points, and of testing whether k Steiner points suffice. Chazelle [Cha84] gave an n-vertex polyhedron that requires Ω(n2) Steiner points. This polyhedron is a box with thin wedges removed from the top and bottom faces (Figure 25.5 .2). The tips of the wedges nearly meet at the hyperbolic surface z = xy and divide this surface into Ω(n2 ) small squares, no pair of which can lie in the same tetrahedron in a triangulation. FIGURE 25.5 .2 A polyhedron that requires Ω(n2) tetrahedra. (From [BE95], with permission.) GENERAL POLYHEDRA Any polyhedron can be triangulated with O(n2 ) tetrahedra, matching the lower bound. One algorithm shoots vertical walls up and down from each edge of the polyhedron boundary; walls stop when they reach some other part of the boundary. The tops and bottoms of the resulting “cylinders” are then triangulated to produce O(n2 ) triangular prisms, which can each be triangulated with a single interior Steiner point. An improvement first plucks off “pointed vertices” with unhindered “caps.” Such a vertex, together with its incident faces, forms an empty convex cone. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 575
576 M. Bern The improved algorithm uses O(n + r2 ) tetrahedra, where r is the number of reflex edges on the original polyhedron [CP90]. An alternative algorithm [Cha84] divides the polyhedron into convex solids by incrementally bisecting each reflex angle with a plane that extends away from the reflex angle in all directions until it first contacts the polyhedron boundary. This algorithm produces at most O(nr + r7/3) tetrahedra [HS92]. SPECIAL POLYHEDRA Any strictly convex polyhedron can be triangulated with at most 2n − 7 tetrahe- dra by “starring” from a vertex. The region between two convex polyhedra (the convex hull of the union, minus the polyhedra), with a total of n vertices, can be triangulated without any Steiner points. If Steiner points are allowed, O(n) tetrahedra suffice. The union of three convex polyhedra can also be tetrahedralized without Steiner points. The region between a convex polyhedron and a terrain can be triangulated with O(n log n) tetrahedra, and in fact, some such regions require Ω(n log n) tetrahedra [CS94]. THREE-DIMENSIONAL MESH GENERATION Mesh generation for 3D solids is an important, largely open, practical problem. Current approaches include octrees (the generalization of quadtrees), advancing front, bubble meshing, and Delaunay refinement, but no one method gives satis- factory results for all applications. Some of the practical issues includetypesof elements (tetrahedral or cubical or perhaps a mix), shapes of elements (solid and dihedral angles bounded away from extremes), anisotropy (stretched elements for accurate discretization of laminar flows), and solution adaptation (refinement and derefinement in regions where it is needed). On the theoretical side, Mitchell and Vavasis [MV92] gave an octree method that guarantees well-shaped tetrahedra (equivalently, no small solid angles) and efficiency within a constant factor of optimal, the generalization of [BEG94] to R 3 . Miller et al. [MT+95] used maximal ball packing and Delaunay triangulation to guarantee well-shaped tetrahedra with the exception of slivers , the unique type of bad tetrahedron that can occur in a DT of a well-spaced point set. A sliver is a flat tetrahedron whose pro jection onto a plane that passes near all its vertices is fairly square; this is the only type of bad tetrahedron that has a small ratio of circumsphere radius to shortest edge. Luckily slivers are relatively fragile and can be removed (with weak but provable guarantees) by perturbing the point set [Ber02, Ede01]. One such perturbation, called sliver exudation , has the advantage that it does not actually move the points, but rather changes vertex weights in a weighted Delaunay triangulation; key to the success of sliver exudation is the result that a mild change in vertex weights dramatically changes the size of the orthogonal sphere [Ede01]. Constrained Delaunay triangulation does not extend to R 3 , because not every polyhedron has a triangulation without Steiner points, and even “easy” polyhedra may not have triangulations that use only tetrahedra with empty circumspheres. Shewchuk [She98] devised the closest thing to a 3D constrained Delaunay triangula- tion. Call a segment of a polyhedron X strongly Delaunay if it has a circumsphere © 2004 by Chapman & Hall/CRC 576
Chapter 25: Triangulations and mesh generation 577 that neither encloses nor passes through any other vertex of X . Call a simplex (line, triangle, tetrahedron) constrained Delaunay if it has a circumsphere that encloses no vertex of X visible to any point in the relative interior of the simplex. If each of X ’s segments is strongly Delaunay, then X has a triangulation in which each simplex is constrained Delaunay. In the nondegenerate case of no five cospherical vertices, the constrained Delaunay triangulation of X is unique. Shewchuk has used this notion of constrained Delaunay triangulation in a Delaunay refinement mesh generator that generalizes Ruppert’s 2D generator:input edges are subdivided until their diametral spheres are empty, input faces (assumed triangles) are subdivided until their equatorial spheres are empty, and finally badly shaped tetrahedra are fixed by adding their circumcenters. This generator eliminates all types ofbad tetrahedra except slivers. OPEN PROBLEMS 1. Can the region between k convex polytopes, with n vertices in total, be (Steiner) triangulated with O(n + k2) tetrahedra? 2. Give an input-sensitive tetrahedralization algorithm, for example, one that uses only O(1) times the smallest number of tetrahedra. 3. Give a polynomial bound (or even a simple-to-state bound depending upon geometry) on the number of Steiner points needed to make all segments of a polyhedron strongly Delaunay. 4.( ̈ Ung̈or) Can a cube be triangulated such that all tetrahedra have only acute dihedral angles? The corresponding question in two dimensions—triangulate a square with acute triangles—is a well-known, and fairly easy, puzzle. 5. Give an algorithm for computing tetrahedralizations of point sets or polyhe- dra, such that each tetrahedron contains its own circumcenter. This condition guarantees a desirable matrix property for a finite-volume formulation of an elliptic partial differential equation [Ber02]. 25.6 ARBITRARY DIMENSION We now discuss triangulation algorithms for arbitrary dimension R d . In our big-O expressions, we consider the dimension d to be fixed. GLOSSARY Polytope: A bounded intersection of halfspaces in R d . Fa ce : A subpolytope such as a vertex, edge, or 2D face. Simplex: The convex hull of d + 1 affinely independent points in R d . Circumsphere: The sphere through the vertices of a simplex. Flip: A local operation, sometimes called a geometric bistellar operation, that exchanges two different triangulations of d + 2 points in R d . © 2004 by Chapman & Hall/CRC 577
578 M. Bern POINT SETS Delaunay triangulation—and more generally regular triangulation—extends to R d . The DT contains a simplex if and only if its circumsphere neither encloses nor passes through any other input points. The lifting map generalizes as well, and canbeused to show that the DT includes at most O(n d/2 ) simplices. For practical applications such as interpolation, surface reconstruction and mesh generation, however, t he DT rarely attains its worst-case complexity. The DT of random points within a volume or on a convex surface in R 3 has linear expected complexity, but on a nonconvex surface can have near-quadratic complexity [Eri03]. DT complexity can also be bounded by geometric parameters such as the ratio between longest and shortest pairwise distances [Eri03]. Due to the lifting relation, any convex hull algorithm can be used to compute DTs. Many of the two-dimensional algorithms mentioned above also generalize toR d ; however, the generalization of the edge flipping algorithm is not entirely straightforward. A flip in R d exchanges two triangulations of d + 2 points in con- vex position. For example, 5 points in R 3 can be triangulated by two tetrahedra sharing a face or by three tetrahedra sharing an edge. Flipping from an arbitrary triangulation in R 3 can get stuck before reaching the DT [Joe89], but incrementally adding a point, splitting a simplex, and then flipping cannot. In fact, randomized incremental insertion is the most popular algorithm for computing DTs in R 3 . Most DT optimality properties do not generalize to higher dimensions. One exception:the DT minimizes the maximum radius of a simplex enclosing sphere. The enclosing sphere is the smallest sphere containing a simplex, either the circumsphere, or the circumsphere of some face. Of interest in algebraic geometry as well as computational geometry is the flip graph or triangulation space , which has a vertex for each distinct triangulation and an edge for each flip. Using the lifting relation, we can view flipping as ex- changing the lower and upper convex hulls of d + 2 lifted points. For the flip graph we do not require the d + 2 points to be in convex position, and thus we allow a flip that inserts a new vertex, for example, splitting a tetrahedron in R 3 into four by inserting an interior vertex. The flip graph of regular triangulations has the struc- ture of a high-dimensional polytope [BFS90, GKZ90], but the flip graph including nonregular triangulations is not well understood. Santos [San98] recently showed that for points in R 5 the flip graph including nonregular triangulations may not be connected, and in R 6 may even have an isolated vertex. The following is known about Steiner triangulations of point sets in R d .It is always possible to add O(n) Steiner points, so that the DT of the augmented point set has size only O(n), and there is always a nonobtuse Steiner triangulation containing at most O(n d/2 ) path simplices [BCER95]. A path simplex is one containing a path of d pairwise orthogonal edges. POLYTOPES Triangulations of polytopes in R d arise in combinatorics and algebra [GKZ90, Sta80]. Several algorithms are known for triangulating the hypercube, but there is a gap between the most efficient algorithm (least number of simplices) and the best lower bound [OS02]; see Section 17.5 .2 . It is known that the region between © 2004 by Chapman & Hall/CRC 578
Chapter 25: Triangulations and mesh generation 579 two convex polytopes—a nonconvex polytope—can always be triangulated without Steiner points [GP88]; see Section 17.3 .1 . Below et al. [BBLR00] have shown that there can be significant differences (linear in the number of vertices) in the mini- mum numbers of simplices in a triangulation and a dissection of a 3D polytope, which is a partition of a polytope into simplices whose faces may meet only partially (for example, a triangle bordering two other triangles along one of its sides). OPEN PROBLEMS 1. Is the flip graph of the triangulations of a point set or polytope in R 3 orR 4 necessarily connected? 2. What is the asymptotic complexity of the maximum number of triangulations ofasetofnpointsinR d ? See [SS02] for results in R 2 . 3. Narrow the gap between the upper and lower bounds on the minimum number of simplices in a triangulation of the d-cube. 25.7 SOURCES AND RELATED MATERIAL SURVEYS For more complete descriptions and references, consult the following sources. [Aur91]:Describes a number of generalizations of the Voronoi diagram and Delau- nay triangulation. [Ede01]:Geometry relevant to triangular and tetrahedral mesh generation. [Ber02]:A recent survey of mesh generation algorithms. [DRS]:A book in preparation, focusing on triangulations in arbitrary dimension. The World Wide Web currently is a rich source on mesh generation and triangula- tion; see Chapter 64. RELATED CHAPTERS Chapter 17:Subdivisions and triangulations of polytopes Chapter 23:Voronoi diagrams and Delaunay triangulations Chapter 26:Polygons Chapter 30:Curve and surface reconstruction Chapter 54:Surface simplification and 3D geometry compression © 2004 by Chapman & Hall/CRC 579
580 M. Bern REFERENCES [ABK98] N. Amenta, M. Bern, and M. Kamvysselis. A new Voronoi-based surface reconstruction algorithm. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 98, pages 415–421, 1998. [ACDL00] N. Amenta, S. Choi, T.K . Dey, and N. Leekha. A simple algorithm for homeomorphic surface reconstruciton. In Proc. 16th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 213–222, 2000. [ACK01] N. Amenta, S. Choi, and R.K . Kolluri. The power crust, unions of balls, and the medial axis transform. Comput. Geom. Theory Appl., 19:127–153, 2001. [Aur91] F. Aurenhammer. Voronoi diagrams—a survey of a fundamental geometric data struc- ture. ACM Comput. Surv., 23:345–405, 1991. [Bak89] T.J . Baker. Developments and trends in three-dimensional mesh generation. Appl. Numer. Math., 5:275–304, 1989. [BLR00] A. Below, J.A . De Loera, J. Richter-Geb ert. Finding minimal triangulations of convex 3-polytopes is NP-hard. In Proc. 11th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 65–66, 2000. [BBLR00] A. Below, U. Brehm, J.A . De Loera, J. Richter-Geb ert. Minimal simplicial dissections and triangulations of convex 3-polytop es. Discrete Comput. Geom., 24:35–48, 2000. [Ber02] M. Bern. Adaptive mesh generation. In T. Barth and H. Deconinck, editors, Error Estimation and Adaptive Discretization Methods in Computational Fluid Dynamics , pages 1–56 . Springer-Verlag, Heidelberg, 2002. [BCER95] M. Bern, L.P. Chew, D. Eppstein, and J. Rupp ert. Dihedral bounds for mesh genera- tion in high dimensions. In Proc. 6th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 189–196, 1995. [BE92] M. Bern and D. Eppstein. Polynomial-size nonobtuse triangulation of polygons. Inter- nat. J . Comput. Geom. Appl., 2:241–255, 1992. [BE95] M. Bern and D. Eppstein. Mesh generation and optimal triangulation. In D. - Z. Duand F.K . Hwang, editors, Computing in Euclidean Geometry, 2nd Edition, pages 47–123. World Scientific, Singapore, 1995. [BEE+93] M. Bern, H. Edelsbrunner, D. Eppstein, S.A . Mitchell, and T.- S. Tan. Edge-insertion for optimal triangulations. Discrete Comput. Geom., 10:47–65, 1993. [BEG94] M. Bern, D. Eppstein, and J.R. Gilbert. Provably good mesh generation. J. Comput. Syst. Sci., 48:384–409, 1994. [BFS90] L. Billera, P. Filliman, and B. Sturmfels. Constructions and complexity of secondary polytop es. Adv. Math., 83:155–179, 1990. [BGR88] B.S. Baker, E. Grosse, and C.S. Rafferty. Nonobtuse triangulation of polygons. Discrete Comput. Geom., 3:147–168, 1988. [BMR94] M. Bern, S.A. Mitchell, and J. Ruppert. Linear-size nonobtuse triangulation of poly- gons. In Proc. 10th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 221–230, 1994. [Cha84] B. Chazelle. Convex partitions of polyhedra: A lower bound and worst-case optimal algorithm. SIAM J. Comput., 13:488–507, 1984. [Cha91] B. Chazelle. Triangulating a simple p olygon in linear time. Discrete Comput. Geom., 6:485–524, 1991. [CP90] B. Chazelle and L. Palios. Triangulating a nonconvex p olytope. Discrete Comput. Geom., 5:505–526, 1990. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 580
Chapter 25: Triangulations and mesh generation 581 [CS94] B. Chazelle and N. Shouraboura. Bounds on the size of tetrahedralizations. In Proc. 10th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 231–239, 1994. [DRS] J.A . De Loera, J. Rambau, and F. Santos. Triangulations of Polyhedra and Point Sets, in preparation. [DKM97] M.T. Dickerson, J.M. Keil, and M.H. Montague. A large subgraph of the minimum weight triangulation. Discrete Comput. Geom., 18:289–304, 1997. [Epp94] D. Eppstein. Approximating the minimum weight triangulation. Discrete Comput. Geom., 11:163–191, 1994. [Ede01] H. Edelsbrunner. Geometry and Topology for Mesh Generation. Cambridge University Press, 2001. [EG01] H. Edelsbrunner and D. Guoy. Sink-insertion for mesh improvement. In Proc. 17th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 115–123, 2001. [ET91] H. Edelsbrunner and T. -S . Tan. A quadratic time algorithm for the minmax length triangulation. In Proc. 32nd Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 414–423, 1991. [ET93] H. Edelsbrunner and T. - S. Tan. An upper b ound for conforming Delaunay triangula- tions. Discrete Comput. Geom., 10:197–213, 1993. [ETW92] H. Edelsbrunner, T. -S . Tan, and R. Waup otitsch. A polynomial time algorithm for the minmax angle triangulation. SIAM J. Sci. Statist. Comput., 13:994–1008, 1992. [Eri03] J. Erickson. Nice point sets can have nasty Delaunay triangulations. Discrete Comput. Geom., 30:109–132, 2003. [For95] S.J . Fortune. Voronoi diagrams and Delaunay triangulations. In F.K . Hwang and D. - Z. Du, editors, Computing in Euclidean Geometry, 2nd Edition, pages 225–265. World Scientific, Singap ore, 1995. [GH97] M. Garland and P.S. Heckb ert. Surface simplification using quadric error metrics. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 97, pages 209–216, 1997. [GKZ90] I.M . Gelfand, M.M. Kapranov, and A.V. Zelevinsky. Newton polytopes of the classical discriminant and resultant. Adv. Math., 84:237–254, 1990. [GP88] J.E. Go odman and J. Pach. Cell decomposition of polytop es by bending. Israel J. Math., 64:129–138, 1988. [GSS99] I. Guskov, W. Sweldens, and P. Schr̈oder. Multiresolution signal pro cessing for meshes. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 99, pages 325–334, 1999. [HS92] J. Hershberger and J. Snoeyink. Convex p olygons made from few lines and convex decompositions of polyhedra. In Proc. 3rd Scand. Workshop Algorithm Theory,volume 621 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 376–387. Springer-Verlag, New York, 1992. [Joe89] B. Joe. Three-dimensional triangulations from lo cal transformations. SIAM J. Sci. Stat. Comput., 10:718–741, 1989. [KL93] R. Klein and A. Lingas. A linear-time randomized algorithm for the b ounded Voronoi diagram of a simple polygon. In Proc. 9th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 124–132, 1993. [LK96] C. Levcopoulos and D. Krznaric. Quasi-greedy triangulations approximating the min- imum weight triangulation. In Proc. 7th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 392–401, 1996. [LL86] D.T. Lee and A. Lin. Generalized Delaunay triangulation for planar graphs. Discrete Comput. Geom., 1:201–217, 1986. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 581
582 M. Bern [LL92] C. Levcopoulos and A. Lingas. Fast algorithms for greedy triangulation. BIT, 32:280– 296, 1992. Also in Proc. 2nd Scand. Workshop Algorithm Theory, volume 447 of Lec t u re Notes Comput. Sci., pages 238–250. Springer-Verlag, New York, 1990. [MT+95] G.L . Miller, D. Talmor, S. - H . Teng, and N. Walkington. A Delaunay based num er i cal method for three dimensions: Generation, formulation, and partition. In Proc. 36th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 683–692, 1995. [Mit93] S.A . Mitchell. Refining a triangulation of a planar straight-line graph to eliminate large angles. In Proc. 34th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 583–591, 1993. [Mul94] K. Mulmuley. Computational Geometry: An Introduction through Randomized Algo- rithms. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1994. [MV92] S.A . Mitchell and S.A. Vavasis. Quality mesh generation in three dimensions. In Proc. 8th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 212–221, 1992. [OS02] D. Orden and F. Santos. Asymptotically efficient triangulations of the d-cube. Manuscript, 2002. [PS85] F.P. Preparata and M.I . Shamos. Computational Geometry: An Introduction. Springer- Verlag, New York, 1985. [RS92] J. Ruppert and R. Seidel. On the difficulty of tetrahedralizing 3-dim ensional non- convex polyhedra. Discrete Comput. Geom., 7:227–253, 1992. [Rup93] J. Ruppert. A new and simple algorithm for quality 2-dimensional m esh generation. In Proc. 4th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 83–92, 1993. [San98] F. Santos. A point set whose space of triangulations is disconnected. J. Amer. Math. Soc., 13:611–637, 2000. [SS02] F. Santos and R. Seidel. A better upper b ound on the number of triangulationsofa planar p oint set. Manuscript, 2002. http://arxiv.org/abs/math.CO/0204045. [She98] J.R. Shewchuk. A condition guaranteeing the existence of higher-dimensional con- strained Delaunay triangulations. In Proc. 14th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 76–85, 1998. [Sta80] R.P. Stanley. Decomp ositions of rational convex polytop es. Ann. Discrete Math., 6:333–342, 1980. [Tan94] T.- S. Tan. An optimal b ound for conforming quality triangulations. In Proc. 10th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 240–249, 1994. [TR98] G. Taubin and J. Rossignac. Geometric compression through top ological surgery. ACM Trans. Graphics, 17:84–115, 1998. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 582
26 POLYGONS Joseph O’Rourke and Subhash Suri INTRODUCTION Polygons are among the fundamental building blocks in geometric modeling,and they are used to represent a wide variety of shapes and figures in computer graphics, vision, pattern recognition, robotics, and other computational fields. By a poly- gon we will mean a region of the plane enclosed by a simple cycle of straight line segments; a simple cycle means that nonadjacent segments do not intersect and two adjacent segments intersect only at their common endpoint. This chapter de- scribes a collection of results on polygons with both combinatorial and algorithmic flavors. After classifying polygons in the opening section, Section 26.2 covers poly- gon decomposition, and Section 26.3 polygon intersection. Sections 26.4 and 26.5, respectively, discuss path finding problems and polygon containment problems. Section 26.6 touches upon a few miscellaneous problems and results. 26.1 POLYGON CLASSIFICATION Polygons can be classified in several different ways depending on their domain of application. In VLSI applications, for instance, the most commonly used polygons have their sides parallel to the coordinate axes. GLOSSARY Simple polygon: A closed region of the plane enclosed by a simple cycle of straight line segments. Convex polygon: The line segment joining any two points of the polygon lies within the polygon. Monotone polygon: Any line parallel to some fixed direction intersects the polygon in a single connected piece. Monotone mountain: A monotone polygon one of whose two monotone chains is a single segment. Star-shaped polygon: The entire polygon is visible from some point inside the polygon. Orthogonal polygon: A polygon with sides parallel to the (orthogonal) coordi- nate axes. Sometimes called a rectilinear polygon. 583 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 583
584 J. O’Rourke and S. Suri POLYGON TYPES FIGURE 26.1 .1 A classification of polygons. Convex Monotone Star−Shaped Simple Before starting our discussion on problems and results concerning polygons, we clarify a few technical issues. The qualifier “simple” in the definition of a simple polygon states a topological property, meaning “nonself-intersection.” Not to be confused with “uncomplicated polygons,” in fact, these polygons include the most complex among polygons that are topologically equivalent to a disk (see the clas- sification below). Finally, we will make a standard general position assumption throughout this chapter that no three vertices of a polygon are collinear. The following hierarchical classification of polygons is one of the most com- monly used (see Figure 26.1 .1): STAR-SHAPED CONVEX ⊂⊂ SIMPLE POLYGONS MONOTONE This hierarchy is best explained using the concept of visibility (see Chapter 25). We say that two points x and y in a polygon P are mutually visible if the line segment xy does not intersect the complement of P ; thus the segment xy is allowed to graze the polygon boundary but not cross it. We call a set of points K ⊂ P the kernel of P if all points of P are visible from every point in the kernel (see Figure 33.4 .4). Then, a polygon P is convex if K = P ; the polygon is star-shaped if K = ∅; otherwise, the polygon is merely a simple polygon. Speaking somewhat loosely, a monotone polygon can be viewed as a special case of a star-shaped polygon with the exterior kernel at infinity—that is, a monotone polygon can be decomposed into two polygonal chains, each of which is entirely visible from the (same) point at infinity in the extended plane. Notice that the star-shaped polygon in Figure 26.1.1 is also a monotone polygon. The more specialized monotone mountains have also proved to be useful intermediate shapes, for, e.g ., triangulation [O’R98, Sec. 2 .3]. By definition, a simple polygon P is a polygon without holes —that is, the inte- rior of the polygon is topologically equivalent to a disk. A polygon with holes is a higher-genus variant of a simple polygon, obtained by removing a nonoverlapping © 2004 by Chapman & Hall/CRC 584
Chapter 26: Polygons 585 set of strictly interior, simple subpolygons from P . Figure 26.1 .2 illustrates the distinction between a simple polygon and a polygon with holes. An important class of polygons are the orthogonal polygons, where all edges are parallel to the coordinate axes. These polygons arise quite naturally in certain applications such as VLSI design, and often algorithms are faster on these more structured polygons. It would be useful to have a clear notion of a “random polygon” so that algo- rithms could be tested for typical rather than worst-case behavior. This leads to the issue of generating the simple polygonalizations of a fixed point set, a simple polygon whose vertices are the points. This has been solved only in special cases, e.g ., for computing the number of monotone simple polygonalizations [ZSSM96], or via heuristic methods [AH96]. One impediment is the following unresolved question. OPEN PROBLEM Simple polygonalization : Can the number of simple polygonalizations of a set of n points in the plane be computed in polynomial time? 26.2 POLYGON DECOMPOSITION Many computational geometry algorithms that operate on polygons first decompose them into more elementary pieces, such as triangles or quadrilaterals. There is a substantial body of literature in computational geometry on this subject. The most celebrated problem in this category is the “polygon triangulation problem.” GLOSSARY Steiner point: A vertex not part of the input set. Diagonal: A line segment connecting two polygon nonadjacent vertices and contained in the polygon. An edge connects adjacent vertices. Polygon cover: A collection of subpolygons whose union is exactly the input polygon. FIGURE 26.1 .2 Examples of a simple polygon and a polygon with holes. Simple Polygon Polygon with Holes © 2004 by Chapman & Hall/CRC 585
586 J. O’Rourke and S. Suri Polygon partition: A collection of subpolygons with pairwise disjoint interiors whose union is exactly the input polygon. Dissection: A dissection of one polygon P to another Q is a partition of P into a finite number of pieces that may be reassembled to form Q. TRIANGULATION The polygon triangulation problem is to dissect a polygon into triangles by drawing a maximal number of noncrossing diagonals. Only the vertices of the polygonare used as triangle vertices, and no additional (Steiner) vertices are allowed. It is an easy and well-known result that every simple polygon can be triangulated, and that the number of triangles is invariant over all triangulations. More precisely: THEOREM 26.2.1 Every simple polygon admits a triangulation, and every triangulation of an n-vertex polygon has n − 3 diagonals and n − 2 triangles. The number of possible diagonals in a polygon may vary from linear (e.g ., a spiral polygon) to quadratic (e.g., a convex polygon). A diagonal that breaks the polygon into two roughly equal halves is called a bal a n ced diagonal. In designing his O(n log n) time algorithm for triangulating a polygon, Chazelle [Cha82] proved the following fact, which has found numerous applications in divide-and-conquer based algorithms for polygons: THEOREM 26.2.2 Every n-vertex simple polygon admits a diagonal that breaks the polygon into two subpolygons, neither one with more than 2n/3 +1 vertices. By recursively dividing the polygon using balanced diagonals, we get a balanced decomposition of P , which can be modeled by a tree of height O(log n). The existence of a balanced diagonal follows easily once we consider the graph-theoretic dual of a triangulation. This dual graph of a polygon triangulation is a tree, with maximum node degree three. Diagonals of the triangulation correspond to the edges of the dual tree, and thus a balanced diagonal corresponds to an edge whose removal breaks the tree into two subtrees, each with at most 2n/3 + 1 nodes. The problem of computing a triangulation of a polygon has had a long and dis- tinguished history [O’R87], culminating in Chazelle’s linear-time algorithm [Cha91]. Table 26.2 .1 lists some of the best-known algorithms for this problem. The algo- rithm in [Sei91] is a randomized Las Vegas algorithm (see Chapter 34). All others are deterministic algorithms, with worst-case time bounds as shown. Chazelle’s deterministic linear-time algorithm is formidably complex, but has led to a simpler randomized algorithm that runs in linear expected time [AGR01]. Finally, if the polygon contains holes, then it has been shown that Θ(n log n) time is both necessary and sufficient for triangulating the region [HM85]. See Table 26.2.2 . © 2004 by Chapman & Hall/CRC 586
Chapter 26: Polygons 587 TABLE 26.2 .1 Results on triangulating a simple polygon. TIME COMPLEXITY ALGORITHM SOURCE O(n log n) monotone pieces [GJPT78] O(n log n) divide-and-conquer [Cha82] O(n log n) plane sweep [HM85] O(n log n) randomized [Sei91] O(n) polygon cutting [Cha91] TABLE 26.2 .2 Results on triangulating a polygon with holes. TIME COMPLEXITY ALGORITHM SOURCES O(n log n) plane sweep [HM85] O(n log n) local sweep [RR94] COVERS AND PARTITIONS The problem of decomposing polygons into different types of simpler polygons has numerous applications within and outside computational geometry (see, e.g ., Chap- ter 43). Unlike the triangulation problem, most variants of the covering and par- titioning problems turn out to be provably hard. In a covering problem, the goal is to cover the interior of the polygon with the smallest number of subpolygons of a particular type, for instance, convex or star-shaped polygons. Table 26.2 .3 lists results for various polygon covering problems. In this table, “cover type” refers to the family of polygons allowed in the cover, while “domain” refers to the polygonal region that needs to be covered. For the most part, we consider only four types of domains: simple polygons, with and without holes, and orthogonal polygons, with and without (orthogonal) holes. In all of these problems, the cover or partition pieces are allowed to use Steiner points for their vertices. Almost all variations of the covering problem are intractable. The last important open problem in this area, determining the complexity of covering polygons by convex pieces, was settled in [CR88]; this paper also serves as a good source of pointers to related workon polygon covering problems. It remains unclear if their NP-hardness proof could be adapted to settle the same question without Steiner points. The polygon-partitioning problems are similar to the covering problem, except that the tesselating pieces are not allowed to overlap. Table 26.2 .4 collects re- sults on polygon partitioning problems permitting Steiner points. Polynomial-time algorithms can be achieved for simple polygons using the dynamic programming technique. The same problems, however, turn out to be intractable when the poly- gon has holes. Disallowing Steiner points also leads to polynomial-time algorithms. For example, partitioning a polygon without holes into the fewest convex pieces, not employing Steiner points, is achievable in O(n3 log n) time [Kei85, KS98]. Two useful references for polygon partitioning problems are [AAI86] and [Kei85]. The latter presents several polynomial-time algorithms for optimally partitioning © 2004 by Chapman & Hall/CRC 587
588 J. O’Rourke and S. Suri TABLE 26.2 .3 Results on polygon covering problems. COVER TYPE DOMAIN HOLES COMPLEXITY SOURCE Rectangles orthogonal Y NP-complete [Mas78] Convex–star polygons Y NP-hard [OS83] Star polygons N NP-hard [Agg84] Rectangles orthogonal N NP-hard [CR94] Convex polygons N NP-hard [CR94] TABLE 26.2 .4 Results on polygon partitioning problems. PARTITION DOMAIN HOLES COMPLEXITY SOURCE Convex polygons N O(n3 ) [CD79] Convex polygons Y NP-hard [CD79] Trapezoids polygons N O(n2 ) [Kei85] Trapezoids polygons Y NP-complete [AAI86] Rectangles orthogonal Y O(n3/2 log n) [LLL+79, OSTT83] a simple polygon into convex pieces without using Steiner points. See Chapter 43 for applications of polygon decomposition problems. The intractability of most covering and partitioning problems naturally leads to the question of approximability—how well can we approximate the size of an optimal cover or partition in polynomial time. In many cases, there are onlya polynomial number of covering candidates—for instance, rectangle coversorconvex polygon covers. In these cases, a greedy set-cover heuristic can be used to achieve an approximation factor of O(log n). FAT PARTITIONS Because many algorithms work faster on “fat” shapes, partitioning polygons into fat pieces has become a recent focus. One notion of fatness asks for a partition into convex polygons that minimizes the largest aspect ratio of any piece of the partition. The a s pect ratio of a polygon P is the ratio of the diameters of the smallest circumscribing circle to the largest inscribed circle. Thus, the fatness corresponds to circularity. If Steiner points are disallowed, i.e., if the pieces of the partition must have their vertices chosen among P ’s vertices, then a polynomial-time algorithm is known [DI02]. Permitting Steiner points leads to considerable complexity. For example, the optimal partition of an equilateral triangle needs an infinite number of pieces, and the optimal partition for a square is not yet known [DO03]. See Figure 26.2 .1. ORTHOGONAL POLYGONS Partitions and covers of orthogonal polygons into rectangles were mentioned above. With the goal achieving the fewest number of rectangles, finding optimal covers is NP-complete, whereas finding optimal partitions is polynomial, O(n3/2 log n). If the goal is to minimize the total length of the “cuts” between the rectangles (minimum “ink”), then an optimum partition can be found in O(n4 ) time for poly- © 2004 by Chapman & Hall/CRC 588
Chapter 26: Polygons 589 FIGURE 26.2 .1 A 92-piece partition achieving an aspect ratio of 1.29950, the smal lest so far achieved. ([DO03]) gons without holes, but is NP-complete with holes [LTL89]. Approximationsare available; for example, one that guarantees a solution within a factor of 3 of the minimum length [GZ90]. For the goal of maximizing the shortest rectangle side over all rectangles in the partition (a type of “fat” partition, motivated by VLSI chip masking), a polynomial-time algorithm is known for polygons without holes [OT02]. See Figure 26.2 .2 for such a partition, here only employing cuts incident to vertices. FIGURE 26.2 .2 38-rectangle partition of a n =82vertex orthogonal polygon. The dark rectangle is the thinnest. Covering orthogonal polygons without holes with the fewest squares is polyno- mial, O(n3/2), but NP-complete for polygons with holes [ACKO88]. AREA BISECTION A particularly useful partition of a polygon P is an area bisection: a line deter- mining a halfplane H such that H ∩ P and ̄H ∩ P have the same area. In [DO90] an O(n log n) algorithm for area bisection was developed, and then used to “ham- sandwich section” a pair of polygons. Motivated by positioning parts in industrial © 2004 by Chapman & Hall/CRC 589
590 J. O’Rourke and S. Suri part-feeding systems, B̈ohringer et al. [BDH99] developed an output-size sensitive algorithm for computing the complete set of combinatorially distinct area bisectors, which they show can have size Ω(n2). DISSECTIONS A dissection of one polygon P to another Q is a partition of P into a finite num- ber of pieces that may be reassembled to form Q. P and Q are then said to be eq u idecom pos ab l e . Dissections have been studied as puzzles for centuries. A typical example is shown in Figure 26.2 .3 [Fre97, p. 66]. It has been known since the early FIGURE 26.2 .3 Sam Loyd’s “A&P Baking Powder” puzzle reassembles a recangle with a hole to a rectangle without a hole via a two-piece dissection. A B A B 19th century that any two polygons of equal area are equidecomposable [Fre97, p. 221]. The same question for the more constrained hinged dissections remains unresolved. See Fig. 26.2.4 for the famous Dudeney-McElroy hinged dissection be- tween a square and an equilateral triangle [Fre02]. Partial results here are that any two polyominoes (Chapter 15) of the same area have a hinged dissection [DDE+03], and any asymmetric polygon has a hinged dissection to its mirror image [Epp01]. FIGURE 26.2 .4 A four-piece hinged dissection between a square and an equilateral triangle. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 590
Chapter 26: Polygons 591 OPEN PROBLEMS 1. Convex cover without Steiner points: What is the complexity of covering a polygon without holes by convex pieces, without employing Steiner points? The Culberson-Reckhow NP-hardness proof [CR94] uses Steiner points. 2. Approximating the number of art gallery guards: Give a polynomial-time algorithm for computing a constant-factor approximation of the minimum number of point guards needed to cover a simple polygon. 3. Fat partition of a square: What is the optimal partition of a square into “fat” convex polygons? 4. Hinged dissections: Does every pair of equal-area polygons have a hinged dissection? 26.3 POLYGON INTERSECTION Polygon intersection problems deal with issues of detection and computation of the collision between two polygonal shapes. In the detection problem, one is only interested in deciding whether the two polygons have a point in common. In the intersection computation problem, the algorithm is asked to report the overlapping parts of the two polygons. Such problems arise naturally in robotics and computer games; see Chapter 33 for additional material. The maximum number of points at which two polygons may cross each other depends on the type of polygons. If p and q, respectively, denote the number of ver- tices of the two polygons, then the maximum number of intersections is min(2p, 2q) if both polygons are convex, max(2p, 2q) if one is convex, and pq otherwise. Algorithmically, intersection-detection between convex polygons can bedone significantly faster than intersection computation, if we allow reasonable prepro- cessing of polygons. By a reasonable preprocessing, we mean that the preprocessing algorithm takes into account the structure of the polygons but not their positions. In Table 26.3 .1, n denotes the total number of vertices in the two polygons; that is,n=p+q. TABLE 26.3.1 Intersecting polygons. POLYGON TYPES PREPROCESSING QUERY SOURCE Convex-convex O(1) O(n) [CD80] Convex-convex O(n) O(log n) [CD80] Simple-simple O(1) O(n) [Cha91] Simple-simple O(n log n) O(m log2 n) [Mou92] The parameter m in the query time for intersections of two simple polygons is the complexity of a minimum link witness for the intersection or disjointness of the © 2004 by Chapman & Hall/CRC 591
592 J. O’Rourke and S. Suri two polygons, and we always have m ≤ n. The preprocessing space requirement is linear when the polygons are preprocessed. 26.4 PATHS IN POLYGONS Path planning in polygons is another well-studied area of research. An abstract robot motion planning problem (Chapter 40) is to find a shortest path for a point in the midst of a collection of disjoint polygons in the plane. This simplified sce- nario lets us focus exclusively on the combinatorial aspect of the robotics problem, ignoring such practical issues as kinematics and control (Chapter 41). The poly- gons represent obstacles in the path of the robot, which itself is modeled as a point. The free space is the set of all points accessible to the robot via a free path.By convention, for the case of a single polygon, the free space is defined to be the closed interior of the polygon (think of an art gallery). GLOSSARY Free spa ce : The complement of the union of the interiors of obstacle polygons. Free path: A path lying entirely in the free space. Shortest path: A free path of minimum total length. Shortest path tree: The union of shortest paths from one fixed vertex to all other vertices. (Strictly speaking, this may not be a tree in special cases.) Shortest path map: The minimal partition of the plane with respect to a fixed source point s so that all points in a region have the same combinatorial structure for their shortest path to s, i.e ., the list of vertices on the path is the same. See Figure 24.0 .1 . Geodesic diameter: The maximum shortest path distance between any points. Geodesic center: A point minimizing the maximum shortest path distance to all other points. Minimum link path: An obstacle-avoiding path between two given points with the minimum number of edges. Link distance: The link distance between two points p and q is the minimum number of straight-line segments needed in any free path connecting p and q. Window partition: The window partition of a polygon P with respect to a source point s (or a line segment) is the minimal partition of P into regions with the property that all points in a region have the same link distance to s. EUCLIDEAN MEASURE The problem of computing a shortest Euclidean path between two points in the presence of polygonal obstacles is one of the best-known problems of computational geometry (see Chapter 24). The geometry of the Euclidean plane ensures that the shortest path is a nonself-intersecting polygonal path with corners at obstacle vertices. Figure 26.4 .1 shows an example of a shortest path problem. A shortest © 2004 by Chapman & Hall/CRC 592
Chapter 26: Polygons 593 path tree [GHL+87] extends the notion of a single shortest path to shortest paths to all vertices of the polygonal domain from a specified source point. FIGURE 26.4 .1 A shortest path among polygons. s t The shortest path distance function is a metric, and therefore several natural measures lend themselves to our new setting: in particular, the shortest path diame- ter (also called the geodesic diameter ) and the geodesic center . The following table summarizes the main results known today for these shortest path problems. The long-standing open problem of computing a shortest path map in optimal timewas settled only recently [HS93]. A related question is computing the shortest diagonal in a simple polygon. It may be found in linear time [HS97]. TABLE 26.4.1 Results for Euclidean shortest paths in the plane. PROBLEM DOMAIN RESULT SOURCE Shortest path simple p olygon O(n log n) [GM91] Shortest path tree simple p olygon O(n log n) [GHL+ 86] Shortest path tree triang. simple p oly. O(n) [HS91] Geodesic diameter simple p olygon O(n) [AT87] Geodesic center simple p olygon O(n log n) [PSR89] Shortest path tree polygon with holes O(E+nlogn) [GM91] Shortest path map polygon with holes O(n log n) [HS93] In the Table 26.4 .1, the use of a triangulated polygon in [GHL+87, HS91] is meant to separate the cost of triangulating the polygon from the cost of computing a shortest path tree. However, since the publication of these results, a linear- time algorithm for polygon triangulation has been achieved [Cha91], making this distinction unnecessary. Interest in the geodesic diameter and center was partly motivated by Lantuejoul and Maisonneuve [LM84], who proposed these measures for quantitative image analysis. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 593
594 J. O’Rourke and S. Suri SHORTEST PATH QUERIES Often it is desirable to preprocess a polygon (with or without holes) to speed up subsequent query answering. For the case where the domain is a simple polygon and all queries are with respect to a fixed source point, an optimal data structure is presented in [GHL+87]. Essentially, the shortest path tree implicitly partitions the polygon into regions that have the same shortest path structure. In combination with a point-location data structure, this partition achieves O(log n) query time using O(n) space. When the source point is not fixed, the problem is more difficult and requires more advanced data structuring methods. Nevertheless, an optimal solution is known with O(n) space and O(log n) query time [GH89, Her91]. For polygons with holes, only the case of a fixed source point is satisfacto- rily solved: the algorithm of Hershberger and Suri [HS93] computes an O(n)-space shortest path map, which can be used to answer queries in O(log n) time apiece. When the source is not fixed, we know of no sublinear time query algorithm! The most promising direction in this case is via fast approximation algorithms; only recently has some progress been made in this direction. An algorithm by Chen [Che95] takes O(n3/2 log n) space and O(log n) query time to compute a (6 + )-approximation of the shortest path distance. LINK MEASURE Another measure of distance that has received considerable attention in computa- tional geometry is the link distance [Sur87, Sur90]. The motivation behind the link distance comes from situations where the cost of “turning” outweighs the cost of straight-line travel. Figure 26.4 .2 shows an example of a minimum link pathwhich is not a shortest path. FIGURE 26.4 .2 A minimum link path. s t For link distance problems in a simple polygon, a construction known as a window partition has proved to be very useful [Sur90]. A window partition is best explained using the idea of visibility. All points of the polygon directly visible from s are at link distance one. Call this set V1 . The boundary between the visible and invisible region of the polygon consists of a collection of chords, called windows of V1. The points in P \ V1 that are visible from some point of a window of V1 form the region with link distance two. Repeating this construction yield the window partition of P . For a fixed source point in a simple polygon, the window tree data structure of Suri [Sur90] yields the optimal query time of O(log n)usingO(n) space. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 594
Chapter 26: Polygons 595 When both source and destination are specified as part of the query, the best data structure known is due to Arkin, Mitchell, and Suri [AMS92], achieving O(log n) time but at the expense of O(n3 ) space. Further results on link and geodesic queries can be found in Chiang and Tamassia [CT94], and Section 24.3 of this Handbook. The problems of computing a shortest path, the diameter, and the center all extend to the link measure, and Table 26.4 .2 summarizes the known results for these problems. TABLE 26.4 .2 Results for minimum link path problems. PROBLEM DOMAIN RESULT SOURCE Min link path triang simple poly O(n) [Sur87, Sur90] Min link tree triang simple poly O(n) [Sur87, Sur90, GM90] Orthogonal min link path orthogonal obstacles O(n log n) [OSTT83] Link diameter simple polygon O(n log n) [Sur87] Link center simple polygon O(n log n) [Ke89, DLS92] Link dist query simple poly, arbitrary s, t O(log n), O(n3 )space [AMS92] The result in [DLS92], achieving O(n log n) for both link center and radius of a simple polygon, is the culmination of the window trees ideas initiated in [Sur87] and further articulated in [Ke89]. VISIBILITY AND RAY SHOOTING Algorithms and data structures for computing visibility have come to occupy an important role in computational geometry, in large part due to their successful application in solving other problems. In a polyhedral environment modeling a real-life scene, determining what is visible from a particular location has obvious relevance to the problem of robot motion planning. The ray shooting problem represents a very specific instance of visibility computation: determine the first point of contact between a query ray and the polyhedral scene. In addition to obvious applications in collision-detection, the ray shooting problem also plays a fundamental role in designing other computational geometry algorithms, such as data structures for the equally important “point-location” problem. The topic of computing the visibility region of a point, line segment, or other objects is treated in Chapter 25. In the present section, we cover the results on ray shooting, which are presented in Table 26.4 .3 . The query performance in the case of polygons with holes is sensitive to the number of holes—if the number of holes is k ≤ n, then the query time for the last two algorithms improves to O( √ k log n), with preprocessing cost O(n √ k+nlogn+ k3/2 log k). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 595
596 J. O’Rourke and S. Suri TABLE 26.4.3 Results for the ray shooting problem in polygons. DOMAIN PREPROCESSING QUERY SOURCE Convex p olygon O(n) O(log n) Simple p olygon O(n) O(log n) [GHL+87] Polygon with holes O(n) O(√n log n) [HS93] OPEN PROBLEMS 1. Shortest path query problem: Build a data structure to compute shortest- path distance between pairs of query points in the presence of polygonal obstacles. The goal is to achieve O(n log n) space, O(log n) query time, and O(1) approximation factor on the distance. (The constant of approximation should be small, say, at most 2.) No sublinear query algorithm for the exact problem is known. 2. Non-Steiner minimum link path problem: Given a simple polygon P and a pair of points p,q ∈P,find a minimumlink pathinP from p to q subjectto the condition that the path turns only at the vertices of P . Can this problem be solved in O(n log n) time? 26.5 POLYGON CONTAINMENT Polygon containment refers to a class of problems that deals with the placement of one polygonal figure inside another. Polygon inscription, polygon circumscription, and polygon nesting are other variants of this type of problem. GLOSSARY Inscribed polygon: We will say that a polygon Q is inscribed in polygon P if Q ⊂ P . P is then called a circumscribing polygon. Polygon nesting: P, Q is a nested pair if Q ⊂ P or vice versa. CONTAINMENT OF POLYGONS Let P, Q be two simple polygons with p and q vertices, respectively. The polygon containment problem asks for the largest copy of Q that can be contained in P using rotations and translations. (In this section, all scalings are assumed to be uniform ; thus “shearing” is not permitted.) Several authors have considered the polygonal containment problem under various restrictions on the shape of the polygons and the allowable motions. Table 26.5 .1 collects the best results known for the most important cases. See Section 47.4 for a description of the near-linear λs function. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 596
Chapter 26: Polygons 597 TABLE 26.5 .1 Results for the polygon containment problem. P Q TRANSFORMS RESULTS SOURCE Ortho-convex ortho-convex translate, scale O((p + q)2 log pq) [For85] Convex convex translate, scale O((p + q)2 log pq) [For85] Convex convex translate, rotate O(qp2) [Cha83] Simple simple translate, rotate O(p3q3 log pq) [AB88] Convex polygon wholes translate, rotate, scale O(q4pλ4(pq)logp) [CK93] Convex points translate, rotate, scale O(q2pλ3(pq)logp) [CK93] It has been shown recently that the decision problem—whether there exists a transformation of Q that permits it to be contained in P —is 3SUM-hard, un- der a variety of allowable transformations [BHP01]. Thus it is unlikely theabove complexities can be pushed below quadratic. Considerable work has focused on packing shapes for its practical applications. For example, the apparel industry is interested in packing clothing patterns on a bolt of cloth efficiently. Much of the progress on this inherently intractable problem has proceeded by studying particular containment problems. See, e.g ., [Mil96, DMR97, Mil99]. Finally, a number of specialized results are available. For example, there is an O(n log n) randomized algorithm for placing two equal-radii disks in a convex polygon, a problem with application to facility location [KSY00]. Finding the largest pair of equal-radii disks in an arbitrary simple polygon has a surprising application to folding polygons [BDD+98], and can be found again in O(n log n) randomized time [BMV01]. INSCRIBING/CIRCUMSCRIBING POLYGONS We now consider problems related to inscribing and circumscribing polygons. In these problems, a polygon P is given, and the task is to find a polygon Q of some specified number of vertices k that is inscribed in (resp. circumscribes) P while max- imizing (resp. minimizing) certain measure of Q. The common measures include area and perimeter. See Table 26.5 .2 for results concerning this class of problems; n denotes the number of vertices of P . See references [AP88] and [MS90] for these results and other relevant material on this problem. The latest addition is [BM02], an improvement of the O(n log n) minimum perimeter algorithm of [AP88] to O(n). TABLE 26.5.2 Inscribing and circumscribing polygons. TYPE k P MEASURE RESULTS SOURCE Inscribe 3 convex max area O(n) [DS79] Inscribe k convex max area/perimeter O(kn + n log n) [AKM+87] Inscribe convex simple max area O(n7) [CY86] Inscribe 3 simple max area/perimeter O(n4) [MS90] Circumscribe 3 convex min area O(n) [OAMB86] Circumscribe 3 convex min perimeter O(n) [BM02] Circumscribe k convex min area O(kn+nlogn) [AP88] © 2004 by Chapman & Hall/CRC 597
598 J. O’Rourke and S. Suri NESTING POLYGONS The nested polygon problem asks for a polygon with the smallest number of vertices that fits between two nested polygons. More precisely, given two nested polygons P and Q, where Q ⊂ P , find a polygon K of the least number of vertices such that Q ⊂ K ⊂ P . Generalizing the notion of nested polygons, one can also pose the problem of determining a polygonal subdivision of the least number of edges that “separates” a family of polygons. Table 26.5 .3 lists the results on these problems. In this table, n is the total number of vertices in the input polygons, while k is the number of vertices in the output polygon (or subdivision). Reference [MS92] is a good source of pointers to other results on polygon nesting problems. TABLE 26.5 .3 Results for polygon nesting. TYPES OF P, Q TYPE OF K RESULTS SOURCE Convex-convex convex O(n log k) [ABO+89] Simple-simple simple O(n log k) [Gho91] Polygonal family subdivision NP-complete [Das90] Polygonal family subdivision O(1)-Opt in O(n log n) [MS92] Several other results on polygon nesting have been obtained. In particu- lar, if the minimum-vertex nested polygon is nonconvex, then it can be foundin O(n) time [GM90]. There is also a relation here to offset polygons (Chapter 56), e.g ., [BBDG98]. 26.6 MISCELLANEOUS There is a rather large number of results pertaining to polygons, and it would be impossible to cover them all in a single chapter. Having focused on a selected list of topics so far, we now provide below an unorganized collection of some miscellaneous results. POLYGON MORPHING To morph one polygon into another is to find a continuous deformation from the source polygon to the target polygon. Guibas and Hershberger [GH94] introduce the problem of morphing a simple polygon P to another simple polygon Q whose edges, taken in counterclockwise order, are parallel to the corresponding edges of P and oriented the same way. An atomic morphing step is a uniform scaling or translation of a part of the polygon. It is shown in [GH94] that O(n4/3+ ) morphing steps are always sufficient to convert one polygon to another. This result was improved shortly afterward by Hershberger and Suri [HS95], who reducedthe number of morphing steps to O(n log n). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 598
Chapter 26: Polygons 599 An alternative approach to morphing is suggested by polyhedral reconstruction: Given two polygons lying in parallel planes, construct an interpolating polyhedron whose top and bottom faces are the two given polygons and all intermediate slices are simple polygons. See Chapter 26 for more details on reconstruction problems. FLIPPING POCKETS Let a pocket of a polygon P be a region bounded by a subchain of the polygon edges and an edge of the convex hull of P ,thepocket lid. Every nonconvex polygon has at least one pocket. Erd̋os defined a flip as a rotation of a pocket’s chain of edges into 3D about the pocket lid by 180◦, landing the subchain back in the plane of the polygon, and asked [Erd35] whether every polygon may be convexified bya finite number of simultaneous pocket flips. The answer is yes [dSN39], although no bound may be placed on the number of required flips as a function of the number of polygon vertices n. FIGURE 26.6 .1 A flipturn about pocket lid ab. This motivates the flipturn operation, which rotates by 180◦ a subchain bounding a pocket of the polygon, not in 3D about the pocket lid, but in 2D around the midpoint of the lid; see Figure 26.6.1 . It was established in [ACD+02] that the length of the longest convexifying flipturn sequence is at most n2/4 − O(1). Whether there might be a smaller upper bound remains open. For related questions of moving between polygons whose vertices are defined by a fixed point set, via flips or other local transformations, see [HHH02]. CSG REPRESENTATION In [DGHS88] Dobkin et al. consider the problem of deriving a Peterson-style formula given the boundary representation of a simple polygon. A Peterson-style formula is a “constructive solid geometry” representation, in which the polygon is presented as a set of Boolean operations; see Chapter 47. Peterson proved that every simple polygon in two dimensions admits a representation by a Boolean formula © 2004 by Chapman & Hall/CRC 599
600 J. O’Rourke and S. Suri on the halfplanes supporting the edges of the polygon. Furthermore, the resulting formula is monotone ; that is, there is no negation and each halfplane appears exactly once. Dobkin et al. consider the algorithmic problem of constructing such a formula, and give an O(n log n) time algorithm, where n is the number of vertices of the polygon. Interestingly, it turns out that not all 3D polyhedra admit a Peterson- style formula [DGHS88]. POLYGON SEARCHING In these problems, the goal is to design on-line search strategies for locating an (identifiable) object in a polygon; the word “on-line” means that the searcher does not have a complete knowledge of the polygon, rather it “discovers” the poly- gon during its navigation. The motivation stems from robotics applications. Ta- ble 26.6.1 summarizes some basic results on this class of problems. (The parameter k in the last line denotes the number of distinct initial placements of the robot hav- ing the same visibility polygon.) References [IK95] and [DRW98] provide a good starting point for a search on this topic. TABLE 26.6.1 Results for polygon searching. ENVIRONMENT GOAL COMPETITIVE RATIO SOURCE n oriented rectangles shortest path Θ(√n) [BRS91] “Street” polygon shortest path 1+3 2π [Kle92] Gen. Streets shortest path 9.06 -Opt [DI99] Star-shap ed polygon reach kernel ≈ 5.52 [IK95] Orthogonal polygon exploration randomized 5/4 [Kle94] Simple p olygon localization with min travel (k−1)-Opt [DRW98] Simple p olygon shortest watchman tour 26.5 -Opt [HIKK01] THREE-DIMENSIONAL POLYGONS A 3D polygon is an unknotted closed chain of segments in R 3 such that adjacent segments share an endpoint, and nonadjacent segments do not intersect. A trian- gulation of a 3D polygon has the same combinatorial structure as a triangulation of a planar polygon—all triangle vertices are polygon vertices, each polygon edge is a side of one triangle, each diagonal is shared by exactly two triangles—with the surface they define a nonself-intersecting topological disk. This disk is said to span the polygon. Barequet et al. proved that determining whether a 3D poly- gon has a triangulation in this sense is NP-complete [BDE98]. Another negative result along the same lines is that there exist 3D polygons of n vertices that can only be spanned by nonself-intersecting piecewise-linear disks which, when trian- gulated, need 2Ω(n) triangles [HST03]. Note that here the triangle vertices are not necessarily polygon vertices, i.e., Steiner points are (necessarily) used. This expo- nential lower bound shows that knot triviality algorithms (which check whether a closed chain is the trivial “unknot”) that search for such spanning disks necessarily © 2004 by Chapman & Hall/CRC 600
Chapter 26: Polygons 601 lead to exponential-time algorithms. This unknotting problem is known to be in NP [HLP97]. OPEN PROBLEMS 1. Natural morphing: The transformation in [GH94] is not very natural: it morphs the source polygon to a simple intermediate shape, and then expands it to the target polygon. Explore a more natural morphing transformation. 2. Morphing with holes: Investigate the morphing problem for polygons with holes. 3. 3D Peterson formulas: Characterize the 3D polyhedra that can be repre- sented by Peterson-style formulas. 4. Shortest flipturn sequence: Is there a subquadratic upper bound on the length of the shortest flipturn sequence to convexify a polygon of n vertices? 26.7 SOURCES AND RELATED MATERIAL SURVEYS The survey article by Mitchell and Suri [MS95] addresses optimization problems in computational geometry, many involving polygons. Keil surveys polygon decom- position algorithms in [Kei00]. Link distance problems are surveyed in [MSD00]. RELATED CHAPTERS Chapter 25: Triangulations Chapter 27: Shortest paths and networks Chapter 28: Visibility Chapter 34: Point location Chapter 51: Pattern recognition Chapter 58: Geographic information systems REFERENCES [AAI86] Ta. Asano, Te. Asano, and H. Imai. Partitioning a p olygonal region into trap ezoids. J. Assoc. Comput. Mach., 33:290–312, 1986. [AB88] F. Avnaim and J.- D. Boissonnat. Polygon placement under translation and rotation. Proc. 5th Sympos. Theoret. Aspects Comput. Sci., volume 294 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 322–333 . Springer-Verlag, Berlin, 1988. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 601
602 J. O’Rourke and S. Suri [ABO+ 89] A. Aggarwal, H. Booth, J. O’Rourke, S. Suri, and C.K. Yap. Finding minimal convex nested polygons. Inform. Comput., 83:98–110, 1989. [ACD+ 02] O. Aichholzer, C. Cort́es, E.D . Demaine, V. Dujmovíc, J. Erickson, H. Meijer, M.H . Overmars, B. Palop, S. Ramaswami, and G.T . Toussaint. Flipturning polygons. Discrete Comput. Geom., 28:231–253, 2002. [ACKO88] L.J. Aupp erle, H.E . Conn, J.M . Keil, and J. O’Rourke. Covering orthogonal polygons with squares. In Proc. 26th Al lerton Conf. Commun. Control Comput., pages 97–106, 1988. [Agg84] A. Aggarwal. The art gal lery problem: Its variations, applications, and algorithmic aspects. Ph.D. thesis, Dept. of Comput. Sci., Johns Hopkins Univ., Baltimore, 1984. [AGR01] N.M. Amato, M.T . Go odrich, and E.A. Ramos. A randomized algorithm for triangu- lating a simple polygon in linear time. Discrete Comput. Geom., 26:245–265, 2001. [AH96] T. Auer and M. Held. Heuristics for the generation of random polygons. In Proc. 8th Canad. Conf. Comput. Geom., pages 38–43, 1996. [AKM+ 87] A. Aggarwal, M.M. Klawe, S. Moran, P.W . Shor, and R. Wilber. Geometric applica- tions of a matrix-searching algorithm. Algorithmi ca , 2:195–208, 1987. [AMS92] E.M. Arkin, J.S.B. Mitchell, and S. Suri. Optimal link path queries in a simple polygon. In Proc. 3rd ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 269–279, 1992. [AP88] A. Aggarwal and J.K. Park. Notes on searching in multidimensional m onotone arrays. In Proc. 29th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 497–512, 1988. [AT87] Te. Asano and G.T . Toussaint. Computing the geodesic center of a simple p olygon. In D.S . Johnson, editor, Perspectives in Computing: Discrete Algorithms and Complexity, pages 65–79. Academic Press, Boston, 1987. [BBDG98] G. Barequet, A.J . Briggs, M.T . Dickerson, and M.T . Goodrich. Offset-polygon annulus placementproblems. Comput. Geom. Theory Appl., 11:125–141, 1998. [BDD+ 98] T.C. Biedl, E.D . Demaine, M.L . Demaine, A. Lubiw, and G.T . Toussaint. Hiding disks in folded polygons. In Proc. 10th Canad. Conf. Comput. Geom., pages 10–12, 1998. [BDE98] G. Barequet, M.T. Dickerson, and D. Eppstein. On triangulating three-dimensional polygons. Comput. Geom. Theory Appl., 10:155–170, 1998. [BDH99] K. - F. B̈ohringer, B.R . Donald, and D. Halperin. The area bisectors of a polygon. Discrete Comput. Geom., 22:269–285, 1999. [BHP01] G. Barequet and S. Har-Peled. Polygon containment and translational min-Hausdorff- distance b etween segment sets are 3SUM-hard. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 11:465–474, 2001. [BM02] B.K . Bhattacharya and A. Mukhopadhyay. On the minimum perimeter triangle enclos- ing a convex polygon. In Japan Conf. Discrete Comput. Geom., pages 19–20, Tokyo, 2002. [BMV01] P. Bose, P. Morin, and A. Vigneron. Packing two disks int o a p olygonal environment. volume 2108 of Lecture Notes Comput. Sci., Springer-Verlag, Berlin, pages 142–149, 2001. [BRS91] A. Blum, P. Raghavan, and B. Schieber. Navigating in unfamiliar geometric terrain. In Proc. 23rd Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 494–503, 1991. [CD79] B. Chazelle and D.P. Dobkin. Decomposing a p olygon into its convex parts. In Proc. 11th Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 38–48, 1979. [CD80] B. Chazelle and D.P. Dobkin. Detection is easier than computation. In Proc. 12th Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 146–153, 1980. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 602
Chapter 26: Polygons 603 [Cha82] B. Chazelle. A theorem on p olygon cutting with applications. In Proc. 23rd Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 339–349, 1982. [Cha83] B. Chazelle. The polygon containment problem. In F.P. Preparata, editor, Computa- tional Geometry, volume 1 of Adv. Comput. Res., pages 1–33. JAI Press, Greenwich, 1983. [Cha91] B. Chazelle. Triangulating a simple polygon in linear time. Discrete Comput. Geom., 6:485–524, 1991. [Che95] D.Z . Chen. On the all-pairs Euclidean shortest path problem. In Proc. 6th Annu. Sympos. Discrete Algorithms, 1995. [CK93] L.P. Chew and K. Kedem. Placing the largest similar copy of a convex p olygon among polygonal obstacles. Comput. Geom. Theory Appl., 3:59–89, 1993. [CR88] J.C. Culb erson and R.A . Reckhow. Covering polygons is hard. In Proc. 29th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 601–611, 1988. [CR94] J.C. Culberson and R.A . Reckhow. Covering polygons is hard. J. Algorithms, 17:2–24, 1994. [CT94] Y. -J . Chiang and R. Tamassia. Optimal shortest path and minimum-link path queries between two convex p olygons in the presence of obst acles. Rep ort CS-94-03, Comput. Sci. Dept., Brown Univ., Providence, 1994. [CY86] J.S. Chang and C.K . Yap. A polynomial solution for the potato-peeling problem. Discrete Comput. Geom., 1:155–182, 1986. [Das90] G. Das. Approximation schemes in computational geometry. Ph.D . thesis, Univ. of Wisconsin, 1990. [DDE+ 03] E.D. Demaine, M.L . Demaine, D. Eppstein, G.N . Frederickson, and E. Friedman. Hinged dissection of polyomino es and polyforms. Comput. Geom. Theory Appl., 2003. [DGHS88] D.P. Dobkin, L.J. Guibas, J. Hershb erger, and J. Snoeyink. An efficientalgorithm for finding the CSG representation of a simple p olygon. Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 88, pages 31–40, 1988. [DI99] A. Datta and C. Icking. Comp etitive searching in a generalized street. Comput. Geom. Theory Appl., 13:109–120, 1999. [DI02] M. Damian. Exact and approximation algorithms for computing optimal α-fatdecom- positions. In Proc. 14th Canad. Conf. Comput. Geom., pages 93–96, 2002. [DLS92] H.N. Djidjev, A. Lingas, and J.- R. Sack. An O(n log n) algorithm for computing the link center of a simple polygon. Discrete Comput. Geom., 8:131–152, 1992. [DMR97] K. Daniels, V.J . Milenkovic, and D. Roth. Finding the largest area axis-parallel rect- angle in a p olygon. Comput. Geom. Theory Appl., 7:125–148, 1997. [DO90] M. D́ıaz and J. O’Rourke. Ham-sandwich sectioning of polygons. In Proc. 2nd Canad. Conf. Comput. Geom., pages 282–286, 1990. [DO03] M. Damian and J. O’Rourke. Partitioning regular polygons into circular pieces I: Convex partitions. In Proc. 15th Canad. Conf. Comput. Geom., pages 43–46, 2003. [DRW98] G. Dudek, K. Romanik, and S.H . Whitesides. Localizing a robot with minimum travel. SIAM J. Comput., 27:583–604, 1998. [DS79] D.P. Dobkin and L. Snyder. On a general method for maximizing and minimizing among certain geometric problems. In Proc. 20th Annu. IEEE Sympos. Found. Com- put. Sci., pages 9–17, 1979. [dSN39] B. Sz̈okefalvi Nagy. Solution to problem 3763. Amer. Math. Monthly, 46:176–177, 1939. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 603
604 J. O’Rourke and S. Suri [Epp01] D. Eppstein. Hinged kite mirror dissection. ACM Computing Research Rep ositor y, 2001. arXiv:cs.CG/0106032. [Erd35] P. Erd̋os. Problem 3763. Amer. Math. Monthly, 42:627, 1935. [For85] S.J . Fortune. A fast algorithm for p olygon containment by translation. In Proc. 12th Internat. Col loq. Automata Lang. Program., volume 194 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 189–198. Springer-Verlag, Berlin, 1985. [Fre97] G.N . Frederickson. Dissections: Plane and Fancy. Cambridge University Press, 1997. [Fre02] G.N . Frederickson. Hinged Dissections: Swinging & Twisting. Cambridge University Press, 2002. [GH89] L.J . Guibas and J. Hershberger. Optimal shortest path queries in a simple polygon. J. Comput. Syst. Sci., 39:126–152, 1989. [GH94] L.J . Guibas, and J. Hershb erger. Morphing simple polygons. Proc. 10th Annu. Sympos. Comput. Geom., pages 267–276, 1994. [GHL+ 87] L.J . Guibas, J. Hershb erger, D. Leven, M. Sharir, and R.E. Tarjan. Linear-time algo- rithms for visibility and shortest path problems inside triangulated simple polygons. Algorithmi ca, 2:209–233, 1987. [Gho91] S.K . Ghosh. Computing visibility polygon from a convex set and related problems. J. Algorithms , 12:75–95, 1991. [GHL+ 86] L.J . Guibas, J. Hershberger, D. Leven, M. Sharir, and R.E. Tarjan. Linear time algorithms for visibility and shortest path problems inside simple polygons. In Proc. 2nd Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 1–13, 1986. [GJPT78] M.R. Garey, D.S . Johnson, F.P. Preparata, and R.E. Tarjan. Triangulating a simple polygon. Inform. Process. Lett., 7:175–179, 1978. [GM90] S.K . Ghosh and A. Maheshwari. An optimal algorithm for computing a minimum nested nonconvex polygon. Inform. Process. Lett., 36:277–280, 1990. [GM91] S.K . Ghosh and D.M. Mount. An output-sensitive algorithm for computing visibility graphs. SIAM J. Comput., 20:888–910, 1991. [GZ90] T. Gonzalez and S.- Q . Zheng. Approximation algorithms for partitioning a rectangle with interior points. Algorithmica, 5:11–42, 1990. [Her91] J. Hershberger. A new data structure for shortest path queries in a simple polygon. Inform. Process. Lett., 38:231–235, 1991. [HHH02] C. Hernando, F. Hurtado, and M.E. Houle. On local transformation of polygons with visibility properties. Theoret. Comput. Sci., 289:919–937, 2002. [HIKK01] F. Hoffmann, C. Icking, R. Klein, and K. Kriegel. The polygon exploration problem. SIAM J. Comput., 31:577–600, 2001. [HLP97] J. Hass, J.C . Lagarias, and N. Pippenger. The computational complexity of knot and link problems. In IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 172–181, 1997. [HM85] S. Hertel and K. Mehlhorn. Fast triangulation of the plane with respectto simple polygons. Inform. Control, 64:52–76, 1985. [HS91] J. Hershberger and J. Snoeyink. Computing minimum length paths of a given homo- topy class. In Proc. 2nd Workshop Algorithms Data Struct., volume 519 of Lect u re Notes Comput. Sci., pages 331–342. Springer-Verlag, Berlin, 1991. [HS93] J. Hershberger and S. Suri. Efficient computation of Euclidean shortest paths in the plane. In Proc. 34th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 508–517, 1993. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 604
Chapter 26: Polygons 605 [HS93] J. Hershberger and S. Suri. A pedestrian approach to ray sho oting: Shoota ray, take a walk. In Proc. 4th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 54–63, 1993. [HS95] J. Hershberger, and S. Suri. Morphing Binary Trees. Proc. 6th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 396–404, 1995. [HS97] J. Hershb erger and S. Suri. Finding a shortest diagonal of a simple p olygon in linear time. Comput. Geom. Theory Appl., 7:149–160, 1997. [HST03] J. Hass, J. Snoeyink, and W.P. Thurston. The size of spanning disks for polygonal curves. Discrete Comput. Geom., 29:1–18, 2003. [Ke89] Y. Ke. An efficient algorithm for link-distance problems. In Proc.5thAnnu.ACM Sympos. Comput. Geom., pages 69–78, 1989. [Kei85] J.M. Keil. Decomposing a polygon into simpler components. SIAM J. Comput., 14:799–817, 1985. [Kei00] J.M. Keil. Polygon decomposition. In J.- R. Sack and J. Urrutia, editors, Handbook of Computational Geometry, pages 491–518. Elsevier North-Holland, Amsterdam, 2000. [Kle92] R. Klein. Walking an unknown street with bounded detour. Comput. Geom. Theory Appl., 1:325–351, 1992. [Kle94] J. Kleinb erg. On-line search in a simple p olygon. In Proc. 5th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 8–15, 1994. [KS98] J.M. Keil and J. Snoeyink. On the time b ound for convex decompositionofsimple polygons. In Proc. 10th Canad. Conf. Comput. Geom., pages 54–55, Montŕeal, 1998. [KSY00] S.K . Kim, C. - S. Shin, and T. - C. Yang. Placing two disks in a convex p olygon. Inform. Process. Lett., 73:33–39, 2000. [IK95] C. Icking, and R. Klein. Searching for the kernel of a p olygon—A comp etitive strategy. Proc. 11th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 258–266, 1995. [LLL+79] W. Lipski, Jr., E. Lodi, F. Luccio, C. Mugnai, and L. Pagli. On two-dimensional data organization, Part II. Fundam. Inform., 2:245–260, 1979. [LM84] C. Lantuejoul, and F. Maisonneuve. Geodesic methods in quantitative image analysis. Pattern Recogn., 17:177–187, 1984. [LTL89] W.T . Liou, J.J .M. Tan, and R.C.T . Lee. Minimum partitioning simple rectilinear polygons in O(n log log n)time. InProc. 5th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 344–353, 1989. [Mas78] W.J . Masek. Some NP-complete set covering problems. Manuscript, MIT, 1978. [Mil96] V.J. Milenkovic. Translational polygon containment and minimal enclosure using linear programming based restriction. In Proc. 28th Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 109–118, 1996. [Mil99] V.J. Milenkovic. Rotational polygon containment and minimum enclosure using only robust 2D constructions. Comput. Geom., 13:3–19, 1999. [Mou92] D.M. Mount. Intersection detection and separators for simple p olygons. In Proc. 8th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 303–311, 1992. [MS90] E.A . Melissaratos and D.L . Souvaine. On solving geometric optimization problems using shortest paths. In Proc. 6th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 350– 359, 1990. [MS92] J.S .B . Mitchell and S. Suri. Separation and approximation of polyhedral surfaces. In Proc. 3rd ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 296–306, 1992. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 605
606 J. O’Rourke and S. Suri [MS95] J.S.B. Mitchell, and S. Suri. Geometric algorithms. In M.O . Ball, T.L . Magnati, C.L . Monma, and G.L . Nemhauser, editors, Handbook of Operations Research/Management Science, pages 425–479. Elsevier, Amsterdam, 1995. [MSD00] A. Maheshwari, J.- R . Sack, H.N . Djidjev. Link distance problems. In J.- R. Sack and J. Urrutia, editors, Handbook of Computational Geometry, pages 519–558. Elsevier North-Holland, Amsterdam, 2000. [OAMB86] J. O’Rourke, A. Aggarwal, S. Maddila, and M. Baldwin. An optimal algorithm for finding minimal enclosing triangles. J. Algorithms, 7:258–269, 1986. [O’R87] J. O’Rourke. Art Gal lery Theorems and Algorithms. The Internat. Series of Mono- graphs on Computer Science. Oxford University Press, New York, 1987. [O’R98] J. O’Rourke. Computational Geometry in C, second edition. Cambridge University Press, 1998. [OS83] J. O’Rourke and K.J . Supowit. Some NP-hard polygon decomposition problems. IEEE Trans. Inform. Theory, IT-30:181–190, 1983. [OSTT83] T. Ohtsuki, M. Sato, M. Tachibana, and S. Torii. Minimum partitioning of rectilinear regions. Trans. Inform. Processing Soc. Japan, 1983. [OT02] J. O’Rourke and G. Tewari. Partitioning orthogonal polygons into fatrectangles in polynomial time. In Proc. 14th Canad. Conf. Comput. Geom., pages 97–100, 2002. [RR94] R. Ronfard and J. Rossignac. Triangulating multiply-connected polygons: A simple yetefficientalgorithm. Comput. Graph. Forum, 13:C281–292, 1994. [PSR89] R. Pollack, M. Sharir, and G. Rote. Computing of the geodesic centerofasimple polygon. Discrete Comput. Geom., 4:611–626, 1989. [Sei91] R. Seidel. A simple and fast incremental randomized algorithm for computing trap e- zoidal decompositions and for triangulating polygons. Comput. Geom. Theory Appl., 1:51–64, 1991. [Sur87] S. Suri. Minimum link paths in polygons and related problems. Ph.D . thesis, Dept. Comput. Sci., Johns Hopkins Univ., Baltimore, 1987. [Sur90] S. Suri. On some link distance problems in a simple polygon. IEEE Trans. Robot. Aut o m. , 6:108–113, 1990. [ZSSM96] C. Zhu, G. Sundaram, J. Snoeyink, and J.S.B. Mitchell. Generating random p olygons with given vertices. Comput. Geom. Theory Appl., 6:277–290, 1996. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 606
27 SHORTEST PATHS AND NETWORKS Joseph S.B. Mitchell INTRODUCTION Computing an optimal path in a geometric domain is a fundamental problem in computational geometry, with applications in robotics, geographic information sys- tems (GIS), wire routing, etc. A taxonomy of shortest-path problems arises from several parameters that de- fine the problem: 1. Objective function: the length of the path may be measured according to the Euclidean metric, an Lp metric, the number of links, a combination of criteria, etc. 2. Constraints on the path: the path may have to get from s to t while visiting a specified set of points or regions along the way. 3. Input geometry: the map of the geometric domain also specifies constraints on the path, requiring it to avoid various types of obstacles. 4. Type of moving object: the object to be moved along the path may be a single point or may be a robot of some specified geometry. 5. Dimension of the problem: often the problem is in 2 or 3 dimensions, but higher dimensions arise in some applications. 6. Single shot vs. repetitive mode queries. 7. Static vs. dynamic environments: in some cases, obstacles may be inserted or deleted or may be moving in time. 8. Exact vs. approximate algorithms. 9. Known vs. unknown map: the on-line version of the problem requires that the moving robot sense and discover the shape of the environment along its way. We survey various forms of the problem, primarily in two and three dimensions, for motion of a single point, since most results have focused on these cases.W e discuss shortest paths in a simple polygon (Section 27.1), shortest paths among obstacles (Section 27.2), and other metrics for length (Section 27.3). We also survey other related network optimization problems (Section 27.4). Higher dimensions are discussed in Section 27.5 . Finally, in Section 27.6, we survey results on t-spanners and their application to shortest paths and network optimization. 607 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 607
608 J.S.B. Mitchell GLOSSARY Polygonal s-t pat h : A path from point s to point t consisting of a finite number of line segments (edges,orlinks) joining a sequence of points (vertices). Length of a path: A nonnegative number associated with a path, measuring its total cost according to some prescribed metric. Unless otherwise specified, the length will be the Euclidean length of the path. Shortest/optimal/geodesic path: A path of minimum length among all paths that are feasible (satisfying all imposed constraints). See Figure 27.0 .1 . Shortest-path distance: The metric induced by a shortest-path problem. The shortest-path distance between s and t is the length of a shortest s-t path; in many geometric contexts, it is also referred to as geodesic distance. Locally shortest/optimal path: A path that cannot be improved by making a small change to it that preserves its combinatorial structure (e.g ., the ordered sequence of triangles visited, for some triangulation of a polygonal domain P ); also known as a taut-string path in the case of a shortest obstacle-avoiding path. Simple polygon P of n vertices: A closed, simply-connected region whose boundary is a union of n (straight) line segments (edges), whose endpoints are the vertices of P . Polygonal domain of n vertices and h holes: A closed, multiply-connected region whose boundary is a union of n line segments, forming h + 1 closed (poly- gonal) cycles. A simple polygon is a polygonal domain with h =0. Triangulation of a simple polygon P: A decomposition of P into triangles such that any two triangles intersect in either a common vertex, a common edge, or not at all. A triangulation of P can be computed in O(n) time. See Section 25.2. FIGURE 27.0 .1 The visibility graph VG(P ). Edges of VG(P )areof two types: (1) the heavy dark boundary edges of P ,and (2) the edges that intersect the interior of P , shown with thin dashed segments. Ashortest s-t path is highlighted. s t Obstacle: A region of space whose interior is forbidden to paths. The comple- ment of the set of obstacles is the free space. If the free space is a polygonal domain P , the obstacles are the h + 1 connected components (h holes,plusthe face at infinity ) of the complement of P . Visibility graph VG(P ): A graph whose nodes are the vertices of P and whose edges join pairs of nodes for which the corresponding segment lies inside P . See Chapter 27. An example is shown in Figure 27.0 .1 . © 2004 by Chapman & Hall/CRC 608
Chapter 27: Shortest paths and networks 609 Single-source query: A query that specifies a goal point t, and requests the length of a shortest path from a fixed source point s to t. The query may also require that a shortest s-t path be reported; in general, this can be done in additional time O(k), where k is the number of edges in the output path. FIGURE 27.0 .2 Ashortest path map with respect to source point s within a polygonal domain. The dotted path indicates the shortest s-t path, which reaches t via the root r of its cel l. s r t Shortest path map, SPM(s): A decomposition of free space into regions (cel l s) according to the “combinatorial structure” of shortest paths from a fixed source point s to points in the regions. Specifically, for shortest paths in a polyg- onal domain, SPM(s) is a decomposition of P into cells such that for all points t interior to a cell, the sequence of obstacle vertices along an s-t path is fixed. In particular, the last obstacle vertex along a shortest s-t path is the root of the cell containing t. Each cell is star-shaped with respect to its root, which lies on the boundary of the cell. See Figure 27.0 .2, where the root of the cell containing t is labeled r.IfSPM(s) is preprocessed for point location (see Chapter 34), then single-source queries can be answered efficiently by locating the query point t within the decomposition. Two-point query: A query that specifies two points, s and t, and requests the length of a shortest path between them. It may also request that a path be reported. Geodesic Voronoi diagram (VD): A Voronoi diagram for a set of sites,in which the underlying metric is the geodesic distance. See Chapters 23 and 25. Geodesic center of P: A point within P that minimizes the maximum of the shortest-path lengths to any other point in P . Geodesic diameter of P: The length of a longest shortest path between a pair of points s, t ∈ P ; s and t are vertices for any longest s-t shortest path. 27.1 PATHS IN A SIMPLE POLYGON The most basic geometric shortest-path problem is to find a shortest path inside a simple polygon P (having no holes), connecting two points, s and t. The comple- ment of P serves as an obstacle through which the path is not allowed to travel. In this case, there is a unique taut-string path from s to t, since there is only one way © 2004 by Chapman & Hall/CRC 609
610 J.S.B. Mitchell to “thread” a string through a simply-connected region. Algorithms for computing a shortest s-t path begin with a triangulation of P (O(n) time; Section 25.2), whose dual graph is a tree. The sleeve is comprised of the triangles that correspond to the (unique) path in the dual that joins the triangle containing s to that containing t. By considering the effect of adding the triangles in order along the sleeve, it is not hard to obtain an O(n) time algorithm for collapsing the sleeve into a shortest path. At a generic step of the algorithm, the sleeve has been collapsed to a structure called a funnel (with bas e ab and root r) consisting of the shortest path from s toavertexr, and two (concave) shortest paths joining r to the endpoints of the segment ab that bounds the triangle abc processed next (see Figure 27.1.1). In adding triangle abc, we “split” the funnel in two according to the taut-string path from r to c, which will, in general, include a segment uc joining c to some (vertex) point of tangency u, along one of the two concave chains of the funnel. After the split, we keep that funnel (with base ac or bc) that contains the s-t taut-string path. The work needed to search for u can easily be charged off to those vertices that are discarded from further consideration. Thus, a shortest s-t path is found in time O(n), which is worst-case optimal. FIGURE 27.1 .1 Splitting a funnel. s r u a b c SHORTEST PATH MAPS The shortest path map SPM(s) for a simple polygon has a particularly simple structure, since the boundaries between cells in the map are (line segment) chords of P obtained by extending appropriate edges of the visibility graph VG(P ). It can be computed in time O(n) by using somewhat more sophisticated data structures to do funnel splitting efficiently; in this case, we cannot discard one side of each split funnel. Single-source queries can be answered in O(log n) time, after storing the SPM(s) in an appropriate O(n)-size point location data structure (see Chapter 34). SPM(s) includes a tree of shortest paths from s to every vertex of P . TWO-POINT QUERIES A simple polygon can be preprocessed in time O(n), into a data structure of size O(n), to support shortest-path queries between any two points s, t ∈ P . In time O(log n) the length of the shortest path can be reported, and in additional time O(k), the shortest path can be reported, where k is the number of vertices in the output path [GH89]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 610
Chapter 27: Shortest paths and networks 611 TABLE 27.1.1 Shortest paths and geodesic distance in simple polygons. PROBLEM VERSION COMPLEXITY NOTES SOURCE Shortest s-t path O(n) [LP84] Single-source query; SPM(s) O(log n)query builds SPM(s) [GHL+87] O(n) preproc/space Two-p oint query O(log n)query [GH89] O(n) preproc/space Two-p olygon query O(log k +logn)query between convex k -gons [CT97] O(n)space in simple n-gon Dynamic two-p oint query O(log2 n) update/query [GT97] O(n)space Dynamic two-p olygon query O(log k +log2 n)query between convex k -gons [CT97] O(log2 n)update in simple n-gon O(n)space Parallel algorithm O(log n)time in triangulated polygon [Her95] (CREW PRAM) O(n/ log n) processors also builds SPM(s) Geodesic VD O((n + k)log(n + k)) k point sites [PL98] All nearest neighbors O(n) for set of vertices [HS97] Geodesic farthest-site VD O((n + k)log(n + k)) time k point sites [AFW93] O(n + k)space All farthest neighbors O(n) for set of vertices [HS97] Geodesic diameter O(n) [HS97] Geodesic center O(n log n) [PSR89] DYNAMIC VERSION In the dynamic version of the problem, one allows the polygon P to change with addition and deletion of edges and vertices. If the changes are always made in such a way that the set of all edges yields a connected planar subdivision of the plane into simple polygons (i.e ., no “islands” are created), then one can maintain a data structure of size O(n) that supports two-point query time of O(log 2 n) (plus O(k)if the path is to be reported), and update time of O(log 2 n) for each addition/deletion of an edge/vertex [GT93]. OTHER RESULTS Several other problems studied with respect to geodesic distances inducedbya simple polygon are summarized in Table 27.1 .1. See also Table 25.4.1 . Shortest paths within simple polygons yield a wealth of structural information about the polygon. In particular, they have been used to give an output-sensitive algorithm for constructing the visibility graph of a simple polygon ([Her89]) and can be used for constructing a geodesic triangulation of a simple polygon, which allows for efficient ray-shooting (see [CEG+94]). They also form a crucial step in solving link distance problems, as we will discuss later. OPEN PROBLEMS 1. Can one devise a simple O(n) time algorithm for computing the shortest path between two points in a simple polygon, without resorting to a (complicated) linear-time triangulation algorithm? © 2004 by Chapman & Hall/CRC 611
612 J.S.B. Mitchell 2. Can the geodesic Voronoi diagram for k sites within P be computed in time O(n+klogk)? 3. Can the geodesic center of a simple polygon be computed in O(n) time? 27.2 PATHS IN A POLYGONAL DOMAIN While in a simple polygon there is a unique taut-string path between two points, in a general polygonal domain P , there can be an exponential number of taut-string simple paths between two points. The homotopy type of a path can be expressed as a sequence (with repeti- tions) of triangles visited, for some triangulation of P . For any given homotopy type, expressed with N triangles, a shortest path of that type can be computed in O(N ) time [HS94]. Efficient algorithms for computing a set of homotopic shortest paths among obstacles, for many pairs of start and goal points, have been recently given [Bes03, EKL02]. One can also efficiently test, in time O(n log n), if two simple paths are of the same homotopy type in a polygonal domain; here, n is the total number of vertices of the input paths and the polygonal domain [CLMS02]. SEARCHING THE VISIBILITY GRAPH Without loss of generality, we can assume that s and t are vertices of P (since we can make “point” holes in P at s and t). It is easy to show that any locally optimal s-t path must lie on the visibility graph VG(P ) (Figure 27.0 .1). We can construct VG(P ) in output-sensitive time O(EVG + n log n), where EVG denotes the number of edges of VG(P ) [GM91], even if we allow only O(n) working space [PV95]. Given the graph VG(P ), whose edges are weighted by their Euclidean lengths, we can use Dijsktra’s algorithm to construct a tree of shortest paths from s to all vertices of P , in time O(EVG + n log n) [FT87]. Thus, Euclidean shortest paths among obstacles in the plane can be computed in time O(EVG + n log n). This bound is worst-case quadratic in n, since EVG ≤ n 2 ; note too that domains exist with EVG =Ω(n2). Given the tree of shortest paths from s, we can compute SPM(s) in time O(n log n), by computing an additive weight Voronoi diagram (see Chapter 23) of the vertices, with each vertex weighted by its distance from s. CONTINUOUS DIJKSTRA METHOD Instead of searching the visibility graph (which may have quadratic size), an alter- native paradigm for shortest-path problems is to construct the (linear-size) shortest path map directly. The continuous Dijkstra method was developed for this pur- pose. Building on the success of the method in solving (in nearly linear time) the shortest-path problem for the L1 metric, Mitchell [Mit96] developed a version of the continuous Dijkstra method applicable to the Euclidean shortest-path problem, obtaining the first subquadratic (O(n1.5+ )) time bound. Subsequently, this result was improved by Hershberger and Suri [HS99], who achieve a nearly optimal algo- © 2004 by Chapman & Hall/CRC 612
Chapter 27: Shortest paths and networks 613 rithm based also on the continuous Dijkstra method. They give an O(n log n) time and O(n log n) space algorithm, coming close to the lower bounds of Ω(n + h log h) time and O(n) space. The continuous Dijkstra paradigm involves simulating the effect of a wavefront propagating out from the source point, s.Thewavefront at distance δ from s is the set of all points of P that are at geodesic distance δ from s. It consists of a set of curve pieces, called wavelets , which are arcs of circles centered at obstacle vertices that have already been reached. At certain critical “events,” the structure of the wavefront changes due to one of the following possibilities: (1) a wavelet disappears (due to the closure of a cell of the SPM); (2) a wavelet collides with an obstacle vertex; (3) a wavelet collides with another wavelet; or (4) a wavelet collides with an obstacle edge at a point interior to that edge. It is not difficult to see from the fact that SPM(s) has linear size, that the total number of such events is O(n). The challenge in applying this propagation scheme is devising an efficient method to know what events are going to occur and in being able to proce s s each event as it occurs (updating the combinatorial structure of the wavefront). One approach, used in [Mit96], is to track a “pseudo-wavefront,” which is al- lowed to run over itself, and to “clip” only when a wavelet collides with a vertex that has already been labeled due to an earlier event. Detection of when a wavelet collides with a vertex is accomplished with range-searching techniques. An alter- native approach, used in [HS99], simplifies the problem by first decomposingthe domain P using a conforming subdivision, which allows one to propagate an approx- imate wavefront on a cell-by-cell basis. A key property of a conforming subdivision is that any edge of length L of the subdivision has only a constant number of (constant-sized) cells within geodesic distance L. APPROXIMATION ALGORITHMS One can compute approximate Euclidean shortest paths using standard methods of discretizing the set of directions. Clarkson [Cla87] gives an algorithm that uses O((n log n)/ ) time to build a data structure of size O(n/ ), after which a (1 + )-approximate shortest path query can be answered in time O(n log n + n/ ). (These bounds rely also on an observation in [Che95].) Using a related approach, based on approximating Euclidean distance with fixed orientation dis- tances, Mitchell [Mit92] computes a (1 + )-approximate shortest path in time O((n log n)/ √ )usingO(n/√ ) space. Chen, Das, and Smid [CDS01] have shown an Ω(n log n) lower bound, in the algebraic computation tree model, on the time required to compute a (1 + )-approximate shortest path. TWO-POINT QUERIES Two-point queries in a polygonal domain are much more challenging than the case of simple polygons, where optimal algorithms are known. One natural approach (observed by Chen et al. [CDK01]) is to store the shortest path map, SPM(v), © 2004 by Chapman & Hall/CRC 613
614 J.S.B. Mitchell rooted at each vertex v; this requires O(n2) space. Then, for a query pair (s, t), we compute the set of ks vertices visible to s and kt vertices visible to t, in time O(min{ks ,kt} log n), using the visibility complex of Pocchiiola and Vegter [PV93]. Then, assuming that ks ≤ kt, we simply locate t in each of the ks SPM’s rooted at the vertices visible from s. This permits two-point queries to be answered in time O(min{ks ,kt} log n), which is worst-case Ω(n log n), making it no better than computing a shortest path from scratch, in the worst case. Methods for exact two-point queries that are efficient in the worst case utilize an equivalence decomposition of the domain P , for which all points z within a cell of the decomposition have topologically equivalent shortest path maps. Given query points s and t, one locates s within the decomposition, and then uses the resulting SPM, along with a parametric point location data structure, to locate t within the SPM with respect to s. The complexity of the decomposition can be quite high; there can be Ω(n4 ) topologically distinct shortest path maps with respect to points within P . Chiang and Mitchell [CM99] have utilized this approach to obtain various tradeoffs between space and query time; see Table 27.2 .1 . Unfortunately, the space bounds are all impractically high. More efficient methods allow one to approximately answer two-point queries. As observed in [Che95], the method of Clarkson [Cla87] can be used to construct a data structure of size O(n2 + n/ )inO(n2 log n+(n/ ) log n) time, so that two-point (1 + )-optimal queries can be answered in time O((log n)/ ), for any fixed >0. Chen [Che95] was the first to obtain nearly linear-space data structures for approx- imate shortest path queries; these were obtained, though, at the cost of a higher approximation factor. He obtains a (6 + )-approximation, using O(n3/2/ log 1/2 n) time to build a data structure of size O(n log n), after which queries can be answered in time O(log n). The best current bounds are given by Arikati et al. [ACC+96], who give a spectrum of results based on planar t-spanners (see Section 27.6), with trade- offs among the approximation factor and the preprocessing time, storage space, and query time. One such result gives a (3 √ 2+ )-approximation in query time O(log n), after using O(n3/2/ log 1/2 n) time to build a data structure of size O(n log n). In the special case that the polygonal domain is “t-rounded,” meaning that the shortest path distance between any two vertices is at most some constant t times the Euclidean distance between them, Gudmundsson et al. [GLNS02a, GLNS02b] show that in query time O(log n), one can give a (1 + )-approximate answer to a two-point shortest path query while using only O(n log n) space and preprocessing time. Their result utilizes approximate distance oracles in t-spanner graphs, giving O(1)-time approximate distance queries between pairs of vertices; see Section 27.6 . OTHER RESULTS The geodesic Voronoi diagram of k sites inside P can be constructed in time O((n + k) log(n + k)), using the continuous Dijkstra method, simply starting with multiple source points. While the geodesic center/diameter problem has been care- fully examined for the case of simple polygons, we are unaware of results, beyond brute force, for polygonal domains. Table 27.2 .1 summarizes various results. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 614
Chapter 27: Shortest paths and networks 615 TABLE 27.2 .1 Shortest paths among planar obstacles, in a polygonal domain. PROBLEM COMPLEXITY NOTES SOURCE Shortest s-t path O(n log n) O(n log n)space [HS99] O(n+h2logn) O(n)space [KMM97] O(n1.5+ ) O(n)space [Mit96] Approx shortest s-t path O((n log n)/√ ) O(n/√ )space [Mit92] SPM(s)/geodesic VD O(n log n) O(n log n)space [HS99] O(n1.5+ ) O(n)space [Mit96] Two-point query O(log n)query exact [CM99] O(n11 ) preproc/space Two-point query O(log2 n)query exact [CM99] O(n10 log n) preproc/space Two-point query O(n1−δ log n)query exact [CM99] O(n5+10δ+ ) preproc/space 0 <δ≤ 1 Two-point query O(log n + h)query exact [CM99] O(n5) preproc/space Two-point query O(h log n)query exact [CM99] O(n + h5) preproc/space Approx two-p oint query O(log n)query (1+ )-approx [Cla87, Che95] O(n2 )space O(n2 log n)preproc Approx two-p oint query O(log n)query (3√ 2+ )-approx [ACC+96] O(n log n)space O(n3/2/ log1/2 n)preproc Approx two-p oint query O(log n)query (1 + )-approx [GLNS02a] O(n log n)space t-rounded domain [GLNS02b] O(n log n)preproc OPEN PROBLEMS 1. Can the Euclidean shortest-path problem be solved in O(n + h log h) time and O(n) space? 2. How efficiently, and using what size data structure, can one preprocess a polygonal domain for exact two-point queries? Can one obtain sublinear queries using a reasonable amount of space (say, subquadratic)? 3. How efficiently can one compute a geodesic center/diameter for a polygonal domain? 27.3 OTHER METRICS FOR LENGTH In the problems considered so far, the Euclidean metric has been used to measure the length of a path. We consider now several other possible objective functions for measuring path length. Tables 27.3 .1 and 27.3 .2 summarize results. GLOSSARY Lp metric: The Lp distance between q =(qx ,qy )andr =(rx ,ry ) is given by dp(q, r)=[|qx − rx |p + |qy − ry |p]1/p.TheLp length of a polygonal path is the © 2004 by Chapman & Hall/CRC 615
616 J.S.B. Mitchell sum of the Lp lengths of each edge of the path. Special cases of the Lp metric include the L1 metric (Manhattan metric) and the L∞ metric (d∞(q, r)= max{|qx − rx |, |qy − ry |}). Rectilinear path: A polygonal path with each edge parallel to a coordinate axis; also known as an isothetic path. C-oriented path: A polygonal path with each edge parallel to one of a set C of c = |C| fixed orientations. Link distance: The minimum number of edges in a polygonal path from s to t within a polygonal domain P . If the paths are restricted to be rectilinear or C -oriented, then we obtain the rectilinear link distance or C-oriented link distance. Min-link s-t pa t h: A polygonal path from s to t that achieves the link distance. Weighted region problem: Given a piecewise-constant function f : R 2 →R that is defined by assigning a nonnegative weight to each face of a given tri- angulation in the plane. The weighted length of an s-t path π is the path integral, π f(x, y)dσ, of the weight function along π .T heweighted region metric associated with f defines the distance df (s, t) to be the infimum over all s-t paths π of the weighted length of π.Theweighted region problem (WRP) asks for an s-t path of minimum weighted length. Sailor’s problem: Compute a minimum-cost path, where the cost of motion is direction-dependent, and there is a cost L per turn (in a polygonal path). Bounded curvature shortest-path problem: Compute a shortest obstacle- avoiding smooth (C 1) path joining point s, with prescribed velocity orientation, to point t, with prescribed velocity orientation, such that at each point of the path the radius of curvature is at least 1. Maximum concealment path: A path within polygonal domain P that min- imizes the length during which the robot is exposed to a given set of “enemy” observers. This problem is a special case of the weighted region problem, in which weights are 0 (for travel in concealed free space), 1 (for travel in exposed free space), or ∞ (for travel through obstacles). Total turn for an s-t pat h : The sum of the absolute values of all turn angles for a polygonal s-t path. Minimum-time path problem: Find a path to minimize the total time required to move from an initial position, at an initial velocity, to a goal position and velocity, subject to bounds on the allowed acceleration and velocity alongthe path. This problem is also known as the kinodynamic motion planning problem. LINK DISTANCE In the min-link path problem, our goal is to minimize the number of links (and hence the number of turns) in a path connecting s and t. In many problems, the link distance provides a more natural measure of path complexity than the Euclidean length, as well as having applications to curve simplification. In a simple polygon P , a min-link path can be computed in time O(n), as described in Section 28.4; see also [MSD00] for a survey on link distance. In fact, in © 2004 by Chapman & Hall/CRC 616
Chapter 27: Shortest paths and networks 617 TABLE 27.3 .1 Link distance shortest-path problems. PROBLEM COMPLEXITY NOTES SOURCE Min-link path O(EVG α2 (n)logn) polygonal domain [MRW92] Min-link path O(n) simple p olygon [Sur86, Sur90] Rectilinear link path O(n log n)time,O(n)space rectilinear obstacles [DN91] Rectilinear link path O(n) rectilinear simple p olygon [dB91, HS94] C-oriented link path O(c2 n log n)time C-oriented obstacles [AOS94] O(c2n log n) space, preproc builds SPM(s) Two-point link query O(log n)query simple p olygon [AMS95] O(n3 ) space, preproc Two-point rectilinear O(log n)query rectilinear simple p olygon [dB91, HS94] link query O(n log n) space, preproc also is L1-opt Shortest k-link path O(n3 k3 log (Nk/ 1/k )) simple p olygon [MPA92] time O(n)awindow partition of P with respect to a point s can be computed, after which a min-link path from s to t can be reported in time proportional to the link distance. The algorithm described in Section 28.4 computes the partition via “staged illumination,” essentially a form of the continuous Dijkstra method under the link distance metric. In a polygonal domain with holes, min-link paths can also be computed using a staged illumination method, but the algorithm is not simple: it relies on efficient methods for computing a single face in an arrangement of line segments (see Chap- ter 23). A min-link s-t path can be computed in time O(EVG α2 (n) log n), where α(n) is the inverse Ackermann function (Section 47.4). If we consider C -oriented and rectilinear link distance, then some better time/space bounds are possible, and some of these apply also to combined metrics, in which there is a cost for length as well as links. Refer to Table 27.3 .1 for many related results on link distance, including recti- linear link distance, and on two-point queries. See also Table 27.4 .2 for more results specifically on simple polygons. L1 METRIC Instead of measuring path length according to the L2 (Euclidean) metric, consider the problem of computing shortest paths in a polygonal domain P that are short according to the L1 metric. A method based on visibility graph principles allows one to construct a sparse graph (with O(n log n) nodes and edges) that is path-preserving in that it is guaranteed to contain a shortest path between any two vertices. Applying Dijkstra’s algorithm then gives an O(n log 1.5 n) time (O(n log n) space) algorithm for L1 - shortest paths. A method based on the continuous Dijkstra paradigm allows the SPM(s)to be constructed in time O(n log n), using O(n) space [Mit92]. The special property of the L1 metric that is exploited in this algorithm is the fact that the wavefront in this case is piecewise-linear, with wavelets that are line segments of slope ±1, so that the first vertex hit by a wavelet can be determined by rectangular range searching techniques (see Chapter 36). Methods for finding L1 -shortest paths generalize to the case of C-oriented paths, in which c = |C| fixed directions are given. Shortest C -oriented paths © 2004 by Chapman & Hall/CRC 617
618 J.S.B. Mitchell TABLE 27.3 .2 Shortest paths in other metrics. PROBLEM COMPLEXITY NOTES SOURCE L1 -shortest path, SPM(s) O(n log n) polygonal domain [Mit92, Mit89] L1 two-point query O(log2 n)query polygonal domain [CKT00] O(n2 log n)space O(n2 log 2 n)preproc L1 two-point query O(log n)query rectangle obstacles [AC91, AC93] O(n2) space, preproc [EM94] L1 two-point query O(√n)query rectangle obstacles [EM94] O(n1.5) space, preproc L1 approx two-p oint query O(log n)query 3-approx [CK95b] O(n log n)space rectangle obstacles O(n log2 n)preproc C-oriented shortest path O(cn log n) [Mit92] two-point query O(c2 log2 n)query O(c2 n2 log2 n)preproc [CDK01] Weighted region problem O(n8L) (1+ )-approx [MP91] L = O(log nNW ) Weighted region problem O(nlog 1 log n ) (1+ )-approx [AMS00, SR01] geometric parameters Weighted region problem O(n2) weights 0, 1, ∞ [GMMN90] L1 weighted region problem O(n log3/2 n)preproc rectilinear regions [CKT00] O(log n)query single-source queries O(n log n)space L1 WRP, two-p oint query O(log2 n)query rectilinear regions [CKT00] O(n2 log2 n) space, preproc Bounded curvature path O(n4 log n) moderate obstacles [BL96] Sailor’s problem (L =0) O(n2) polygonal domain [Sel95] Sailor’s problem (L>0) poly(n, ) - approx [Sel95] Max concealment O(v2(v + n)2) simple p olygon [GMMN90] v viewpoints O(v4n4) polygonal domain [GMMN90] Min total turn O(EVG log n) polygonal domain [AMP91] can be computed in time O(cn log n). Since the Euclidean metric is approximated to within accuracy O(1/c2 )ifweusec equally spaced orientations, this results in an algorithm that computes, in time O((n/√ ) log n), a path guaranteed to have length within a factor (1+ ) of the Euclidean shortest path length. WEIGHTED REGION METRIC The weighted region problem (WRP) seeks an optimal s-t path according to the weighted region metric df induced by a given piecewise-constant weight function f . This problem is a natural generalization of the shortest-path problem in a polygonal domain: consider a weight function that assigns weight 1 to P and weight ∞ (or a sufficiently large constant) to the obstacles (the complement of P ). The weighted region problem models the minimum-time path problem for a point robot moving in a terrain of varied types (e.g ., grassland, brushland, blacktop, bodies of water, etc.), where each type of terrain has an assigned weight equal to the reciprocal of the maximum speed of traversal for the robot. Assume that f is specified by a triangulation having n vertices, with each face assigned an integer weight α ∈{0, 1,...,W,+∞}. (We can allow each edge of the triangulation to have a weight that is possibly distinct from that of the triangular facets on either side of it; in this way, linear features such as roads can be modeled.) Using an algorithm based on the continuous Dijkstra method, one can find a path © 2004 by Chapman & Hall/CRC 618
Chapter 27: Shortest paths and networks 619 whose weighted length is guaranteed to be within a factor (1+ ) of optimal, where >0 is any user-specified degree of precision [MP91]. The time complexity of the algorithm is O(E · S), where E is the number of “events” in the continuous Dijkstra algorithm, and S is the complexity of performing a numerical search to solve the following subproblem: Find a (1+ )-shortest path from s to t that goes through a given sequence of k edges of the triangulation. It is known that E =Θ(n4 )inthe worst case. The numerical search can be accomplished using a form of binary search that exploits the local optimality condition: An optimal path bends according to Snell’sLawofRefractionwhen crossing a region boundary. This leads to a bound of S = O(k2 log(nN W/ )) on the time needed to perform a search on a k-edge sequence, where N is the largest coordinate of any vertex of the triangulation (and all coordinates are integers). Since one can show that k = O(n2 ), this yields an overall time bound of O(n8L), where L = log(nN W/ ) can be thought of as the bit complexity of the problem instance. A simple and practical approach for computing an approximate solution is based on searching a discrete graph, such as an “edge subdivision graph” or a “pathnet” [LMS01, MM97], placing Steiner points judiciously on the edges (or, possibly interior to faces) of the input subdivision. In fact, using a logarithmic discretization (as in [Pap85]), with care in how Steiner points are placed near vertices [AMS00, SR01], provable approximation guarantees are obtained whose dependence on n is O(n log n), which compares favorably with the worst-case up- per bounds for the algorithm of [MP91]. See Table 27.3 .2. It should be noted, though, that the dependence on 1/ is polynomial (vs. logarithmic) and that the “constants” in the big-O bounds reported conceal dependence on certain geomet- ric parameters that may be unbounded in terms of and the combinatorial input size n. Various special cases of the weighted region problem admit faster and sim- pler algorithms. For example, if the weighted subdivision is rectilinear, and path length is measured according to weighted L1 length, then efficient algorithms for single-source and two-point queries can be based on searching a path-preserving graph [CKT00]. Similarly, if the region weights are restricted to {0, 1, ∞} (while edges may have arbitrary (nonnegative) weights), then an O(n2 ) algorithm can be based on constructing a path-preserving graph similar to a visibility graph. This also leads to an efficient method for performing lexicographic optimization, in which one prioritizes various types of regions according to which is most important for path length minimization. MINIMUM-TIME PATHS The kinodynamic motion planning problem (also known as the minimum-time path problem) is a nonholonomic motion planning problem in which the objective is to compute a trajectory (a time-parameterized path, (x(t),y(t))) within a domain P that minimizes the total time necessary to move from an initial configuration (position and initial velocity) to a goal configuration (position and velocity), subject to bounds on the allowed acceleration and velocity along the path. The minimum- time path problem is a difficult optimal control problem; optimal paths will be complicated curves given by solutions to differential equations. The bounds on acceleration and velocity are most often given by upper bounds on the L∞ norm (the “decoupled case”) or the L2 norm (the “coupled case”). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 619
620 J.S.B. Mitchell If there is an upper bound on the L∞ norm of the velocity and acceleration vec- tors, one can obtain an exact, exponential-time, polynomial-space algorithm, based on characterizing a set of “canonical solutions” (related to “bang-bang” controls) that are guaranteed to include an optimal solution path. This leads to an expression in the first-order theory of the reals, which can be solved exactly; see Chapter 33. However, it remains an open question whether or not a polynomial-time algorithm exists. Donald et al. [DXCR93, DX95, RW00] developed approximation methods, in- cluding a polynomial-time algorithm that produces a tra jectory requiring time at most (1 + ) times optimal, for the decoupled case. Their approach is to dis- cretize (uniformly) the four-dimensional phase space that represents position and velocity, with special care to ensure that the size of the grid is bounded by a poly- nomial in 1/ and n. Approximation algorithms for the coupled case are also known [DX95, RT94]. A closely related shortest-path problem is the bounded curvature shortest- path problem, in which we require that no point of the path have a radius of curvature less than 1. For this problem, (1+ )-approximation algorithms are known, with polynomial (O( n 2 2 log n)) running time [WA96]. The problem is known to be NP-hard in a polygonal domain [RW98]. For the special case in which the obstacles are “moderate” (have differentiable boundary curves, with radius of curvature at least 1), both an approximation algorithm and an exact O(n4 log n) algorithm have been found [BL96]. OPTIMAL ROBOT MOTION So far, we have considered only the problem of optimally moving a poi nt robot. If the robot is modeled as a circle, or as a nonrotating polygon, then many of the results carry over by simply applying the standard configuration space approach in motion planning (see Chapters 47 and 48): “shrink” the robot to a (reference) point, and “grow” the obstacles (using a Minkowski sum) so that the complement of the grown obstacles models the region of the plane for which there is no collision with an obstacle if the robot has its reference point placed there. Optimal motion of rotating noncircular robots is a much harder problem. Even the simplest case, of moving a (unit) line segment (a ladder) in the plane, is highly nontrivial. One notion of optimal motion requires that we minimize the average distance traveled by a set of k fixed points, evenly distributed along the ladder. This “dk -distance” in fact defines a metric (for k ≥ 2). The special case of k = 2 is the well-known Ulam’s problem, for which optimal motions are fully characterized in the absence of obstacles [IRWY93]. The case of k = ∞ is an especially interesting case, requiring that we compute a minimum work motion of a ladder; however, no results are known for this problem. (The work measuresthe integral (over λ ∈ [0, 1]) of the path length, L(λ), for each infinitesimal subsegment of length dλ.) While d1 does not define a metric, several cases of d1 -motion, and its generalization of measuring the distance traveled by any fixed “focus” F on the ladder, have been studied. In particular, if F is restricted to move on the visibility graph of a polygonal environment, polynomial-time algorithmsareknown. Without restrictions, minimizing the d1-distance (for any F not at an endpoint of the ladder) is NP-hard, but there exists an approximation algorithm [AKY96]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 620
Chapter 27: Shortest paths and networks 621 MULTIPLE CRITERION OPTIMAL PATHS The standard shortest-path problem asks for paths that minimize some one ob- jective (length) function. Frequently, however, an application requires us to find paths to minimize twoormore objectives; the resulting problem is a bicriterion (or multi-criterion) shortest-path problem. A path is called efficient or Pareto optimal if no other path has a better value for one criterion without having a worse value for the other criterion. Multi-criterion optimization problems tend to be hard. Even the bicriterion path problem in a graph is NP-hard: Does there exist a path from s to t whose length is less than L and whose weight is less than W ? Pseudo-polynomial-time algorithms are known, and many heuristics have been devised. In geometric problems, various optimality criteria are of interest, including any pair from the following list: Euclidean (L2) length, rectilinear (L1) length, other Lp metrics, link distance, total turn, and so on. NP-hardness lower bounds areknown for several versions [AMP91]. One problem of particular interest is to compute a Euclidean shortest path within a polygonal domain, constrained to have at most k links. No exact solution is currently known for this problem. Part of the difficulty is that a minimum-link path will not, in general, lie on the visibility graph (or on any simple discrete graph). Furthermore, the computation of the turn points of such an optimal path appears to require the solution to high-degree polynomials. A(1+ )-approximation to the shortest k-link path in a simple polygon P can be found in time O(n3 k3 log (Nk/ 1/k)), where N is the largest integer coordinate of any vertex of P [MPA92]. In a simple polygon, one can always find an s-t path that simultaneously is within a factor 2 of optimal in link distance and within a factor √ 2 of optimal in Euclidean length; a corresponding result is not possible for polygons with holes. However, in O(kE2 VG ) time, one can compute a path in a polygonal domain having at most 2k links and length at most that of a shortest k-link path. In a rectilinear polygonal domain, efficient algorithms are known for the bicri- terion path problem that combines rectilinear link distance and L1 length [LYW96]. For example, efficient algorithms are known in two or more dimensions for comput- ing optimal paths according to a combined metric, defined to be a linear combination of rectilinear link distance and L1 path length [dBvKNO92]. (Note that this is not the same as computing the Pareto-optimal solutions.) Chen et al. [CDK97] give ef- ficient algorithms for computing a shortest k-link rectilinear path, a minimum-link shortest rectilinear path, or any combined objective that uses a monotonic function of rectilinear link length and L1 length in a rectilinear polygonal domain. Single- source queries can be answered in time O(log n), after O(n log 3/2 n) preprocessing time to construct a data structure of size O(n log n); two-point queries can be an- swered in time O(log 2 n), using O(n2 log 2 n) preprocessing time and space [CDK97]. OPEN PROBLEMS 1. Can a minimum-link path in a polygonal domain be computed in subquadratic time? The only lower bound known is Ω(n log n). 2. What is the smallest size data structure for a simple polygon P that allows logarithmic-time two-point link distance queries? © 2004 by Chapman & Hall/CRC 621
622 J.S.B. Mitchell 3. For a polygonal domain (with holes), what is the complexity of computing a shortest k-link path between two given points? 4. What is the complexity of the ladder problem for a polygonal domain, in which the cost of motion is the total work involved in translation/rotation? 5. Is it NP-hard to minimize the d1 -distance of a ladder endpoint? 6. What is the complexity of the bounded curvature shortest-path problem ina simple polygon? 27.4 OTHER NETWORK OPTIMIZATION PROBLEMS All of the problems considered so far involved computing a shortest path from one point to another (or from one point to all other points). We consider now some other network optimization problems, in which the objective is to compute a shortest path, cycle, tree, or other graph, subject to various constraints. A summary of results is given in Table 27.4 .1. GLOSSARY Minimum spanning tree (MST) of S: A tree of minimum total length whose nodes are a given set S of n points, and whose edges are line segments joining pairs of points. Minimum Steiner spanning tree (Steiner tree) of S: A tree of minimum total length whose nodes are a superset of a given set S of n points, and whose edges are line segments joining pairs of points. Those nodes that are not points of S are called Steiner points. k-minimum spanning tree (k-MST): A minimum-length tree that spans some subset of k ≤ n points of S. Traveling salesman problem (TSP): Find a shortest cycle that visits every point of a set S of n points. MAX TSP: Find a longest cycle that visits every point of a set S of n points. Minimum latency tour problem: Find a tour on S that minimizes the sum of the “latencies,” where the latency of p ∈ S is the length of the tour from the given depot to p. Also known as the deliveryman problem or the traveling repairman problem. k-Traveling repairman problem: Find k tours covering S for k repairmen at a common depot, minimizing the total latency. Min/max-area TSP: Find a cycle on a given set S of points such that the cycle defines a simple polygon of minimum/maximum area. TSP with neighborhoods: Find a shortest cycle that visits at least one point in each of a set of neighborhoods (e.g ., polygons), {P1 ,P2,...,Pk }. Touring polygons problem: Find a shortest path/cycle that visits in order at least one point of each polygon in a sequence (P1,P2,...,Pk ). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 622
Chapter 27: Shortest paths and networks 623 Watchman route (path) problem: Find a shortest cycle (path) within a poly- gonal domain P such that every point of P is visible from some point of the cycle. Lawnmowing problem: Find a shortest cycle (path) for the center of a disk (a “lawnmower” or “cutter”) such that every point of a given (possibly discon- nected) region is covered by the disk at some position along the cycle (path). Milling problem: Similar to the lawnmowing problem, but with the constraint that the cutter must at all times remain inside the given region (the “pocket” to be milled). Zookeeper’s problem: Find a shortest cycle in a simple polygon P (the zoo) through a given vertex v such that the cycle visits every one of a set of k disjoint convex polygons (cages), each sharing an edge with P . Aquarium-keeper’s problem: Find a shortest cycle in a simple polygon P (the aquarium) such that the cycle touches every edge of P . Safari route problem: Find a shortest tour visiting a set of convex polygonal cages attached to the inside wall of a simple polygon P . Relative convex hull of point set S within simple polygon P : The shortest cycle within P that surrounds S . The relative convex hull is necessarily a simple polygon, with vertices among the points of S and the vertices of P . Monotone path problem: Find a shortest monotone path (if any) from s to t in a polygonal domain P . A polygonal path is monotone if there exists a direction vector d such that every directed edge of the path has a nonnegative inner product with d. MINIMUM SPANNING TREES The (Euclidean) minimum spanning tree problem can be solved to optimality in the plane in time O(n log n) by appealing to the fact that the MST is a subgraph of the Delaunay triangulation; see Chapters 22 and 24. Efficient approximations in Rd are based on spanners (Section 27.6). The Steiner tree and k-MST problems, however, are NP-hard. Polynomial-time approximation schemes have been obtained, allowing one, for any fixed >0, to get within a factor (1+ ) of optimality [Aro98, Mit99], in fact in time O(n log n)in any fixed dimension [RS98]. TRAVELING SALESMAN PROBLEM The traveling salesman problem is a classical problem in combinatorial optimiza- tion, and has been studied extensively in its geometric forms. The problem is NP-hard, but has a simple 2-approximation algorithm based on “doubling” the minimum spanning tree. The somewhat more involved Christofides heuristic yields a 1.5 -approximation factor, which, until recently, was the best factor known. There is now a polynomial-time approximation scheme for geometric versions of the pla- nar TSP, allowing one, for any fixed >0, to get within a factor (1+ ) of optimal- ity [Aro98, Mit99], in fact in time O(n log n) in any fixed dimension [RS98]. This result is based on a generalization of the notion of t-spanners (Section 27.6)—the “t-banyan”—which approximates to within factor t the interconnection cost (allow- ing Steiner points) for subsets of sites of any cardinality (not just 2 sites, as in the © 2004 by Chapman & Hall/CRC 623
624 J.S.B. Mitchell TABLE 27.4 .1 Other optimal path/cycle/network problems. PROBLEM COMPLEXITY NOTES SOURCE Minimum spanning tree (MST) O(n log n) exact, in R 2 [PS85] inR d O(n log n) (1+ )-approx, fixed d [CK95a] Steiner tree in R d O(n log n) (1+ )-approx, fixed d [RS98] k-MST in R d O(n log n) (1+ )-approx, fixed d [RS98] Min-cost biconnected subgraph (1+ )-approx O(n log n) [CL00] Traveling salesman (TSP) in R d O(n log n) (1+ )-approx, fixed d [RS98] MAX TSP NP-hard in R 3 (1+ )-approx [BFJ+ 02] O(n) L1,L∞ in R 2 [BFJ+ 02] O(nf −2 log n) f-facet polyhedral norm [BFJ+ 02] Min-area TSP NP-complete [Fek00] Max-area TSP NP-complete (1/2)-approx [Fek00] TSP with neighborhoods NP-hard O(log n)-approx [MM95] O(1)-approx special regions [AH94, DM01] O(1)-approx disjoint fat regions [dBGK+ 02] (1+ )-approx disjoint unit disks [DM01] Touring polygons problem NP-hard (1+ )-approx [DELM03] O(nk2 log n) convex p olygons [DELM03] O(nk log(n/k)) disjoint convex p olygons [DELM03] Minimum latency problem 3.59 -approx poly time [GK99] (1+ )-approx nO(log n/ 2 ) time [AK03] k-Traveling repairman problem 8.497-approx [FHR03] Watchman route O(n4 log n) simple polygon [DELM03] (fixed source) O(n3 log n) simple polygon [DELM03] O(n) rectilinear simple p olygon [CN91] NP-hard polygonal domain [CN88] Min-link watchman NP-hard O(log n)-approx [AMP03] NP-hard simple polygon [AL93] O(1)-approx simple polygon [AL95] Lawnmowing problem NP-hard O(1)-approx [AFM00] Milling problem O(1)-approx simple polygon [AFM00] NP-hard, O(1)-approx polygonal domain [AFM00] Simple s-t Hamiltonian path O(n2 m2) m points in simple n-gon [CCS00] NP-Complete polygonal domain [CCS00] Aquarium-keeper’s problem O(n) simple polygon [CEE+ 91] Zookeeper’s problem O(n log n) simple polygon [Bes02] Relative convex hull Θ(n+klogkn) k points in simple n-gon [GH89] Monotone path problem O(n3 log n) [ACM89] case of t-spanners). It is shown that for any fixed >0andd ≥ 1, there exists a(1+ )-banyan having O(n) vertices and O(n) edges, computable in O(n log n) time. The TSP-with-neighborhoods problem arises when we require the tour/path to visit a set of regions, rather than a set of points. Constant-factor approximation algorithms are known for some special cases [AH94, dBGK+02, DM01], and an O(log n)-approximation algorithm is known for the general case in the plane. A closely related problem is that of computing an optimal path for a lawn- mower, modeled as, say, a circular cutter that must sweep out a region that covers a given domain of “grass.” This problem is NP-hard in general, but constant-factor approximation algorithms are known. WATCHMAN ROUTE PROBLEM Another problem closely related to the TSP is the watchman route problem, which can be thought of as a shortest-path/tour problem in which we have the constraint © 2004 by Chapman & Hall/CRC 624
Chapter 27: Shortest paths and networks 625 that the path/tour must visit the visibility region associated with each point of the domain. In the case of a simple polygonal domain, the watchman route problem has an O(n4 log n) time algorithm to compute an exact solution and O(n3 log n) is possible if we are given a point through which the tour must pass [DELM03]. In the case of a polygonal domain with holes, the problem is easily seen to be NP-hard (from Euclidean TSP), and the best approximation algorithm is one with factor O(log n), assuming rectilinear visibility. OPEN PROBLEMS 1. Is the MAX TSP NP-hard in the Euclidean plane? What if the tour is required to be noncrossing? 2. Is there a PTAS for the minimum latency problem for points in fixed dimen- sion? 3. Can one obtain a PTAS for the TSP with neighborhoods problem if the regions are disjoint? (Hardness of approximation is known for general re- gions [dBGK+02].) Is there an O(1)-approximation if the neighborhoods are not connected sets (e.g ., if the neighborhoods are pairs of points)? 4. Is the milling problem in simple polygons NP-hard? 5. Does the watchman route problem in a polygonal domain have an O(1)- approximation algorithm? Is there a PTAS? 27.5 HIGHER DIMENSIONS GLOSSARY Polyhedral domain: AsetP ⊂ R3 whose interior is connected and whose boundary consists of a union of a finite number of triangles. (The definition is readily extended to d dimensions, where the boundary must consist of a union of (d−1)-simplices.) The complement of P consists of connected (polyhedral) components, which are the obstacles. Orthohedral domain: A polyhedral domain having each boundary facet or- thogonal to one of the coordinate axes. Polyhedral surface: A connected union of triangles, with any two triangles in- tersecting in a common edge, a common vertex, or not at all, and such that every point in the relative interior of the surface has a neighborhood homeomorphic toadisk. Edge sequence: The ordered list of obstacle edges that are intersected by a path. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 625
626 J.S.B. Mitchell COMPLEXITY In three or more dimensions, most shortest-path problems become very difficult. In particular, there are two sources of complexity, even in the most basic Euclidean shortest-path problem in a polyhedral domain P . One difficulty arises from algebraic considerations. In general, the structure of a shortest path in a polyhedral domain need not lie on any kind of discrete graph. Shortest paths in a polyhedral domain will be polygonal, with bend points that generally lie interior to obstacle edges, obeying a simple “unfolding” property: The path must enter and leave at the same angle to the edge. It follows that any locally optimal subpath joining two consecutive obstacle vertices can be “unfolded” at each edge along its edge sequence, thereby obtaining a straight segment.Given an edge sequence, this local optimality property uniquely identifies a shortest path through that edge sequence. However, to compare the lengths of two paths, each one shortest with respect to two (different) edge sequences, requires exponentially many bits, since the algebraic numbers that describe the optimal path lengths may have exponential degree. A second difficulty arises from combinatorial considerations. The number of combinatorially distinct (i.e., having distinct edge sequences) shortest paths be- tween two points may be exponential. This fact leads to a proof of the NP-hardness of the shortest-path problem [CR87], even if the obstacles are simply a set of parallel triangles. Thus, it is natural to consider approximation algorithms for the general case, or to consider special cases for which polynomial bounds are achievable. SPECIAL CASES If the polyhedral domain P has only a small number k of convex obstacles, a shortest path can be found in nO(k) time. If the obstacles are known to be vertical “buildings” (prisms) having only k different heights, then shortest paths can be found in time O(n6k−1 ), but it is not known if this version of the problem is NP- hard if k is allowed to be large. If we require paths to stay on a polyhedral surface (i.e., the domain P is es- sentially 2D), then the unfolding property of optimal paths can be exploited to yield polynomial-time algorithms. The continuous Dijkstra paradigm leads to an algorithm requiring O(n2) time (and O(n) space) algorithm to construct a short- est path map (or a geodesic Voronoi diagram), where n is the number of vertices of the surface [CH96, MMP87]. Kapoor [Kap99, O99] has recently announced an O(n log 2 n) time algorithm based on the continuous Dijkstra paradigm. Several facts are known about the set of edge sequences corresponding to short- est paths on the surface of a convex polytope P in R 3 . In particular, the worst-case number of distinct edge sequences that correspond to a shortest path between some pair of points is Θ(n4 ), and the exact set of such sequences can be computed in time O(n6 β(n) log n), where β(n)=o(log ∗ n) [AAOS97]. (A simpler O(n6) algorithm can compute a small superset of the sequences.) The number of maximal edge sequences for shortest paths is Θ(n3). Some of these results depend on a careful study of the star unfolding with respect to a point p on the boundary, ∂P ,ofP . The star unfolding is the (nonoverlapping) cell complex obtained by subtracting from ∂P the shortest paths from p to the vertices of P , and then flattening the © 2004 by Chapman & Hall/CRC 626
Chapter 27: Shortest paths and networks 627 resulting boundary. Results on exact algorithms for special cases are summarized in Table 27.5 .1 . APPROXIMATION ALGORITHMS Papadimitriou [Pap85] was the first to study the general problem from the point of view of approximations. He gave a fully polynomial approximation scheme that produces a path guaranteed to be no longer than (1+ ) times the length of a shortest path. His algorithm requires time O(n3 (L + log(n/ ))2/ ), where L is the number of bits necessary to represent the value of an integer coordinate of a vertex of P . Clarkson [Cla87] also gives a fully polynomial approximation scheme, which improves upon that of Papadimitriou in the case that n 3 is large. Choi, Sellen, and Yap [CSY95, CSY97] have re-examined closely the analysis of Papadimitriou and have addressed some inconsistencies found in the original al- gorithm, drawing attention to the distinction between bit complexity and algebraic complexity. They have also introduced the notion of “precision-sensitivity” in algo- rithms, writing the complexity in terms of an implicit parameter, δ , that measures the implicit precision of the input instance [CSY95]. Har-Peled [HP98] shows how to compute an approximate shortest path map in polyhedral domains, computing, for fixed source s and 0 < <1, a subdivision of size O(n2 / 4+δ ) in time roughly O(n4 / 6), so that for any point t∈R3 a(1+ )-approximation of the length of a shortest s-t path can be reported in time O(log(n/ )). Considerable effort has been devoted to approximation algorithms for short- est paths on polyhedral surfaces. Given a convex polytope obstacle, Agar- wal et al. [AHPSV97] show how to surround the polytope with a constant-size (O( −3/2), now improved to O( −5/4) [CLM03]) convex polytope having the prop- erty that shortest paths are approximately preserved (within factor (1 + )) on the outer polytope. This results in an approximation algorithm of time complexity O(n log(1/ )+f ( −5/4)), where f(m) denotes the time complexity of solving ex- actly a shortest-path problem on an m-vertex convex surface (e.g., f (m)=O(m2 ) using [CH96], f(m)=O(m log 2 m) using [Kap99]). Har-Peled [HP99] gives an O(n)-time algorithm to preprocess a convex polytope so that a two-point query can be answered in time O((log n)/ 3/2 +1/ 3), yielding the (1 + )-approximate shortest path distance, as well as a path having O(1/ 3/2) segments that avoids the interior of the input polytope. Varadarajan and Agarwal [VA99] obtained the first subquadratic-time algo- rithms for approximating shortest paths on general (nonconvex) polyhedral sur- faces, computing a 7(1 + )-approximation in O(n5/3 log 5/3 n)time, or a 15(1+)- approximation in O(n8/5 log 8/5 n) time. Their method is based on a partitioning of the surface into O(n/r) patches, each having at most r faces, using a planar separator theorem. (The parameter r is chosen to be n1/3 log 1/3 n or n2/5 log 2/5 n.) Then, on the boundary of each patch, a carefully selected set of points (“portals”) is selected, and these are interconnected with a graph that approximates shortest paths within each patch. Practical approximation algorithms are based on searching a discrete graph (an “edge subdivision graph,” or a “pathnet”)[LMS01, MM97] by placing Steiner points judiciously on the edges (or, possibly interior to faces) of the input surface. This approach applies also to the case of weighted surfaces and weighted convex © 2004 by Chapman & Hall/CRC 627
628 J.S.B. Mitchell TABLE 27.5 .1 Shortest paths in 3-space: exact algorithms. OBSTACLES/DOMAIN COMPLEXITY NOTES SOURCE Polyhedral domain NP-hard also for convex obstacles [CR87] k convex p olytop es nO(k) fixed k [Sha87] Vertical buildings O(n6k−1 ) k different heights [GNT89] Axis-parallel boxes O(n2 log3 n) L1 metric [CKV87] Axis-parallel disjoint boxes O(n2 log n) L1 metric [CY95] monotonicity of paths in R d [CY96] Axis-parallel boxes in R d O(nd log n)preproc combined L1 , link metric [dBvKNO92] O(log d−1 n)query single-source queries O((n log n)d−1 )space Polyhedral surface O(n log2 n)time builds SPM(s), geodesic Voronoi [Kap99] Two-p oint query O((√n/m1/4 )logn)query convex p olytop e [AAOS97] O(n6m1+δ) space, preproc 1 ≤ m ≤ n2, δ>0 Geodesic diameter O(n8 log n) convex polytope [AAOS97] decompositions of R3; see the earlier discussion of the weighted region problem. One can obtain provable results on the approximation factor; see Table 27.5 .2. It is worth noting, however, that these complexity bounds are under the assumption that certain geometric parameters are “constants”; these parameters may be unbounded in terms of and the combinatorial input size n. OTHER METRICS Link distance in a polyhedral domain in R d can be approximated (within factor 2) in polynomial time by searching a weak visibility graph whose nodes correspond to simplices in a simplicial decomposition of the domain. The complexity of computing the exact link distance is open. For the case of orthohedral domains and rectilinear (L1) shortest paths, the shortest-path problem in R d becomes relatively easy to solve in polynomial time, since the grid graph induced by the facets of the domain serves as a path-preserving graph that we can search for an optimal path. In R 3 , we can do better than to use the O(n3) grid graph induced by O(n) facets; an O(n2 log 2 n) size subgraph suffices, which allows a shortest path to be found using Dijkstra’s algorithmin time O(n2 log 3 n). More generally, in R d one can compute a data structure of size O((n log n)d−1 ), in O(nd log n) preprocessing time, that supports fixed-source link distance queries in O(log d−1 n) time. In fact, this last result can be extended, within the same complexities, to the case of a combined metric, in which pathcost is measured as a linear combination of L1 length and rectilinear link distance. For the special case of disjoint rectilinear box obstacles and rectilinear(L1) shortest paths, a recent structural result may help in devising very efficient algo- rithms: There always exists a coordinate direction such that every shortest path from s to t is monotone in this direction [CY96]. In fact, this result has led to an O(n2 log n) algorithm for the case d =3. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 628
Chapter 27: Shortest paths and networks 629 TABLE 27.5 .2 Shortest paths in 3-space: approximation algorithms. OBSTACLES/DOMAIN COMPLEXITY NOTES SOURCE Polyhedral domain O(n4 (L+log(n ))2/ 2) (1+ )-approx [Pap85] O(n2 polylog n/ 4) (1+ )-approx [Cla87] Polyhedral domain O( n2 3 log1logn) (1+ )-approx [AMS00] geometric parameters Weighted polyhedral domain O(n 3 log 1 ( 1√ +logn)) (1+ )-approx [AMS00] n convex faces geometric parameters One convex obstacle O( −5/4√ n) expected (1+ )-approx [CLM03] k convex p olytop es O(n) 2k-approx [HS98] Convex polyhedral surface O(n log 1 +1 3) (1+ )-approx [AHPSV97] Convex polyhedral surface O(log n )query single-source queries [HP98] O(n 3log1+n 1.5 log 1 log n)preproc O( n log 1 )sizeSPM Convex polyhedral surface O(1 1.5 log n+ 1 3 )query (1+ )-approx [HP99] O(n)preproc two-point query Nonconvex polyhedral surface O(log n )query single-source queries [HP98] O(n2 log n+ n log 1 log n )preproc O( n log 1 )sizeSPM Convex polyhedral surface O(n+ 1 6 (1− ) -approx diameter [HP99] Nonconvex polyhedral surface O(n5/3 log5/3 n) 7(1+ )-approx [VA99] O(n8/5 log8/5 n) 15(1+ )-approx [VA99] Nonconvex polyhedral surface O(n log 1 log n) (1+ )-approx [AMS00] geometric parameters Vertical buildings O(n2) 1.1 -approx [GNT89] Min-link, polyhedral domain poly(n) 2-approx OPEN PROBLEMS 1. Can one compute shortest paths on a polyhedral surface in R 3 in O(n log n) time using O(n) space? 2. Can one compute a shortest path map for a polyhedral domain in output- sensitive time? 3. What is the complexity of the minimum-link path problem in 3-space? 4. What is the complexity of the shortest-path problem in 3-space for special cases of obstacles—e.g ., disjoint axis-parallel boxes, unit spheres, etc.? 27.6 GEOMETRIC SPANNERS GLOSSARY Geometric graph: AgraphG =(V, E) together with an embedding in R d that maps vertices V to points and edges E t)o straight line segments. (See Chapter 10.) Euclidean graph: A geometric graph with Euclidean lengths associated with the edges. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 629
630 J.S.B. Mitchell Complete geometric graph: A geometric graph G =(V, E) whose edge set E joins each pair of points of V . θ-Graph: A geometric graph in which each v ∈ V is joined by an edge to a “closest” point u ∈ V ∩ Ci , where each Ci is a wedge with apex v and angle at most θ. Planar straight-line graph (PSLG): A geometric graph G =(V, E) embed- dedinR 2 with noncrossing edges. t-Spanner: A subgraph G =(V, E ) of a graph G =(V, E) such that for any u, v ∈ V the distance δG (u, v) within G is at most t times the distance δG(u, v) within G. We focus on Euclidean t-spanners for which the underlying graph G is the complete Euclidean graph in R d . Planar t-spanner: A Euclidean t-spanner that is a PSLG in R 2 . Dilation, t ∗ , of a Euclidean graph G =(V, E): t∗ = max u,v∈V,u=v δG(u, v) δ2(u, v) where δ2(u, v) is the Euclidean distance between u and v.Thus,t ∗ is the smallest value of t for which G is a Euclidean t-spanner. The dilation is also known as the stretch factor or the spanning ratio of G. Size of a Euclidean graph G =(V, E): The number of edges, |E|. Weight of a Euclidean graph G =(V, E): The sum of the Euclidean lengths ofalledgese∈E. Degree of a graph G =(V, E): The maximum number of edges incident on a common vertex v ∈ V . k-Vertex Fault-Tolerant t-Spanner: A t-spanner with the property that the removal of any subset of at most k nodes, along with the incident edges, results in a subgraph that remains a t-spanner on the remaining set of points. Well-separated pairs decomposition (WSPD) of a set S ⊂ Rd of points for a fixed separation constant s>0: A set, {{A1 ,B1}, {A2 ,B2},...,{Am ,Bm}},of pairs of nonempty subsets of S such that (i) Ai ∩ Bi = ∅,foreachi =1, 2,...,m; (ii) each pair of distinct elements {a, b}⊂S has a unique pair {Ai ,Bi} with a ∈ Ai, b ∈ Bi; and (iii) Ai and Bi are well-separated. Sets X and Y are wel l-separated if there are two radius-r enclosing balls, BX ⊃ X and BY ⊃ Y , such that the distance between BX and BY is at least sr.Thesize of the WSPD is m. Fair-split tree T associated with a set S ⊂ Rd : A binary tree, with each node ν having an associated subset S(ν) ⊆ S and the axis-parallel bounding box R(ν)ofS(ν), such that (i) |S(ν)| =1ifν is a leaf; and (ii) for each internal node ν , there exists a hyperplane orthogonal to the longest edge, ξ ,ofR(ν) separating the sets, S(ν1)andS(ν2), associated with the two children of ν , such that the hyperplane is at distance at least |ξ|/3 from each of the sides of R(ν) parallel to it. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 630
Chapter 27: Shortest paths and networks 631 t-SPANNERS A natural greedy algorithm, similar to Kruskal’s minimum spanning tree algorithm, can be used to construct t-spanners: Given an input geometric graph G =(V, E) and a real number t>1. Initialize edge set E ←∅. For each edge (u, v) ∈ E , considered in nondecreasing order of length δ2(u, v), if δG (u, v) >t· δ2(u, v), then E ← E ∪{(u, v)}. Output the graph G =(V,E ). The greedy algorithm results in a t-spanner of size O(n), weight O(log n) ·|MST|, and degree O(1), for any fixed dimension d and dilation t>1[ADD+93, CDNS95]. It can be applied also to general (nongeometric) graphs with weighted edges. The θ-graph construction explicitly takes advantage of geometry and yields a t-spanner with dilation arbitrarily close to 1; specifically, t =1+O(1/θ), for sufficiently small θ [ADD+93, Kei88, Yao82]. Callahan and Kosaraju [CK95a] defined the notion of a well-separated pair decomposition (WSPD) and showed the remarkable theorem that a WSPD of size O(n) can be constructed in time O(n), given a fair split tree of an input set S of n points in R d , for any fixed dimension d and separation constant s. (More precisely, the size of the WSPD is O(sd n).) A fair split tree can be constructed using quadtree methods in time O(n log n) for any fixed dimension. By selecting a representative edge from each pair in a WSPD, one obtains a t-spanner of size O(n) with dilation that can be made arbitrarily close to 1, de- pending on the separation constant s. The WSPD has numerous other applications in approximation algorithms for geometric network optimization. One important application is to give a (1 + )-approximation algorithm, running in time O(n log n), for Euclidean minimum spanning trees in any fixed dimension d for any fixed >0. One can in fact obtain t-spanners for n points in R d that are simultaneously good with respect to size, weight, and degree—size O(n), weight O(|MST|), and bounded degree (independent of the dimension d). Gudmundsson et al. [GLN02] show that such spanners can be computed in time O(n log n), improving the pre- vious bound of O(n log 2 n) [DN97] and re-establishing the time bound claimed in Arya et al [ADM+95] (which was found to be flawed). Ω(n log n) time is required for constructing any t-spanner for n points in R d in the algebraic decision tree model [CDS01]. Levcopoulos et al. [LNS02] showed that k-vertex fault-tolerant spanners of size O(k2 n) can be constructed in time O(n log n + k2 n); alternatively, spanners of size O(kn log n) can be constructed in time O(kn log n). Lukovszki [Luk99] and recently Czumaj and Shao [CZ03] have shown how to obtain even smaller, degree-bounded low-weight k-vertex fault-tolerant spanners; degree O(k) and weight O(k2|MST|) can be obtained, and these bounds are asymptotically optimal. The dilation (stretch factor) of a graph G =(V, E) can be computed exactly in worst-case time O(n2 log n + n|E|) using an all-pairs shortest path computation. Given a Euclidean graph with n vertices and m edges, its dilation (stretch factor) can be (1 + )-approximated in time O(m + n log n) [GLNS02a]. Narasimhan and Smid [NS02] have studied the bottleneck stretch factor problem, in which the goal is to be able to compute quickly, for any given b>0, an approximate stretch factor of the bottleneck graph Gb =(V, Eb) whose edge set Eb consists of those edges of the complete graph whose length is at most b. We say that t is a (c1,c2)-approximate © 2004 by Chapman & Hall/CRC 631
632 J.S.B. Mitchell stretch factor of a graph if the true stretch factor, t ∗ , satisfies t/c1 ≤ t∗ ≤ c2 t.A data structure of size O(log n) can be constructed that supports O(log log n)-time queries, for any b>0, yielding a (c1 ,c2 )-approximate stretch factor of Gb .Th e construction of the data structure, which is based on a WSPD, is done using a randomized algorithm with expected running time that is slightly subquadratic. Spanners can be computed for geodesic distances in a polygonal domain P :a (1+ )-spanner of the visibility graph VG(P ) can be computed in time O(n log n), for any >0[ACC+96]. Geometric spanners can be used to obtain very efficient approximate two-point shortest path distance queries. For any constant t>1, a t-spanner G for n points in R d with m edges can be processed in time O(m log n), building a structure of size O(n log n), to support (1 + )-approximate shortest path (in G) distance queries in O(1) time between any two vertices of G. (A path can be reported in additional time proportional to the number of its edges.) Then,ifthe visibility graph VG(P )isat-spanner of the vertices of P , for some constant t,one obtains O(1)-time (resp., O(log n)-time) (1+ )-approximate shortest path distance queries between any two vertices (resp., points) of P . The assumption on VG(P ) holds if P has the “t-rounded” property for some t: the shortest path distance between any pair of vertices is at most t times the Euclidean distance between them; such is the case if the obstacles are fat, as shown by Chew et al. [CDKK02]. PLANAR t-SPANNERS For point sets in the plane it is natural to consider constructing planar t-spanner networks. One cannot hope, in general, to obtain planar t-spanners with t arbi- trarily close to 1: four points at the corner of a square have no t-spanner with t< √ 2. The first result on planar t-spanners is due to Chew [Che86], who showed that the Delaunay triangulation in the L1 metric is a √ 10-spanner for the complete Euclidean graph. (It is a √ 5-spanner for the complete graph whose length are measured in the L1 metric.) Chew [Che89] improved this result, showing that the Delaunay triangulation in the convex distance function based on an equilateral triangle is a planar graph with dilation at most 2. This is the current best dilation known for a planar t-spanner; the lower bound is √ 2, given by the example just mentioned. The Euclidean Delaunay triangulation cannot, in general, yield a t-spanner with t<π/2, as shown by the example of placing points around a circle. The best known upper bound on the dilation, τDel , of the Euclidean Delaunay triangulation, is 4 √ 3 9 π ≈ 2.42 [KG92]. It is known that β -skeletons, for any β>0, can have un- bounded dilation [Epp00]; in particular, the Gabriel graph (β = 1) and the relative neighborhood graph (β = 2) are not t-spanners for any constant t. The minimum weight triangulation and the greedy triangulation (see Chapter 24) are t-spanners for constant t. This follows from a more general result of Das and Joseph [DJ89], who show that a PSLG is a t-spanner if it has the “diamond property” and the “good polygon property.” A fat triangulation triangulation of S, for which the aspect ratio (ratio of the length of the longest side to the corresponding height) of every triangle is at most α, is known to be a 2α-spanner [KG01]. One can compute planar t-spanners of low weight. In linear time, for any r>0, a planar t-spanner, with t = (1+1/r)τDel , of weight at most (2r+1)|MST| can be computed from a Delaunay triangulation, where τDel is the dilation of the Delaunay © 2004 by Chapman & Hall/CRC 632
Chapter 27: Shortest paths and networks 633 triangulation [LL92] One can compute in time O(n log n) a planar t-spanner that is simultaneously low weight (O(|MST|)) and low degree (degree at most 14+ 2π α ), where t = max{ π 2 ,πsin α 2 +1}·τDel(1+ ) and 0 <α< π 2 . One can compute in time O(n log n) a planar t-spanner that is simultaneously low weight (O(|MST|)) and low degree (degree at most 27), with t =(π+1)(1+ )τDel ≈ 10.02 and any >0 [BGS02]. Planar t-spanners are also known for geodesic distances. A conforming trian- gulation for a polygonal domain P having triangles of aspect ratio at most α is a 2α-spanner for geodesic distances between vertices of P [KG01]. (A triangulation is conforming for P if all vertices of P is a vertex of the triangulation and each edge of P is the union of some edges of the triangulation.) The constrained Delaunay triangulation of P is a φπ-spanner [KG01]. OPEN PROBLEMS 1. What is the dilation of the Euclidean Delaunay triangulation? It is knownto be between π/2 ≈ 1.57 and 2π 3cos(π/6) ≈ 2.42. 2. What is the minimum possible worst-case dilation for triangulations of point sets? It is known to be between √ 2 and 2. (For the L1 or L∞ metric, the tight bound on dilation is 2 [ACC+96].) 27.7 SOURCES AND RELATED MATERIAL SURVEYS Several other surveys offer a wealth of additional material and references: [AW88]: A survey of shortest paths and visibility graphs. [BE97]: A survey of approximation algorithms for geometric optimization problems. [Epp00]: A survey of results on spanning trees and t-spanners. [Lat91]: A book on motion planning algorithms. [LYW96]: A survey of rectilinear path problems. [Mit00]: Another survey on geometric shortest paths and network optimization. [NS]: A book on geometric spanners. [SW92]: A survey of topological network design problems. [Vaz01]: A book on approximation algorithms. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 633
634 J.S.B. Mitchell RELATED CHAPTERS Chapter 10: Geometric graph theory Chapter 25: Triangulations Chapter 26: Polygons Chapter 28: Visibility Chapter 47: Algorithmic motion planning REFERENCES [AAOS97] P.K . Agarwal, B. Aronov, J. O’Rourke, and C. Schevon. Star unfolding of a polytop e with applications. SIAM J. Comput., 26:1689–1713, 1997. [AC91] M.J . Atallah and D.Z. Chen. Parallel rectilinear shortest paths with rectangular obstacles. Comput. Geom. Theory Appl., 1:79–113, 1991. [AC93] M.J . Atallah and D.Z. Chen. On parallel rectilinear obstacle-avoiding paths. Com- put. Geom. Theory Appl., 3:307–313, 1993. [ACC+96] S. Arikati, D.Z. Chen, L.P. Chew, G. Das, M. Smid, and C. Zaroliagis. Planar spanners and approximate shortest path queries among obstacles in the plane. In Algorithms—ESA ’96, 4th Annu. European Sympos., volume 1136 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 514–528. Springer-Verlag, Berlin, 1996. [ACM89] E.M. Arkin, R. Connelly, and J.S.B. Mitchell. On monotone paths among obstacles, with applications to planning assemblies. In Proc. 5th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 334–343, 1989. [ADD+93] I. Altḧofer, G. Das, D.P. Dobkin, D.A. Joseph, and J. Soares. On sparse spanners of weighted graphs. Discrete Comput. Geom., 9:81–100, 1993. [ADM+95] S. Arya, G. Das, D.M. Mount, J. Salowe, and M. Smid. Euclidean spanners: short, thin, and lanky. In Proc. 27th Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 489–498, 1995. [AFM00] E.M. Arkin, S. Fekete, and J.S.B. Mitchell. Approximation algorithms for lawn mowing and milling. Comput. Geom. Theory Appl., 17:25–50, 2000. [AFW93] B. Aronov, S.J. Fortune, and G. Wilfong. Furthest-site geodesic Voronoi diagram. Discrete Comput. Geom., 9:217–255, 1993. [AH94] E.M. Arkin and R. Hassin. Approximation algorithms for the geometric covering salesman problem. Discrete Appl. Math., 55:197–218, 1994. [AHPSV97] P.K . Agarwal, S. Har-Peled, M. Sharir, and K.R. Varadara jan. Approximate short- est paths on a convex p olytope in three dimensions. J . Assoc. Comput. Mach., 44:567–584, 1997. [AK03] S. Arora and G. Karakostas. Approximation schemes for minimum latency prob- lems. SIAM J. Comput., 32: 1317–1337, 2003. [AKY96] Te. Asano, D.G. Kirkpatrick, and C.K . Yap. d1 -optimal motion for a rod. In Proc. 12th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 252–263, 1996. [AL93] M.H . Alsuwaiyel and D.T . Lee. Minimal link visibility paths inside a simple polygon. Comput. Geom. Theory Appl., 3:1–25, 1993. [AL95] M.H . Alsuwaiyel and D.T. Lee. Finding an approximate minimum-link visibility path inside a simple p olygon. Inform. Process. Lett., 55:75–79, 1995. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 634
Chapter 27: Shortest paths and networks 635 [AMP91] E.M. Arkin, J.S.B. Mitchell, and C.D. Piatko. Bicriteria shortestpathproblemsin the plane. In Proc. 3rd Canad. Conf. Comput. Geom., pages 153–156, 1991. [AMP03] E.M. Arkin, J.S.B. Mitchell, and C.D. Piatko. Minimum-link watchman tours. Inform. Process. Lett., 86:203–207, 2003. [AMS95] E.M. Arkin, J.S .B. Mitchell, and S. Suri. Logarithmic-time link path queries in a simple polygon. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 5:369–395, 1995. [AMS00] L. Aleksandrov, A. Maheshwari, and J-R. Sack. Approximation algorithms for geometric shortest path problems. In Proc. 32nd Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 286–295, 2000. [AOS94] J. Adegeest, M.H . Overmars, and J. Sno eyink. Minimum-link c-oriented paths: Single-source queries. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 4:39–51, 1994. [Aro98] S. Arora. Polynomial time approximation schemes for Euclidean traveling salesman and other geometric problems. J. Assoc. Comput. Mach., 45:753–782, 1998. [AW88] H. Alt and E. Welzl. Visibility graphs and obstacle-avoiding short est paths. Zeitschrift f̈ur Operations Research, 32:145–164, 1988. [BE97] M. Bern and D. Eppstein. Approximation algorithms for geometric problems. In Dorit S. Hochbaum, editor, Approximation Algorithms for NP-Hard Problems, pages 296–345. PWS Publishing Company, Boston, 1997. [Bes02] S.N . Bespamyatnikh. An O(n log n) algorithm for the zoo-keep er’s problem. Com- put. Geom. Theory Appl., 24:63–74, 2002. [Bes03] S. Bespamyatnikh. Computing homotopic shortest paths in the plane. In Proc. 14th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 609–617, 2003. [BFJ+02] A. Barvinok, S. Fekete, D.S. Johnson, A. Tamir, G. Woeginger, and R. Wo odroofe. The geometric maximum traveling salesman problem. Manuscript, Technische Uni- ve r siẗat Braunschweig, 2002. [BGS02] P. Bose, J. Gudmundsson, and M. Smid. Constructing plane spanners of bounded degree and low weight. In Proc. 10th Annu. European Sympos. Algorithms, volume 2461 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 234–246. Springer-Verlag, Berlin, 2002. [BL96] J. -D . Boissonnat and S. Lazard. A polynomial-time algorithm for computing a shortest path of bounded curvature amidst moderate obstacles. In Proc. 12th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 242–251, 1996. [CCS00] Q. Cheng, M. Chrobak, and G. Sundaram. Computing simple paths among obsta- cles. Comput. Geom. Theory Appl., 16:223–233, 2000. [CDK97] D.Z . Chen, O. Daescu, and K. Klenk. On geometric path query problems. In Proc. 5th Workshop Algorithms Data Struct., volume 1272 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 248–257. Springer-Verlag, Berlin, 1997. [CDK01] D.Z . Chen, O. Daescu, and K. Klenk. On geometric path query problems. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 11:617–645, 2001. [CDKK02] L.P. Chew, H. David, M.J. Katz, and K. Kedem. Walking around fat obstacles. Inform. Process. Lett., 83:135–140, 2002. [CDNS95] B. Chandra, G. Das, G. Narasimhan, and J. Soares. New sparseness results on graph spanners. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 5:125–144, 1995. [CDS01] D.Z . Chen, G. Das, and M. Smid. Lower bounds for computing geometric spanners and approximate shortest paths. Discrete Appl. Math., 110:151–167, 2001. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 635
636 J.S.B. Mitchell [CEE+91] J. Czyzowicz, P. Egyed, H. Everett, D. Rappap ort, T.C. Shermer, D.L . Souvaine, G.T . Toussaint, and J. Urrutia. The aquarium keep er’s problem. In Proc. 2nd ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 459–464, January 1991. [CEG+94] B. Chazelle, H. Edelsbrunner, M. Grigni, L.J . Guibas, J. Hershb erger, M. Sharir, and J. Sno eyink. Ray shooting in p olygons using geodesic triangulations. Algorith- mica, 12:54–68, 1994. [CH96] J. Chen and Y. Han. Shortest paths on a polyhedron. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 6:127–144, 1996. [Che86] L.P. Chew. There is a planar graph almost as good as the complete graph. In Proc. 2nd Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 169–177, 1986. [Che89] L.P. Chew. There are planar graphs almost as good as the complete graph. J. Comput. Syst. Sci., 39:205–219, 1989. [Che95] D.Z . Chen. On the all-pairs Euclidean short path problem. In Proc. 6th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 292–301, 1995. [CK95a] P.B. Callahan and S. Kosara ju. A decomposition of multidimensional point sets with applications to k -nearest-neighbors and n-body potential fields. J. Assoc. Comput. Mach., 42:67–90, 1995. [CK95b] D.Z . Chen and K. Klenk. Rectilinear short path queries among rectangular obsta- cles. In Proc. 7th Canad. Conf. Comput. Geom., pages 169–174, 1995. [CKT00] D.Z . Chen, K. Klenk, and H-Y . Tu. Shortest path queries among weighted obstacles in the rectilinear plane. SIAM J. Comput., 29:1223–1246, 2000. [CKV87] K.L . Clarkson, S. Kap oor, and P.M. Vaidya. Rectilinear shortest paths through polygonal obstacles in O(n(log n) 2 )time. InProc. 3rd Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 251–257, 1987. [CL00] A. Czuma j and A. Lingas. Fast approximation schemes for euclidean multi- connectivity problems. In Internat. Col loq. Automata Lang. Program., volume 1853 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 856–868. Springer-Verlag, Berlin, 2000. [Cla87] K.L . Clarkson. Approximation algorithms for shortest path motion planning. In Proc. 19th Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 56–65, 1987. [CLM03] B. Chazelle, D. Liu, and A. Magen. Sublinear geometric algorithms. Proc. 35th Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 531–540, 2003. [CLMS02] S. Cabello, Y. Liu, A. Mantler, and J. Snoeyink. Testing homotopy for paths in the plane. In Proc. 18th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 160–169, 2002. [CM99] Y. - J. Chiang and J.S .B. Mitchell. Two-point Euclidean shortest path queries in the plane. In Proc. 10th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 215–224, 1999. [CN88] W.- P. Chin and S. Ntafos. Optimum watchman routes. Inform. Process. Lett., 28:39–44, 1988. [CN91] W.- P. Chin and S. Ntafos. Shortest watchman routes in simple p olygons. Discrete Comput. Geom., 6:9–31, 1991. [CR87] J.F. Canny and J.H . Reif. New lower bound techniques for rob ot motion planning problems. In Proc. 28th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 49–60, 1987. [CSY95] J. Choi, J. Sellen, and C.K . Yap. Precision-sensitive Euclidean shortest path in 3-space. In Proc. 11th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 350–359, 1995. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 636
Chapter 27: Shortest paths and networks 637 [CSY97] J. Choi, J. Sellen, and C.K . Yap. Approximate Euclidean shortest paths in 3-space. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 7:271–295, 1997. [CT97] Y-J . Chiang and R. Tamassia. Optimal shortest path and minimum-link path queries b etween two convex polygons inside a simple p olygonal obstacle. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 7:85–121, 1997. [CY95] J. Choi and C.K . Yap. Rectilinear geodesics in 3-space. In Proc. 11th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 380–389, 1995. [CY96] J. Choi and C.K . Yap. Monotonicity of rectilinear geodesics in d-space. In Proc. 12th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 339–348, 1996. [CZ03] A. Czuma j and H. Zhao. Fault-tolerant geometric spanners. In Proc. 19th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 1–10, 2003. [dB91] M. de Berg. On rectilinear link distance. Comput. Geom. Theory Appl., 1:13–34, 1991. [dBGK+ 02] M. de Berg, J. Gudmundsson, M. Katz, C. Levcopoulos, M.H . Overmars, and A.F. vanderStappen. TSPwithneighborhoodsofvaryingsize. InProc. 10th Annu. European Sympos. Algorithms, volume 2461 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 187–199. Springer-Verlag, Berlin, 2002. [dBvKNO92] M. de Berg, M. van Kreveld, B.J. Nilsson, and M.H . Overmars. Shortest path queries in rectilinear worlds. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 2:287–309, 1992. [DELM03] M. Dror, A. Efrat, A. Lubiw, and J.S .B . Mitchell. Touring a sequence of polygons. Proc. 35th Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 473–482, 2003. [DJ89] G. Das and D.A . Joseph. Which triangulations approximate the complete graph? In Proc. Internat. Sympos. Optimal Algorithms, volume 401 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 168–192. Springer-Verlag, Berlin, 1989. [DM01] A. Dumitrescu and J.S .B. Mitchell. Approximation algorithms for TSP with neigh- borhoods in the plane. In Proc. 12th Sympos. Discrete Algorithms, pages 38–46, 2001. [DN91] G. Das and G. Narasimhan. Geometric searching and link distances. In Proc. 2nd Workshop Algorithms Data Struct., volume 519 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 261–272. Springer-Verlag, Berlin, 1991. [DN97] G. Das and G. Narasimhan. A fast algorithm for constructing sparse Euclidean spanners. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 7:297–315, 1997. [DX95] B.R. Donald and P. Xavier. Provably good approximation algorithms for optimal kinodynamic planning for cartesian rob ots and op en chain manipulators. Algorith- mica, 14:480–530, 1995. [DXCR93] B.R. Donald, P. Xavier, J.F. Canny, and J.H . Reif. Kinodynamic motion planning. J. Assoc. Comput. Mach., 40:1048–1066, 1993. [EKL02] A. Efrat, S.G. Kobourov, and A. Lubiw. Computing homotopic shortest paths effi- ciently. In Proc. 10th Annu. European Sympos. Algorithms, Lecture Notes Comput. Sci., pages 411–423. Springer-Verlag, Berlin, 2002. [EM94] H. ElGindy and P. Mitra. Orthogonal shortest route queries among axis parallel rectangular obstacles. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 4:3–24, 1994. [Epp00] D. Eppstein. Spanning trees and spanners. In J.- R. Sack and J. Urrutia, editors, Handbook of Computational Geometry, pages 425–461. Elsevier North-Holland, Am- sterdam, 2000. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 637
638 J.S.B. Mitchell [Fek00] S. Fekete. On simple p olygonalizations with optimal area. Discrete Comput. Geom., 23:73–110, 2000. [FHR03] J. Fakcharoenphol, C. Harrelson, and S. Rao. The k -traveling repairman problem. In Proc. 14th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 655–664, 2003. [FT87] M.L . Fredman and R.E. Tarjan. Fibonacci heaps and their uses in improved network optimization algorithms. J . Assoc. Comput. Mach., 34:596–615, 1987. [GH89] L.J . Guibas and J. Hershberger. Optimal shortest path queries in a simple polygon. J. Comput. Syst. Sci., 39:126–152, 1989. [GHL+ 87] L.J . Guibas, J. Hershb erger, D. Leven, M. Sharir, and R.E. Tarjan. Linear-time algo- rithms for visibility and shortest path problems inside triangulated simple polygons. Algorithmica, 2:209–233, 1987. [GK99] M.X . Goemans and J. Kleinberg. An improved approximation ratio for the minimum latency problem. Math. Prog., 82:111–124, 1999. [GLN02] J. Gudmundsson, C. Levcop oulos, and G. Narasimhan. Fast greedy algorithms for constructing sparse geometric spanners. SIAM J. Comput., 31:1479–1500, 2002. [GLNS02a] J. Gudmundsson, C. Levcopoulos, G. Narasimhan, and M. Smid. Approximate distance oracles for geometric graphs. In Proc. 13th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 828–837, 2002. [GLNS02b] J. Gudmundsson, C. Levcopoulos, G. Narasimhan, and M. Smid. Approximate distance oracles revisited. In Proc. 13th Annu. Internat. Sympos. Alg. Comput., volume 2518 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 357–368 . Springer-Verlag, Berlin, 2002. [GM91] S.K . Ghosh and D.M . Mount. An output-sensitive algorithm for computing visibility graphs. SIAM J. Comput., 20:888–910, 1991. [GMMN90] L. Gewali, A. Meng, J.S.B. Mitchell, and S. Ntafos. Path planning in 0/1/∞ weighted regions with applications. ORSAJ. Comput., 2:253–272, 1990. [GNT89] L. Gewali, S. Ntafos, and I.G. Tollis. Path planning in the presenceofvertical obstacles. Tech. Rep., Univ. Texas at Dallas, 1989. [GT93] M.T . Goodrich and R. Tamassia. Dynamic ray shooting and shortest paths via balanced geodesic triangulations. In Proc. 9th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 318–327, 1993. [GT97] M.T . Goodrich and R. Tamassia. Dynamic ray sho oting and shortest paths in planar subdivisions via balanced geodesic triangulations. J. Algorithms, 23:51–73, 1997. [Her89] J. Hershberger. An optimal visibility graph algorithm for triangulated simple p oly- gons. Algorithmica, 4:141–155, 1989. [Her95] J. Hershb erger. Optimal parallel algorithms for triangulated simple polygons. In- ternat. J . Comput. Geom. Appl., 5:145–170, 1995. [HP98] S. Har-Peled. Constructing approximate shortest path maps in three dimensions. In Proc. 14th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 383–391, 1998. [HP99] S. Har-Peled. Approximate shortest paths and geodesic diameters on convex p oly- topes in three dimensions. Discrete Comput. Geom., 21:216–231, 1999. [HS94] J. Hershberger and J. Snoeyink. Computing minimum length paths of a given homotopy class. Comput. Geom. Theory Appl., 4:63–98, 1994. [HS97] J. Hershberger and S. Suri. Matrix searching with the shortest path metric. SIAM J. Comput., 26:1612–1634, 1997. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 638
Chapter 27: Shortest paths and networks 639 [HS98] J. Hershb erger and S. Suri. Practical methods for approximating shortest paths on a convex p olytope in R 3 . Comput. Geom. Theory Appl., 10:31–46, 1998. [HS99] J. Hershb erger and S. Suri. An optimal algorithm for Euclidean shortest paths in the plane. SIAM J. Comput., 28:2215–2256, 1999. [IRWY93] C. Icking, G. Rote, E. Welzl, and C.K . Yap. Shortest paths for line segments. Algorithmica, 10:182–200, 1993. [Kap99] S. Kapoor. Efficient computation of geodesic shortest paths. In Proc. 31st Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 770–779, 1999. [Kei88] J.M. Keil. Approximating the complete Euclidean graph. In Proc. 1st Scand. Workshop Algorithm Theory, volume 318 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 208– 213. Springer-Verlag, Berlin, 1988. [KG92] J.M. Keil and C. Gutwin. Classes of graphs which approximate the complete Eu- clidean graph. Discrete Comput. Geom., 7:13–28, 1992. [KG01] M. Karavelas and L.J. Guibas. Static and kinetic geometric spanners with applica- tions. In Proc. 12th Sympos. Discrete Algorithms, pages 168–176, 2001. [KMM97] S. Kapoor, S.N . Maheshwari, and J.S.B. Mitchell. An efficient algorithm for Eu- clidean shortest paths among polygonal obstacles in the plane. Discrete Comput. Geom., 18:377–383, 1997. [Lat91] J-C . Latombe. Robot Motion Planning. Kluwer Academic Publishers, Boston, 1991. [LL92] C. Levcopoulos and A. Lingas. There are planar graphs almost as good as the complete graphs and almost as cheap as minimum spanning trees. Algorithmica, 8:251–256, 1992. [LMS01] M. Lanthier, A. Maheshwari, and J-R. Sack. Approximating shortest paths on weighted polyhedral surfaces. Algorithmica, 30:527–562, 2001. [LNS02] C. Levcopoulos, G. Narasimhan, and M. Smid. Improved algorithms f or constructing fault-tolerant spanners. Algorithmica, 32:144–156, 2002. [LP84] D.T . Lee and F.P. Preparata. Euclidean shortest paths in the presence of rectilinear barriers. Networks, 14:393–410, 1984. [Luk99] T. Lukovszki. New results on fault tolerant geometric spanners. In Proc. 6th Work- shop Algorithms Data Struct., volume 1663 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 193–204. Springer-Verlag, Berlin, 1999. [LYW96] D.T . Lee, C. Yang, and C. Wong. Rectilinear paths among rectilinear obstacles. Discrete Appl. Math., 70:185–215, 1996. [Mit89] J.S.B. Mitchell. An optimal algorithm for shortest rectilinear paths among obstacles. In Abstracts 1st Canad. Conf. Comput. Geom., page 22, 1989. [Mit92] J.S.B. Mitchell. L1 shortest paths among polygonal obstacles in the plane. Algo- rithmica, 8:55–88, 1992. [Mit96] J.S.B. Mitchell. Shortest paths among obstacles in the plane. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 6:309–332, 1996. [Mit99] J.S.B. Mitchell. Guillotine subdivisions approximate p olygonal sub divisions: A sim- ple polynomial-time approximation scheme for geometric TSP, k -MST, and related problems. SIAM J. Comput., 28:1298–1309, 1999. [Mit00] J.S.B. Mitchell. Geometric shortest paths and network optimization. In J. -R . Sack and J. Urrutia, editors, Handbook of Computational Geometry, pages 633–701. El- sevier North-Holland, Amsterdam, 2000. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 639
640 J.S.B. Mitchell [MM95] C. Mata and J.S .B . Mitchell. Approximation algorithms for geometric tour and network design problems. In Proc. 11th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 360–369, 1995. [MM97] C. Mata and J.S .B . Mitchell. A new algorithm for computing shortest paths in weighted planar sub divisions. In Proc. 13th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 264–273, 1997. [MMP87] J.S.B. Mitchell, D.M . Mount, and C.H. Papadimitriou. The discret e geodesic prob- lem. SIAM J. Comput., 16:647–668, 1987. [MP91] J.S.B. Mitchell and C.H. Papadimitriou. The weighted region problem: finding shortest paths through a weighted planar sub division. J. Assoc. Comput. Mach., 38:18–73, 1991. [MPA92] J.S.B. Mitchell, C.D. Piatko, and E.M. Arkin. Computing a shortest k-link path in a polygon. In Proc. 33rd Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 573–582, 1992. [MRW92] J.S.B. Mitchell, G. Rote, and G. Woeginger. Minimum-link paths am ong obstacles in the plane. Algorithmica, 8:431–459, 1992. [MSD00] A. Maheshwari, J-R. Sack, and H.N. Djidjev. Link distance problems. In J.- R. Sack and J. Urrutia, editors, Handbook of Computational Geometry, pages 519–558. Elsevier North-Holland, Amsterdam, 2000. [NS02] G. Narasimhan and M. Smid. Approximation algorithms for the b ottleneck stretch factor problem. Nordic J. Computing, 9:13–31, 2002. [NS] G. Narasimhan and M. Smid. Geometric spanner networks. Book Manuscript, Cambridge Univ. Press, to appear. [O99] J. O’Rourke. Computational geometry column 35. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 10:103–107, 2000. Also in SIGACT News, 30:31–32 (1999), Issue 111. [Pap85] C.H . Papadimitriou. An algorithm for shortest-path motion in three dimensions. Inform. Process. Lett., 20:259–263, 1985. [PL98] E. Papadopoulou and D.T. Lee. A new approach for the geodesic Voronoi diagram of points in a simple p olygon and other restricted polygonal domains. Algorithmica, 20:319–352, 1998. [PS85] F.P. Preparata and M.I . Shamos. Computational Geometry: An Introduction. Springer-Verlag, New York, 1985. [PSR89] R. Pollack, M. Sharir, and G. Rote. Computing of the geodesic centerofasimple polygon. Discrete Comput. Geom., 4:611–626, 1989. [PV93] M. Pocchiola and G. Vegter. The visibility complex. In Proc.9thAnnu.ACM Sympos. Comput. Geom., pages 328–337, 1993. [PV95] M. Po cchiola and G. Vegter. Computing the visibility graph via pseudo- triangulations. In Proc. 11th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 248–257, 1995. [RS98] S. Rao and W.D . Smith. Approximating geometrical graphs via “spanners” and “banyans.” In Proc. 30th Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 540–550, 1998. [RT94] J.H . Reif and S. Tate. Approximate kinodynamic planning using L2 -norm dynamic bounds. Comput. Math. Appl., 27:29–44, 1994. [RW98] J.H. Reif and H. Wang. The complexity of the two dimensional curvature- constrained shortest-path problem. In Proc. 3rd Workshop Algorithmic Found. Ro bot . , pages 49–57, 1998. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 640
Chapter 27: Shortest paths and networks 641 [RW00] J.H. Reif and H. Wang. Non-uniform discretization for kino dynamic motion plan- ning and its applications. SIAM J. Comput., 30:161–190, 2000. [Sel95] J. Sellen. Direction weighted shortest path planning. In Proc. IEEE Internat. Conf. Robot. Autom. , pages 1970–1975, 1995. [Sha87] M. Sharir. On shortest paths amidst convex p olyhedra. SIAM J. Comput., 16:561– 572, 1987. [SR01] Z. Sun and J.H . Reif. BUSHWHACK: An approximation algorithm for minimal paths through pseudo-Euclidean spaces. In Proc. 12th Annu. Internat. Sympos. Algorithms Comput., volume 2223 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 160–171. Springer-Verlag, Berlin, 2001. [Sur86] S. Suri. A linear time algorithm for minimum link paths inside a simple polygon. Comput. Vision Graph. Image Process., 35:99–110, 1986. [Sur90] S. Suri. On some link distance problems in a simple polygon. IEEE Trans. Robot. Autom., 6:108–113, 1990. [SW92] J. Smith and P. Winter. Computational geometry and topological network design. In D. - Z. Du and F.K . Hwang, editors, Computing in Euclidean Geometry,volume1 of Lecture Notes Series on Computing, pages 287–385 . World Scientific, Singapore, 1992. [VA99] K.R. Varadara jan and P.K . Agarwal. Approximating shortest paths on a nonconvex polyhedron. SIAM J. Comput., 30:1321–1340, 1999. [Vaz01] V. Vazirani. Approximation Algorithms. Springer-Verlag, Berlin, 2001. [WA96] H. Wang and P.K . Agarwal. Approximation algorithms for curvature constrained shortest paths. In Proc. 7th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 409– 418, 1996. [Yao82] A.C. Yao. On constructing minimum spanning trees in k -dimensional spaces and related problems. SIAM J. Comput., 11:721–736, 1982. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 641
642
28 VISIBILITY Joseph O’Rourke INTRODUCTION In a geometric context, two objects are “visible” to each other if there is a line segment connecting them that does not cross any obstacles. Over 500 papers have been published on aspects of visibility in computational geometry in the last 25 years. The research can be broadly classified as primarily focused on combinatorial issues, or primarily focused on algorithms. We partition the combinatorial work into “art gallery theorems” (Section 28.1) and illumination of convex sets (28.2), and research on visibility graphs (28.3) and the algorithmic work into that concerned with polygons (28.4), more general planar environments (28.5), paths (28.6), and mirror reflections (28.7). All of this work concerns visibility in two dimensions. In- vestigations in three dimensions, both combinatorial and algorithmic, are discussed in Section 28.8, and the final section (28.9) touches on visibility in R d . 28.1 ART GALLERY THEOREMS A typical “art gallery theorem” provides combinatorial bounds on the number of guards needed to visually cover a polygonal region P (the art gallery) defined by n vertices. Equivalently, one can imagine light bulbs instead of guards and require full direct-light illumination. GLOSSARY Guard: A point, a source of visibility or illumination. Vertex guard: A guard at a polygon vertex. Point guard: A guard at an arbitrary point. Interior visibility: Aguardx ∈ P can see a point y ∈ P if the segment xy is nowhere exteriortoP: xy⊂P. Exterior visibility: Aguardx can see a point y outside of P if the segment xy is nowhere interior to P ; xy may intersect ∂P , the boundary of P . Star polygon: A polygon visible from a single interior point. Diagonal: A segment inside a polygon whose endpoints are vertices, and which otherwise does not touch ∂P . Floodlight: A light that illuminates from the apex of a cone with aperture α. Vertex floodlight: One whose apex is at a vertex (at most one per vertex). 643 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 643
644 J. O’Rourke MAIN RESULTS The most general results obtained to date are summarized in Table 28.1.1 . In all cases, the number of guards listed is the number that is necessary for some polygons, and sufficient for all polygons. Thus all bounds listed are tight. TABLE 28.1 .1 Number ofguards needed. PROBLEM NAME POLYGONS INT/EXT GUARD NUMBER Art gallery theorem simple interior vertex n/3 Fortress problem simple exterior point n/3 Prison yard problem simple int & ext vertex n/2 Prison yard problem orthogonal int & ext vertex [ 5n/16 , 5n/12 +2] Orthogonal polygons simple orthogonal interior vertex n/4 Orthogonal with holes orthogonal with h holes interior vertex n/4 Polygons with holes polygons with h holes interior point (n + h)/3 Of special note is the difficult orthogonal prison yard problem: How many vertex guards are needed to cover both the interior and the exterior of an orthogonal polygon? See Figure 28.1.1 . The lower and upper bounds listed in the table were obtained by [HK96] via this new graph-coloring theorem: Every plane, bipartite, 2-connected graph has an even triangulation (all nodes have even degree) and therefore the resulting graph is 3-colorable. FIGURE 28.1 .1 A pyramid polygon with n =24 vertices whose interior and exterior are covered by 8 guards. Repeating the pattern establishes a lower bound of 5n/16 + c on the orthogonal prison yard problem [HK93]. COVERS AND PARTITIONS Each art gallery theorem above implies a cover result, a cover by star polygons. Many of the theorem proofs rely on certain partitions. For example, the orthogonal polygon result depends on the theorem that every orthogonal polygon may be partitioned via diagonals into convex quadrilaterals. See Section 26.2 for more on covers and partitions. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 644
Chapter 28: Visibility 645 EDGE GUARDS A variation permits guards (mobile guards) to patrol segments, diagonals, or edges; equivalent is illumination by line segment/diagonal/edge light sources (flu- orescent light bulbs). Here there are fewer results; see Table 28.1 .2 . Toussaint conjectures that the last line of this table should be n/4 for n sufficiently large. TABLE 28.1 .2 Edge guards. POLYGONS GUARD BOUNDS SOURCE Polygon diagonal n/4 [O’R83] Orthogonal polygons segment (3n +4)/16 [Agg84, O’R87] Orthogonal polygons with h holes segment (3n +4h +4)/16 [GHKS96] Polygon (n>11) edge [n/4,3n/10] [She94]. 28.1.1 FLOODLIGHT ILLUMINATION Urrutia introduced a class of questions involving guards with restricted vision, or, equivalently, illumination by floodlights: How many floodlights, each with aper- ture α, and with their apexes at distinct nonexterior points, are sufficient to cover any polygon of n vertices? One surprise is that n/3 half-guards/π-floodlights suffice, although not when restricted to vertices. A second surprise is that,for any α<π, there is a polygon that cannot be illuminated by an α floodlight at every vertex. See Table 28.1 .3. A third surprise is that the best result on vertex π-floodlights employs pointed pseudotriangulations (cf. Chapter 5) in an essential way. TABLE 28.1.3 Floodlights. APEX ALPHA BOUNDS SOURCE Any point [180◦ , 360 ◦ ] n/3 [T́ot00] Any point [90◦, 180◦] 2 n/3 [T́ot00] Any point [45◦ , 60 ◦ ) [n−2,n−1] [T́ot03a] Vertex < 180◦ not always possible [ECOUX95] Vertex 180◦ [9n/14 − c, 2n/3 −1] [ST03] © 2004 by Chapman & Hall/CRC 645
646 J. O’Rourke 28.2 ILLUMINATION OF PLANAR CONVEX SETS A natural extension of exterior visibility is illumination of the plane in the presence of obstacles. Here it is natural to use “illumination” in the same sense as “visibility.” Under this model, results depend on whether light sources are permitted to lie on obstacle boundaries: 2n/3 lights are necessary and sufficient (for n>5) if they may [O’R87], and 2(n+1)/3 if they may not [T́ot02]. More work has been done on illuminating the boundary of the obstacles, under a stronger notion of illumination, corresponding to “clear visibility.” GLOSSARY Illuminate: x illuminates y if xy does not include a point strictly interior to an obstacle, and does not cross a segment obstacle. Cross: xy crosses segment s if they have exactly one point p in common, and p is in the relative interior of both xy and s. Clearly illuminate: x clearly illuminates y if the open segment (x, y)doesnot include any point of an obstacle. Compact: Bounded. Homothetic: Similar and in parallel position. Isothetic: Sides parallel to the coordinate axes. MAIN RESULTS A third, even stronger notion of illumination is considered in Section 28.9 below. The main question that has been investigated is: How many point lights strictly exterior to a collection of n pairwise disjoint compact, convex objects in the plane are needed to clearly illuminate every object boundary point? Answers for a variety of restricted sets are shown in Table 28.2.1 . TABLE 28.2.1 Illuminating convex sets in plane. FAMILY BOUNDS SOURCE Convex sets 4n−7 [Fej77] Circular disks 2n−2 [Fej77] Isothetic rectangles [n − 1,n+1] [Urr00] Homothetic triangles [n, n +1] [CRCU93] Triangles [n, (5n +1)/4 ] [T́ot01b] Segments (one side) [4n/9 − 2, (n +1)/2 ] [T́ot03b] Segments (both sides) 4(n +1)/5 [T́ot01a] © 2004 by Chapman & Hall/CRC 646
Chapter 28: Visibility 647 The most interesting open problem here is to close the gap for triangles. Urrutia conjectures [Urr00] that n + c lights suffice for some constant c. 28.3 VISIBILITY GRAPHS Whereas art gallery theorems seek to encapsulate an environment’s visibility into one function of n, the study of visibility graphs endeavors to uncover the more fine- grained structure of visibility. The original impetus for their investigation came from pattern recognition, and its connection to shape continues to be one of its primary sources of motivation; see Chapter 51. Another application is graphics (Chapter 49): illumination and radiosity depend on 3D visibility relations (Sec- tion 28.8 .) GLOSSARY Visibility graph: A graph with nodes for each object, and arcs between objects that can see one another. Vertex visibility graph: The objects are the vertices of a simple polygon. Endpoint visibility graph: The objects are the endpoints of line segments in the plane. See Figure 28.3 .1b. Segment visibility graph: The objects are whole line segments in the plane, either open or closed. Object visibility: Two objects A and B are visible to one another if there are pointsx∈Aandy∈Bsuchthatxseesy. Point visibility: Two points x and y can see one another if the segment xy is not “obstructed,” where the meaning of “obstruction” depends on the problem. - visibility: Lines of sight are finite-width beams of visibility. Hamiltonian: A graph is Hamiltonian if there is a simple cycle that includes every node. OBSTRUCTIONS TO VISIBILITY For polygon vertices, x sees y if xy is nowhere exterior to the polygon, just as in art gallery visibility; this implies that polygon edges are part of the visibility graph. For segment endpoints, x sees y if the closed segment xy intersects the union of all the segments either in just the two endpoints, or in the entire closed segment. This disallows grazing contact with a segment, but includes the segments themselves in the graph. GOALS Four goals can be discerned in research on visibility graphs: 1. Characterization: asks for a precise delimiting of the class of graphs realizable by a certain class of geometric objects. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 647
648 J. O’Rourke FIGURE 28.3 .1 (a) A set of segments. (b) Their endpoint visibility graph G. (c) A Hamiltonian cycle in G. (a) (b) (c) 2. Recognition: asks for an algorithm to recognize when a graph is a visibility graph. 3. Reconstruction: asks for an algorithm that will take a visibility graph as input, and output a geometric realization. 4. Counting: concerned with the number of visibility graphs under various re- strictions [HN01]. VERTEX VISIBILITY GRAPHS A complete characterization of polygon vertex visibility graphs has remained elu- sive, but progress has been made by: 1. Restricting the class of polygons: polynomial-time recognition and recon- struction algorithms for orthogonal staircase polygons have been obtained. See Figure 28.3 .2 . 2. Restricting the class of graphs: every 3-connected vertex visibility graph has a 3-clique ordering, i.e., an ordering of the vertices so that each vertex ispart of a triangle composed of preceding vertices. 3. Adding information: assuming knowledge of the boundary Hamiltonian cir- cuit, four necessary conditions have been established by Ghosh and others [Gho97], and conjectured to be sufficient. FIGURE 28.3 .2 Astaircasepolygonand its vertex visibility graph. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 648
Chapter 28: Visibility 649 ENDPOINT VISIBILITY GRAPHS For segment endpoint visibility graphs, there have been two foci: 1. Are the graphs Hamiltonian? See Figure 28.3 .1c. Posed by Mirzaian, this has recently been settled via a complex proof [HT01]: yes, there is always a Hamiltonian polygon (i.e., a noncrossing circuit). 2. Size questions: there must be at least 5n − 4 edges [SE87], and at least 6n − 6 when no segment is a “chord” splitting the convex hull [GOH+02]; the smallest clique cover has size Ω(n2/ log 2 n) [AAAS94]. SEGMENT VISIBILITY GRAPHS Whole segment visibility graphs have been investigated most thoroughly under the restriction that the segments are all (say) vertical and visibility is horizontal. Such segments are often called bars. The visibility is usually required to be -visibility. Endpoints on the same horizontal often play an important role here, as does the distinction between closed segments and intervals (which may or may not include their endpoints). There are several characterizations: 1. G is representable by segments, with no two endpoints on the same horizontal, iff there is a planar embedding of G such that, for every interior k-face F ,the induced subgraph of F has exactly 2k − 3 edges. 2. G is representable by segments, with endpoints on the same horizontal per- mitted, iff there is a planar embedding of G with all cutpoints on the exterior face. 3. Every 3-connected planar graph is representable by intervals. OTHER VISIBILITY GRAPHS The notion of a visibility graph can be extended to objects such as disjoint disks: each disk is a node, with an arc if there is a segment connecting them that avoids touching any other disk. Rappaport proved that the visibility graph of disjoint congruent disks is Hamiltonian [R03]. Rectangle visibility graphs, which restrict visibility to vertical or horizontal lines of sight between disjoint rectangles, have been studied for their role in graph drawing (Chapter 52). A typical result is that any graph with a maximum vertex degree of 4 can be realized as a rectangle visibility graph [BDHS97]. OPEN PROBLEMS 1. Given a visibility graph G and a Hamiltonian circuit C , construct in polyno- mial time a simple polygon such that its vertex visibility graph is G, with C corresponding to the polygon’s boundary. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 649
650 J. O’Rourke 2. Develop an algorithm to recognize whether a polygon vertex visibility graph is planar. Necessary and sufficient conditions are known [LC94]. 28.4 ALGORITHMS FOR VISIBILITY IN A POLYGON Designing algorithms to compute aspects of visibility in a polygon P was a ma jor focus of the computational geometry community in the 1980s. For most of the basic problems, optimal algorithms were found, several depending on Chazelle’s linear-time triangulation algorithm [Cha91]. GLOSSARY Throughout, P is a polygon. Kernel: The set of points in P that can see all of P . See Figure 33.4 .4 . Point visibility polygon: The region visible from a point in P . Segment visibility polygon: The region visible from a segment in P . MAIN RESULTS The main algorithms are listed in Table 28.4 .1. We discuss two of these algorithms below to illustrate their flavor. TABLE 28.4.1 Polygon visibility algorithms. ALGORITHM TO COMPUTE TIME COMPLEXITY SOURCE Kernel O(n) [LP79] Point visibility polygon O(n) [JS87] Segment visibility polygon O(n) [GHL+87] Shortest illuminating segment O(n) [DN94] Vertex visibility graph O(E) [Her89] VISIBILITY POLYGON ALGORITHM Let x ∈ P be the visibility source. Lee’s linear-time algorithm [JS87] processes the vertices of P in a single counterclockwise boundary traversal. At each step, a vertex is either pushed on or popped off a stack, or a wait event is processed. The latter occurs when the boundary at that point is invisible from x. At any stage, the stack represents the visible portion of the boundary processed so far. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 650
Chapter 28: Visibility 651 Although this algorithm is elementary in its tools, it has proved delicate to implement correctly. VISIBILITY GRAPH ALGORITHM In contrast, Hershberger’s vertex visibility algorithm [Her89] uses sophisticated tools to achieve output-size sensitive time complexity O(E), where E is the num- ber of edges of the graph. His algorithm exploits the intimate connection between shortest paths and visibility in polygons. It first computes the shortest path map (Chapter 27) in O(n) time for a vertex, and then systematically transforms this into the map of an adjacent vertex in time proportional to the number of changes. Repeating this achieves O(E) time overall. Most of the above algorithms have been parallelized; see, for example, [GSG92]. 28.5 ALGORITHMS FOR VISIBILITY AMONG OBSTACLES The shortest path between two points in an environment of polygonal obstacles follows lines of sight between obstacle vertices. This has provided an impetus for developing efficient algorithms for constructing visibility regions and graphs in such settings. The obstacles most studied are noncrossing line segments, whichcanbe joined end-to-end to form polygonal obstacles. Many of the questions mentioned in the previous section can be revisited for this environment. The major results are shown in Table 28.5.1; the first three are described in [O’R87]; the fourth is discussed below. TABLE 28.5 .1 Algorithms for visibility among obstacles. ALGORITHM TO COMPUTE TIME COMPLEXITY Point visibility region O(n log n) Segment visibility region Θ(n4 ) Endpoint visibility graph O(n2) Endpoint visibility graph O(nlogn+E) ENDPOINT VISIBILITY GRAPH The largest effort has concentrated on constructing the endpoint visibility graph. Worst-case optimal algorithms were first discovered by constructing the line ar- rangement dual to the endpoints in O(n2 ) time. Since many visibility graphs have less than a quadratic number of edges, an output-size sensitive algorithm was a significant improvement: O(n log n + E) where E is the number of edges of the graph [GM91]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 651
652 J. O’Rourke FIGURE 28.6 .1 The link center is shown darkly shaded: every point in the polygon can be reached with no more than three links from a point in the center. Several key visibility chords are drawn. 28.6 VISIBILITY PATHS A fruitful idea was introduced to visibility research in the mid-1980s: the notion of “link distance” between two points, which represents the smallest number of mutually visible relay stations needed to communicate from one point to another (Sections 26.4 and 27.3). A related notion called “watchman tours” was introduced a bit later, mixing shortest paths and visibility problems, and employing many of the concepts developed for link-path problems (Section 26.4). GLOSSARY Link: A segment. Link distance: The smallest number of links in a polygonal path connecting the points. Link diameter of P: The largest link distance between any two points in P . Link center of P: The collection of points whose maximal link distance to any point of P is as small as possible. See Figure 28.6 .1. Shortest watchman tour in P: A shortest closed path π in a polygon P such that every point of P is visible from some point of π . MAIN RESULTS The main results for link centers are shown in Table 28.6 .1. See Tables 27.4.2 and 27.3 .1 and the related sections for further results. TABLE 28.6.1 Algorithms for link centers. LINK CENTER WITHIN TIME COMPLEXITY SOURCE Polygon O(n log n) [DLS92] Orthogonal polygon O(n) [NS91] Polygon with holes NP-hard [AL93] © 2004 by Chapman & Hall/CRC 652
Chapter 28: Visibility 653 FIGURE 28.7 .1 100 mirror disks fail to trap 10 ra y s from a point source (near the center) [OP01]. 28.7 MIRROR REFLECTIONS GLOSSARY Light ray reflection: A light ray reflects from an interior point of a mirror with reflected angle equal to incident angle; a ray that hits a mirror endpoint is absorbed. Mirror polygon: A polygon all of whose edges are mirrors reflecting light rays. Periodic light ray: A ray that reflects from a collection of mirrors and, after a finite number of reflections, rejoins its path (and thenceforth repeats that path). Trapped light ray: One that reflects forever, and so never “reaches” infinity. Klee asked whether every polygonal room whose walls are mirrors (a mirror poly- gon) is illuminable from every interior point [Kle69, KW91]. Tokarsky answered no by constructing rooms that leave one point dark when the light source is located at a particular spot [Tok95]. However, a second question of Klee remains open: Is every mirror polygon illuminable from some interior point? The behavior of light reflecting in a polygon is complex. Aronov et al. [ADD+98] proved that after k reflections, the boundary of the illuminated region has combi- natorial complexity O(n2k ), with a matching lower bound for any fixed k. Even de- termining whether every triangle supports a periodic ray is unresolved; see [HH00]. Pach asked whether a finite set of disjoint circular mirrors can trap all the rays from a point light source [Ste96]. See Fig. 28.7.1 . This and many other related questions [OP01] remain open. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 653
654 J. O’Rourke 28.8 VISIBILITY IN THREE DIMENSIONS Research on visibility in three dimensions (3D) has concentrated on three topics: hidden surface removal, polyhedral terrains, and various 3D visibility graphs. 28.8.1 HIDDEN SURFACE REMOVAL “Hidden surface removal” is one of the key problems in computer graphics (Chap- ter 49), and has been the focus of intense research for two decades. The typical problem instance is a collection of (planar) polygons in space, from which the view from z = ∞ must be constructed. Traditionally, hidden-surface algorithms have been classified as either image-space algorithms, exploiting the ultimate need to compute visible colors for image pixels, and object-space algorithms, which perform exact computations on object polygons. We only discuss the latter. The complexity of the output scene can be quadratic in the number of input vertices n. A worst-case optimal Θ(n2) algorithm can be achieved by pro jecting the lines containing each polygon edge to a plane and constructing the resulting arrangement of lines [D́ev86, McK87]. Most recent work has focused on obtaining output-size sensitive algorithms, whose time complexity depends on the number of vertices k in the output scene (the complexity of the visibility map), which is often less than quadratic in n. See Table 28.8 .1 for selected results. In the table, k is the complexity of the visibility map, the “wire-frame” pro jection of the scene. A notable example is based on careful construction of “visibility maps,” which leads, e.g ., to a complexity of O((n + k) log 2 n) for performing hidden surface removal on nonintersecting spheres, where k is the complexity of the output map. TABLE 28.8 .1 Hidden-surface algorithm complexities. ENVIRONMENT COMPLEXITY SOURCE Isothetic rectangles O((n + k)logn) [dBO92] Polyhedral terrain O((n + k)logn log log n) [RS88] Nonintersecting polyhedra O(n √ klogn) [SO92] O(n1+ √ k) [dBHO+94] O(n2/3+ k2/3 + n1+ ) [AM93] Arbitrary intersecting spheres O(n2+ ) [AS00] Nonintersecting spheres O(k + n3/2 log n) [SO92] Restricted-intersecting spheres O((n + k)log2 n) [KOS92] 28.8.2 BINARY SPACE PARTITION TREES Binary Space Partition (BSP) trees have become a popular method of implementing the basic painter’s algorithm, which displays objects back-to-front to obtain proper occulsion of front-most surfaces. A BSP partitions R d into empty, open © 2004 by Chapman & Hall/CRC 654
Chapter 28: Visibility 655 FIGURE 28.8 .1 A binary space partition tree for 3 segments. 1 2 3 A 5 4 B C D E F ABCD E F 1 2 3 5 4 convex sets by hyperplanes in a recursive fashion. A BSP for a set S of n line segments in R 2 is a partition such that all the open regions corresponding to leaf nodes of the tree are empty of points from S : all the segments in S lie along the boundaries of the regions. An example is shown in Fig. 28.8 .1 . In general, a BSP for S will “cut up” the segments in S , in the sense that a particular s ∈ S will not lie in the boundary of a single leaf region. In the figure, partitions 1 and 2both cut segments, but partition 3 does not. An attractive feature of BSPs is that an implementation to construct them is easy: In R 3 , select a polygon, partition all objects by the plane containing it, and recurse. Bounding the size (number of leaves) of BSP trees has been a challenge. The long-standing conjecture that O(n)sizeinR 2 is achievable has recently been shown to be false. See Table 28.8 .2 for selected results. TABLE 28.8.2 BSP complexities. DIM CLASS BOUND SOURCE 2 segments O(n log n) [PY90] 2 isothetic Θ(n) [PY92] 2 fat Θ(n) [dBdGO97] 2 segments Ω(n[log n/ log log n]) [T́ot01c] 3 polyhedra O(n2 ) [PY90] 3 polyhedra Ω(n2 ) Eppstein 3 isothetic Θ(n3/2) [PY92] 3 fat orthog. rects. nO( √log n) [AGMV00] © 2004 by Chapman & Hall/CRC 655
656 J. O’Rourke 28.8.3 POLYHEDRAL TERRAINS Polyhedral terrains are an important special class of 3D surfaces, arising in a variety of applications, most notably geographic information systems (Chapter 58). GLOSSARY Polyhedral terrain: A polyhedral surface that intersects every vertical line in at most a single point. Perspective view: A view from a point. Orthographic view: A view from infinity (parallel lines of sight). Ray-shooting query: A query asking which terrain face is first hit by a ray shooting in a given direction from a given point. (See Chapter 37.) α(n): The inverse Ackermann function (nearly a constant). See Section 47.4 . COMBINATORIAL BOUNDS Several almost-tight bounds on the maximum number of combinatorially different views of a terrain have been obtained, as listed in Table 28.8 .3 . TABLE 28.8 .3 Bounds for polyhedral terrains. VIEW TYPE BOUND SOURCE Along vertical O(n2 2α(n) ) [CS89] Orthographic O(n5+ ) [AS94] Persp ective O(n8+ ) [AS94] Bose et al. established that n/2 vertex guards are sometimes necessary and always sufficient to guard a polyhedral terrain of n vertices [BSTZ97, BKL96]. ALGORITHMS Algorithms seek to exploit the terrain constraints to improve on the same compu- tations for general polyhedra: 1. To compute the orthographic view from above the terrain: time O((k + n) log n log log n), where k is the output size [RS88]. 2. To preprocess for O(log n) ray-shooting queries for rays with origin on a ver- tical line [BDEG94]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 656
Chapter 28: Visibility 657 28.8.4 3D VISIBILITY GRAPHS GLOSSARY Aspect graph: A graph with a node for each combinatorially distinct view of a collection of polyhedra, with two nodes connected by an arc if the views can be reached directly from one another by a continuous movement of the viewpoint. Isothetic: Edges parallel to Cartesian coordinate axes. Box visibility graph: A graph realizable by disjoint isothetic boxes in 3D with orthogonal visibility. Kn: The complete graph on n nodes. There have been three primary motivations for studying visibility graphs of objects in three dimensions. 1. Computer graphics: Useful for accelerating interactive “walkthroughs” of complex polyhedral scenes [TS91], and for radiosity computations [TH93]. See Chapter 49. 2. Computer vision: “Aspect graphs” are used to aid image recognition. The maximum number of nodes in an aspect graph for a polyhedron of n vertices depends on both convexity and the type of view. See Table 28.8 .4 . Note that the nonconvex bounds are significantly larger than those for terrains. TABLE 28.8 .4 Combinatorial complexity ofvisibility graphs. CONVEXITY ORTHOGRAPHIC PERSPECTIVE SOURCE Convex p olyhedron Θ(n2 ) Θ(n3 ) [PD90] Nonconvex p olyhedron Θ(n6 ) Θ(n9 ) [GCS91] 3. Combinatorics: It has been shown that K22 is realizable by disjoint iso- thetic rectangles in “2 1 2 D” with vertical visibility (all rectangles are paral- leltothexy-plane), but that K56 (and therefore all larger complete graphs) cannot be so represented [BEF+93]. It is known that K42 is a box visibility graph [BJMO94] but that K184 is not [FM99]. 28.9 PENETRATING ILLUMINATION OF CONVEX BODIES A rich vein of problems was initiated by Hadwiger, Levi, Gohberg and Markus; see [MS99] for the complex history. The problems employ a different notion of © 2004 by Chapman & Hall/CRC 657
658 J. O’Rourke exterior illumination, which could be called penetrating illumination (or perhaps “stabbing”), and focuses on a single convex body in R d . GLOSSARY Penetrating illumination: An exterior point x penetratingly illuminates a point y on the boundary ∂K of an object K if the ray from x through y has a non- empty intersection with the interior int K of K. Direction illumination: A point y ∈ ∂K is illuminated from direction v if the ray from the exterior through y with direction v has a non-empty intersection with int K. Affine symmetry: An object has affine symmetry if it unchanged after reflection through a point, reflection in a plane, or rotation about a line by angle 2π/n, n =2, 3,.... The central problem may be stated: What is the fewest number of exterior points sufficient to penetratingly illuminate any compact, convex body K in R d ? The problem is only completely solved in 2D: 4 lights are needed for a parallelo- gram, and 3 for all other convex bodies. In 3D it is known that 8 lights are needed for a parallelepiped (Fig. 28.9 .1), and conjectured that 7 suffice for all other con- vex bodies. Bezdek proved that 8 lights suffice for any 3-polytope with an affine symmetry [Bez93]. Lassak proved that no more than 20 lights are needed for any compact, convex body in 3D [Bol81]. FIGURE 28.9 .1 A paral lelepiped requires 2 3 =8 lights for pen- etrating il lumination of its boundary. One reason for the interest in this problem is its connection to other problems, particularly covering problems. Define: I0(K) : the fewest number of points sufficient to penetratingly illuminate K . I∞(K) : the fewest number of directions sufficient to direction-illuminate K . H (K) : the fewest number of smaller homothetic copies of K that cover K . i(K) : the fewest number of copies of int K that cover K . Remarkably, I0(K)=I∞(K)=H (K)=i(K) . as established by Boltjanski, Hadwiger, and Soltan; see again [MS99]. Several have conjectured that these quantities are ≤ 2d for compact, convex bodies in R d , with equality only for the d-parallelotope.. The conjecture has been established only for special classes of bodies, e.g., [Bol01]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 658
Chapter 28: Visibility 659 28.10 SOURCES AND RELATED MATERIAL SURVEYS All results not given an explicit reference above may be traced in these surveys. [O’R87]: A monograph devoted to art gallery theorems and visibility algorithms. [She92]: A survey of art gallery theorems and visibility graphs, updating [O’R87]. [O’R92]: A short update to [She92]. [Urr00]: The latest art gallery results, updating [She92]. [O’R93]: Survey of visibility graph results. [AGS00]: Survey of visibility algorithms in R 2 . [MSD00]: Survey of link-distance algorithms. [Dor94]: A survey of hidden-surface removal algorithms, emphasizing recent theo- retical developments. [Mur99]: A recent Ph.D. thesis on hidden-surface removal algorithms. [MS99]: Survey of illumination of convex bodies. RELATED CHAPTERS Chapter 25: Triangulations Chapter 26: Polygons Chapter 27: Shortest paths and networks Chapter 37: Ray shooting and lines in space Chapter 38: Geometric intersection Chapter 49: Computer graphics Chapter 51: Pattern recognition Chapter 58: Geographic information systems REFERENCES [AGMV00] P.K . Agarwal, E.F. Grove, T.M. Murali, and J.S. Vitter. Binary space partitions for fat rectangles. SIAM J. Comput., 29:1422–1448, 2000. [AS94] P.K . Agarwal and M. Sharir. On the numb er of views of polyhedral terrains. Discrete Comput. Geom., 12:177–182, 1994. [AAAS94] P.K . Agarwal, N. Alon, B. Aronov, and S. Suri. Can visibility graphs b e represented compactly? Discrete Comput. Geom., 12:347–365, 1994. [AM93] P.K . Agarwal and J. Matouˇsek. Ray shooting and parametric search. SIAM J. Comput., 22:794–806, 1993. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 659
660 J. O’Rourke [AS00] P.K . Agarwal and M. Sharir. Pipes, cigars, and kreplach: The union of Minkowski sums in three dimensions. Discrete Comput. Geom., 24:645–685, 2000. [Agg84] A. Aggarwal. The art gal lery problem: Its variations, applications, and algorithmic aspects. Ph.D . thesis, Dept. of Comput. Sci., Johns Hopkins Univ., Baltimore, 1984. [AL93] M.H . Alsuwaiyel and D.T . Lee. Minimal link visibility paths inside a simple polygon. Comput. Geom. Theory Appl., 3:1–25, 1993. [ADD+98] B. Aronov, A.R. Davis, T.K . Dey, S.P. Pal, and D.C. Prasad. Visibility with multiple reflections. Discrete Comput. Geom., 20:61–78, 1998. [AGS00] Te. Asano, S.K . Ghosh, and T.C. Shermer. Visibility in the plane. I n J. -R . Sack and J. Urrutia, editors, Handbook of Computational Geometry, pages 829–876. Elsevier North-Holland, Amsterdam, 2000. [BDEG94] M. Bern, D.P. Dobkin, D. Eppstein, and R. Grossman. Visibility with a moving point of view. Algorithmi ca , 11:360–378, 1994. [Bez93] K. Bezdek. Hadwiger-Levi’s covering problem revisited. In J. Pach, editor, New Trends in Discrete and Computational Geometry, volume 10 of Algorithms Combin., pages 199–233. Springer-Verlag, Berlin, 1993. [Bol81] V. Boltjansky. Combinatorial geometry. Algebra Topol. Geom., 19:209–274, 1981. In Russian. Cited in [MS99]. [Bol01] V. Boltjansky. Solution of the illumination problem for b odies with md m =2 . Discrete Comput. Geom., 26:527–541, 2001. [BDHS97] P. Bose, A.M. Dean, J.P. Hutchinson, and T.C . Shermer. On rectangle visibility graphs. Proc. Graph Drawing, volume 1190 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 25–35, Springer-Verlag, Berlin, 1997. [BEF+93] P. Bose, H. Everett, S. Fekete, A. Lubiw, H. Meijer, K. Romanik, T.C . Shermer, and S.H . Whitesides. On a visibility representation for graphs in three dimensions. Proc. ALCOM Int. Work. Graph Drawing. G. Di Battista, P. Eades, H. de Fraysseix, P. Rosenstiehl, and R. Tamassia, editors, pages 61–62, 1993. [BJMO94] P. Bose, A. Josefczyk, J. Miller, and J. O’Rourke. K42 is a box visibility graph. In Snapshots in Comput. Geom., pages 88–91. Univ. Saskatchewan, 1994. [BKL96] P. Bose, D.G. Kirkpatrick. and Z. Li. Efficient algorithms for guarding or illuminating the surface of a polyhedral terrain. Proc. Canad. Conf. Comput. Geom.. 217–222, 1996. [BSTZ97] P. Bose, T.C . Shermer, G.T . Toussaint, B. Zhu. Guarding polyhedral terrains. Com- put. Geom. Theory Appl., 7: 173–185, 1997. [Cha91] B. Chazelle. Triangulating a simple polygon in linear time. Discrete Comput. Geom., 6:485–524, 1991. [CS89] R. Cole and M. Sharir. Visibility problems for polyhedral terrains. J. Symbolic Comput., 7:11–30, 1989. [CRCU93] J. Czyzowicz, E. Rivera-Camp o, and J. Urrutia. Illuminating rectangles and triangles in the plane. J. Combin. Theory Ser. B, 57:1–17, 1993. [DN94] G. Das and G. Narasimhan. Optimal linear-time algorithm for the shortest illu- minating line segment. In Proc. 10th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 259–266, 1994. [dBHO+94] M. de Berg, D. Halperin, M.H . Overmars, J. Snoeyink, and M. van Kreveld. Efficient ray shooting and hidden surface removal. Algorithmi ca , 12:30–53, 1994. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 660
Chapter 28: Visibility 661 [dBO92] M. de Berg and M.H. Overmars. Hidden surface removal for c-oriented polyhedra. Comput. Geom. Theory Appl., 1:247–268, 1992. [dBdGO97] M. de Berg, M. de Gro ot, and M.H . Overmars. New results on binary space partitions in the plane. Comput. Geom. Theory Appl., 8:317–333, 1997. [D́ev86] F. D́evai. Quadratic bounds for hidden line elimination. In Proc. 2nd Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 269–275, 1986. [DLS92] H.N . Djidjev, A. Lingas, and J. - R. Sack. An O(n log n) algorithm for computing the link center of a simple polygon. Discrete Comput. Geom., 8:131–152, 1992. [Dor94] S.E. Dorward. A survey of ob ject-space hidden surface removal. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 4:325–362, 1994. [ECOUX95] V. Estivill-Castro, J. O’Rourke, J. Urrutia, and D. Xu. Illumination of polygons with vertex floodlights. Inform. Process. Lett., 56:9–13, 1995. [Fej77] L. Fejes T́oth. Illumination of convex discs. Acta Math. Acad. Sci. Hungar., 29(3– 4):355–360, 1977. [FM99] S.P. Fekete and H. Meijer. Rectangle and box visibility graphs in 3d. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 9:1–27, 1999. [Gho97] S.K . Ghosh. On recognizing and characterizing visibility graphs of simple polygons. Discrete Comput. Geom., 17:143–162, 1997. [GM91] S.K . Ghosh and D.M. Mount. An output-sensitive algorithm for computing visibility graphs. SIAM J. Comput., 20:888–910, 1991. [GCS91] Z. Gigus, J.F. Canny, and R. Seidel. Efficiently computing and representing asp ect graphs of polyhedral objects. IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intel l., 13:542–551, 1991. [GOH+ 02] A. Garćıa-Olaverri, F. Hurtado, M. Noy and J. Tejel. On the minimum size of visibility graphs. Inform. Proc. Lett., 81: 223–230, 2002. [GSG92] M.T . Goodrich, S. Shauck, and S. Guha. Parallel methods for visibility and shortest path problems in simple polygons. Algorithmi ca, 8:461–486, 1992. [GHL+ 87] L.J . Guibas, J. Hershb erger, D. Leven, M. Sharir, and R.E. Tarjan. Linear-time algo- rithms for visibility and shortest path problems inside triangulated simple polygons. Algorithmica , 2:209–233, 1987. [GHKS96] E. Gy̋ori, F. Hoffmann, K. Kriegel, and T.C . Shermer. Generalized guarding and partitioning for rectilinear polygons. Comput. Geom. Theory Appl., 6:21–44, 1996. [HH00] L. Halbelsen and N. Hungerb̈uhler. On periodic billiard tra jectories in obtuse trian- gles. SIAM Rev., 42:657–670, 2000. [Her89] J. Hershb erger. An optimal visibility graph algorithm for triangulated simple p oly- gons. Algorithmi ca, 4:141–155, 1989. [HK93] F. Hoffmann and K. Kriegel. A graph coloring result and its consequences for some guarding problems. In Proc. 4th Annu. Internat. Sympos. Algorithms Com- put. (ISAAC 93), volume 762 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 78–87. Springer- Verlag, Berlin, 1993. [HK96] F. Hoffmann and K. Kriegel. A graph coloring result and its consequences for some guarding problems. SIAM J. Discrete Math., 9:210–224, 1996. [HN01] F. Hurtado and M. Noy On the number of visibility graphs of simple p olygons. Discrete Math., 232: 139–144, 2001. [HT01] M. Hoffmann and Cs. T ́oth. Segment endpoint visiblity graphs are Hamiltonian. In Proc. 13th Canad. Conf. Comput. Geom., pages 109–112, 2001. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 661
662 J. O’Rourke [JS87] B. Joe and R.B. Simpson. Correction to Lee’s visibility polygon algorithm. BIT, 27:458–473, 1987. [KOS92] M.J . Katz, M.H . Overmars, and M. Sharir. Efficient hidden surface removal for objects with small union size. Comput. Geom. Theory Appl., 2:223–234, 1992. [Kle69] V. Klee. Is every polygonal region illuminable from some p oint? Amer. Math. Monthly, 76:180, 1969. [KW91] V. Klee and S. Wagon. Old and New Unsolved Problems in Plane Geometry.Math. Assoc. Amer., 1991. [LP79] D.T . Lee and F.P. Preparata. An optimal algorithm for finding the kernel of a polygon. J. Assoc. Comput. Mach., 26:415–421, 1979. [LC94] S.- Y . Lin and C. Chen. Planar visibility graphs. In Proc. 6th Canad. Conf. Comput. Geom., pages 30–35, 1994. [MSD00] A. Maheshwari, J.- R. Sack, and H.N . Djidjev. Link distance problems. In J. - R. Sack and J. Urrutia, editors, Handbook of Computational Geometry, pages 519–558. Elsevier North-Holland, Amsterdam, 2000. [MS99] H. Martini and V. Soltan. Combinatorial problems on the illumination of convex bodies. Aequationes Math., 57:121–152, 1999. [McK87] M. McKenna. Worst-case optimal hidden-surface removal. ACM Trans. Graph., 6:19–28, 1987. [Mur99] T.M. Murali. Efficient Hidden-Surface Removal in Theory and in Practice.Ph.D . thesis, Brown Univ., 1999. [NS91] B.J . Nilsson and S. Schuierer. An optimal algorithm for the rectilinear link center of a rectilinear polygon. In Proc. 2nd Workshop Algorithms Data Struct., volume 519 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 249–260. Springer-Verlag, Berlin, 1991. [O’R83] J. O’Rourke. Galleries need fewer mobile guards: a variation on Chv́atal’s theorem. Geom. Dedicata, 14:273–283, 1983. [O’R87] J. O’Rourke. Art Gal lery Theorems and Algorithms. Internat. Series Monographs Computer Science. Oxford University Press, New York, 1987. [O’R92] J. O’Rourke. Computational geometry column 15. Internat. J . Comput. Geom. Appl., 2:215–217, 1992. Also in SIGACT News, 23:2, 1992. [O’R93] J. O’Rourke. Computational geometry column 18. Internat. J . Comput. Geom. Appl., 3:107–113, 1993. Also in SIGACT News, 24:1:20–25, 1993. [OP01] J. O’Rourke and O. Petrovici. Narrowing light rays with mirrors. In Proc. 13th Canad. Conf. Comput. Geom., pages 137–140, 2001. [PY90] M.S . Paterson and F.F. Yao. Efficient binary space partitions for hidden-surface removal and solid modeling. Discrete Comput. Geom., 5:485–503, 1990. [PY92] M.S . Paterson and F.F. Yao. Optimal binary space partitions for orthogonal objects. J. Algorithms, 13:99–113, 1992. [PD90] H. Plantinga and C.R. Dyer. Visibility, occlusion, and the aspect graph. Internat. J. Comput. Vision, 5:137–160, 1990. [R03] D. Rappaport. The visibility graph of congruent discs is Hamiltonian. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 25:257–265, 2003. [RS88] J.H . Reif and S. Sen. An efficient output-sensitive hidden-surface removal algorithms and its parallelization. In Proc. 4th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 193–200, 1988. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 662
Chapter 28: Visibility 663 [SO92] M. Sharir and M.H. Overmars. A simple output-sensitive algorithm for hidden- surface removal. ACM Trans. Graph., 11:1–11, 1992. [SE87] X. Shen and H. Edelsbrunner. A tight lower b ound on the size of visibility graphs. Inform. Process. Lett., 26:61–64, 1987. [She94] T.C. Shermer. A tight bound on the combinatorial edge guarding problem. In Snapshots in Comput. Geom., pages 191–223. Univ. Saskatchewan, 1994. [She92] T.C. Shermer. Recent results in art galleries. Proc. IEEE, 80:1384–1399, 1992. [ST03] B. Speckmann and Cs. T ́oth. Allocating vertex π -guards in simple polygons via pseudo-triangulations. Proc. 14th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 109–118, 2003. [Ste96] I. Stewart. Mathematical recreations. Sci. Amer., 275:100–103, 1996. Includes light in circular forest problem due to J. Pach. [TH93] S. Teller and P. Hanrahan. Global visibility algorithms for illumination computations. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 93, pages 239–246, 1993. [TS91] S.J . Teller and C.H . Śequin. Visibility preprocessing for interactive walkthroughs. Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 91, pages 61–69, 1991. [Tok95] G.W . Tokarsky. Polygonal rooms not illuminable from every point. Amer. Math. Monthly, 102:867–879, 1995. [T́ot00] Cs. T́oth. Art gallery problem with guards whose range of vision is 180◦ . Comput. Geom. Theory Appl., 17:121–134, 2000. [T́ot01a] Cs. T ́oth. Illuminating both sides of line segments. In Lecture Notes Comput. Sci., volume 2098, pages 370–380. Springer-Verlag, Berlin, 2001. [T́ot01b] Cs. T ́oth. Guarding disjoint triangles and claws in the plane. In Abstracts 17th European Workshop Comput. Geom., pages 137–139. Freie Universiẗat Berlin, 2001. [T́ot01c] Cs. T ́oth. A note on binary plane partitions. In Proc. 17th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 151–156, 2001. [T́ot02] Cs. T ́oth. Illumination in the presence of opaque line segments in the plane. Comput. Geom. Theory Appl., 21:193–204, 2002. [T́ot03a] Cs. T ́oth. Illumination of polygons by 45◦ -floodlights. Discrete Math., 265:251–260, 2003. [T́ot03b] Cs. T ́oth. Illuminating disjoint line segments in the plane. Discrete Comput. Geom., 30:489–505, 2003. [Urr00] J. Urrutia. Art gallery and illumination problems. In J. - R. Sack and J. Urrutia, edi- tors, Handbook of Computational Geometry, pages 973–1027. Elsevier North-Holland, Amsterdam, 2000. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 663
664
29 GEOMETRIC RECONSTRUCTION PROBLEMS Steven S. Skiena INTRODUCTION Many problems from mathematics and engineering can be described in terms of reconstruction from geometric information. Reconstruction is the algorithmic problem of combining the results of one or more measurements of some aspect of a physical or mathematical object to obtain certain desired information about the object. Geometric reconstruction problems arise in a number of applications, such as robotics and computer-aided tomography, and also are of theoretical interest. In this chapter, we consider three different classes of geometric reconstruction problems. In Section 29.1, we examine static reconstruction problems, where we are given a geometric structure G derived from an original structure G, and seek to invert this transformation. In Section 29.2, we consider interactive reconstruction problems, where we are permitted to “probe” the object at arbitrary places and seek to reconstruct the desired structure using the fewest such probes. Finally, in Section 29.3, we provide pointers to the literature for work on (typically ill-defined) geometric reconstruction problems that often arise in practice. 29.1 STATIC RECONSTRUCTION PROBLEMS Here we consider inverse problems of the following type. Let A be a geometric structure, and T a transformation such that T (A) → B , where B is some different geometric structure. Now, given T and B , construct a structure A such that T(A)→B.IfT is 1–1, thenA =A . If not, we may be interested in finding or counting all solutions. An example of an important class of reconstruction problems is recognizing visibility graphs, i.e., given a graph G, construct a polygon P whose visibility graph is G. See Section 28.2. Results on static reconstruction problems are summarized in Table 29.1 .1 .We characterize each problem by its input instance and desired inverted structure. Static reconstruction problems include reconstructing sets of points from inter- point distances, extended Gaussian images [GH95][GM03], points from Voronoi diagrams [AB85], and orthogonal polygons from points [O’R88]. A special class of problems concerns proximity drawability. Given a graph G, we seek a set of points corresponding to vertices of G such that two points are “sufficiently” close iff there is an edge in G for the corresponding vertices. Examples of proximity drawability problems include finding points to realize graphs as minimum spanning trees (MST), Delaunay triangulations (Chapter 25), Gabriel graphs, and relative neighborhood graphs (RNGs) (Chapter 51). Although many of the results are quite technical, Di Battista et al. [DLL95] provide an excellent survey 665 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 665
666 S.S. Skiena of results on these and other classes of proximity drawings; see also Chapter 52. To provide some intuition about the minimum spanning tree results, observe that very low degree graphs are easily embedded as point sets. If the maximum degree is 2, i.e., the graph is a simple path, then any straight line embedding will work. To realize a vertex v of degree 6 as a minimum spanning tree, a geometric argument shows that all adjacent points must be spaced at equal angles of 60 degrees around v, a very restrictive condition leading to the hardness result. Such equal spacing is not possible for degree larger than six. GLOSSARY Extended Gaussian image: A transform that maps each face of a convex polyhedron to a vector normal to the face whose length is proportional to the area of the face. These vectors uniquely represent convex polyhedra and have been applied to problems in robot vision. Hammer’s X-ray problem: Given a fixed set of X-ray pro jections of a convex body, can you reconstruct the body? Determination: A class of sets is determined by n directions if there are n fixed directions such that all sets can be reconstructed from pro jections along these directions. Verification: A class of sets is verified by n directions if, for each particular set, there are n pro jections that distinguish this set from any other. Gabriel graph: A graph whose vertices are points in E 2 , with edge (x, y)iff points x and y define the diameter of an empty circle. Relative neighborhood graph: A graph whose vertices are points in E 2 , with an edge (x, y)iffthereexistsnopointz such that z is closer to x than y is and z is closer to y than x is. See Section 51.2 . Interpoint distances: The complete set of n 2 distances defined between pairs of points in an n point set. The distance set is labeled if the identities of the two points defining the distance are associated with the distance, and unlabeled otherwise. A final set of problems concern reconstructing objects from a fixed set of X-ray pro jections, conventionally called Hammer’s X-ray problem. Different problems arise depending upon whether the X-rays originate from a point or line source, and whether we seek to verify or determine the object. A selection of results on parallel X-rays (line sources) are listed in Table 29.1 .2 . For example, parallel X-rays in certain sets of four directions suffice to determine any convex body; the directions must not be a subset of the edges of an affinely regular polygon. If the directions do form such a subset, then there exist noncongruent polygons that are not distin- guished by any number n of parallel X-rays in these directions. Nevertheless, any pair of nonparallel directions suffice to determines “most” (in the sense of Baire category) convex sets. There is also a collection of results on poi nt s o urce X- rays . For example, convex sets in E 2 are determined by directed X-rays from three noncollinear point sources. The substantial literature on such X-ray problems is most ably covered by Gardner’s monograph [Gar95], from which several of the open problems listed below aredrawn. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 666
Chapter 29: Geometric reconstruction problems 667 TABLE 29.1 .1 Static reconstruction problems. INPUT INVERTED STRUCTURE RESULT Tree with max degree ≤ 5 points embedding it as MST every tree realizable Tree with max degree 6 points embedding it as MST NP-hard Tree with max degree ≥ 7 points embedding it as MST no tree realizable Planar graph points embedding it as a Gabriel graph partial characterization Planar graph points embedding it as a RNG partial characterization Triangulated graph points embedding it as a Delaunay tri partial characterization Points in E 2 orthogonal polygon through them algorithm: O(n log n) Planar graph points embedding it as a Voronoi diag partial characterization Extended Gaussian image convex polyhedra in E 3 algorithm: O(n log n) per iter Lab eled interp oint dists points realizing these in E d algorithm: O(2d n2 ) Unlabeled interpoint dists points realizing these on E 1 algorithm: O(2n n log n) Unlabeled interpoint dists points realizing these in E d NP-hard Discrete tomography is a new area of study inspired by the use of electron microscopy to reconstruct the positions of atoms in crystal structures. A typical problem is placing integers in a matrix so as to realize a given set of row and column sums. The problem becomes more complex when the reconstructed body must satisfy connectivity constraints or simultaneously satisfy row/column sums of multiple colors. A collection of survey articles on discrete tomography ispresented by Herman and Kuba [HK99]. TABLE 29.1.2 Selected results on parallel X-rays (Hammer’s problem). DIM PROBLEM SETS RESULT 2 verify convex polygons 2 parallel X-rays do not suffice verify convex set 3 parallel X-rays suffice determine convex set 4 parallel X-rays suffice (⊆ affinely reg polygon) determine convex set n parallel X-rays do not suffice (⊆ affinely reg polygon) determine convex set 2 parallel X-rays “usually” suffice determine star-shaped polygons no finite set of directions suffice 3 determine convex body 4 parallel X-rays suffice (coplanar directions) determine convex body 4 parallel X-rays do not suffice (noncoplanar directions) d determine convex body 2 parallel X-rays “usually” suffice determine compact sets no finite set of directions suffice © 2004 by Chapman & Hall/CRC 667
668 S.S. Skiena OPEN PROBLEMS 1. Give an algorithm (polynomial in n) to reconstruct a set of n points on a line from the set of n 2 unlabeled interpoint distances it defines. See [SSL90]. 2. Do there exist two distinct n-point sets, n ≥ 7, realizing identical unlabeled interpoint distance sets, where each distance is unique in the set? See [Blo77]. 3. Characterize the convex sets in E 2 that can be determined by two parallel X-rays [Gar95, Problem 1.1]. 4. Are convex bodies in E 3 determined by parallel X-rays in some set of five directions [Gar95, Problem 2.2]? 5. Find an algorithm to reconstruct a convex set from its directed X-rays from three noncollinear points [Gar95, Problem 5.5]. The uniqueness proof is non- constructive. 6. Given both the red and blue column sums of a matrix, color the matrix elements red, blue, and white so as to realize these sums. The problem is known to be polynomial for one color and NP-complete for three or more colors [CD01, Dur01]. 7. Given the (single color) column sums of a matrix, find a convex polyomino which realizes these sums, if one exists. It is open as to whether there exists a polynomial-time algorithm for this problem [CD01, Dur01]. 29.2 INTERACTIVE RECONSTRUCTION PROBLEMS Geometric probing considers problems of determining a geometric structure or some aspect of that structure from the results of a mathematical or physicalmeasur- ing device, a probe. A variety of problems from robotics, medical instrumentation, mathematical optimization, integral and computational geometry, graph theory, and other areas fit into this paradigm. The key issue is interaction, where the nth probe depends upon the outcome of the previous probes. The problem of geometric probing was introduced by Cole and Yap [CY87] and inspired by work in robotics and tactile sensing (Section 48.7). A substantial body of work has followed it, which is extensively surveyed in [Ski92]. A collection of open problems in probing appears in [Ski89]. GLOSSARY Determination: The algorithmic problem of computing how many probes of a particular model are necessary to completely determine or reconstruct an object drawn from a particular class of objects. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 668
Chapter 29: Geometric reconstruction problems 669 Verification: The algorithmic problem, given a supposed description of an ob- ject, of computing how many probes of a particular model are necessary to test if the description is valid. Model-based: A problem where any object is constrained to be one of a known, finite set of m possible objects. Point probe: An oracle that tests whether a given point is within an object or not. Finger probe: An oracle that returns the first point of intersection between a directed line and an object. Hyperplane probe: An oracle that measures the first time at which a hyperplane moving parallel to itself intersects an object. X- ray p robe : An oracle that measures the length of the intersection between a line and an object. Silhouette probe: An oracle that returns a (d−1)-dimensional pro jection (in a given direction) of a d-dimensional object. Halfspace probe: An oracle that measures the area or volume of the intersection between a halfspace and an object. Cut-set probe: An oracle that for a specified graph and partition of the vertices returns the size of the cut-set determined by the partition. FIGURE 29.2 .1 Determining the next edge of P using finger probes. O MAIN RESULTS For a particular probing model, the determination problem asks how many probes are sufficient to completely reconstruct an object from a given class. For example, Cole and Yap’s strategy for reconstructing a convex polygon P from finger probes is based on the observation that three collinear contact points must define an edge. The strategy, illustrated in Figure 29.2.1, aims probes at the intersection point between a confirmed edge (defined by three collinear points) and a conjectured edge (defined by two contact points). If this intersection point is indeed a contact point, another vertex is determined due to convexity; if not, the existence of another edge is known. Since we avoid probing the interior of any edge that has been determined, ≈ 3n probes suffice in total since no more than one edge can be hit four times. Table 29.2.1summarizes probing results for a wide variety of models. In the table, fi(P ) denotes the number of i-dimensional faces of P . © 2004 by Chapman & Hall/CRC 669
670 S.S. Skiena TABLE 29.2 .1 Upper and lower bounds for determination for various probing models. PROBE OBJECT LOWER BOUND UPPER BOUND Finger convex n-gon 3n 3n Finger convex n-gon w known n 2n +1 3n−1 Finger convex polyhedra in E d df 0(P )+fd−1(P ) f0(P )+(d +2)fd−1(P ) Finger n-gon from m conv models n−1 n+3 2fingers convex n-gon 2n−2 2n 3fingers convex n-gon 2n−3 2n 4or5fingers convex n-gon (4n − 5)/3 (4n +2)/3 k ≥ 6fingers convex n-gon n n+1 Enhanced fingers n-gon w noncollinear edges 3n−3 3n−3 Line convex n-gon 3n +1 3n +1 Line n-gon from m conv models 2n−3 2n +4 Silhouette convex n-gon 3n−2 3n−2 Silhouette convex polyhedra in E 3 f2(P )/2 5f0(P )+f2(P ) X-ray convex n-gon 3n−3 5n−19 Parallel X-ray convex n-gon 3 3 Parallel X-ray nondegenerate n-gon logn −2 2n +2 Halfplane convex n-gon 2n 7n +7 Cut-set emb edded graph n 2 n 2 Cut-set unembedded graph Ω(n2 / log n) O(n2/ log n) Cole and Yap’s finger probing model is not powerful enough to determine non- convex objects. There are three major reasons for this. A tiny crack in an edge can go forever undetected, since no finite strategy can explore the entire surface of the polygon. Second, it is easy to construct nonconvex polygons whose features cannot be entirely contacted with straight-line probes originating from infinity. Finally, for nonconvex polygons there exists no constant k such that k collinear probes de- termine an edge. To generalize the class of objects, enhanced finger probes have been considered. One such probe [ABY90] returns surface normals as well as con- tact points, eliminating the second problem. When restricted to polygons with no two edges defined by the same supporting line, the first and third problems are eliminated. In the verification problem, we are given a description of a putative object, and charged with using a small number of probes to prove that the description is correct. Verification is clearly no harder than determination, since we are free to ignore the description in planning the probes, and could simply compare the determined object to its description. Sometimes significantly fewer probes suffice for verification. For example, we can verify a putative convex polygon in 2n probes by sending one finger probe to contact each vertex and the interior of each edge. This gives three contact points on each edge, which by convexity suffices to verify the polygon. Table 29.2 .2 summarizes results in verification. Of course, there are other classes of problems that do not fit so easily into the confines of these tables. Verification is closely related to approximate geometric testing; see [ABP+97, Rom95]. An interesting application of probing to nonconvex © 2004 by Chapman & Hall/CRC 670
Chapter 29: Geometric reconstruction problems 671 polygons is presented in [HP99]. See [Ric97, Ski92] for discussions of probing with uncertainty and tactile sensing in robotics. TABLE 29.2 .2 Upper and lower bounds for verification for various probing models. PROBE OBJECT LOWER BOUND UPPER BOUND Finger convex n-gon 2n 2n Finger convex n-gon with known n 3 n/2 3 n/2 Line convex n-gon 2n 2n X-ray convex n-gon 3n/2 3n/2+6 Halfplane convex n-gon 2n/3 n+1 OPEN PROBLEMS 1. Tighten the gap between the lower and upper bounds for determination for finger probes in higher dimensions [DEY86]. 2. Tighten the bounds for determination of convex n-gons with X-ray probes. Does a finite number (i.e., f (n)) of parallel X-ray probes suffice to verify or determine simple n-gons? Since each parallel X-ray probe provides a repre- sentation of the complete polygon, there is hope to detect arbitrarily small cracks in a finite number of probes; but see [MS96]. 3. Consider generalizations of halfplane probes to higher dimensions. How many probes are necessary to determine convex (or nonconvex) polyhedra? 4. Silhouette probes return the shadow cast by a polytope in a specified direction. These dualize to cross-section probes that return a slice of the polytope. Tighten the current bounds [DEY86] on determination with silhouettes in E 3 . 29.3 ILL-POSED RECONSTRUCTION PROBLEMS Many geometric reconstruction problems that arise in practice are inherently ill- defined. In this section, we mention a class of approximate reconstruction problems, typically inspired by practical problems, and describe a few approaches toward dealing with them. Specific results are not discussed, but pointers to the literature are provided. COMPUTER VISION Computer vision is an enormous research area, with the goal of enabling computers to understand and interpret features in digital images. There are a varietyofcom- © 2004 by Chapman & Hall/CRC 671
672 S.S. Skiena puter vision problems that can be framed as reconstruction problems, particularly those that try to use several fixed images or active sensing, where the robot is free to decide where to look next to obtain more information about its environment [Fau93, Hor86]. A particularly interesting class of active sensing problems involves navigating in an unfamiliar terrain, where we seek a short path to a goal but learn about obstacles only as we encounter them. See [BRS91] for approximation resultson this problem, and Sections 27.3 and 47.7 of this Handbook. Decision trees are a commonly used classification procedure for recognizing an object drawn from a known class of models. The classification procedure takes the form of a rooted tree, where the models are leaves and each internal node corresponds to a test or probe. All of the probing strategies discussed in previous sections can be reformulated in terms of decision trees, with the goal of minimizing the heights of the trees. The general problem of minimizing the height of a decision tree is NP-complete, but approximation algorithms for minimizing the height of geometric decision trees are known [AMM+98, AGM+93]. SURFACES FROM DATA POINTS As described in the introduction to this section, interpolating a surface from a finite set of points in three dimensions can be considered a geometric reconstruction prob- lem. These problems often arise in cartographic data, where we seek to construct a model of a mountain given a set of points on the surface. The issue also arises in surface simplification, where given a surface we seek to approximate it with another surface with fewer points such that the maximum difference between elevations is minimized; see Chapter 54. Curve and surface reconstruction has recently been cast into a new, no longer ill-posed form, with theoretical guarantees. See Chapter 30 for a thorough survey. One common approach consists of pro jecting the points to the plane, trian- gulating them, and converting this into a triangulated surface by pro jecting each vertex back into three dimensions. Triangulation-based approaches to surface re- construction are surveyed in [MSS92]. TOMOGRAPHY AND SURFACES FROM CROSS-SECTIONS AND PROJECTIONS CAT scanners and other tomographic imaging systems represent a tremendous step forward in our ability to diagnose tumors and other medical problems. Her- man [Her80] defines tomography as “the process of producing an image of a two- dimensional distribution (usually of some physical property) from estimates of its line integrals along a finite number of lines of known locations.” Tomographic scanners estimate line integrals by sending an energy pulse of some type through an object and measuring how much energy is absorbed. Surveys of tomography include [SK78, SSW77]. The most important reconstruction algorithms are transform methods, which are direct implementations of the Radon inversion formula, derived using Fourier transform methods. Electrical impedance tomography (EIT) is a recently developed medical imag- ing technology that constructs a map of the electrical conductivity of a region of © 2004 by Chapman & Hall/CRC 672
Chapter 29: Geometric reconstruction problems 673 the body using probes that measure the resistance between pairs of surface points. See http://www.eit.org.uk/ for a comprehensive list of references on electrical impedance tomography. An important related geometric problem concerns splicing a series of these parallel slices into polyhedra. The most natural way to proceed is to triangu- late between the slices, but this is not always possible without adding extra ver- tices [GOS96]. Practical algorithms include [Boi88, BS94]; see also Section 26.6 . SHAPE FROM DISTRIBUTION OF CROSS-SECTIONS In such fields as biology and geology, it is often necessary to reconstruct the shape and size distributions of particles from the cross-sections of samples. For example, cross-sections of cubes can be polygons with 3, 4, 5, or 6 sides, and the probability of each such event is well defined if the cross-sections are taken uniformly at random, as would be the case with small crystals inside a large mineral sample. This has given rise to a field known as stereology [Eli67, Hau63, Wei83], where such distributions are studied. A subfield known as l ocal s te reol ogy , where the set of cross-sections is taken through a common point, has a particularly close connection to geometric tomography. See [Jen98] for details and http://www.stereologysociety.org/ for a comprehensive survey of the stereology literature. 3D MODELS FROM 2D IMAGES In the field of computer vision, it is often desirable to reconstruct a 3D model of an object consistent with one or more two-dimensional images of the object.The model is not necessarily unique, as there may be features that do not appear in any of the images. These problems are surveyed in Section 51.2. After edge detection has been applied to the image, the primary algorithmic problem concerns identifying whether edges correspond to protrusions or indenta- tions of the main object. Huffman-Clowes labeling is a constraint-based approach resulting from a case analysis of the possible types of junctions and shadows in the scene. Recent articles of such methods include [ABC+90, WG93, Whi89, Sug86]. 29.4 SOURCES AND RELATED MATERIAL SURVEYS All results not given an explicit reference can be traced through these surveys: [DLL95]: Survey on embedding proximity graphs (Table 29.1 .1). [Gar95]: Survey of Hammer’s X-ray problem and related work in geometric tomog- raphy. [HK99]: Survey on discrete tomography. [Rom95]: Survey on geometric testing. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 673
674 S.S. Skiena [Ski92]: Survey on geometric probing (Table 29.2 .1). RELATED CHAPTERS Chapter 28: Visibility Chapter 30: Curve and surface reconstruction Chapter 48: Robotics Chapter 52: Graph drawing Chapter 60: Rigidity and scene analysis REFERENCES [AB85] P.F. Ash and E.D. Bolker. Recognizing Dirichlet tesselations. Geom. Dedicata, 19:175– 206, 1985. [ABC+ 90] N. Ayache, J.- D. Boissonnat, L. Cohen, B. Geiger, J. Levy-Vehel, O. Monga, and P. Sander. Steps toward the automatic interpretation of 3D images. In K.H . H ̈ohne, H. Fuchs, and S.M. Pizer, editors, 3D Imaging in Medicine, volume 60 of NATO Adv. Sci. Inst. Ser. F: Comput. Systems Sci., pages 107–120. Springer-Verlag, Berlin, 1990. [ABP+97] E.M. Arkin, P. Belleville, J.S.B. Mitchell, D.M. Mount, K. Romanik, S. Salzberg, and D.L . Souvaine. Testing simple polygons. Comput. Geom. Theory Appl, 8:97–114, 1997. [ABY90] P.D. Alevizos, J. - D. Boissonnat, and M. Yvinec. Non-convex contour reconstruction. J. Symbolic Comput., 10:225–252, 1990. [AGM+93] E.M. Arkin, M.T . Goodrich, J.S .B . Mitchell, D.M. Mount, C.D. Piatko, and S.S. Skiena. Point probe decision trees for geometric concept classes. In Proc. 3rd Workshop Algorithms Data Struct., volume 709 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 95–106. Springer-Verlag, New York, 1993. [AMM+98] E.M. Arkin, H. Meijer, J.S.B. Mitchell, D. Rappap ort, and S.S. Skiena. Decision trees for geometric models. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 8:343–363, 1998. [Blo77] G. Bloom. A counterexample to a theorem of Piccard. J. Comb. Theory Ser. A, 22:378–379, 1977. [Boi88] J. - D. Boissonnat. Shap e reconstruction from planar cross-sections. Comput. Vision Graph. Image Process., 44:1–29, 1988. [BRS91] A. Blum, P. Raghavan, and B. Schieber. Navigating in unfamiliar geometric terrain. In Proc. 23rd Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 494–503, 1991. [BS94] G. Barequet and M. Sharir. Piecewise-linear interpolation b etween polygonal slices. In Proc. 10th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 93–102, 1994. [CD01] M. Chrobak and C. Durr. Reconstructing polyatomic structures from discrete X-rays: NP-completeness pro of for three atoms. Theoret. Comput. Sci., 259:81–98, 2001. [CY87] R. Cole and C.K. Yap. Shape from probing. J. Algorithms, 8:19–38, 1987. [DEY86] D.P. Dobkin, H. Edelsbrunner, and C.K. Yap. Probing convex p olytopes. In Proc. 18th Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 424–432, 1986. [DLL95] G. Di Battista, W. Lenhart, and G. Liotta. Proximity drawability: A survey. In R. Tamassia and I.G. Tollis, editors, Graph Drawing (Proc. GD ’94), volume 894 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 328–339. Springer-Verlag, New York, 1995. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 674
Chapter 29: Geometric reconstruction problems 675 [Dur01] C. Durr. Open problems in discrete tomography, http://www.lri.fr/∼durr/Xray/ Complexity/. Dec. 2001. [Eli67] H. Elias, editor. Proc. 2nd Internat. Congress Stereology. Springer-Verlag, New York, 1967. [Fau93] O. Faugeras. Three-Dimensional Computer Vision: A Geometric Viewpoint.MIT Press, Cambridge, 1993. [Gar95] R.J . Gardner. Geometric Tomography. Cambridge University Press, 1995. [GM03] R.J . Gardner and P. Milanfar. Reconstruction of convex b odies from brightness func- tions. Discrete Comput. Geom., 29: 279–303, 2003. [GH95] P. Gritzmann and A. Hufnagel. A polynomial time algorithm for Minkowski recon- struction. In Proc. 11th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 1–9, 1995. [GOS96] C. Gitlin, J. O’Rourke, and V. Subramanian. On reconstructing polyhedra from parallel slices. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 6:103–122, 1996. [Hau63] H. Haug, editor. Proc. 1st Internat. Congress Stereology. Druck Congressprint, Kau- nitzgasse, 1963. [Her80] G.T . Herman. Image Reconstruction from Projections: The Fundamentals of Com- puterized Tomography. Academic Press, New York, 1980. [HK99] G.T . Herman and A. Kuba. Discrete Tomography: Foundations, Algorithms, and Applications. Springer-Verlag, 1999. [Hor86] B.K .P. Horn. Robot Vision. MIT Press, Cambridge, 1986. [HP99] K. Hunter and T. Pavlidis. Non-interactive geometric probing: Reconstructing non- convex polygon. Comput. Geom. Theory Appl. 14:221–240, 1999. [Jen98] E. Jensen. Local St e reol ogy . World Scientific, Singap ore, 1998. [MS96] H. Meijer and S.S. Skiena. Reconstructing polygons from X-rays. Geometriae Dedicata, 61:191–204, 1996. [MSS92] D. Meyers, S. Skinner, and K. Sloan. Surfaces from contours. ACM Trans. Graph., 11:228–258, 1992. [O’R88] J. O’Rourke. Uniqueness of orthogonal connect-the-dots. In G.T . Toussaint, editor, Computational Morphology, pages 97–104. North-Holland, Amsterdam, 1988. [Ric97] T. Richardson. Approximation of Planar Convex Sets from Hyperplane Probes. Dis- crete Comput. Geom. 18:151–177, 1997. [Rom95] K. Romanik. Geometric Probing and Testing—A Survey, DIMACS Tech. Rep. 95-42 Rutgers Univ., New Brunswick, 1995. [SK78] L.A. Shepp and J.B. Kruskal. Computerized tomography: The new medical X-ray technology. Amer. Math. Monthly, 85:420–439, 1978. [Ski89] S.S. Skiena. Problems in geometric probing. Algorithmica , 4:599–605, 1989. [Ski92] S.S. Skiena. Interactive reconstruction via geometric probing. Proc. IEEE, 80:1364– 1383, 1992. [SSL90] S.S. Skiena, W.D. Smith, and P. Lemke. Reconstructing sets from interpoint distances. In Proc. 6th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 332–339, 1990. [SSW77] K.T. Smith, D.C . Solomon, and D. Wagner. Practical and mathematical aspects of the problem of reconstructing ob jects from radiographs. Bul l. Amer. Math. Soc., 83:1227–1270, 1977. [Sug86] K. Sugihara. Machine Interpretation of Line Drawings. MIT Press, Cambridge, 1986. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 675
676 S.S. Skiena [Wei83] W. Weil. Stereology: A survey for geometers. In P. Gruber and J. Wills, editors, Convexity and Its Applications, pages 360–412. Birkḧauser, Basel, 1983. [WG93] W. Wang and G.G. Grinstein. A survey of 3D solid reconstruction from 2D pro jection line drawings. Comput. Graph. Forum, 12:137–158, 1993. [Whi89] W. Whiteley. A matroid on hypergraphs, with applications in scene analysis and geometry. Discrete Comput. Geom., 4:75–95, 1989. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 676
30 CURVE AND SURFACE RECONSTRUCTION Tamal K. Dey INTRODUCTION The problem of reconstructing a shape from its sample appears in many scientific and engineering applications. Because of the variety in shapes and applications, many algorithms have been proposed over the last two decades, some of which exploit application-specific information and some of which are more general. We will concentrate on techniques that apply to the general setting and have proved to provide some guarantees on the quality of reconstruction. GLOSSARY Simplex: A k-simplex in IRd ,0≤k≤d,istheconvexhullofk+1affinely independent points in IRd where 0 ≤ k ≤ d. The 0-, 1-, 2-, and 3-simplices are also called vertices, edges, triangles,andtetrahedra respectively. Simplicial complex: A simplicial complex K is a collection of simplices with the conditions that, (i) if σ1,σ2 ∈Kintersect, then σ1 ∩ σ2 ∈K, and (ii) all simplices spanned by the vertices of a simplex in K are also in K. The underlying space of K is the set of all points in its simplices. (Cf. Chapter 31.) k-manifold: A k-manifold is a topological space where each point has a neigh- borhood homeomorphic to IRk or the halfspace IH k . The points with IHk neigh- borhood constitute the boundary of the manifold. Voronoi diagram: Given a point set P ∈ IR d , the Voronoi diagram VP of P is a collection of Voronoi cells Vp for each point p ∈ P , where Vp={x∈IRd|x−p ≤x−q ∀q∈P}. Delaunay triangulation: The Delaunay triangulation of a point set P ∈ IR d is a simplicial complex DP so that a simplex with vertices {p0 , .., pk } is in DP if and only if i=0,k Vpi = ∅. (Cf. Chapter 22.) Shape: A shape Σ is a subset of an Euclidean space. Sample: A sample P of a shape Σ is a finite set of points from Σ. Medial axis: The medial axis of a shape Σ ∈ IR d is the closure of the set of points in IRd that have more than one closest point in Σ. See Figure 30.1.1(a) for an illustration. Local feature size: The local feature size for a shape Σ ⊆ IR d is a continuous function f :Σ→ IR where f (x) is the distance of x ∈ Σ to the medial axis of Σ. See Figure 30.1 .1(a). Uniform sample: A sample P of a shape Σ is δ-uniform if for each x ∈ Σ there is a sample point p ∈ P so that p − x ≤δfmin where fmin = min{f(x),x ∈ Σ} and δ>0 is a constant. 677 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 677
678 Tamal K. Dey -s ample: A sample P of a shape Σ is an -sample if for each x ∈ Σthereisa samplepointp∈Psothat p−x ≤f(x). 30.1 CURVE RECONSTRUCTION In its simplest form the reconstruction problem appeared in applications such as pattern recognition (Chapter 51), computer vision, and cluster analysis, where a curve in two dimensions is to be approximated from a set of sample points. In the 1980s several geometric graphs connecting a set of points in plane were discovered which reveal a pattern among the points. The influence graph of Toussaint [AH85], the β-skeleton of Kirkpatrick and Radke [KR85], the α-shapes of Edelsbrunner, Kirkpatrick, Seidel [EKS83] are such graphs. Recently, several algorithms have been proposed that reconstruct a curve from its sample with guarantees under some sampling assumption. f(x) x (a) (b) (c) FIGURE 30.1.1 A smooth curve (solid), its medial axis (dashed) (a), sample (b), reconstruction (c). GLOSSARY Curve: A curve C in plane is a trace of a function p :IR→ IR 2 where p(t)= (x(t),y(t)) for t ∈ [0, 1] and p[t] = p[t ] for any t = t except possibly t, t ∈{0, 1}. Itissmooth if p is differentiable and the derivative d dt p(t)=( dx(t) dt, dy(t) dt )does not vanish. Boundary: A curve C is said to have no boundary if p[0] = p[1]; otherwise, it is a curve with boundary. Reconstruction: The reconstruction of C from its sample P is a geometric graph G =(P, E) where an edge pq belongs to E if and only if p and q are adjacent sample points on C . See Figure 30.1.1 . Semiregular curve: One for which the left tangent and right tangent exist at each point of the curve, though they may be different. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 678
Chapter 30: Curve and surface reconstruction 679 UNIFORM SAMPLE α-shapes: Edelsbrunner, Kirkpatrick, and Seidel [EKS83] defined the α-shape of apointsetP ⊆ IR 2 as the underlying space of a simplicial complex called the α-complex. The α-complex of P is defined by all simplices with vertices in P that have an empty circumscribing disk of radius α. Bernardini and Bajaj [BB97] show that the α-shapes reconstruct curves from δ-uniform samples if δ is sufficiently small and α is chosen appropriately. r-regular shapes Attali considered r-regular shapes that are constructed using certain morphological operations with r as a parameter [Att97]. It turns out that these shapes are characterized by requiring that any circle passing through the points on the boundary has radius greater than r. A sample P from the boundary curve C of such a shape is called γ-sample if each point x ∈ C has a sample point within γr distance. Let ηpq be the sum of the angles opposite to pq in the two incident Delaunay triangles at a Delaunay edge pq ∈ DP . The main result in [Att97] is that if γ<sin π 8 , Delaunay edges with ηpq <π reconstruct C . EMST: Figueiredo and Gomes [FG95] show that the Euclidean minimum spanning tree (EMST) reconstructs curves with boundaries when the sample is sufficiently dense. The sampling density condition that is used to prove this result is equivalent to that of δ-uniform sampling for an appropriate δ>0. Of course, EMST cannot reconstruct curves without boundaries and/or multiple components. NONUNIFORM SAMPLE Crust: Amenta, Bern, and Eppstein [ABE98] proposed the first algorithm to recon- struct a curve from a non-uniform sample with guarantee. The algorithm computes the crust of P in two phases. The first phase computes the Voronoi diagram of the sample points in P .LetV be the set of Voronoi vertices in this diagram. The second phase computes the Delaunay triangulation of the larger set P ∪ V .The Delaunay edges that connect only sample points in this triangulation constitute the crust; see Figure 30.1 .2 . The theoretical guarantee of the crust algorithm is based on the notion of dense sampling that respects features of the sampled curve. The important con- cepts of local feature size and -sampling were introduced by Amenta, Bern, and Eppstein [ABE98]. They prove that if P is an -sample of a curve C without bound- ary for ≤ 0.252, the crust reconstructs C . The two Voronoi diagram computations of the crust are reduced to one by Gold and Snoeyink [GS01]. Nearest neighbor: After the introduction of the crust, Dey and Kumar [DK99] proposed a curve reconstruction algorithm based on nearest neighbors. They showed that all nearest neighbor edges that connect a point to its Euclidean nearest neigh- bor must be in the reconstruction if the input is 1 3 -sample. However, not all edges of the reconstruction are necessarily nearest neighbor edges. The remaining edges are characterized as follows. Let p be a sample point with only one nearest neighbor edge pq incident to it. Consider the halfplane with pq being an outward normal to its bounding line through p, and let r be the nearest to p among all sample points © 2004 by Chapman & Hall/CRC 679
680 Tamal K. Dey FIGURE 30.1.2 Crust edges (solid) among the Delaunay triangulation of a sample and their Voronoi ver- tices. lying in this halfplane. Call pr the half-neighbor edge of p. Dey and Kumar show that all half-neighbor edges must also be in the reconstruction for a 1 3 -sample. The algorithm first computes all nearest neighbor edges and then computes the half-neighbor edges to complete the reconstruction. Since all edges inthe reconstruction must be a subset of Delaunay edges if the sample is sufficiently dense, all nearest neighbor and half-neighbor edges can be computed from the Delaunay triangulation. Thus, as crust this algorithm runs in O(n log n) time for a sample of n points. NONSMOOTHNESS, BOUNDARIES The crust and nearest neighbor algorithms assume that the sampled curve is smooth and has no boundary. Nonsmoothness and boundaries make reconstruction harder. Traveling Salesman Path: Giesen [Gie00] considered a fairly large class of non- smooth curves and showed that Traveling Salesman Path (or Tour) reconstructs them from sufficiently dense samples. A semiregular curve C is benign if the angle between the two tangents at each point is less than π. Giesen proved that, for a benign curve C , there exists a δ>0sothatifeachx ∈ C has a sample point p with p − x ≤δ, then C is reconstructed by the Traveling Salesman Path (or Tour) in case C has boundary (or no boundary). The uniform sampling condition for the Traveling Salesman approach was later removed by Althaus and Mehlhorn [AM02], who also gave a polynomial-time algo- rithm to compute the Traveling Salesman Path (or Tour) in this special case of curve reconstruction. Obviously, the Traveling Salesman approach cannot handle curves with multiple components. Also, the sample points representing the boundary need to be known a priori to choose between path or tour. Conservative Crust: In order to allow boundaries in curve reconstruction, it is es- sential that the sample points representing boundaries are detected. Dey, Mehlhorn, and Ramos presented such an algorithm, called the conservative crust [DMR00]. Any algorithm for handling curves with boundaries faces a dilemma when an input point set samples a curve without boundary densely and simultaneously sam- ples another curve with boundary densely. This dilemma is resolved in conservative © 2004 by Chapman & Hall/CRC 680
Chapter 30: Curve and surface reconstruction 681 crust by a justification on the output. For any input point set P , the graph output by the algorithm is guaranteed to be the reconstruction of a smooth curve C possi- bly with boundary for which the input point set is a dense sample. The main idea of the algorithm is that an edge pq is chosen in the output only if there is a large enough ball centering the midpoint of pq which is empty of all Voronoi vertices in the Voronoi diagram of P . The rationale behind this choice is that these edges are small enough with respect to local feature size of C since the Voronoi vertices approximate its medial axis. With a certain sampling condition tailored to handle nonsmooth curves, Funke, and Ramos used conservative crust to reconstruct nonsmooth curves that mayhave boundaries [FR01]. SUMMARIZED RESULTS The strengths and deficiencies of the discussed algorithms are summarized in Table 30.1 .1. TABLE 30.1 .1 Curve reconstruction algorithms. ALGORITHM SAMPLE SMOOTHNESS BOUNDARY COMPONENTS α-shape uniform required none multiple r-regular shape uniform required none multiple EMST uniform required exactly two single Crust non-uniform required none multiple Nearest neighbor non-uniform required none multiple Traveling Salesman non-uniform not required must be known single Conservative crust non-uniform required any number multiple OPEN PROBLEM All algorithms described above assume that the sampled curve does not cross itself. It is open to devise an algorithm that can reconstruct such curves under some reasonable sampling condition. 30.2 SURFACE RECONSTRUCTION A number of surface reconstruction algorithms have been designed in different ap- plication fields in recent years. The problem appeared in medical imaging where a set of cross sections obtained via CAT scan or MRIneeds to be joined with a surface. The points on the boundary of the cross sections are already joinedbya polygonal curve and the output surface needs to join these curves in consecutive © 2004 by Chapman & Hall/CRC 681
682Tamal K. Dey cross sections. A dynamic programming based solution for two such consecutive curves was first proposed by Fuchs, Kedem, and Uselton [FKU77]. A negative re- sult by Gitlin, O’Rourke, and Subramanian [GOS96] shows that, in general, two polygonal curves cannot be joined by a nonself-intersecting surface with only those vertices; even deciding its possibility is NP-hard. Several solutions with the addition of Steiner points have been proposed to overcome the problem, see [MSS92, BG93]. The most general version of the surface reconstruction problem does not assume any information about the input points other than their 3D coordinates, and requires a piecewise linear approximation of the surface from which the input point sample is derived; see Figure 30.2 .1 . In the context of computer graphics and vision, this problem has been investigated intensely in the past decade with emphasis onthe practical effectiveness of the algorithms [BMR+99, Boi84, CL96, GKS00, HDD+92]. Lately, several algorithms have been designed mainly based on Voronoi/Delaunay diagrams that have theoretical guarantees. We focus mainly on them. FIGURE 30.2.1 A point sample and the reconstructed surface. GLOSSARY Surface: A surface S ⊂ IR 3 is a 2-manifold embedded in IR3 . Thus each point p ∈ S has a neighborhood homeomorphic to IR2 or halfplane IH 2 . The points with neighborhoods homeomorphic to IH 2 constitute the boundary of S. Smooth Surface: A surface S ⊂ IR 3 is smooth if for each point p ∈ S there is a neighborhood W ⊆ IR 3 andamapπ:U→W∩SofanopensetU⊂IR2 onto W∩Ssothat (i)π is differentiable, (ii)π is a homeomorphism, (iii)for each q ∈ U the differential dπq is one-to-one. Restricted Voronoi: Given a subspace IN ⊆ IR 3 andapointsetP⊆IR3 ,the restricted Voronoi diagram of VP with respect to IN is VP,IN = VP ∩ IN. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 682
Chapter 30: Curve and surface reconstruction 683 Restricted Delaunay: The dual of VP,IN is called the restricted Delaunay tri- angulation DP,IN defined as DP,IN = {σ|σ =(p0, ..., pk) ∈ DP where (∩i=0,kVpi) IN = ∅}. Watertight surface: A 2-complex K embedded in IR3 is called watertight if the underlying space of K is same as the boundary of the closure of a 3-manifold in IR3 . Steiner points: The points used by an algorithm that are not part of the finite input point set are called Steiner points. α-SHAPES Generalization of α-shapes to 3D by Edelsbrunner and M̈ucke [EM94] can be used for surface reconstruction in case the sample is more or less uniform. An alternate definition of α-shapes in terms of the restricted Delaunay triangulation is more appropriate for surface reconstruction. Let IN denote the space of all points covered by open balls of radius α around each sample point p ∈ P .Theα-shape for P is the underlying space of the restricted Delaunay triangulation DP,IN ; see Figure 30.3.1 below for an illustration in 2D. It is shown that the α-shape is always homotopic to IN, which in turn is homotopic to S if α is chosen appropriately for a sufficiently dense P [EM94]. Therefore, by transitivity of homotopy maps, the α-shape is homotopic to S if α is appropriate and the sample P is sufficiently dense. The major drawback of α-shapes is that it requires a nearly uniform sample for reconstruction, and the value of α must be chosen appropriately. In a work under proprietary rights Edelsbrunner designed the WRAP algorithm based on Morse theory that overcomes the shortcoming of α-shapes [Ede03]. CRUST The crust algorithm for curve reconstruction was generalized for surface reconstruc- tion by Amenta and Bern [AB99]. In case of curves in 2D, Voronoi vertices for a dense sample lie close to the medial axis. That is why a second Voronoi diagram with the input sample points together with the Voronoi vertices is used to separate the Delaunay edges that reconstruct the curve. Unfortunately, Voronoi vertices in 3D can lie arbitrarily close to the sampled surface. One can place four arbitrarily close points on a smooth surface which lie near the diametric plane of the sphere defined by them. This sphere can be made empty of any other input point and thus its center as a Voronoi vertex lies close to the surface. With this important observation Amenta and Bern forsake the idea of putting all Voronoi vertices in the second phase of crust and instead identify a subset of Voronoi vertices called pol e s that lie far away from the surface, and in fact close to the medial axis. Let P be an -sample of a compact smooth surface S without boundary. Let Vp be a Voronoi cell in the Voronoi diagram VP . The farthest Voronoi vertex of Vp from p is called the positive pole of p. Call the vector from p to the positive pole the pole vector for p; this vector approximates the surface normal np at p. The Voronoi vertex of Vp that lies farthest from p in the opposite direction of the pole vector is called its negative pole. The opposite direction is specifiedbythe © 2004 by Chapman & Hall/CRC 683
684 Tamal K. Dey condition that the vector from p to the negative pole must make an angle more than π 2 with the pole vector. Figure 30.2 .2(a) illustrates these definitions. If Vp is unbounded, the positive pole is taken at infinity and the direction of the pole vector is taken as the average of all directions of the unbounded Voronoi edges in Vp. The crust algorithm in 3D proceeds as follows. First, it computes the Voronoi diagram VP and then identifies the set of poles, say L. The Delaunay triangulation of the point set P ∪ L is computed and the set of Delaunay triangles, T , is filtered that have all three vertices only from P . This set of triangles almost approximates S but may not form a surface. Nevertheless, the set T includes all restricted Delaunay triangles in DP,S . According to a result by Edelsbrunner and Shah [ES97], DP,S is homeomorphic to S if each Voronoi cell satisfies a topological condition called the “closed ball property.” Amenta and Bern show that if P is an -sample for ≤ 0.06, each Voronoi cell in VP satisfies this property. This means that, if the triangles in DP,S can be extracted from T , we will have a surface homeomorphic to S . Unfortunately, it is impossible to detect the restricted Delaunay triangles of DP,S since S is unknown. However, the fact that T contains them is used in extracting a manifold out of T after a normal filtering step. This piecewise linear manifold surface is output as crust. The crust guarantees that the output surface lies very close to S. In particular, eachpointpintheoutputhasapointxinS sothat p−x ≤O()f(x).Also, each point x in S has a point p in the output so that the same bound holds. COCONE The cocone algorithm was developed from the crust algorithm by Amenta, Choi, Dey, and Leekha [ACDL02]. It simplified the reconstruction algorithm and its proof of correctness. A cocone Cp for a sample point p is defined as the complement of the double cone with p as apex and the pole vector as axis and an opening angle of 3π 4 ;see Figure 30.2 .2(b). Because the pole vector at p approximates the surface normal np, the cocone Cp (clipped within Vp) approximates a thin neighborhood around the tangent plane at p. For each point p, the algorithm then determines all Voronoi edges in Vp that are intersected by the cocone Cp. The dual Delaunay triangles of these Voronoi edges constitute the set of candidate triangles T . It is shown that the circumscribing circles of all candidate triangles are small [ACDL02]. Specifically, if pqr ∈ T has circumradius r, then (i) r = O( )f (x) where f (x) = min{f (p),f(q),f(r)}. It turns out that any triangle with such small circumradius must lie flat to the surface, i.e., if npqr is the normal to a candidate triangle pqr, then (ii) ∠(npqr , nx)=O( ) up to orientation where x ∈{p, q, r}. Also,itisprovedthat (iii) T includes all restricted Delaunay triangles in DP,S . These three properties of the candidate triangles ensure that a manifold extraction step, as in crust algorithm, extracts a piecewise-linear surface N which is homeo- morphic to the original surface S . © 2004 by Chapman & Hall/CRC 684
Chapter 30: Curve and surface reconstruction 685 S − + pv p p p + S p p (a) (b) FIGURE 30.2.2 A long thin Voronoi cell Vp, the positive pole p + , the pole vector vp and the negative pole p− (a), the cocone (b). Cocone uses a single Voronoi diagram as opposed to two in the crust algorithm and also eliminates the normal filtering step. It guarantees that the output surface N is topologically equivalent to the sampled surface S for ≤ 0.06 and each point on N has a point x in S within O( )f (x) distance. Because of the Voronoi diagram computation, the cocone runs in O(n2 ) time and space. Funke and Ramos [FR02] improved its complexity to O(n log n) though the resulting algorithm seems im- practical. NATURAL NEIGHBOR Boissonnat and Cazals [BC00] revisited the approach of Hoppe et al. [HDD+92] by approximating the sampled surface as the zero set of a signed distance function. They used natural neighbors and -sampling to provide output guarantees. Given an input point set P ⊂ IR 3 ,thenatural neighbors Nx,P of a point x∈IR3 are the Delaunay neighbors of x in DP ∪x . Letting V (x) denote the Voronoi cell of x in VP∪x, this means Nx,P ={p∈P|V(x)∩Vp=∅}. Let A(x, p) denote the volume stolen by x from Vp, i.e., A(x, p)=V (x) ∩ Vp. The natural coordinate associated with a point p is a continuous function λp : IR3 → IR where λp(x)= A(x, p) Σq∈P A(x, q) . Some of the interesting properties of λp are that it is continuously differentiable except at p, and any point x ∈ IR 3 is a convex combination of its natural neighbors: © 2004 by Chapman & Hall/CRC 685
686 Tamal K. Dey Σp∈Nx,P λp(x)p = x. Boissonnat and Cazals assume that each point p is equipped with a unit normal np which can either be computed via pole vectors, or is part of the input. A distance function hp :IR3 → IR for each point p is defined as hp(x)=(p − x) · np. A global distance function h :IR3 → IR is defined by interpolating these local distance functions with natural coordinates. Specifically, h(x)=Σp∈P λ 1+δ p (x)hp(x). The δ term in the exponent is added to make h continuously differentiable. By definition, h(x) locally approximates the signed distance from the tangent plane at each point p ∈ P and, in particular, h(p)=0. Since h is continuously differentiable, ˆ S=h − 1 (0) is a smooth surface unless 0 is a critical value. A discrete approximation of ˆS can be computed from the Delaunay triangulation of P as follows. All Voronoi edges that intersect ˆS are computed via the sign of h at their two endpoints. The dual Delaunay triangles of these Voronoi edges constitute a piecewise linear approximation of ˆS . If the input sample P is an -sample for sufficiently small , then it can be shown that the output surface is geometrically close and is also topologically equivalent to the sampled surface. UNDERSAMPLING The assumption of -sampling for sufficiently small >0 often does not hold in practice. This undersampling may be caused by inadequate attention during the sampling process, or machine error, or nonsmoothness. Even boundariesina surface may be viewed as the demarcation where appropriate sampling stops and the undersampling begins. Dey and Giesen [DG01] took this unified view to detect boundaries that identify the regions of undersampling. Given a sample P of a surface S , the subset S ⊆ S is called well-sampled if each point x in S has a sample point within f (x) distance. If P undersamples S , the well-sampled surface S has boundaries. A point p ∈ P is a boundary sample if Vp intersects the boundary of S , otherwise p is interior. The algorithm of Dey and Giesen [DG01] works in two phases to detect all boundary samples. In the first phase, it selects a set R ⊆ P based on two conditions. The first condition requires the Voronoi cell of a point in R be long and thin and the second requires its pole vector agree with those of all its neighbors on the surface (determined by cocones). These two conditions ensure that R consists of interior points only. In a second phase, the set R is expanded to include more points by relaxing the second condition. It is proved that under some mild assumptions on sampling, this algorithm determines all interior points and the remaining points are correctly detected as boundary. Once the boundary samples are detected, the cocone algorithm is employed to filter the candidate triangles. Boundary samples are not allowed to choose any triangle. This produces the boundaries at the undersampled regions. WATERTIGHT SURFACES Most of the surface reconstruction algorithms face a difficulty while dealing with undersampled surfaces and noise. While the algorithm of [DG01] can detect under- sampling, it leaves holes in the surface near the vicinity of undersampling. Although © 2004 by Chapman & Hall/CRC 686
Chapter 30: Curve and surface reconstruction 687 this may be desirable for reconstructing surfaces with boundaries, many applica- tions such as CAD designs require that the output surface be watertight, i.e., a surface that bounds a solid. The natural neighbor algorithm of [BC00] can be adapted to guarantee a wa- tertight surface. Recall that this algorithm approximates a surface ˆS implicitly defined by the zero set of a smooth map h :IR3 → IR. This surface is a smooth 2-manifold without boundary in IR3 . However, if the input sample P is not dense for this surface, the reconstructed output may not be watertight. Boissonnat and Cazals suggest to sample more points on ˆS to obtain a dense sample for ˆS and then reconstruct it from the new sample. Amenta, Choi, and Kolluri [ACK01] use the crust approach to design the po w e r crust algorithm to produce watertight surfaces. This algorithm first distinguishes the inner poles that lie inside the solid bounded by the sampled surface S from the outer poles that lies outside. A consistent orientation of the pole vectorsisused to decide between inner and outer poles. To prevent outer poles at infinity, eight corners of a large box containing the sample are added. The union of Delaunay balls with centers at the inner poles approximate the solid bounded by S . The union of Delaunay balls centered at the outer poles do not approximate the entire exterior of S although one of its boundary component approximates S . The implication is that the cells in the power diagram of the poles with the radius of the Delaunay ball as weights can be partitioned into two sets, with the boundary between approximating S. The facets in the power diagram that separate cells generated by inner poles from the ones generated by outer poles form this boundary which is output by power crust. Recently Dey and Goswami [DG02] announced a water-tight surface reconstruc- tor called tight cocone. This algorithm first computes the surface with cocone. Recall that cocone may leave some holes in the surface due to undersampling.A subsequent sculpting [Boi84] in the Delaunay triangulation of the input points re- cover triangles that fill the holes. Unlike power crust, tight cocone does not add Steiner points. SUMMARIZED RESULTS The properties of the above discussed surface reconstruction algorithms are sum- marized in Table 30.2 .1 . OPEN PROBLEMS All guarantees given by various surface reconstruction algorithms dependonthe notion of dense sampling. Watertight surface algorithms can guarantee a surface without holes, but no theoretical guarantees exists under any type of undersam- pling. 1. Design an algorithm that reconstructs nonsmooth surfaces under reasonable sampling conditions. 2. Design a surface reconstruction algorithm that handles noise gracefully, and with some guarantees. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 687
688 Tamal K. Dey TABLE 30.2.1 Surface reconstruction algorithms. ALGORITHM SAMPLE PROPERTIES SOURCE α-shape uniform α to be determined. [EM94] Crust non-uniform Theoretical guarantees from Voronoi structures, two Voronoi computations. [AB99] Cocone non-uniform Simplifies crust, single Voronoi computation with topological guarantee, detects undersampling. [ACDL02] [DG01] Natural Neighbor non-uniform Theoretical guarantees using Voronoi diagram and implicit functions. [BC00] Power Crust non-uniform Watertight surface using power diagrams, introduces Steiner points. [ACK01] Tight Cocone non-uniform Watertight surface using Delaunay triangulation. [DG02] 30.3 SHAPE RECONSTRUCTION All algorithms discussed above are designed for reconstructing a shape of specific dimension from the samples. Thus, the curve reconstruction algorithms cannot handle samples from surfaces and the surface reconstruction algorithms cannot handle samples from curves. Therefore, if a sample is derived from shapes of mixed dimensions, i.e ., both curves and surfaces in IR3 , none of the curve and surface reconstruction algorithms is adequate. General shape reconstruction algorithms should be able to handle any shape embedded in Euclidean spaces. However, this goal may be too ambitious, as it is not clear what would be a reasonable defini- tion of dense samples for general shapes that are nonsmooth or nonmanifold.The - sa mpling condition would require infinite sampling in these cases. We therefore distinguish two cases: (i) smooth manifold reconstruction for which a computable sampling criterion can be defined, (ii) shape reconstruction for which it is currently unclear how a computable sampling condition could be defined to guarantee recon- struction. This leads to a different definition for the general shape reconstruction problem in the glossary below. GLOSSARY Shape reconstruction: Given a set of points P ⊆ IR d , compute a shape that best approximates P . Manifold shape: A manifold shape is a collection of smooth manifolds {M1 ,M2, ..., M } embedded in an Euclidean space IRd . Manifold reconstruction: Compute a piecewise-linear approximation to each Mi , given a sample P from a manifold shape {M1,M2 , ..., M }. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 688
Chapter 30: Curve and surface reconstruction 689 MAIN RESULTS Shape reconstruction: Not many algorithms are known to reconstruct shapes. The definition of α-shapes is general enough to be applicable to shape reconstruc- tion. In Figure 30.3.1, the α-shape reconstructs a shape in IR2 which is not a manifold. Similarly, it can reconstruct curves, surfaces and solids and their combi- nations in three dimensions. Melkemi [Mel97] proposed A-shapes that can recon- struct shapes in IR2 . Its class of shapes includes α-shapes. Given a set of points P in IR2 , a member in this class of shapes is identified with another finite set A⊆IR 2 . The A-shape of S is generated by edges that connect points p, q ∈ P if there is a circle passing through p, q and a point in A, and all other points in P ∪A lie outside the circle. The α-shape is a special case of A-shapes where A is the set of all points on Voronoi edges that span empty circles with points in P . The crust is also a special case of A-shape where A is the set of Voronoi vertices. FIGURE 30.3.1 Alpha shape of a set of points in IR 2 . Manifold reconstruction: When the sample P derives from smooth manifolds embedded in some Euclidean space IRd , Dey et al. [DGGZ02] propose an algorithm CoconeShape for reconstruction. This algorithm first determines the dimension k of a sample point p ∈ P if p is derived from a k-manifold. This dimension detection is accomplished by analyzing the structure of the Voronoi cell Vp. Subsequent to the dimension detection, a subset of k-dimensional Delaunay simplices incident to p are chosen in an output set T . This computation is performed with a generalized concept of cocones. It is shown that the underlying space of T lies very close to the sampled mani- fold(s) although it may not be a triangulation of a manifold. A manifold extraction step as in the case of surfaces in IR3 is necessary to clean T , but it is not clear how to do this effectively. In IR2 and IR3 , the manifold extraction step can be performed and hence the manifold reconstruction problem is solved in IR2 and IR3 . © 2004 by Chapman & Hall/CRC 689
690 Tamal K. Dey OPEN PROBLEMS 1. Design an algorithm that outputs manifolds approximating sampled manifold shapes in IRd , d≥4. 2. Reconstruct shapes with guarantees. 30.4 SOURCES AND RELATED MATERIAL SURVEYS [Ede98]: Shape reconstruction with Delaunay complex. [OR00]: Computational geometry column 38 (Recent results on curve reconstruc- tion). [MSS92]: Surfaces from contours. [MM98]: Interpolation and approximation of surfaces from 3D scattered data points. RELATED CHAPTERS Chapter 22: Voronoi diagrams and Delaunay triangulations Chapter 24: Triangulations and mesh generation Chapter 28: Geometric reconstruction problems Chapter 31: Computational topology Chapter 49: Computer graphics Chapter 51: Pattern recognition Chapter 54. Surface simplification and 3D geometry compression REFERENCES [AM02] E. Althaus and K. Mehlhorn. Traveling salesman-based curve reconstruction in p oly- nomial time. SIAM J. Comput., 31: 27–66, 2002. [AB99] N. Amenta and M. Bern. Surface reconstruction by Voronoi filtering. Discrete Comput. Geom., 22:481–504, 1999. [ACDL02] N. Amenta, S. Choi, T.K . Dey, and N. Leekha. A simple algorithm for homeomorphic surface reconstruction. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 12:125–141, 2002. [ABE98] N. Amenta, M. Bern, and D. Eppstein. The crust and the β -skeleton: combinatorial curve reconstruction. Graphical Models and Image Processing, 60:125–135, 1998. [ACK01] N. Amenta, S. Choi, and R.K . Kolluri. The p ower crust, union of balls, and the medial axis transform. Comput. Geom. Theory Appl., 19:127–153, 2001. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 690
Chapter 30: Curve and surface reconstruction 691 [Att97] D. Attali. r -regular shap e reconstruction from unorganized points. In Proc. 13th Annu.Sympos.Comput.Geom., pages 248–253, 1997. [AH85] D. Avis and J. Horton. Remarks on the sphere of influence graph. In Proc. Conf. Discr. Geom. Convexity, J.E. Goodman et al., editors, Ann. New York Acad. Sci., 440:323–327, 1985. [BB97] F. Bernardini and C.L . Bajaj. Sampling and reconstructing manifolds using α-shapes. In Proc. 9th Canad. Conf. Comput. Geom., pages 193–198, 1997. [BMR+ 99] F. Bernardini, J. Mittleman, H. Rushmeier, C. Silva, and G. Taubin. The ball-pivoting algorithm for surface reconstruction. IEEE Trans. Visual. Comput. Graphics, 5:349– 359, 1999. [Boi84] J.- D . Boissonnat. Geometric structures for three-dimensional shape representation. ACM Trans. Graphics, 3:266–286, 1984. [BC00] J.- D . Boissonnat and F. Cazals. Smooth surface reconstruction via natural neighbor interpolation of distance functions. In Proc. 16th Annu. Sympos. Comput. Geom., pages 223–232, 2000. [BG93] J.- D . Boissonnat and B. Geiger. Three-dimensional reconstruction of complex shapes based on the Delaunay triangulation. In Proc. Biomedical Image Process. Biomed. Visualization, pages 964–975, 1993. [CL96] B. Curless and M. Levoy. A volumetric method for building complex mo dels from range images. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 96, pages 306–312, 1996. [DG01] T.K . Dey and J. Giesen. Detecting undersampling in surface reconst ruction. In Proc. 17th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 257–263, 2001. [DGGZ02] T.K . Dey, J. Giesen, S. Goswami, and W. Zhao. Shape dimension and approximation from samples. In Proc. 13th Annu. ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 772–780, 2002. [DG02] T.K . Dey and S. Goswami. Tight cocone: A water-tight surface reconstructor. In Proc. 8th Annu. ACM Sympos. Solid Modeling Appl., pages 127–134, 2002. [DK99] T.K . Dey and P. Kumar. A simple provable curve reconstruction algorithm. In Proc. 10th Annu. ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 893–894, 1999. [DMR00] T.K . Dey, K. Mehlhorn, and E.A . Ramos. Curve reconstruction: connecting dots with good reason. Comput. Geom. Theory & Appl., 15:229–244, 2000. [Ede98] H. Edelsbrunner. Shap e reconstruction with Delaunay complex. LATIN 98: Theoret- ical Informatics, Lecture Notes Comput. Sci., volume 1380, pages 119–132, Springer- Verlag, Berlin, 1998. [Ede03] H. Edelsbrunner. Surface reconstruction by wrapping finite point sets in space. In B. Aronov, S. Basu, J. Pach, and M. Sharir, editors, Discrete and Computational Geometry—The Goodman-Pol lack Festschrift , pages 379–404. Springer-Verlag, Berlin, 2003. [EKS83] H. Edelsbrunner, D.G. Kirkpatrick, and R. Seidel. On the shape of a set of points in the plane. IEEE Trans. Inform. Theory, 29:551–559, 1983. [EM94] H. Edelsbrunner and E.P. M ̈ucke. Three-dimensional alpha shapes. ACM Trans. Graphics, 13:43–72, 1994. [ES97] H. Edelsbrunner and N.R . Shah. Triangulating topological spaces. Internat. J. Com- put. Geom. Appl., 7:365–378, 1997. [FG95] L.H . de Figueiredo and J. de Miranda Gomes. Computational morphology of curves. Visual Computer, 11:105–112, 1995. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 691
692Tamal K. Dey [FKU77] H. Fuchs, Z.M . Kedem, and S.P. Uselton. Optimal surface reconstruction from planar contours. Commun. ACM, 20:693–702, 1977. [FR01] S. Funke and E.A. Ramos. Reconstructing curves with corners and endpoints. In Proc. 12th Annu. ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 344–353, 2001. [FR02] S. Funke and E.A . Ramos. Smooth-surface reconstruction in near-linear time. In 13th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 781–790, 2002. [Gie00] J. Giesen. Curve reconstruction, the traveling salesman problem and Menger’s theorem on length. Discrete Comput. Geom., 24:577–603, 2000. [GOS96] C. Gitlin, J. O’Rourke, and V. Subramanian. On reconstruction of polyhedra from slices. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 6:103-112, 1996. [GS01] C.M . Gold and J. Snoeyink. Crust and anti-crust: A one-step boundary and skeleton extraction algorithm. Algorithmica , 30:144–163, 2001. [GKS00] M. Gopi, S. Krishnan, and C. Silva. Surface reconstruction based on lower dimensional localized Delaunay triangulation. In Eurographics, pages C467–C478, 2000. [HDD+92] H. Hopp e, T.D . DeRose, T. Duchamp, J. McDonald, and W. Sẗutzle. Surface recon- struction from unorganized points. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 92, pages 71–78, 1992. [KR85] D.G. Kirkpatrick and J.D. Radke. A framework for computational morphology. In G.T . Toussaint, editor, Computational Geometry, Elsevier North-Holland, Amster- dam, pages 217–248, 1985. [Mel97] M. Melkemi. A -shapes of a finite point set. Correspondence in Proc. 13th Annu. Sympos. Comput. Geom., 367–369, 1997. [MM98] R. Mencl and H. M ̈uller. Interp olation and approximation of surfaces from three- dimensional scattered data points. In State of the Art Reports, Eurographics 98, 51–67, 1998. [MSS92] D. Meyers, S. Skinner, and K. Sloan. Surfaces from contours. ACM Trans. Graphics, 11:228–258, 1992. [OR00] J. O’Rourke. Computational geometry column 38. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 10:221–223, 2000. Also in SIGACT News, 31:28–30 (Issue 114), 2000. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 692
¿1⁄2 ÇÅÈÍ Ì ÌÁÇÆ Ä ÇÆÎ ÁÌ È Ø Ö Ö ØÞÑ ÒÒ Ò Î ØÓÖ ÃÐ ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ Ì ×Ù Ø Ó ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ ÖÛ× Ø× Ñ Ø Ó × ÖÓÑ × Ö Ø Ñ Ø 1 Ñ Ø × Ò ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖÝ ̧ Ò Ñ ÒÝ Ó Ø× ÔÖÓ Ð Ñ× ÖÓÑ ÓÔ Ö Ø ÓÒ× Ö × Ö ̧ ÓÑÔÙØ Ö × Ò ̧ Ò ÓØ Ö ÔÔÐ Ö ×o ÁÒ ×× Ò ̧ Ø × Ø ×ØÙ Ý Ó Ø ÓÑ ÔÙ1 Ø Ø ÓÒ Ð Ò Ð ÓÖ Ø Ñ ×Ô Ø× Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü × Ø× ́ ×Ô ÐÐÝ ÔÓÐÝ1 ØÓÔ ×μ̧ Û Ø Ú Û ØÓ ÔÔÐÝ Ò Ø ÒÓÛÐ Ò ØÓ ÓÒÚ Ü Ó × Ø Ø Ö × Ò ÓØ Ö Ñ Ø Ñ Ø Ð × ÔÐ Ò × ÓÖ Ò Ø Ñ Ø Ñ Ø Ð ÑÓ Ð Ò Ó ÔÖÓ Ð Ñ× ÖÓÑ ÓÙØ× Ñ Ø Ñ Ø ×o Ì Ò Ñ ÓÑÔÙ Ø Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ × Ó Ö ÒØ ÓÖ Ò̧ Ú Ò ¬Ö× Ø ÔÔ Ö Ò ÔÖ ÒØ Ò1⁄2 o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ö ×ÙÐ Ø× Ø Ø Ö ØÖÓ× Ô Ø Ú ÐÝ ÐÓÒ ØÓ Ø × Ö Ó ÐÓÒ Û Ý o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ñ ÒÝ Ó Ø × × Ó Ä Ò Ö ÈÖÓ Ö ÑÑ Ò Ú Ò ×× ÒØ ÐÐÝ ÓÑ ØÖ Ö Ø Ö Ò ¬Ø Ú ÖÝ Û ÐÐ ÒØÓ Ø ÓÒ ÔØ ÓÒ Ó ÓÑ ÔÙØ 1 Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ o Ì × Ñ × ØÖÙ Ó Ø ×Ù Ø Ó ÈÓÐÝ Ö Ð ÓÑ Ò ØÓÖ × Ò Ó Ø Ð ÓÖ Ø Ñ Ì ÓÖÝ Ó ÈÓÐÝØÓÔ × Ò ÓÒÚ Ü Ó ×o Ì ÑÔ × × Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ× Û Ó× ÙÒ ÖÐÝ Ò × ØÖÙ ØÙÖ × Ø ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖÝ Ó ÒÓÖ Ñ Ú ØÓÖ ×Ô × Ó ¬Ò Ø ÙØ Ò Ö ÐÐÝ ÒÓØ Ö ×ØÖ Ø Ñ Ò× ÓÒ̧ Ö Ø Ö Ø Ò Ó ¬Ü Ñ Ò× ÓÒo Ì × Ð × ØÓ ÐÓ× Ö ÓÒ1 Ò Ø ÓÒ× Û Ø Ø ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ× Ø Ø Ö × Ò Û Ú Ö ØÝ Ó × ÔÐ Ò ×o ÙÖØ Ö̧ Ò Ø ×ØÙ Ý Ó ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ ̧ Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò ÑÓ Ð Ó ÓÑ1 ÔÙØ Ø ÓÒ × Ñ ÒÐÝ Ø Ò ÖÝ ́Ì ÙÖ Ò Ñ Ò μ ÑÓ Ð Ø Ø × ÓÑ ÑÓÒ Ò ×ØÙ × Ó ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ o Ì × Ö ÕÙ Ö Ñ ÒØ × ÑÔÓ× Ý ÔÖÓ× Ô Ø Ú ÔÔÐ 1 Ø ÓÒ× ̧ Ô ÖØ ÙÐ ÖÐÝ Ò Ñ Ø Ñ Ø Ð ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o ÓÖ Ø ×ØÙ Ý Ó Ð ÓÖ Ø Ñ ×Ô Ø× Ó ÓÒÚ Ü Ó × Ø Ø Ö ÒÓØ Ô ÓÐÝØÓÔ ×̧ Ø Ò ÖÝ ÑÓ Ð × Ó Ø Ò Ù 1 Ñ ÒØ Ý Ø ÓÒ Ð Ú × ÐÐ ÓÖ Ð ×o ËÓÑ × × Ó ÒØ Ö ×Ø ÒÚÓÐ Ú ÓØ Ö ÑÓ Ð× Ó ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ̧ ÙØ Ø ÔÖ × ÒØ × Ù×× ÓÒ Ó Ù× × ÓÒ ×Ô Ø× Ó ÓÑ ÔÙØ 1 Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ ÓÖ Û Ò ÖÝ ÑÓ Ð× × Ñ Ñ Óר Ò ØÙÖ Ðo Å ÒÝ Ó Ø Ö ×ÙÐØ× ×Ø Ø Ò Ø × ÔØ Ö Ö ÕÙ Ð Ø Ø Ú ̧ Ò Ø × Ò× Ø Ø Ø Ý Ð ×× Ý ÖØ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× × Ò × ÓÐÚ Ð Ò Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ø Ñ ̧ ÓÖ × ÓÛ Ø Ø ÖØ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× Ö ÆÈ1 Ö ÓÖ Ö Öo Ì Ø × × Ö Ñ Ò ØÓ ¬Ò ÓÔØ Ñ Ð Ü Ø Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ Ø ÔÖÓ Ð Ñ× Ø Ø Ö Ô ÓÐ ÝÒÓÑ ÐÐÝ × ÓÐÚ Ð ̧ Ò ØÓ ¬Ò Ù× ÙÐ ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ ÙÖ ×1 Ø × ÓÖ Ø Ó× Ø Ø Ö ÆÈ1 Ö o ÁÒ ÑÓ× Ø × ×̧ Ø ÒÓÛÒ Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ Ú Ò Û Ò Ø Ý ÖÙÒ Ò Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ø Ñ ̧ ÔÔ Ö ØÓ Ö ÖÓÑ ÓÔØ Ñ Ð ÖÓÑ Ø Ú ÛÔÓ ÒØ Ó ÔÖ Ø Ð ÔÔÐ Ø ÓÒo À Ò ̧ Ø ÕÙ Ð Ø Ø Ú ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ö ×ÙÐ Ø× × ÓÙÐ Ò Ñ ÒÝ × × Ö Ö × Ù ØÓ ÙØÙÖ «ÓÖ Ø× ÙØ ÒÓØ × ¬Ò Ð ÛÓÖ × ÓÒ Ø ÔÖÓ Ð Ñ× Û Ø Û Ø Ý Ðo ËÓÑ Ó Ø ÑÔÓÖØ ÒØ Ö × Ó ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ ̧ ×Ù × Ð Ò Ö Ò ÓÒÚ Ü ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ̧ ÔÓÐÝ Ö Ð ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ Ô Ò Ò ÓÚ Ö Ò ̧ Ò Ô Ø1 Ø ÖÒ Ö Ó Ò Ø ÓÒ̧ Ö ÓÚ Ö Ò ÓØ Ö ÔØ Ö× Ó Ø × À Ò ÓÓ o À Ò ̧ Ø Ö ×ÓÑ Ö Ñ Ö × ÓÒ ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ× Ó ÔÓÐÝØÓÔ × Ò Ë Ø ÓÒ ¿1⁄2o 1⁄2̧ Ø ÔÖ × ÒØ × Ù×1 × ÓÒ ÓÒ ÒØÖ Ø × ÓÒ Ö × Ø Ø Ö ÒÓØ ÓÚ Ö Ð× Û Ö Ò Ø À Ò ÓÓ o Ì ¿ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 693
Èo Ö ØÞÑ ÒÒ Ò Îo ÃÐ ÓÐÐ ÓÛ Ò × Ø ÓÒ× Ö ÐÓ× ÐÝ Ö Ð Ø ØÓ Ð ×× Ð ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖÝ ¿1⁄2o3⁄4̧ Ð ÓÖ Ø 1 Ñ Ì ÓÖÝ Ó ÓÒÚ Ü Ó × ¿1⁄2o¿̧ Î ÓÐ ÙÑ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ× ¿1⁄2o ̧ Å Ü Î ÓÐ ÙÑ × ¿1⁄2o ̧ ÓÒØ ÒÑ ÒØ ÈÖÓ Ð Ñ× ¿1⁄2o ̧ Ê o ́ÇØ Ö ×Ù Ö × Ö ÓÑ ØÖ ØÓÑÓ Ö 1 Ô Ý Ö ̧ ̧ × Ö Ø ØÓÑÓ Ö Ô Ý ̧ Ò Ø ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ×Ô Ø× Ó Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ØÓÔ × ÔÖÓ Ø ÓÒ× Ó Ô ÓÐÝØÓÔ × Ð 1⁄4̧ à ̧ × Ø ÓÒ× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ð 3⁄4 ̧ Å Ò ÓÛ× Ø ÓÒ Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ë ¿ ̧ Ò Ø Å Ò ÓÛ× Ö ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ Ó Ô ÓÐÝØÓÔ × À oμ Ì ¬Ò Ð × Ø ÓÒ̧ ¿1⁄2o ̧ ÁÒØ ÖÚ Ð Å ØÖ × Ò ÉÙ Ð Ø Ø Ú Å 1 ØÖ ×̧ × Ò ÐÙ × Ò ÐÐÙ×ØÖ Ø ÓÒ Ó Ñ Ø Ö Ð Ø Ø̧ Ø ÓÙ ÒÓØ Ö Ð Ø ØÓ Ð ×× Ð ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖÝ ̧Ò ÚÖØ Ð ×× ÐÐ× ÙÒ Ö Ø Ò Ö Ð ÓÒ ÔØ ÓÒ Ó ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ o Ù× Ó Ø Ú Ö× ØÝÓ ØÓÔ × ÓÚ Ö Ò Ø × ÔØ Ö̧ × Ø ÓÒ × × Ô Ö Ø Ð Ó Ö Ô Ý o ÍÊÌ À Ê Ê ÁÆ Â ÅoÊ o Ö Ý Ò oËo ÂÓ Ò ×ÓÒo ÓÑÔÙØ Ö× Ò ÁÒØ Ö Ø Ð ØÝo Ù ØÓ Ø Ì ÓÖÝ Ó ÆÈ1 ÓÑÔÐ Ø Ò ××o Ö Ñ Ò̧ Ë Ò Ö Ò × Ó̧ 1⁄2 o à ¿ È o Ö ØÞÑ ÒÒ Ò Îo ÃÐ o Å Ø Ñ Ø Ð ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ò ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖÝ oÁ ÒÈ oÅo ÖÙ Ö Ò Â oÅo Ï Ð Ð×̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÒÚ Ü ÓÑ Ø ÖÝ̧Î ÓÐ ÙÑ ̧ Ô × 3⁄4 ß o ÆÓÖØ 1ÀÓÐÐ Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 ¿o Ã È o Ö ØÞÑ ÒÒ Ò Îo ÃÐ o ÇÒ Ø ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó ×ÓÑ × ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ Áo ÓÒØ ÒÑ ÒØ ÔÖÓ Ð Ñ×o × Ö Ø Å Ø ̧ 1⁄2¿ 1⁄23⁄4 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ê ÔÖ ÒØ Ò Ïo Ù Ö̧ Ào 1Âo ÈÖÓ Ñ Ð̧ Ò o ÎÓ Ø̧ ØÓÖ×̧ ÌÖ Ò × Ò × Ö Ø Å Ø Ñ Ø ×̧ Ô × 1⁄23⁄4 ß1⁄2 o Ì ÓÔ × Ò × Ö Ø Å Ø o̧ ÆÓÖØ 1ÀÓÐ Ð Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o Ã È o Ö ØÞÑ ÒÒ Ò Îo ÃÐ o ÇÒ Ø ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó ×ÓÑ × ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ ÁÁo ÎÓÐÙ Ñ Ò Ñ Ü ÚÓÐ ÙÑ ×o ÁÒ Ìo ×ÞØÖ Þ Ý̧È o Å ÅÙÐ Ð Ò̧ Êo Ë Ò Ö̧ Ò oÁo Ï ××̧ ØÓÖ×̧ ÈÓ ÐÝØ ÓÔ × ×ØÖ Ø̧ ÓÒÚ Ü Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð̧ ÚÓÐ ÙÑ 1⁄4 Ó Æ ÌÇ Úo Ë o ÁÒרo Ë Öo Å Ø o È Ý×o Ë o̧ Ô × ¿ ¿ß o ÃÐ ÙÛ Ö̧ ÓÖ Ö Ø̧ 1⁄2 o Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö Ä ØØ ÔÓ ÒØ× Ò Ð ØØ Ô ÓÐÝØÓÔ × ÔØ Ö 1⁄2 × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÔØ Ö Å Ø Ñ Ø Ð ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ê Ê Æ Ë Ã Ìo ÙÖ Ö̧ È o Ö ØÞÑ ÒÒ̧ Ò Îo ÃÐ o ÈÓÐÝØÓÔ ÔÖÓ Ø ÓÒ Ò ÔÖÓ Ø ÓÒ ÔÓÐÝØÓÔ ×o Ñ Öo Å Ø o ÅÓ ÒØ ÐÝ̧ 1⁄21⁄4¿ 3⁄4ß ̧ 1⁄2 o Ð 1⁄4 È o ÐÐ Ñ Òo ÜØ Ö ÓÖ Ð Ö Ò ÔÖÓ Ø ÓÒ× Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ ¿1⁄4 ß¿3⁄43⁄4̧ 1⁄2 1⁄4o Ð 3⁄4 È o ÐÐ Ñ Òo Î ÓÐ ÙÑ × Ó Ù Ð× Ò × Ø ÓÒ× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o Å Ø Ñ Ø ̧ ¿ ß 1⁄4̧ 1⁄2 3⁄4o Ö Êo Âo Ö Ò Öo ÓÑ ØÖ Ì ÓÑÓ Ö Ô Ýo Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 o Êo Âo Ö Ò Ö Ò È o Ö ØÞÑ ÒÒo ËÙ ×× Ú Ø ÖÑ Ò Ø ÓÒ Ò Ú Ö ¬ Ø ÓÒ Ó ÔÓÐÝØÓÔ × Ý Ø Ö 1Ö Ý×o Âo ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄4 ¿ ß¿ 1⁄2̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 694
ÔØ Ö ¿1⁄2 ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ Êo Âo Ö Ò Ö Ò È o Ö ØÞÑ ÒÒo × Ö Ø ØÓÑÓ Ö Ô Ý Ø ÖÑ Ò Ø ÓÒ Ó ¬Ò Ø × Ø× Ý 1Ö Ý×o Ì Ö Ò×o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ¿ 3⁄43⁄4 1⁄2ß3⁄43⁄4 ̧ 1⁄2 o À È o Ö ØÞÑ ÒÒ Ò o ÀÙ Ò Ðo ÇÒ Ø Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÑÔ Ð Ü ØÝÓ Å Ò ÓÛ× 3× Ö ÓÒ1 רÖÙ Ø ÓÒ Ø ÓÖ Ño Âo ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o ́3⁄4μ̧ 1⁄21⁄4 1⁄2ß1⁄21⁄21⁄41⁄4̧ 1⁄2 o Ë ¿ È o Ö ØÞÑ ÒÒ Ò o Ë ØÙÖÑ Ð×o Å Ò ÓÛ× Ø ÓÒ Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ × ÓÑÔ ÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ1 ÔÐ Ü ØÝ Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ× ØÓ ÖÓ Ò Ö × ×o ËÁ Å Âo × Ö Ø Å Ø o̧ 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 ¿o ¿1⁄2o1⁄2 ÈÊ Ë ÆÌ ÌÁÇÆË Ç ÈÇÄ ÌÇÈ Ë ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝØÓÔ È Ê Ò Ò Ö ÔÖ × ÒØ Ò Ø ÖÑ× Ó Ø× Ú ÖØ × ÓÖ Ò Ø ÖÑ× Ó Ø× Ø Ò ÕÙ Ð Ø ×o ÖÓÑ Ø ÓÖ Ø Ð Ú ÛÔÓ ÒØ̧ Ø ØÛÓ ÔÓ×× Ð Ø × Ö ÕÙ Ú Ð ÒØo ÀÓÛ Ú Ö̧ × Ø Ñ Ò× ÓÒ Ò Ö × ×̧ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ × Ò ÖÓÛ ÜÔ ÓÒ ÒØ ÐÐÝ Ò Ø ÖÑ× Ó Ø ÒÙÑ Ö Ó Ø×̧ Ò Ú Ú Ö× ̧ ×Ó Ø Ø « Ö ÒØ ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ× Ñ Ý Ð ØÓ « Ö ÒØ Ð ×× ¬ Ø ÓÒ× ÓÒ ÖÒ Ò Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ ÓÑ1 ÔÙØ Ð ØÝ ÓÖ ÆÈ1 Ö Ò ××o ́Ë Ë Ø ÓÒ× 1⁄2 o1⁄2̧ 1⁄2 o¿̧ Ò 3⁄43⁄4o¿ Ó Ø × À Ò ÓÓ oμ ÓÖ Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÙÖÔÓ× × Ø × Ù×Ù ÐÐÝ ÒÓØ Ø Ô ÓÐÝØÓÔ È × ÓÑ ØÖ Ó Ø Ø Ø × Ö Ð Ú ÒØ̧ ÙØ Ö Ø Ö Ø× Ð Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒo Ì × Ù×× ÓÒ Ö × × Ñ ÒÐÝ ÓÒ Ø Ò ÖÝ ÓÖ Ì ÙÖ Ò Ñ Ò ÑÓ Ð Ó ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ̧ Ò Û Ø × Þ Ó Ø ÒÔÙ Ø × ¬Ò × Ø Ð Ò Ø Ó Ø Ò ÖÝ Ò Ó Ò Ò ØÓ ÔÖ × ÒØ Ø ÒÔÙØ Ø ØÓ Ì ÙÖ Ò Ñ Ò Ò Ø Ø Ñ 1 ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ó Ò Ð ÓÖ Ø Ñ × Ð×Ó ¬Ò Ò Ø ÖÑ× Ó Ø ÓÔ Ö Ø ÓÒ× Ó Ì ÙÖ Ò Ñ Ò o À Ò Ø Ð Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó Ø Ó Ø× Ø Ò ÑÙר ¬Ò Ø o ÑÓÒ ÑÔÓÖØ ÒØ ×Ô Ð Ð ×× × Ó Ô ÓÐÝØÓÔ ×̧ Ø ÞÓÒÓØÓÔ × Ö Ô ÖØ ÙÐ ÖÐÝ ÒØ Ö ×Ø Ò Ù× Ø Ý Ò ×Ó ÓÑÔ ØÐÝ ÔÖ × ÒØ o Ä ÇËË Ê ÓÒÚ Ü Ó Ý Ò Ê Ò ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü ×Ù × Ø Ó Ê Ò o Ã Ò Ì Ñ ÐÝ Ó ÐÐ ÓÒÚ Ü Ó × Ò Ê Ò o ÈÖ ÓÔ Ö ÓÒÚ Ü Ó Ý Ò Ê Ò Ó Ò Ú Ü Ó Ý Ò Ê Ò Û Ø ÒÓÒ Ñ ÔØÝ Ò Ø Ö ÓÖo ÈÓÐÝØÓÔ Ó Ò Ú Ü Ó Ý Ø Ø × ÓÒÐÝ ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ ÜØÖ Ñ ÔÓ ÒØ ×o È Ò Ì Ñ ÐÝ Ó ÐÐ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò Ê Ò o Ò1ÔÓÐÝØÓÔ ÈÓÐÝØÓÔ Ó Ñ Ò× ÓÒ Òo Ó Ô ÓÐÝØÓÔ È È Ø× Ð ̧ Ø Ñ ÔØÝ × Ø̧ ÓÖ Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó È Û Ø ×ÓÑ ×ÙÔÔ ÓÖ Ø Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò ́È μ ר Ò ÙÑ Ö Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ó È o Ø Ó Ò Ò1ÔÓÐÝØÓÔ È Ó Ñ Ò× ÓÒ Ò 1⁄2o Ë ÑÔÐ Ò1ÔÓÐÝØÓÔ ÚÖØ Ü × Ò ÒØ ØÓ ÔÖ × ÐÝ Ò × ÓÖ̧ ÕÙ Ú Ð ÒØÐÝ ̧ ØÓ ÔÖ × ÐÝ Ò Ø×o Ë ÑÔÐ Ð ÔÓÐ ÝØÓ Ô Ô ÓÐÝØÓÔ Ò Û Ø × × ÑÔÐ Üo Î 1ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ È ×ØÖ Ò ́Ò Ñ Ú 1⁄2 Ú Ñ μ̧ Û Ö Ò Ñ 3⁄4 Æ Ò Ú 1⁄2 Ú Ñ 3⁄4 Ê Ò ×Ù Ø ØÈ Ó Ò Ú Ú 1⁄2 Ú Ñ o À 1ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ È × Ø Ö Ò ́ Ò Ñ μ̧ Û Ö Ò Ñ 3⁄4 Æ̧ × Ö Ð Ñ ¢ Ò Ñ ØÖ Ü̧ Ò 3⁄4 Ê Ñ ×Ù Ø ØÈ Ü 3⁄4 Ê Ò Ü o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 695
Èo Ö ØÞÑ ÒÒ Ò Îo ÃÐ Î 1ÔÓÐÝØÓÔ È × Ø ÖÒ ́ Ò Ñ Ú 1⁄2 Ú Ñ μ̧ Û Ö Ò Ñ 3⁄4 Æ Ò Ú 1⁄2 Ú Ñ 3⁄4 É Ò o È × Ù×Ù ÐÐÝ ÒØ ¬ Û Ø Ø ÓÑ ØÖ Ó Ø ÓÒÚ Ú 1⁄2 Ú Ñ o À1ÔÓÐÝØÓÔ È ×ØÖ Ò ́Ò Ñ μ̧ Û Ö Ò Ñ 3⁄4 Æ̧ × Ö Ø ÓÒ Ð Ñ¢Ò Ñ ØÖ Ü̧ 3⁄4 É Ñ ̧ Ò Ø × Ø Ü 3⁄4 Ê Ò Ü × ÓÙÒ o È × Ù×Ù ÐÐÝ ÒØ ¬ Û Ø Ø × × Øo Ë Þ Ó Î1Ó Ö ÒÀ 1Ô ÓÐÝØÓÔ È ÆÙÑ Ö Ó Ò ÖÝ Ø× Ò ØÓ Ò Ó Ø ×ØÖ Ò ́Ò Ñ Ú 1⁄2 Ú Ñ μÓ Ö́ Ò Ñ μ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o ÓÒÓ ØÓÔ Ì Ú ØÓÖ ×ÙÑ ́Å Ò ÓÛ× × ÙÑμ Ó ¬Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ð Ò × Ñ ÒØ× ÕÙ Ú Ð ÒØ ÐÝ ̧ Ô ÓÐÝØÓÔ Ó Û × ÒØ Ö Ó × ÝÑÑ ØÖÝ o Ë 1ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó Þ ÓÒÓØÓÔ Ò Ê Ò ×ØÖ Ò ́Ò Ñ Þ 1⁄2 Þ Ñ μ̧ Û Ö Ò Ñ 3⁄4 Æ Ò Þ 1⁄2 Þ Ñ 3⁄4 Ê Ò ̧× Ù Ø Ø · È Ñ 1⁄2 1⁄2 1⁄2 Þ o È Ö ÐÐ ÐÓ ØÓÔ Ò Ê Ò Þ ÓÒÓØÓÔ · È Ñ 1⁄2 1⁄2 1⁄2 Þ ̧ÛØ Þ 1⁄2 Þ Ñ Ð Ò ÖÐÝ Ò Ô Ò ÒØo Ë 1ÞÓÒÓØÓÔ Ò Ê Ò × Ø ÖÒ ́ Ò Ñ Þ 1⁄2 Þ Ñ μ̧ Û Ö Ò Ñ 3⁄4 Æ Ò Þ 1⁄2 Þ Ñ 3⁄4 É Ò o × Ù×Ù ÐÐÝ ÒØ ¬ Û Ø Ø ÓÑ ØÖ Ó Ø · È Ñ 1⁄2 1⁄2 1⁄2 Þ o ¿1⁄2o1⁄2o1⁄2 ÇÆÎ ÊËÁÇÆ Ç ÇÆ ÈÊ Ë ÆÌ Ì ÁÇÆ ÁÆÌ Ç ÌÀ ÇÌÀ Ê Ì ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö × ÙÐØ× Ò Ø Ø Æ ÙÐØ × Ø Ø Ñ Ý ÜÔ Ø Ò ÓÒÚ ÖØ Ò Ø À1ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó Ô ÓÐÝØÓÔ ÒØÓ Î 1ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ ÓÖ Ú Ú Ö× o ÓÖ À1ÔÖ × ÒØ Ò1ÔÓÐÝØÓÔ × Û Ø Ñ Ø×̧ Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÔÓ×× Ð ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ × × ́Ñ Òμ Ñ ́Ò ·1⁄2 μ 3⁄4 Ñ Ò · Ñ ́Ò ·3⁄4 μ 3⁄4 Ñ Ò Ò Ø × × Ð×Ó Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÔÓ×× Ð ÒÙÑ Ö Ó Ø× ÓÖ Î 1ÔÖ × ÒØ Ò1ÔÓÐÝØÓÔ Û Ø Ñ Ú ÖØ ×o Ì ¬Öר Ñ Ü ÑÙÑ × ØØ Ò Û Ø Ò Ø Ñ ÐÝ Ó × ÑÔÐ Ò1 Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ Ø × ÓÒ Û Ø Ò Ø Ñ ÐÝ Ó × ÑÔÐ Ð Ò1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o Ï Ò Ò × ¬Ü ̧ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ × × ÓÙÒ Ý Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ø×̧ Ò Ú Ú Ö× ̧ Ò Ø × ÔÓ×× Ð ØÓ Ô ×× ÖÓÑ Ø Ö ×ÓÖ Ø Ó ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ ØÓ Ø ÓØ Ö Ò Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ø Ñ o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø Ö Ó Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ó × ØÓ Ò¬Ò ØÝ Û Ø Òo ÓÒ× ÕÙ Ò Ó Ø × × Ø Ø Û Ò Ø Ñ Ò× ÓÒ Ò × Ô ÖÑ ØØ ØÓ Ú ÖÝ Ò ÔÖÓ Ð Ñ ÓÒ ÖÒ Ò Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ Ø Ñ ÒÒ Ö Ó ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ × Ó Ø Ò Ò­Ù ÒØ Ð Ò Ø ÖÑ Ò Ò Û Ø Ö Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ò ×ÓÐ Ú Ò Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ø Ñ ÓÖ × ÆÈ1 Ö o ÓÖ Ø × Ó Ú Ö Ð Ñ Ò× ÓÒ̧ Ø × È1 Ö Ú Ò ØÓ Ø ÖÑ Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ø× Ó Ú Ò Î 1Ô ÓÐÝØÓÔ ̧ ÓÖ ØÓ Ø ÖÑ Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ × Ó Ú Ò À1Ô ÓÐ ÝØÓÔ o ÓÖ × ÑÔÐ À 1ÔÖ × ÒØ Ò1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Û Ø Ñ Ø×̧ Ø Ñ Ò ÑÙÑ ÔÓ×× Ð ÒÙÑ 1 Ö Ó Ú ÖØ × × ́Ñ Òμ́Ò 1⁄2μ · 3⁄4o Ì Ð Ö Ô ØÛ Ò Ø × ÒÙÑ Ö Ò Ø ÓÚ ×ÙÑ Ó ÒÓÑ Ð Ó Æ ÒØ× Ñ × Ø Ð Ö Ø Ø̧ ÖÓÑ ÔÖ Ø Ð ×Ø Ò ÔÓ ÒØ̧ Ø ÛÓÖ× Ø1 × Ú ÓÖ Ó ÒÝ ÓÒÚ Ö× ÓÒ Ð ÓÖ Ø Ñ × ÓÙÐ Ñ ×ÙÖ Ò Ø ÖÑ× Ó ÓØ ÒÔÙØ × Þ Ò ÓÙØÔÙØ × Þ o Ì Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ó Ò Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÞÓÒÓØÓÔ ÓÖÑ × Ø ×ÙÑ Ó Ñ × Ñ ÒØ× × 3⁄4 Ñ Ò 1⁄2 1⁄4 Ñ 1⁄2 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 696
ÔØ Ö ¿1⁄2 ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ Ò Ò ̧ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ × ÓÖ Ó Ø× ́ÓÖ Ó × Ó ÒÝ Ñ Ò× ÓÒμ Ó Ò Ë 1Þ ÓÒÓØÓÔ × ÒÓØ ÓÙÒ Ý Ò Ý Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ò Ø × Þ Ó Ø Ë 1ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒo Ï Ò Ø × × Ø ÓÒ Ý Ñ ÒØ ÓÒ Ò ØÛÓ ÓØ Ö Û Ý× Ó ÔÖ × ÒØ Ò Ô ÓÐÝØÓÔ ×o Ö ×ÙÐ Ø Ó ÖÓ Ö Ò Ë Ö Ö ́× Ê μ ÑÔÐ × Ø Ø ÓÖ Ò1 Ô ÓÐ ÝØÓÔ È Ò Ê Ò ́ÒÓ Ñ ØØ Ö ÓÛ ÓÑÔÐ Ø Ø× Ð × ØÖÙ ØÙÖ Ñ Ý μ̧ Ø Ö Ü ×Ø× ×Ý× Ø Ñ Ó Ò́Ò ·1⁄2 μ 3⁄4 Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ò ÕÙ Ð Ø × Ø Ø × È × Ø× ×ÓÐ ÙØ ÓÒ1× Ø̧ Ò Ø Ø Ò Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ò ÕÙ Ð Ø × ×ÙÆ ØÓ × Ö Ø ÒØ Ö ÓÖ Ó È o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø × Ò Ò Ö Ð ÙÒ ÒÓÛÒ Û Ø Ö ÓÒ Ò Æ ÒØÐ Ý ÔÖÓ Ù ×Ù ×Ñ ÐÐ Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ× ÖÓÑ Ø Ð Ò Ö Ò ÕÙ Ð Ø × ¬Ò Ò Ø Ø× Ó È o ÓÖ Ô ÓÐÝØÓÔ È Ò Ê Ò Û Ó× ÒØ Ö ÓÖ × ÒÓÛÒ ØÓ ÓÒØ Ò Ø ÓÖ Ò̧ ÃÏ × ÓÛ× Ø Ø Ø ÒØ Ö 1Ð ØØ Ó È Ò Ö ÓÒ× ØÖÙ Ø Û Ø Ø Ó Ø ÑÓ× Ø 1⁄4 ́È μ·́ Ò 1⁄2μ 3⁄4 Ò 1⁄2 ́È μ·́ Ò μ Ò 1⁄2 ́È μ ÕÙ Ö × ØÓ Ø Ö Ý1ÓÖ Ð Ó È o ÁÒ × Ù ÕÙ ÖÝ ̧ ÓÒ ×Ô ¬ × Ö Ý ××Ù Ò ÖÓÑ Ø ÓÖ Ò Ò Ø ÓÖ Ð × Ö ÕÙ Ö ØÓ Ø ÐÐ Û Ö Ø Ö Ý Ø× Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó È o Ê Ð Ø Ö ×ÙÐ Ø× Û Ö Ó Ø Ò Ò 1⁄4 ÓÖ ÑÓÖ ÓÒ ÓÖ Ð ×̧ × Ë Ø ÓÒ ¿1⁄2o 3⁄4 Ó Ø × À Ò ÓÓ o ÍÊÌ À Ê Ê ÁÆ Ä ¿ Åo Ý Ö Ò o Ä o ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ×Ô Ø× Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ÁÒ È oÅo ÖÙ Ö Ò Âo Åo Ï ÐÐ ×̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖÝ ̧ Î ÓÐ ÙÑ ̧ Ô × 3⁄4 1⁄2ß¿1⁄4 o ÆÓÖØ 1 ÀÓÐÐ Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 ¿o Ê Âo Ó Ò ̧ Åo Óר ̧ Ò Åo1 o ÊÓÝ o Ê Ð Ð Ö ÓÑ ØÖÝ o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o Ö ¿ o Ö Ò ×Ø o ÒÁ Ò Ø Ö Ó Ù Ø ÓÒ ØÓ ÓÒÚ Ü ÈÓÐÝ ØÓ Ô ×o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 ¿o Ã È o Ö ØÞÑ ÒÒ Ò Îo ÃÐ o ÇÒ Ø ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó ×ÓÑ × ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ Áo ÓÒØ ÒÑ ÒØ ÔÖÓ Ð Ñ×o × Ö Ø Å Ø ̧ 1⁄2¿ 1⁄23⁄4 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ê ÔÖ ÒØ Ò Ïo Ù Ö̧ Ào 1Âo ÈÖÓ Ñ Ð̧ Ò o ÎÓ Ø̧ ØÓÖ×̧ ÌÖ Ò × Ò × Ö Ø Å Ø Ñ Ø ×̧ Ô × 1⁄23⁄4 ß1⁄2 o Ì ÓÔ × Ò × Ö Ø Å Ø o̧ ÆÓÖØ 1ÀÓÐ Ð Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o ÖÙ o ÖÙÒ ÙÑo ÓÒÚ Ü ÈÓ ÐÝØ ÓÔ ×o Ï Ð Ý1ÁÒØ Ö× Ò ̧ ÄÓÒ ÓÒ̧ 1⁄2 o ́Ë ÓÒ Ø ÓÒ ÔÖ Ô Ö Ò ÓÐÐ ÓÖ Ø ÓÒ Û Ø Îo à Ð̧ Îo ÃÐ ̧ Ò o Ð Ö̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 3⁄41⁄41⁄4¿oμ Ãà Îo ÃÐ Ò È o ÃÐ Ò× Ñ Øo ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò Ö Ð Ø ÓÑÔ Ð Ü ×o ÁÒ Ê oÄo Ö Ņ̃ Åo ÖÓØ× Ð̧ Ò Äo ÄÓÚ ×Þ̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧Î ÓÐÙ Ñ Á̧ Ô × ß 1⁄2 o ÆÓÖØ 1ÀÓÐÐ Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o ÅË 1⁄2 È o Å ÅÙÐ Ð Ò Ò o o Ë Ô Ö o ÓÒÚ Ü ÈÓ ÐÝØ ÓÔ × Ò Ø ÍÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÒ ØÙÖ o Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 1⁄2o oÅo Ð Öo Ä ØÙÖ × ÓÒ ÈÓ ÐÝØ ÓÔ ×o Î ÓÐÙ Ñ 1⁄2 3⁄4 Ó Ö Ù Ø Ì ÜØ× Ò Å Ø o̧ ËÔÖ Ò Ö1 Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö 1⁄2 × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÔØ Ö 1⁄2 ÒÙÑ Ö× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ÓÑÔÐ Ü × ÔØ Ö 3⁄43⁄4 ÓÒÚ Ü ÙÐÐ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ× © 2004 by Chapman & Hall/CRC 697
Èo Ö ØÞÑ ÒÒ Ò Îo ÃÐ Ê Ê Æ Ë 1⁄4 oÈ o Ó Ò̧ Ào Ð× ÖÙ ÒÒ Ö̧ Ò o Ôo ÈÖÓ Ò ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ÁÒ Áo o ÓÜ Ò Ìo Ï Ð ÓÒ ̧ ØÓÖ×̧ ÙØÓÒÓÑÓÙ× ÊÓ ÓØ Î Ð ×o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ Ô × ¿3⁄4 ß¿ 1⁄2̧ 1⁄2 1⁄4o ÃÏ È o Ö ØÞÑ ÒÒ̧ Îo ÃÐ ̧ Ò Âo Ï ×ØÛ Ø Öo ÈÓÐ ÝØÓÔ ÓÒØ ÒÑ ÒØ Ò Ø ÖÑ Ò Ø ÓÒ Ý Ð Ò Ö ÔÖÓ ×o ÈÖÓ o ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄4 1⁄2ß 3⁄41⁄4̧ 1⁄2 o ¿1⁄2o3⁄4 Ä ÇÊÁÌÀÅÁ ÌÀ ÇÊ Ç ÇÆÎ Ç Á Ë ÈÓÐÝØÓÔ × Ñ Ý Î 1ÔÖ × ÒØ ÓÖ À 1ÔÖ × ÒØ o ÀÓÛ Ú Ö̧ « Ö ÒØ ÔÔÖ Ó × Ö ÕÙ Ö ØÓ Ð Û Ø ÓÒÚ Ü Ó × Ã Ø Ø Ö ÒÓØ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×̧ × Ò Ò ÒÙÑ Ö Ø ÓÒ Ó ÐÐ Ø ÜØÖ Ñ ÔÓ ÒØ× Ó Ã ÓÖ Ó Ø× ÔÓÐ Ö × ÒÓØ Ô Ó×× Ð o Ó Ò Ú Ò ÒØÛ ÝØ Ó Ð Û Ø Ø Ò Ö Ð × ØÙ Ø ÓÒ × ØÓ ×× ÙÑ Ø Ø Ø ÓÒÚ Ü Ó Ý Ò ÕÙ ×Ø ÓÒ × Ú Ò Ý Ò Ð ÓÖ Ø Ñ ́ ÐÐ Ò ÓÖ Ð μ Ø Ø Ò×Û Ö× ÖØ Ò ×ÓÖ Ø× Ó ÕÙ ×Ø ÓÒ× ÓÙØ Ø Ó Ý o ×Ñ ÐÐ Ñ ÓÙÒØ Ó ÔÖ ÓÖ Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÙØ Ø Ó Ý Ñ Ý ÒÓÛÒ̧ ÙØ × ÖÓÑ Ø ×̧ ÐÐ Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÙØ Ø ×Ô ¬ ÓÒÚ Ü Ó Ý ÑÙ× Ø Ó Ø Ò ÖÓÑ Ø ÓÖ Ð ̧ Û ÙÒ Ø ÓÒ× × Ð Ó Üo ÁÒ ÓØ Ö ÛÓÖ ×̧ Û Ð Ø × × ×ÙÑ Ø Ø Ø ÓÖ Ð 3× Ò×Û Ö× Ö ÐÛ Ý× ÓÖÖ Ø̧ ÒÓØ Ò × ××ÙÑ ÓÙØ Ø Ñ ÒÒ Ö Ò Û Ø ÔÖÓ Ù × Ø Ó× Ò×Û Ö×o Ì Ð ÓÖ Ø Ñ Ø ÓÖÝ Ó ÓÒÚ Ü Ó × Û × Ú ÐÓÔ Ò ÄË Û Ø Ú Û ØÓ ÔÖ ÓÔ Ö ́ o o̧ Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ðμ ÓÒÚ Ü Ó × Ò Ê Ò o ÓÖ Ñ ÒÝ ÔÙÖÔÓ× ×̧ ÔÖÓÚ × ÓÒ× Ò Ñ ØÓ Ð Ñ Ò Ò ÙÐÐ Ý Û Ø Ñ ÔÖÓÔ Ö Ó × × Û ÐÐ̧ ÙØ Ø Ø ×Ô Ø × Ð Ö ÐÝ ÒÓÖ Ò Û Ø ÓÐ ÐÓÛ× o Ä ÇËË Ê ÇÙØ Ö Ô Ö ÐÐ Ð Ó Ý Ó ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã Ã ́̄μ à · ̄ Ò ̧ Û Ö Ò × Ø Ù Ð Ò ÙÒ Ø ÐÐ Ò Ê Ò o ÁÒÒ Ö Ô Ö ÐÐ Ð Ó Ý Ó ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã Ã́ ̄μ Ã Ò ́Ê Ò Ò Ã μ·̄ Ò ¡ o Ï Ñ Ñ Ö× Ô ÔÖ Ó Ð Ñ ÓÖ ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã Ò Ê Ò Ú Ò Ý 3⁄4 É Ò ̧ Ò Ö Ø ÓÒ Ð ÒÙÑ Ö ̄ 1⁄4̧ ÓÒ ÐÙ Û Ø ÓÒ Ó Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ×× ÖØ Ø Ø Ý 3⁄4 à ́̄μ ÓÖ ×× ÖØ Ø Ø Ý 3⁄4 Ã́ ̄μo Ï × Ô Ö Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã Ò Ê Ò Ú Ò Ú ØÓÖ Ý 3⁄4 É Ò ̧ Ò Ö Ø ÓÒ Ð ÒÙÑ Ö ̄ 1⁄4̧ ÓÒ ÐÙ Û Ø ÓÒ Ó Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ×× ÖØ Ø Ø Ý 3⁄4 à ́̄μ ÓÖ ¬Ò Ú ØÓÖ Þ 3⁄4 É Ò ×Ù Ø Ø Þ 1⁄2 1⁄2 Ò Þ Ì Ü Þ Ì Ý · ̄ ÓÖ Ú ÖÝ Ü 3⁄4 Ã́ ̄μo Ï ́Ð Ò Öμ ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÔÖ Ó Ð Ñ ÓÖ ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã Ò Ê Ò Ú Ò Ú ØÓÖ 3⁄4 É Ò Ò Ö Ø ÓÒ Ð ÒÙÑ Ö ̄ 1⁄4̧ ÓÒ ÐÙ Û Ø ÓÒ Ó Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ¬Ò Ú ØÓÖ Ý 3⁄4 É Ò Ã ́̄μ ×Ù Ø Ø Ì Ü Ì Ý · ̄ ÓÖ Ú ÖÝ Ü 3⁄4 Ã́ ̄μ ÓÖ ×× ÖØ Ø Ø Ã́ ̄μ o Ö ÙÑ× Ö ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã ÔÓ× Ø Ú Ö Ø ÓÒ Ð ÒÙÑ Ö Ê × Ú Ò ÜÔÐ ØÐÝ ×Ù Ø Ø Ã Ê Ò o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 698
ÔØ Ö ¿1⁄2 ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ Ï ÐÐ1 ÓÙÒ ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã ÈÓ× Ø Ú Ö Ø ÓÒ Ð ÒÙÑ Ö× Ö Ê Ö Ú Ò ÜÔÐ ØÐÝ ×Ù Ø Ø Ã Ê Ò Ò Ã ÓÒØ Ò× ÐÐ Ó Ö Ù× Öo ÒØ Ö Û ÐÐ1 ÓÙÒ ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã ÈÓ× Ø Ú Ö Ø ÓÒ Ð ÒÙÑ Ö× Ö Ê Ò Ú ØÓÖ 3⁄4 É Ò Ö Ú Ò ÜÔÐ ØÐÝ ×Ù Ø Ø · Ö Ò Ã Ò Ã Ê Ò o Ï Ñ Ñ Ö× Ô ÓÖ Ð ÓÖ ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã Ð ÓÖ Ø Ñ Ø Ø ×ÓÐ Ú × Ø Û Ñ Ñ Ö× Ô ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ Ão Ï × Ô Ö Ø ÓÒ ÓÖ Ð ÓÖ Ã Ð ÓÖ Ø Ñ Ø Ø × ÓÐÚ × Ø Û × Ô Ö Ø ÓÒ ÔÖÓ 1 Ð Ñ ÓÖ Ão Ï ́Ð Ò Öμ ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÓÖ Ð ÓÖ Ã Ð ÓÖ Ø Ñ Ø Ø ×ÓÐÚ × Ø Û ́Ð Ò Öμ ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ Ão Ì Ø Ö ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÚ Ö ÚÖÝ ÐÓ× ÐÝ Ö Ð Ø Ò Ø × Ò× Ø Ø Û Ò Ø Ð ×× × Ó ÔÖÓÔ Ö ÓÒÚ Ü Ó × Ö ÔÔÖ ÓÔÖ Ø ÐÝ Ö ×ØÖ Ø ØÓ Ø Ó× Ø Ø Ö Ö1 ÙÑ× Ö ̧ Û ÐÐ1 ÓÙÒ ̧ ÓÖ ÒØ Ö ̧ Ò Û Ò ÒÔÙØ × Þ × Ö ÔÖ ÓÔ ÖÐÝ ¬Ò ̧ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ Ø Ø × ÓÐÚ × ÒÝ ÓÒ Ó Ø ÔÖÓ Ð Ñ× Ò Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ø Ñ Ò Ù× × ×Ù ÖÓÙØ Ò ØÓ × ÓÐÚ Ø ÓØ Ö× Ò Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ø Ñ Ð× Óo Ì ¬Ò Ø ÓÒ Ó ÒÔÙØ × Þ ÒÚÓÐÚ × Ø × Þ Ó ̧̄ Ø Ñ Ò× ÓÒ Ó Ã̧Ø ÚÒ ÔÖ ÓÖ Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ́× Þ ́Ö μ̧ × Þ ́Ê μ̧ Ò »ÓÖ × Þ ́ μμ̧ Ò Ø ÒÔÙØ Ö ÕÙ Ö Ý Ø ÓÖ Ð o Ì ÓÐ ÐÓÛ Ò Ø 1 ÓÖ Ñ Ó ÄË ÓÒØ Ò× Ð ×Ø Ó Ø ÔÖ × Ö Ð Ø ÓÒ× Ô× ÑÓÒ Ø Ø Ö × ÓÖ Ð × ÓÖ ÔÖÓÔ Ö ÓÒÚ Ü Ó ×o Ì ÒÓØ Ø ÓÒ ́ ÔÖÓÔ μ Ò Ø × Ø Ü ×Ø Ò Ó Ò ́ÓÖ Ð 1μ Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ Ø Ø ×ÓÐ Ú × ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ Ú ÖÝ ÔÖ ÓÔ Ö ÓÒÚ Ü Ó Ý Ø Ø × Ú Ò Ý Ø ÓÖ Ð Ò × ÐÐ Ø ÔÖÓÔ ÖØ × ×Ô 1 ¬ Ò ÔÖÓÔo ́ÔÖÓ Ô Ñ Ò× Ø Ø Ø ×Ø Ø Ñ ÒØ ÓÐ × ÓÖ Ò Ö Ð ÔÖ ÓÔ Ö ÓÒÚ Ü Ó ×oμ ́Ï Å Ñ Ö× Ô ÒØ Ö ̧ Û ÐÐ1 ÓÙÒ μ Ï Ë Ô Ö Ø ÓÒ ́Ï Å Ñ Ö× Ô ÒØ Ö ̧ Û ÐÐ1 ÓÙÒ μ Ï ÇÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ́Ï Ë Ô Ö Ø ÓÒ μ Ï Å Ñ Ö× Ô ́Ï Ë Ô Ö Ø ÓÒ Ö ÙÑ× Ö μ Ï ÇÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ́Ï ÇÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ μ Ï Å Ñ Ö× Ô ́Ï ÇÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ μ Ï Ë Ô Ö Ø ÓÒo ÁØ × ÓÙÐ ÑÔ × Þ Ø Ø Ø Ö Ö Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ× Ø Ø̧ 1 ÔØ Ò × ÒÔÙØ × Ø È Ø Ø × ÔÖ ÓÔ Ö Î 1ÔÓÐÝØÓÔ ̧ ÔÖ ÓÔ Ö À1ÔÓÐÝØÓÔ ̧ ÓÖ ÔÖ ÓÔ Ö Ë 1ÞÓÒÓØÓÔ ̧ ÔÖÓ Ù Ñ Ñ Ö× Ô̧ × Ô Ö Ø ÓÒ̧ Ò ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÓÖ Ð × ÓÖ È ̧ Ò Ð×Ó ÓÑÔÙØ ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÓÒ Ø ÒÖ Ù× Ó È ̧ Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÒ Ø× Ö ÙÑÖ Ù×̧ Ò ÒØ Ö È ÓÖ È o Ì × ÑÔÐ × Ø Ø Ò Ð ÓÖ Ø Ñ Ô Ö ÓÖ Ñ× ÖØ Ò Ø × × ÓÖ ÓÒÚ Ü Ó × Ú Ò Ý ×ÓÑ Ó Ø ÓÚ ́ ÔÔÖÓÔÖ Ø ÐÝ ×Ô 1 ¬ μ ÓÖ Ð ×̧ Ø Ò Ø × Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ Ò Ð×Ó × ÖÚ × × × ÓÖ ÔÖÓ ÙÖ × Ø Ø Ô Ö ÓÖÑ Ø × Ø × × ÓÖ Î1Ó Ö À1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ÓÖ Ë 1Þ ÓÒÓØÓÔ ×o À Ò Ø ÓÖ ÙÐ Ö Ö Ñ ÛÓÖ ̧ Ò Ø ÓÒ ØÓ Ò ÔÔÐ Ð ØÓ ÓÒÚ Ü Ó × Ø Ø Ö ÒÓØ Ô ÓÐÝØÓÔ ×̧ × ÖÚ × Ð×Ó ØÓ ÑÓ ÙÐ Ö Þ Ø ÔÔÖ Ó ØÓ Ð ÓÖ Ø Ñ ×Ô Ø× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ Ø Ö Ö ÐÓÛ Ö ÓÙÒ × ÓÒ Ø Ô Ö ÓÖÑ Ò Ó ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ Ø ÓÖ Ð ÑÓ Ð Ø Ø Ó ÒÓØ ÖÖÝ ÓÚ Ö ØÓ Ø × Ó Î1 ÓÖ À 1Ô ÓÐÝØÓÔ × ÓÖ Ë 1Þ ÓÒÓØÓÔ × ̧ à · 1⁄4¿ o ÍÊÌ À Ê Ê ÁÆ ÄË Åo ÖÓØ× Ð̧ Äo ÄÓÚ ×Þ̧ Ò o Ë Ö Ú Öo ÓÑ ØÖ Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÇÔØ Ñ Þ Ø ÓÒo ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 ̧ 1⁄2 ¿o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 699
1⁄41⁄4 Èo Ö ØÞÑ ÒÒ Ò Îo ÃÐ Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö Ä ØØ ÔÓ ÒØ× Ò Ð ØØ Ô ÓÐÝØÓÔ × Ê Ê Æ Ë Áo Ö ÒÝ Ò o ÙÖ o ÓÑÔ ÙØ Ò Ø ÚÓÐ ÙÑ × Æ Ù ÐØo × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄4 ¿1⁄2 ß¿3⁄4 ̧ 1⁄2 o à · 1⁄4¿ o Ö Ò̧ È o Ö ØÞÑ ÒÒ̧ Êo à ÒÒ Ò̧ Îo ÃÐ ̧ Äo ÄÓÚ ×Þ̧ Ò Åo Ë Ñ ÓÒÓÚ Ø×o Ø Ö1 Ñ Ò ×Ø Ò Ö Ò ÓÑ Þ Ô ÓÐÝ ÒÓÑ Ð1Ø Ñ Ô ÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ó Ö o Å Ø Ñ Ø ̧ ¿ß 1⁄21⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o ¿1⁄2o¿ ÎÇÄ ÍÅ ÇÅ ÈÍÌ ÌÁÇÆË ÁØ Ñ Ý ÖØ Ó× Ý Ø Ø Ø ÑÓ ÖÒ ×ØÙ Ý Ó ÚÓÐ ÙÑ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ× Ò Û Ø Ã ÔÐ Ö Ã Ô1⁄2 Û Ó Ö Ú Ø ¬Ö ר Ù ØÙÖ ÓÖÑÙ Ð ÓÖ Ñ ×ÙÖ Ò Ø Ô Ø × Ó Û Ò ÖÖ Ð×̧ Ò Ø Ø Ø Û × Ø Ø × Ó ÚÓÐ ÙÑ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ø Ø ÑÓØ Ú Ø Ø Ò Ö Ð ¬ Ð Ó ÒØ Ö Ø ÓÒo Ì ÔÖÓ Ð Ñ Ó ÓÑ ÔÙØ Ò ÓÖ ÔÔÖÓÜ Ñ Ø Ò ÚÓÐÙÑ × Ó ÓÒÚ Ü Ó × × ÖØ ÒÐÝ ÓÒ Ó Ø × ÔÖÓ Ð Ñ× Ò Ñ Ø Ñ Ø ×o Ä ÇËË Ê ÁÒ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ̧ × ×Ù ÖÓÙÔ Ó Ø ÖÓÙÔ Ó ÐÐ ÆÒ ÙØÓÑÓÖÔ ×Ñ× Ó Ê Ò o ×× Ø ÓÒ Ó Ò Ò1Ô ÓÐ ÝØÓÔ È ÒØÓ Ò1ÔÓÐÝØÓÔ × È 1⁄2 È È È 1⁄2 È ̧ Û Ö Ø Ô ÓÐÝØÓÔ × È Ú Ô ÖÛ × × Ó ÒØ Ò Ø Ö ÓÖ× o ÈÓÐ ÝØÓÔ × È É Ê Ò Ö 1 ÕÙ ×× Ø Ð ÓÖ ×ÓÑ Ø Ö Ü ×Ø ×× Ø ÓÒ× È 1⁄2 È Ó È Ò É 1⁄2 É Ó Ȩ́ Ò Ð Ñ ÒØ× 1⁄2 Ó ̧ ×Ù Ø Ø È ́É μ ÓÖ ÐÐ o ÈÓÐ ÝØÓÔ × È É Ê Ò Ö 1 ÕÙ ÓÑÔ Ð Ñ ÒØ Ð Ì Ö Ö ÔÓÐÝØÓÔ × È 1⁄2 È 3⁄4 Ò É 1⁄2 É 3⁄4 ×Ù Ø ØÈ 3⁄4 × ×× Ø ÒØÓ È Ò È 1⁄2 ̧ É 3⁄4 × ×× Ø ÒØÓ É Ò É 1⁄2 ̧ È 1⁄2 Ò É 1⁄2 Ö 1 ÕÙ ×× Ø Ð ̧ Ò È 3⁄4 Ò É 3⁄4 Ö 1 ÕÙ ×× Ø Ð o Ó ÑÔÓ× Ø ÓÒ Ó × Ø Ë Ë Ë 1⁄2 Ë ̧ Û Ö Ø × Ø× Ë Ö Ô ÖÛ × × Ó ÒØo Ë Ø× Ë Ì Ö 1 ÕÙ ÓÑÔÓ× Ð ÓÖ ×ÓÑ Ø Ö Ö ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ× Ë 1⁄2 Ë Ó Ë Ò Ì 1⁄2 Ì Ó Ì ̧ Ò Ð Ñ ÒØ× 1⁄2 Ó ̧× Ù Ø ØË ́Ì μ ÓÖ ÐÐ o Î ÐÙ Ø ÓÒ ÓÒ Ñ ÐÝ Ë Ó ×Ù × Ø× Ó Ê Ò ÙÒ Ø ÓÒ Ð 3 Ë Ê Û Ø Ø ÔÖ ÓÔ ÖØÝ Ø Ø 3́Ë 1⁄2 μ·3́Ë 3⁄4 μ 3́Ë 1⁄2 Ë 3⁄4 μ·3́Ë 1⁄2 Ë 3⁄4 μ Û Ò Ú Ö Ø × Ø× Ë 1⁄2 Ë 3⁄4 Ë 1⁄2 Ë 3⁄4 Ë 1⁄2 Ë 3⁄4 3⁄4Ë o 1 ÒÚ Ö ÒØ Ú ÐÙ Ø ÓÒ 3 3́Ë μ 3́ ́Ë μμ ÓÖ ÐÐ Ë 3⁄4Ë Ò 3⁄4 o Ë ÑÔÐ Ú ÐÙ Ø ÓÒ 3 3́Ë μ 1⁄4 Û Ò Ú Ö Ë 3⁄4Ë Ò Ë × ÓÒØ Ò Ò ÝÔ Ö1 ÔÐ Ò o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 700
ÔØ Ö ¿1⁄2 ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ 1⁄41⁄2 Å ÓÒÓ ØÓÒ Ú ÐÙ Ø ÓÒ 3 3́Ë 1⁄2 μ 3́Ë 3⁄4 μ Û Ò Ú Ö Ë 1⁄2 Ë 3⁄4 3⁄4Ë Û Ø Ë 1⁄2 Ë 3⁄4 o Ð ×× È Ó À1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × × Ò Ö1× ÑÔÐ Ð Ì Ö × ÒÓÒÒ Ø Ú ÒØ Ö ×Ù Ø Ø È Ë Ò3⁄4Æ È À ́Ò μ̧ Û Ö È À ́Ò μ × Ø Ñ ÐÝ Ó ÐÐ Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð À1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × È Ò Ê Ò ×Ù Ø Ø Ø Ó È × Ø Ñ Óר Ò ·1⁄2· Ú ÖØ ×o Ð ×× È Ó Î 1ÔÓÐÝØÓÔ × × Ò Ö1× ÑÔÐ Ì Ö × ÒÓÒÒ Ø Ú ÒØ Ö ×Ù Ø Ø È Ë Ò3⁄4Æ È Î ́Ò μ̧ Û Ö È Î ́Ò μ × Ø Ñ ÐÝ Ó ÐÐ Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Î1 Ô ÓÐÝØÓÔ × È Ò Ê Ò ×Ù Ø Ø Ú ÖØ Ü Ó È × Ò ÒØØ Ó ØÑ Ó × ØÒ · ×o Ð ×× È Ó Ë 1Þ ÓÒÓØÓÔ × × Ò Ö1Ô Ö ÐÐ ÐÓ ØÓÔ Ð Ì Ö × ÒÓÒÒ Ø Ú Ò Ø Ö ×Ù Ø Ø Ë Ò3⁄4Æ Ë ́Ò μ̧ Û Ö Ë ́Ò μ × Ø Ñ ÐÝ Ó ÐÐ Ë 1ÞÓÒÓØÓÔ × Ò Ê Ò Ø Ø Ö Ö ÔÖ × ÒØ × Ø ×ÙÑ Ó Ø ÑÓר Ò · × Ñ ÒØ× o Î Ì ÙÒ Ø ÓÒ Ð Ø Ø ××Ó Ø × Û Ø ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã Ø× ÚÓÐÙÑ o À1ÎÓÐÙÑ ÓÖ Ú Ò À 1Ô ÓÐÝØÓÔ È Ò ÒÓÒÒ Ø Ú Ö Ø ÓÒ Ð ̧ Û Ø Ö Î ́È μ o Î 1ÎÓÐÙÑ ̧ Ë 1ÎÓÐÙÑ Ë Ñ Ð ÖÐÝ ÓÖ Î 1ÔÓÐÝØÓÔ × Ò Ë 1ÞÓÒÓØÓÔ ×o 1 ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ ÓÖ ×ÓÑ ÙÒ Ø ÓÒ Ð Ú Ò ÔÓ× Ø Ú Ò Ø Ö Ò Ò Û ÐÐ1 ÓÙÒ ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã Ú Ò Ý Û × Ô Ö Ø ÓÒ ÓÖ Ð ̧ Ø ÖÑ Ò ÔÓ× Ø Ú Ö Ø ÓÒ Ð ×Ù Ø Ø ́Ãμ 1⁄2· Ò ́Ãμ 1⁄2· ÜÔ Ø ÎÓÐ ÙÑ ÓÑÔÙ Ø Ø ÓÒ Ú Ò ÔÓ× Ø Ú Ò Ø Ö Ò̧ ÒØ Ö Û ÐÐ1 ÓÙÒ ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã Ò Ê Ò Ú Ò Ý Û Ñ Ñ Ö× Ô ÓÖ Ð ̧ Ò ÔÓ× Ø Ú Ö Ø ÓÒ Ð× ¬ Ò ̄o Ø ÖÑ Ò ÔÓ× Ø Ú Ö Ø ÓÒ Ð Ö Ò ÓÑ Ú Ö Ð ×Ù Ø Ø ÔÖÓ ¬ ¬ ¬ ¬ Î ́Ãμ 1⁄2 ¬ ¬ ¬ ¬ ̄ 1⁄2 ¬ ¿1⁄2o¿o1⁄2 Ä ËËÁ Ä Ã ÊÇÍ Æ ̧ À Ê Ì ÊÁ ÌÁÇÆË Ì Ö ×ÙÐ Ø× Ò Ø × ×Ù × Ø ÓÒ ÓÒÒ Ø Ø ×Ù Ø Ñ ØØ Ö Ó ÚÓÐ ÙÑ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Û Ø Ö Ð Ø Ð ×× Ð ÔÖÓ Ð Ñ×o ÁÒ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ̧ × ÖÓÙÔ Ó ÆÒ ÙØÓÑ ÓÖ1 Ô ×Ñ× Ó Ê Ò ̧ × Ó Ú ̧ Ò × Ø ÖÓÙÔ Ó ×ÓÑ ØÖ ×o ́ μ ÌÛÓ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ö 1 ÕÙ ×× Ø Ð Ò ÓÒÐÝ Ø Ý Ö 1 ÕÙ ÓÑ ÔÐ 1 Ñ ÒØ Ð o ́ μ ÌÛÓ ÔÓÐÝØÓÔ × È Ò É Ö 1 ÕÙ ×× Ø Ð Ò ÓÒÐÝ 3́È μ 3́Éμ Ó Ö ÐÐ 1 ÒÚ Ö ÒØ×Ñ Ô Ð ÚÐÙ Ø ÓÒ× ÓÒ È Ò o ́ μ ÌÛÓ ÔÐ Ò ÔÓÐÝ ÓÒ× Ö Ó ÕÙ Ð Ö Ò ÓÒÐ Ý Ø Ý Ö 1 ÕÙ ×× Ø Ð o ́ Úμ Á ÓÒ Ö × Ø Ø Ò 1 Ý1 Ö Ø Ò Ð × ÓÙÐ Ú Ö ̧ Ò Ð×Ó Ö × Ø Ø Ø Ö ÙÒ Ø ÓÒ × ÓÙÐ 1 ÒÚ Ö ÒØ × ÑÔÐ Ú ÐÙ Ø ÓÒ̧ Ø Ø Ò ÓÐ1 ÐÓÛ × ÖÓÑ Ø ÔÖ Ò Ö ×ÙÐ Ø Ø Ø Ø Ö Ó ÒÝ ÔÐ Ò Ô ÓÐÝ ÓÒ È Ò Ø ÖÑ Ò ́ Ø Ð ×Ø Ò Ø ÓÖÝμ Ý ¬Ò Ò Ö Ø Ò Ð Ê ØÓ Û È × ÕÙ ×× Ø Ð o Ì × ÔÖÓÚ × × Ø × Ý Ò ÐÝ ÓÑ ØÖ Ø ÓÖÝ Ó Ö Ø Ø Ó × ÒÓØ Ö ÕÙ Ö ÒÝ Ð Ñ Ø Ò ÓÒ× Ö Ø ÓÒ× o Ì Ø Ö ÔÖÓ Ð Ñ Ó À Ð ÖØ À Ð1⁄41⁄4 × ̧ Ò « Ø̧ Û Ø Ö ×Ù Ö ×ÙÐ Ø ÜØ Ò × ØÓ ¿1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o Ò 1 Ø Ú Ò × ÛÖ Û × ×ÙÔÔÐ Ý 1⁄41⁄4 ̧ Û Ó × ÓÛ Ø Ø Ö ÙÐ Ö Ø ØÖ ÖÓÒ Ò Ù Ó Ø × Ñ ÚÓÐ ÙÑ Ö ÒÓØ 1 ÕÙ ×× Ø Ð o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 701
1⁄43⁄4 Èo Ö ØÞÑ ÒÒ Ò Îo ÃÐ ́Úμ Á È Ò É Ö Ò1 Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò Ê Ò ̧ Ø Ò ÓÖ È Ò É ØÓ ÕÙ ×× Ø Ð ÙÒ Ö Ø ÖÓÙÔ Ó ÐÐ ×ÓÑ ØÖ × Ó Ê Ò ̧ Ø × Ò ×× ÖÝ Ø Ø £ ́È μ £ ́Éμ Ó Ö Ø Ú Ö Ð ÙÒ Ø ÓÒ ×Ù Ø Ø ́ μ 1⁄4̧ Û Ö £ ́È μ × Ø ×Ó1 ÐÐ Ò ÒÚ Ö ÒØ Ó È ××Ó Ø Û Ø o Ì ÓÒ Ø ÓÒ × Ð×Ó ×ÙÆ ÒØ ÓÖ ÕÙ ×× Ø Ð ØÝÛ ÒÒ ̧ ÙØ Ø Ñ ØØ Ö Ó ×ÙÆ Ò Ý × ÙÒ× ØØÐ ÓÖ Ò o ́Ú μ ÌÛÓ ÔÐ Ò ÔÓÐÝ ÓÒ× Ö Ó ÕÙ Ð Ö Ò Ó ÒÐÝ Ø Ý Ö 1 ÕÙ ÓÑ1 ÔÓ× Ð o ́Ú μ ÁÒ Ä 1⁄4 ̧ Ø Û × ÔÖÓÚ Ø Ø ÒÝØ ÛÓ ÔÐ Ò Ô ÓÐÝ ÓÒ× Ó ÕÙ Ð Ö Ö ÕÙ 1 ÓÑÔÓ× Ð ÙÒ Ö Ø Ö ÓÙÔ Ó ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ×o Ì Ø Ô Ô Ö Ð×Ó × ØØÐ Ì Ö× 3× ÓÐ ÔÖÓ Ð Ñ Ó ×ÕÙ Ö Ò Ø Ö Ð Ý× Ó Û Ò Ø Ø ×ÕÙ Ö Ò Ö ÙÐ Ö × Ó ÕÙ Ð Ö Ö ÕÙ ÓÑÔÓ× Ð Ø Ö ØÓ Ó̧ ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ× ×ÙÆ o ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ × Ò ×ÕÙ Ö ÒÒÓØ × ××ÓÖ× ÓÒ ÖÙ ÒØ̧ o o̧ Ø Ö × ÒÓ ÕÙ ×× Ø ÓÒ ́Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ö ÑÓØ ÓÒ× μ ÒØÓ Ô × Ø Ø̧ ÖÓÙ ÐÝ ×Ô Ò ̧ ÓÙÐ ÙØ ÓÙØ Û Ø Ô Ö Ó × ××ÓÖ×o ́Ú μ Á Ò Ö ÓÙÒ ×Ù × Ø× Ó Ê Ò ́Û Ø Ò ¿μ̧ Ò × Ø × ÒÓÒ Ñ ÔØÝ Ò Ø Ö ÓÖ̧ Ø Ò Ò Ö 1 ÕÙ ÓÑÔÓ× Ð o Ì × × Ø ÑÓÙ× Ò 1Ì Ö× Ô Ö ÓÜo ́ Üμ ÍÒ Ö Ø ÖÓÙÔ Ó ÐÐ ÚÓÐÙÑ 1ÔÖ × ÖÚ Ò ÆÒ Ø × Ó Ê Ò ̧Ø ÛÓ Ò1 Ô ÓÐÝØÓÔ × Ö ÕÙ ×× Ø Ð Ò ÓÒÐÝ Ø Ý Ö Ó ÕÙ Ð ÚÓÐ ÙÑ o ́Üμ Á 3 × ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ1 ÒÚ Ö ÒØ̧ ÒÓÒÒ Ø Ú ̧ × ÑÔÐ Ú ÐÙ Ø ÓÒ ÓÒ È Ò ́Ö ×Ôo Ã Ò μ̧ Ø Ò Ø Ö Ü ×Ø× ÒÓÒÒ Ø Ú Ö Ð « ×Ù Ø Ø 3 «Î o ́Ü μ ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ1 ÒÚ Ö ÒØÚ ÐÙ Ø ÓÒ ÓÒ È Ò Ø Ø × ÓÑÓ Ò ÓÙ× Ó Ö Ò × ÓÒ× Ø ÒØÑ ÙÐØ ÔÐ Ó Ø ÚÓÐÙÑ o ́Ü μ ÓÒØ ÒÙÓÙ×̧ Ö 1Ñ ÓØ ÓÒ1 ÒÚ Ö ÒØ̧ × ÑÔÐ Ú ÐÙ Ø ÓÒ ÓÒ Ã Ò × ÓÒ× Ø ÒØ ÑÙÐ Ø ÔÐ Ó Ø ÚÓÐ ÙÑ o ́Ü μ ÒÓÒÒ Ø Ú × ÑÔÐ Ú ÐÙ Ø ÓÒ ÓÒ È Ò ́Ö ×Ôo Ã Ò μØ Ø × Ò Ú Ö ÒØ ÙÒ Ö ÐÐ ÚÓÐÙÑ 1ÔÖ × ÖÚ Ò Ð Ò Ö Ñ Ô× Ó Ê Ò × ÓÒר ÒØÑ ÙÐØ ÔÐ Ó Ø ÚÓÐÙÑ o ¿1⁄2o¿o3⁄4 ËÇÅ ÎÇÄÍ Å ÇÊÅÍ Ä Ë Ë Ò × ÑÔÐ Ü ÚÓÐ ÙÑ × Ò ÓÑ ÔÙØ ×Ó × ÐÝ ̧ Ø ÑÓ× Ø Ò ØÙÖ Ð ÔÔÖÓ Ø ÓØ ÔÖÓ Ð Ñ Ó ÓÑ ÔÙØ Ò Ø ÚÓÐÙÑ Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ È × ØÓ ÔÖÓ Ù ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó È ́× ÔØ Ö 1⁄2 μo Ì Ò ÓÑÔÙØ Ø ÚÓÐ ÙÑ × Ó Ø Ò Ú Ù Ð × ÑÔÐ × Ò Ø Ñ ÙÔ ØÓ ¬Ò Ø ÚÓÐ ÙÑ Ó È o ́Ì × Ù× × Ø Ø Ø Ø Ø ÚÓÐ ÙÑ × × ÑÔÐ Ú ÐÙ Ø ÓÒoμ × × ÑÔÐ ÓÒ× ÕÙ Ò ̧ ÓÒ × × Ø Ø Û Ò Ø Ñ Ò× ÓÒ Ò × ¬Ü ̧ Ø ÚÓÐÙÑ Ó Î 1Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò Ó À1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ÓÑÔÙØ Ò Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ø Ñ o ÒÓØ Ö ÕÙ ÐÐÝ Ò ØÙÖ Ð Ñ Ø Ó × ØÓ ×× Ø È ÒØÓ ÔÝÖ Ñ × Û Ø ÓÑ ÑÓÒ Ô Ü ÓÚ Ö Ø× Ø×o Ë Ò Ø ÚÓÐ ÙÑ Ó ×Ù ÔÝÖ Ñ × Ùר 1⁄2 Ò Ø Ñ × Ø ÔÖÓ Ù Ø Ó Ø× Ø Ò Ø ́Ò 1⁄2μ1ÚÓÐÙÑ Ó Ø× × ̧ Ø Ú ÓÐÙÑ Ò ÓÑÔÙØ Ö ÙÖ× Ú ÐÝ o ÒÓØ Ö ÔÔÖÓ Ø Ø × ÓÑ ×Ø Ò Ö ØÓ ÓÐ ÓÖ Ñ ÒÝ Ð ÓÖ Ø Ñ ÕÙ ×1 Ø ÓÒ× Ò ÓÑ ØÖÝ × Ø ×Û Ô1ÔÐ Ò Ø Ò ÕÙ o Ì Ò Ö Ð × ØÓ ×Û Ô ÝÔ ÖÔÐ Ò Ø ÖÓÙ Ô ÓÐ ÝØÓÔ È ̧ Ô Ò ØÖ Ó Ø Ò × Ø Ø Ó ÙÖ Û Ò Ø © 2004 by Chapman & Hall/CRC 702
ÔØ Ö ¿1⁄2 ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ 1⁄4¿ ÝÔ ÖÔÐ Ò ×Û Ô× Ø ÖÓÙ Ú ÖØ Üo × ÔÔÐ ØÓ ÚÓÐ ÙÑ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ̧ Ø × Ð × ØÓ Ø ÚÓÐ ÙÑ ÓÖÑÙÐ Ú Ò ÐÓÛ Ø Ø Ó × ÒÓØ ÜÔÐ ØÐÝ ÒÚÓÐ Ú ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ×̧ Æ ¿̧Ä Û 1⁄2 o ËÙÔÔ Ó× Ø Ø ́Ò Ñ μ × Ò Ö Ö Ù Ò Ò Ø À 1ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó × ÑÔÐ Ô ÓÐÝØÓÔ È ́× Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o 3⁄4μo Ä Ø ́ ¬ 1⁄2 ¬ Ñ μ Ì Ò ÒÓØ Ø Ö ÓÛ1Ú ØÓÖ× Ó Ý Ì 1⁄2 Ì Ñ o Ä Ø Å 1⁄2 Ñ Ò ÓÖ ÒÓÒ Ñ ÔØÝ ×Ù × Ø Á Ó Å̧ Ð Ø Á ÒÓØ Ø ×Ù Ñ ØÖ Ü Ó ÓÖÑ Ý ÖÓÛ × Û Ø Ò × Ò Á Ò Ð Ø Á ÒÓØ Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò Ö Ø1 Ò × o Ä Ø 1⁄4 ́È μ ÒÓØ Ø × Ø Ó ÐÐ Ú ÖØ × Ó Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ È Ü 3⁄4 Ê Ò Ü o ÓÖ Ú 3⁄4 1⁄4 ́È μ̧ Ø Ö × × Ø Á Á Ú Å Ó Ö Ò Ð ØÝ Ò ×Ù Ø Ø Á Ú Á Ò ÅÒÁ Ú ÅÒÁ o Ë Ò È × × ×ÙÑ ØÓ × ÑÔÐ Ò Ø× À 1ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ ØÓ ÖÖ ÙÒ ÒØ̧ Ø × Ø Á Ú × ÙÒ ÕÙ o Ä Ø 3⁄4 Ê Ò ×Ù Ø Ø Ú 1⁄2 Ú 3⁄4 ÓÖ ÒÝÔ ÖÓ ÚÖØ × Ú 1⁄2 Ú 3⁄4 Ø Ø ÓÖÑ Ò Ó È o Ì Ò Ø ØÙÖÒ× ÓÙØ Ø Ø Î ́È μ 1⁄2 Ò Ú3⁄4 1⁄4 ́Èμ Ú Ò É Ò 1⁄2 Ì 1⁄2 Á Ú Ǿ Á Ú μ Ì Ò Ö ÒØ× Ó Ø × ÚÓÐÙÑ ÓÖÑÙÐ Ö Ø Ó× Ø Ø Ö ÓÑ ÔÙØ Ò Ø ́ Ù Ðμ × ÑÔÐ Ü Ð ÓÖ Ø Ño ÅÓÖ ÔÖ × ÐÝ ̧ Ú × Ùר Ø Ú ÐÙ Ó Ø Ó Ø Ú ÙÒ Ø ÓÒ Ø Ø ÙÖÖ ÒØ × × Ð ×ÓÐ ÙØ ÓÒ Ú̧ Ǿ Á Ú μ × Ø Ø ÖÑ Ò ÒØÓ Ø ÙÖÖ ÒØ × ×̧ Ò 1⁄2 Á Ú × Ø Ú ØÓÖ Ó Ö Ù Ó× Ø×̧ o o̧ Ø ́ Ò Ö ÐÐÝ Ò × Ð μ Ù Ð ÔÓ ÒØ Ø Ø ÐÓÒ × ØÓ Úo ÓÖ ÔÖ Ø Ð Ó ÑÔÙØ Ø ÓÒ× ̧ Ø × ÚÓÐ ÙÑ ÓÖÑÙÐ × ØÓ ÓÑ Ò Û Ø ×ÓÑ Ú ÖØ Ü ÒÙÑ Ö Ø ÓÒ Ø Ò ÕÙ o ÁØ× ÐÓ× Ò ×× ØÓ Ø × ÑÔÐ Ü Ð ÓÖ Ø Ñ ×Ù ×Ø× Ø Ù× Ó Ö Ú Ö× × Ö Ñ Ø Ó 3⁄4 ̧ Û × × ÓÒ Ø × ÑÔÐ Ü Ñ Ø Ó Û Ø Ð Ò 3× Ô ÚÓØ Ò ÖÙÐ o × Ø ×Ø Ò ×̧ Ø ÚÓ ÐÙÑ Ó ÖÑÙÐ Ó × ÒÓØ ÒÚÓ ÐÚ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒo ÀÓÛ Ú Ö̧ Û Ò ÒØ ÖÔÖ Ø Ò ÔÓÐ Ö × ØØ Ò ̧ Ø × × Ò ØÓ ÒÚÓÐÚ Ø × Ó Ø × ÑÔÐ Ð ÔÓÐÝØÓÔ È Æ Ø Ø × Ø ÔÓÐ Ö Ó È o ÓÖ Ò ÐÝ ̧ Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ ØÓ ÒÓÒ× ÑÔÐ ÔÓÐÝØÓÔ × ÒÚÓÐÚ × ÔÓÐ Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒo ÁÒ Ø̧ ÓÖ Ò Ö Ð ÔÓÐÝØÓÔ × È ̧ ÓÒ Ñ Ý ÔÔÐ Ý Ð Ü Ó Ö Ô ÖÙÐ ÓÖ ÑÓÚ Ò ÖÓÑ ÓÒ × × ØÓ ÒÓØ Ö̧ ÙØ Ø × Ñ ÓÙÒØ× ØÓ Ô ÖØ ÙÐ Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó È Æ o ÒÓØ Ö Ô Ó×× Ð ØÝ ÓÖ ÓÑ ÔÙØ Ò Ø ÚÓÐ ÙÑ Ó Ô ÓÐÝØÓÔ È × ØÓ ×ØÙ Ý Ø ÜÔÓÒ ÒØ Ð ÒØ Ö Ð Ê È Ü Ü̧ Û Ö × Ò Ö ØÖ ÖÝ Ú ØÓÖ Ó Ê Ò × Ö ¿ o ́ÆÓØ Ø Ø ÓÖ 1⁄4 ̧Ø × Ò Ø Ö Ð Ùר Ú × Ø ÚÓÐ ÙÑ Ó È oμ ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð ÒØ Ö Ð× × Ø × Ý ÖØ Ò Ö Ð Ø ÓÒ× Ø Ø Ñ Ø ÔÓ×× Ð ØÓ ÓÑ ÔÙØ Ø ÒØ Ö Ð× Æ ÒØÐ Ý Ò ×ÓÑ ÑÔÓÖØ ÒØ × ×o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð × ÙÑ× Ò Ù× ØÓ Ó Ø Ò Ø ØÖ Ø Ð ØÝ Ö ×ÙÐ Ø ÓÖ Ò Ö1× ÑÔÐ Î 1ÔÓÐÝØÓÔ × ×Ø Ø Ò Ø Ò ÜØ ×Ù × Ø ÓÒo ¿1⁄2o¿o¿ ÌÊ Ì ÁÄÁÌ Ê ËÍÄ ÌË Ì ÚÓÐÙÑ Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ È Ò ÓÑ ÔÙØ Ò Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ø Ñ Ò Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò × × ́ μ Û Ò Ø Ñ Ò× ÓÒ × ¬Ü Ò È × Î 1ÔÓÐÝØÓÔ ̧ Ò À1ÔÓÐÝØÓÔ ̧ ÓÖ Ò Ë 1ÞÓÒÓØÓÔ ́ μ Û Ò Ø Ñ Ò× ÓÒ × Ô ÖØ Ó Ø ÒÔÙØ Ò È × Ò Ö1× ÑÔÐ Î 1ÔÓÐÝØÓÔ ̧ Ò Ö1× ÑÔÐ Ð À1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ̧ ÓÖ Ò Ö1Ô Ö ÐÐ ÐÓØÓÔ Ð Ë 1ÞÓÒÓØÓÔ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 703
1⁄4 Èo Ö ØÞÑ ÒÒ Ò Îo ÃÐ ¿1⁄2o¿o ÁÆÌÊ Ì ÁÄÁÌ Ê ËÍÄ ÌË ́ μ Ì Ö × ÒÓ Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð1× Ô Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ü Ø ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ó Ø ÚÓ ÐÙÑ Ó À1ÔÓÐÝØÓÔ ×o ́ μ À1 ÎÓÐ ÙÑ × È1 Ö Ú Ò ÓÖ Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ× Ó Ø ÙÒ Ø Ù Û Ø ÓÒ Ö Ø ÓÒ Ð Ð ×Ô o ́ μ À1 ÎÓÐ ÙÑ × È1 Ö Ò Ø × ØÖÓÒ × Ò× o ́Ì × ÓÐÐ ÓÛ× ÖÓÑ Ø Ö × ÙÐØ Ó Ï 3⁄4 Ø Ø Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó ÓÑÔÙØ Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ð Ò Ö ÜØ Ò× ÓÒ× Ó Ú Ò Ô ÖØ ÐÐÝ ÓÖ Ö × Ø Ç ́ 1⁄2 Ò μ × È 1 ÓÑÔÐ Ø ̧ Ò ÓÒ ÙÒ Ø ÓÒ Û Ø Ø Ø Ø Ø Ø × ÒÙÑ Ö × ÕÙ Ð ØÓ Ò Î ́È Ç μ̧ Û Ö Ø × Ø È Ç Ü ́ 1⁄2 Ò μ Ì 3⁄4 1⁄4 1⁄2 Ò ́ μ × Ø ÓÖ Ö ÔÓÐÝØÓÔ Ó Ç ËØ oμ ́ Úμ Ì ÔÖÓ Ð Ñ Ó ÓÑÔÙØ Ò Ø ÚÓÐÙÑ Ó Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ø Ö ÙÐ Ö Î1 ÖÓ× ×1Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ò Ò Ø ÓÒ Ð ÒØ Ö Ú ØÓÖ × È1 Ö o ́Úμ Ë 1ÎÓÐÙÑ × È1 Ö o ¿1⁄2o¿o Ì ÊÅ ÁÆÁËÌÁ ÈÈÊÇ ÁÅ ÌÁÇÆ ́ μ Ì Ö Ü ×Ø× Ò ÓÖ Ð 1Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ Ø Ø̧ ÓÖ ÒÝ ÓÒÚ Ü Ó Ý Ã Ó Ê Ò Ú Ò Ý Û ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÓÖ Ð ̧ Ò ÓÖ ̄ 1⁄4̧ ¬Ò × Ö Ø ÓÒ Ð× 1⁄2 Ò 3⁄4 ×Ù Ø Ø 1⁄2 Î ́Ãμ 3⁄4 Ò 3⁄4 Ò ́1⁄2 · ̄μ Ò 1⁄2 ́ μ ËÙÔÔ Ó× Ø Ø ́Òμ Ò ÐÓ Ò Ò 3⁄4 1⁄2 ÓÖ ÐÐ Ò 3⁄4 Æ Ì Ò Ø Ö Ü ×Ø× ÒÓ Ø ÖÑ Ò ×Ø ÓÖ Ð 1Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ 1 ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ó Ø ÚÓÐÙÑ o ¿1⁄2o¿o Ê Æ ÇÅÁ Ä ÇÊÁÌÀÅ Ë Ã ÔÖ ÓÚ Ø Ø Ø Ö × Ö Ò ÓÑ Þ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ÜÔ Ø ÎÓÐ ÙÑ ÓÑÔÙ Ø Ø ÓÒ Ø Ø Ö ÙÒ× Ò Ø Ñ Ø Ø × ÓÖ Ð 1Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ò Ò̧1⁄2 ̧̄ Ò ÐÓ ́1⁄2 ¬μo Ì ¬Ö ר ר Ô × Ö ÓÙÒ Ò ÔÖÓ ÙÖ ̧ Ù× Ò Ò Ð ÓÖ Ø Ñ Ú Ö× ÓÒ Ó ÂÓ Ò3× Ø ÓÖ Ñ × Ë Ø ÓÒ ¿1⁄2o o o ÓÖ Ø × ÓÒ ×Ø Ô̧ ÓÒ Ñ Ý Ø Ö ÓÖ ×× ÙÑ Ø Ø Ò Ã ́Ò ·1⁄2 μ Ô Ò Ò o ÆÓÛ̧ Ð Ø ¿ 3⁄4 ́Ò ·1⁄2 μÐ Ó ́ Ò ·1⁄2 μ Ò Ã Ã 1⁄2· 1⁄2 Ò Ò ÓÖ 1⁄4 Ì Ò Ø ×ÙÆ × ØÓ ר Ñ Ø Ö Ø Ó Î ́à μ Î ́à 1⁄2 μ ÙÔ ØÓ Ö Ð Ø Ú ÖÖÓÖ Ó ÓÖ Ö ̄ ́Ò ÐÓ Òμ Û Ø ÖÖ ÓÖ ÔÖÓ Ð ØÝ Ó ÓÖ Ö ¬ ́Ò ÐÓ Òμo Ì Ñ Ò ×Ø Ô Ó Ø Ð ÓÖ Ø Ñ Ó Ã × × ÓÒ Ñ Ø Ó ÓÖ × ÑÔÐ Ò Ò ÖÐÝ ÙÒ ÓÖÑ ÐÝ ÖÓÑ Û Ø Ò ÖØ Ò ÓÒÚ Ü Ó × Ã o ÁØ ×ÙÔ Ö ÑÔ Ó× × ××1 Ó Ö Ö Ó ×Ñ ÐÐ Ù × ́× Ý Ó Ð Ò Ø Æμ ÓÒ Ã ̧ Ò Ô Ö ÓÖÑ× Ö Ò ÓÑ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 704
ÔØ Ö ¿1⁄2 ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ 1⁄4 Û Ð ÓÚ Ö Ø × Ø Ó Ù × Ò Ø × Ö Ø Ø ÒØ Ö× Ø ×Ù Ø Ð Ô Ö ÐÐ Ð Ó Ý Ã · « Ò ̧ Û Ö « × ×Ñ ÐÐo Ì × Û Ð × Ô Ö ÓÖÑ Ý ÑÓÚ Ò Ø ÖÓÙ Ø Û Ø ÔÖÓ Ð ØÝ1⁄2 Ò 1⁄2 ́ Ò μ ́3⁄4Òμ 1⁄2 Ø × ÑÓÚ Ò ×ÙÔ Ò Ù Ó ̧ Ò ×Ø Ý Ò Ø Ø ÙÖÖ ÒØ Ù Ø Ñ Ó Ú Û ÓÙÐ Ð ÓÙØ× Ó o Ì Ö Ò ÓÑ Û Ð Ú × Å Ö ÓÚ Ò Ø Ø × ÖÖ Ù Ð ́× Ò Ø ÑÓÚ × Ö ÓÒÒ Ø μ̧ Ô Ö Ó ̧ Ò Ò Ö Ó o ÙØ Ø × ÑÔÐ × Ø Ø Ø Ö × ÙÒ ÕÙ ×Ø Ø ÓÒ ÖÝ ×ØÖ ÙØ ÓÒ̧ Ø Ð Ñ Ø ×ØÖ ÙØ ÓÒ Ó Ø Ò̧ Û × × ÐÝ × Ò ØÓ ÙÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒo Ì Ù× Ø Ö ×ÙÆ ÒØÐÝ Ð Ö ́ ÙØ Ô ÓÐ ÝÒÓÑ ÐÐÝ ÓÙÒ μ ÒÙÑ Ö Ó ×Ø Ô×̧ Ø ÙÖÖ ÒØ Ù Ò Ø Ö Ò ÓÑ Û Ð Ò Ù× ØÓ × ÑÔÐ Ò ÖÐÝ ÙÒ ÓÖÑÐÝ ÖÓÑ o À Ú Ò Ó Ø Ò ×Ù ÙÒ ÓÖÑÐÝ × ÑÔÐ Ù ̧ ÓÒ Ø ÖÑ Ò × Û Ø Ö Ø ÐÓÒ × ØÓ 1⁄2 ÓÖ ØÓ Ò 1⁄2 o ÆÓÛ ÒÓØ Ø Ø × Ø ÒÙÑ Ö Ó Ù × Ò ̧ Ø Ò Ø ÒÙÑ Ö 1⁄2 × Ò ×Ø Ñ Ø ÓÖ Ø ÚÓÐ ÙÑ Ö Ø Ó Î ́à μ Î ́à 1⁄2 μo ÁØ × Ø × ÒÙÑ Ö Ø Ø Ò ÒÓÛ Ö Ò ÓÑÐ Ý ÔÔÖÓÜ Ñ Ø Ù× Ò Ø ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÓÒ ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÚ Ó ÙÒ ÓÖÑ × ÑÔÐ Ò ÓÚ Ö o ÁÒ Ø̧ Ù Ø Ø × Ö Ø Ö ×ÙÆ ÒØÐ Ý Ñ ÒÝ ×Ø Ô× Ò Ø Ö Ò ÓÑ Û Ð Û ÐÐ Ð Ò 1⁄2 Û Ø ÔÖÓ Ð ØÝ Ô Ô Ö Ó Ü Ñ Ø ÐÝ 1⁄2 Ò Ø × ÔÖÓ Ð ØÝ Ò ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÐÓ× ÐÝ Ý Ö Ô Ø × ÑÔÐ Ò o Ì × Ð ÓÖ Ø Ñ × Ò Ñ ÔÖÓÚ Ý Ú Ö ÓÙ× ÙØ ÓÖ× ÃÄË Ú ÓÙÒ Û Ö Ò ÒØ Ö× ÓÒÐ Ý ØÓ Ø ¬ Ø ÔÓÛ Öo ÍÊÌ À Ê Ê ÁÆ ÓÐ Îo o ÓÐØÝ Ò× o À Ð ÖØ 3× Ì Ö ÈÖÓ Ð Ñ ́Ì Ö Ò ×Ðo Ý Êo Ë ÐÚ ÖÑ Òμo Ï ÒרÓÒ ̧ Ï × 1 Ò ØÓÒ̧ 1⁄2 o Ï Êo Âo Ö Ò Ö Ò Ëo Ï ÓÒo Ø ÐÓÒ Ð ×Ø̧ Ø Ö Ð × Ò ×ÕÙ Ö o ÆÓØ × Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ¿ 1⁄2¿¿ ß1⁄2¿ ¿̧ 1⁄2 o Ã È o Ö ØÞÑ ÒÒ Ò Îo ÃÐ o ÇÒ Ø ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó ×ÓÑ × ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ ÁÁo ÎÓÐÙ Ñ Ò Ñ Ü ÚÓÐ ÙÑ ×o ÁÒ Ìo ×ÞØÖ Þ Ý̧È o Å ÅÙÐ Ð Ò̧ Êo Ë Ò Ö̧ Ò oÁo Ï ××̧ ØÓÖ×̧ ÈÓ ÐÝØ ÓÔ × ×ØÖ Ø̧ ÓÒÚ Ü Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð̧ ÚÓÐ ÙÑ 1⁄4 Ó Æ ÌÇ Úo Ë o ÁÒרo Ë Öo Å Ø o È Ý×o Ë o̧ Ô × ¿ ¿ß o ÃÐ ÙÛ Ö̧ ÓÖ Ö Ø̧ 1⁄2 o À Ào À Û Öo Î ÓÖÐ ×ÙÒ Ò Ù Ö ÁÒ ÐØ̧ Ç Ö­ ÙÒ Á×Ó Ô Ö Ñ ØÖ o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o Å Å ¿ È o Å ÅÙÐ Ð Òo Î ÐÙ Ø ÓÒ× Ò ×× Ø ÓÒ×o ÁÒ È oÅo ÖÙ Ö Ò Âo Åo Ï Ð Ð×̧ ØÓÖ×̧ À Ò 1 ÓÓ Ó ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖÝ ̧Î ÓÐÙ Ñ ̧ Ô × ¿¿ß o ÆÓÖØ 1ÀÓÐÐ Ò o Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 ¿o ÅË ¿ È o Å ÅÙÐÐ Ò Ò Êo Ë Ò Öo Î ÐÙ Ø ÓÒ× ÓÒ ÓÒÚ Ü Ó ×o ÁÒ È oÅo ÖÙ Ö Ò Â oÅo Ï ÐÐ ×̧ ØÓÖ×̧ ÓÒÚ Ü ØÝ Ò ÁØ× ÔÔÐ Ø ÓÒ ×̧ Ô × 1⁄2 1⁄4ß3⁄4 o Ö Ù× Ö̧ × Ð̧ 1⁄2 ¿o Ë o 1Ào Ë o À Ð ÖØ 3× Ì Ö È Ö Ó Ð Ñ Ë ××ÓÖ× ÓÒ ÖÙ Ò o È ØÑ Ò̧ Ë Ò Ö Ò × Ó̧ 1⁄2 o Ï Ëo Ï ÓÒo Ì Ò 1Ì Ö× È Ö ÓÜo Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 o Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö Ä ØØ ÔÓ ÒØ× Ò Ð ØØ Ô ÓÐÝØÓÔ × ÔØ Ö 1⁄2 × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÔØ Ö 1⁄2 ËÙ Ú × ÓÒ× Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÔØ Ö 1⁄4 Ê Ò ÓÑ Þ Ø ÓÒ Ò Ö Ò ÓÑ Þ Ø ÓÒ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 705
1⁄4 Èo Ö ØÞÑ ÒÒ Ò Îo ÃÐ Ê Ê Æ Ë 3⁄4 o Ú × Ò Ão Ù Ù o Ô ÚÓØ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ÓÒÚ Ü ÙÐ Ð× Ò Ú ÖØ Ü ÒÙÑ Ö Ø ÓÒ Ó ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó ÔÓÐÝ Ö o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 3⁄4 ß¿1⁄2¿̧ 1⁄2 3⁄4o Áo Ö ÒÝ Ò o ÙÖ o ÓÑÔ ÙØ Ò Ø ÚÓÐÙ Ñ × Æ Ù ÐØo × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄4 ¿1⁄2 ß¿3⁄4 ̧ 1⁄2 o Ö ¿ o ÖÚ ÒÓ o ÓÑÔ ÙØ Ò Ø ÚÓÐÙ Ñ ̧ ÓÙ ÒØ Ò ÒØ Ö Ð ÔÓ ÒØ×̧ Ò ÜÔÓÒ ÒØ Ð ×Ù Ñ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄21⁄4 1⁄23⁄4¿ß1⁄2 1⁄2̧ 1⁄2 ¿o Æ ¿ Ào Ö Ò Ïo Æ o ×Û Ô 1ÔÐ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ÓÑÔÙØ Ò Ø ÚÓÐ ÙÑ Ó Ô ÓÐÝ Ö Ö ÔÖ × ÒØ Ò ÓÓÐ Ò ÓÖÑ o Ä Ò Ö Ð Ö Ô ÔÐo̧ 3⁄4» ¿ ß ̧ 1⁄2 ¿o Ï 3⁄4 o Ö ØÛ ÐÐ Ò È o Ï Ò Ð Öo ÓÙ ÒØ Ò Ð Ò Ö ÜØ Ò× ÓÒ ×o ÇÖ Ö̧ 3⁄43⁄4 ß3⁄4 3⁄4̧ 1⁄2 3⁄4o 1⁄41⁄4 Åo Òo Í Ö Ö ÙÑ Ð ÈÓÐÝ Öo Æ Öo o Ï ××o ÓØØ Ò Ò Å Ø o1È Ý×o ÃÐo̧ ¿ ß¿ ̧ 1⁄2 1⁄41⁄4o à Åo o Ý Ö̧ oÅo Ö Þ ̧ Ò Êo à ÒÒ Òo Ö Ò ÓÑ Ô ÓÐÝ ÒÓÑ Ð Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ÔÔ ÖÓÜ Ñ Ø Ò Ø ÚÓÐÙ Ñ × Ó ÓÒÚ Ü Ó ×o Âo ××Ó o ÓÑÔÙØo Å o̧ ¿ 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o À Ð1⁄41⁄4 o À Ð ÖØo Å Ø Ñ Ø × ÈÖÓ Ð Ñ o Æ Öo ÃÓÒ Ðo ×o Ï ××o ÓØØ Ò Ò Å Ø o1È Ý×o ÃÐo̧ 3⁄4 ¿ß3⁄4 ̧ 1⁄2 1⁄41⁄4 ÙÐ Ðo Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ¿ ß ̧ 1⁄2 1⁄43⁄4o ÃÄË Êo à ÒÒ Ò̧ Äo ÄÓÚ ×Þ̧ Ò Åo Ë Ñ ÓÒÓÚ Ø×o Ê Ò ÓÑ Û Ð × Ò Ò Ç £ ́Ò μÚ ÓÐ ÙÑ Ð Ó1 Ö Ø Ñ ÓÖ ÓÒÚ Ü Ó ×o Ê Ò ÓÑ Ë ØÖÙ ØÙÖ × Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ 1⁄21⁄2 1⁄2ß 1⁄4̧ 1⁄2 o à Ô1⁄2 Âo à ÔÐ Öo ÆÓÚ ËØ Ö ÓÑ ØÖ ÓÐ ÓÖÙÑ Ú Ò Ö ÓÖÙ Ño 1⁄2 1⁄2 o Ë Åo ×Ô Ö̧ ØÓÖ̧ ÂÓ1 ÒÒ × Ã ÔÐ Ö × ÑÑ ÐØ Ï Ö ̧ ̧ ÅÙÒ ̧ 1⁄2 1⁄4o Ä 1⁄4 Åo Ä Þ ÓÚ o ÕÙ ÓÑÔÓ× Ð ØÝ Ò × Ö Ô Ò Ý ×ÓÐÙ Ø ÓÒ Ó Ì Ö× 3× Ö Ð 1×Õ Ù Ö1 Ò ÔÖÓ Ð Ño Âo Ê Ò Ò Ûo Å Ø o̧ 1⁄4 ß1⁄21⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄4o Ä Û 1⁄2 Âo Ä ÛÖ Ò o ÈÓÐ ÝØÓÔ ÚÓÐ ÙÑ ÓÑÔ ÙØ Ø ÓÒo Å Ø o ÓÑ Ôo̧ 3⁄4 ß3⁄4 1⁄2̧ 1⁄2 1⁄2o ËØ Êo ËØ ÒÐ ÝoÌ Û Ó ÓÖ Ö Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 1⁄2 ß3⁄4¿̧ 1⁄2 o ¿1⁄2o ÅÁ ÎÇÄÍÅ Ë Ì ×ØÙ Ý Ó Ñ Ü ÚÓÐÙÑ ×̧ Ø ÖÙÒÒ1Å Ò ÓÛ× Ø ÓÖ Ý̧ ÓÖ Ñ× Ø ÓÒ Ó Ð ×× Ð ÓÒÚ Ü ØÝØ Ó Ö Ý o ÁØ × Ð×Ó Ù× ÙÐ ÓÖ ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ò ÓØ Ö Ö ×̧ Ò ÐÙ 1 Ò ÓÑ Ò ØÓÖ × Ò Ð Ö ÓÑ ØÖÝ o Ö Ð Ø ÓÒ× Ô ØÓ ×ÓÐÚ Ò ×Ý× Ø Ñ× Ó Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð ÕÙ Ø ÓÒ× × × Ö Ø Ø Ò Ó Ø × × Ø ÓÒo Ä ÇËË Ê Å Ü ÚÓ ÐÙÑ Ä Ø Ã 1⁄2 Ã × ÓÒÚ Ü Ó × Ò Ê Ò ̧ Ò Ð Ø 1⁄2 × ÒÓÒ1 Ò Ø Ú Ö Ð×o Ì Ò Ø ÙÒ Ø ÓÒ Î È × 1⁄2 à ¡ × ÓÑÓ Ò ÓÙ× Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ó Ö Ò Ò Ø Ú Ö Ð × 1⁄2 × ̧ Ò Ò ÛÖ ØØ Ò Ò Ø ÓÖÑ Î × 1⁄2 Ã × 1⁄2 1⁄2 × 3⁄4 1⁄2 ¡¡¡ × Ò 1⁄2 1⁄2 3⁄4 ¡¡¡ Ò Î ́à 1⁄2 à 3⁄4 Ã Ò μ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 706
ÔØ Ö ¿1⁄2 ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ 1⁄4 Û Ö Ø Ó Æ ÒØ× Î ́à 1⁄2 à 3⁄4 Ã Ò μ Ö ÒÚ Ö ÒØ ÙÒ Ö Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ× Ó Ø Ö Ö ÙÑ ÒØo Ì Ó Æ ÒØ Î ́à 1⁄2 à 3⁄4 Ã Ò μ × ÐÐ Ø Ñ Ü ÚÓÐ ÙÑ Ó Ø ÓÒÚ Ü Ó × Ã 1⁄2 à 3⁄4 Ã Ò o ¿1⁄2o o1⁄2 Å ÁÆ Ê ËÍÄ ÌË Å Ü ÚÓÐ ÙÑ × Ö ÒÓÒÒ Ø Ú ̧ Ñ ÓÒÓØÓÒ ̧ ÑÙÐ Ø Ð Ò Ö̧ Ò ÓÒØ ÒÙÓÙ× Ú ÐÙ Ø ÓÒ× o Ì Ý Ò Ö Ð Þ Ø ÓÖ Ò ÖÝ ÚÓÐÙÑ Ò Ø Ø Î ́Ãμ Î ́ Ò Þ ß Ã Ã μo Á × Ò ÆÒ ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ̧ Ø Ò Î ́ ́à 1⁄2 μ ́Ã Ò μμ Ǿ μ Î ́à 1⁄2 Ã Ò μ ÑÓÒ Ø Ñ Óר ÑÓÙ× Ò ÕÙ Ð Ø × Ò ÓÒÚ Ü ØÝ Ø ÓÖÝ × Ø Ð × Ò Ö ÓÚ1 Ò Ð Ò ÕÙ Ð ØÝ̧ Î ́à 1⁄2 à 3⁄4 à ¿ Ã Ò μ 3⁄4 Î ́à 1⁄2 à 1⁄2 à ¿ Ã Ò μ Î ́à 3⁄4 à 3⁄4 à ¿ Ã Ò μ Ò Ø× ÓÒ× ÕÙ Ò ̧ Ø ÖÙÒÒ1Å Ò ÓÛ× Ø ÓÖ Ņ̃ Û ×× ÖØ× Ø Ø ÓÖ 3⁄4 1⁄4 1⁄2 ̧ Î 1⁄2 Ò ́́1⁄2 μà 1⁄4 · à 1⁄2 μ ́1⁄2 μÎ 1⁄2 Ò ́à 1⁄4 μ· Î 1⁄2 Ò ́à 1⁄2 μ ÇÈ Æ ÈÊÇ Ä Å ¿1⁄2o o1⁄2 ÈÖÓÚ Ù× ÙÐ ÓÑ ØÖ Ö Ø Ö Þ Ø ÓÒ Ó Ø × ÕÙ Ò × ́à 1⁄2 Ã Ò μ ÓÖ Û ÕÙ Ð ØÝ ÓÐ × Ò Ø Ð × Ò ÖÓÚ1 Ò Ð Ò ÕÙ Ð ØÝo ¿1⁄2o o3⁄4 ÌÊ Ì ÁÄÁÌ Ê ËÍÄ ÌË Ï Ò Ò × ¬Ü ̧ Ø Ö × Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ Û Ö Ý ̧ ÚÒ × ́Î 1Ó ÖÀ 1μ Ô ÓÐ ÝØÓÔ × È 1⁄2 È × Ò Ê Ò ̧ ÐÐ Ø Ñ Ü ÚÓÐÙÑ × Î ́È 1⁄2 È Ò μ Ò ÓÑÔÙØ o Ï Ò Ø Ñ Ò× ÓÒ × Ô ÖØ Ó Ø ÒÔÙØ̧ Ø ÓÐ ÐÓÛ× Ø Ð ×Ø Ø Ø Ñ Ü ÚÓÐ ÙÑ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ × ÒÓØ Ö Ö Ø Ò ÚÓÐÙÑ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒo ÁÒ Ø̧ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ ́ ÓÖ Î1 Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÓÖ Ë 1ÞÓÒÓØÓÔ ×μ ÓÖ ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÓÒ ́ ÓÖ À1ÔÓÐÝØÓÔ ×μ Ó ÒÝ × Ò Ð Ñ Ü ÚÓÐ ÙÑ × È1 ×Ý o ¿1⁄2o o¿ ÁÆÌÊ Ì ÁÄÁÌ Ê ËÍÄ ÌË Ë Ò Ñ Ü ÚÓÐÙÑ × Ò Ö Ð Þ Ø ÓÖ Ò ÖÝ ÚÓÐ ÙÑ ̧ Ø × Ð Ö Ø Ø Ñ Ü ÚÓ ÐÙÑ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ ÒÒÓØ × Ö̧ Ò Ò Ö Ð̧ Ø Ò ÚÓÐÙÑ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒo ÁÒ Ø ÓÒ̧ Ø Ö Ö Ö Ò ×× Ö × ÙÐØ× ÓÖ Ñ Ü ÚÓÐ ÙÑ × Ø Ø Ó ÒÓØ ØÖ Ú ÐÐÝ Ô Ò ÓÒ Ø Ö Ò ×× Ó ÚÓÐÙÑ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ× o ÇÒ ×Ù Ö ×ÙÐ Ø × × Ö Ò ÜØo × Ø Ø ÖÑ × Ù× Ö ̧ ÓÜ × Ö Ø Ò ÙÐ Ö Ô Ö ÐÐ Ð ÓØÓÔ Û Ø Ü ×1 Ð Ò ×o Ë Ò Ø Ú ØÓÖ ×ÙÑ Ó ÓÜ × Î ́ 1⁄2 Ò μ × Ò ÓÜ̧ Ø ÚÓÐÙÑ Ó Ø ×ÙÑ × ×Ý ØÓ ÓÑÔÙØ o Æ Ú ÖØ Ð ××̧ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ó Ø Ñ Ü ÚÓÐÙÑ Î ́ 1⁄2 Ò μ × Ö o Ì × × Ò ÒØ Ö ×Ø Ò ÓÒØÖ ×Ø ØÓ Ø Ø Ø Ø Ø ÚÓÐ ÙÑ Ó ×ÙÑ Ó × Ñ ÒØ× ́ ÞÓÒÓØÓÔ μ × Ö ØÓ ÓÑ ÔÙØ Ú Ò Ø ÓÙ Ó Ø Ñ Ü ÚÓÐÙÑ × Ò ÓÑ ÔÙØ Ò Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ø Ñ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 707
1⁄4 Èo Ö ØÞÑ ÒÒ Ò Îo ÃÐ ¿1⁄2o o Ê Æ ÇÅÁ Ä ÇÊÁÌÀÅ Ë Ë Ò Ø Ñ Ü ÚÓÐ ÙÑ × Ó ÓÒÚ Ü Ó × Ã 1⁄2 Ã × Ö Ó Æ ÒØ× Ó Ø Ô ÓÐ ÝÒÓ1 Ñ Ð 3́ 1⁄2 × μ Î ́ È × 1⁄2 à μ̧ Ø × Ñ× Ò ØÙÖ Ð ØÓ ר Ñ Ø Ø × Ó Æ ÒØ× Ý ÓÑ Ò Ò Ò ÒØ ÖÔÓÐ Ø ÓÒ Ñ Ø Ó Û Ø Ö Ò ÓÑ Þ ÚÓÐÙÑ Ð ÓÖ Ø Ño ÀÓÛ1 Ú Ö̧ Ø Ö Ö × Ò ¬ ÒØ Ó ×Ø Ð × ØÓ Ø × ÔÔÖÓ ̧ Ú Ò ÓÖ Ø × Ó ØÛÓ Ó ×o Ö× Ø̧ ÓÖ Ò Ö Ð Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð 3 Ø Ö × ÒÓ Û Ý Ó Ó Ø Ò Ò Ö Ð Ø Ú ×Ø Ñ Ø × Ó Ø× Ó Æ ÒØ× ÖÓÑ Ö Ð Ø Ú ×Ø Ñ Ø × Ó Ø Ú ÐÙ × Ó 3o Ì × Ò ÓÚ Ö1 ÓÑ Ò Ø × Ó ØÛÓ Ó × Ý Ù× Ò Ø ×Ô Ð × ØÖÙ ØÙÖ Ó Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ỐÜ μ Î ́à 1⁄2 · Üà 3⁄4 μo ÀÓÛ Ú Ö̧ Ú Ò Ø Ò Ø × ÓÐÙØ Ú ÐÙ × Ó Ø ÒØÖ × Ó Ø ÒÚ Ö× ÓÒ Ø Ø × Ù× ØÓ ÜÔÖ ×× Ø Ó Æ ÒØ× Ó Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ò Ø ÖÑ× Ó Ø× ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø Ú ÐÙ × Ö ÒÓØ ÓÙÒ Ý Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð̧ Û Ð Ø Ö Ò ÓÑ Þ ÚÓÐ ÙÑ ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ð ÓÖ Ø Ñ × ÔÓÐÝÒÓÑ Ð ÓÒÐÝ Ò 1⁄2 ÙØ ÒÓØ Ò × Þ ́ μo ËÙÔÔ Ó× Ø Ø Æ Æ × ÒÓÒ Ö × Ò Û Ø ́Òμ Ò Ò ́Òμ Ð Ó ́Òμ Ó́Ð Ó Òμ Ì Ò Ø Ö × Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ø ÔÖÓ Ð Ñ Û Ó× Òר Ò ÓÒ× ×Ø× Ó Ò × 3⁄4 Æ̧ Ñ 1⁄2 Ñ × 3⁄4 Æ Û Ø Ñ 1⁄2 · Ñ 3⁄4 · · Ñ × Ò Ò Ñ 1⁄2 Ò ́Òμ̧ Ó Û ÐÐ 1ÔÖ × ÒØ ÓÒÚ Ü Ó × Ã 1⁄2 Ã × Ó Ê Ò ̧ Ò Ó ÔÓ× Ø Ú Ö Ø ÓÒ Ð ÒÙÑ Ö× ̄ Ò ¬̧ Ò Û Ó× ÓÙØÔÙØ × Ö Ò ÓÑ Ú Ö Ð Î Ñ 1⁄2 Ñ × 3⁄4 É ×Ù Ø Ø ÔÖÓ ́ Î Ñ 1⁄2 Ñ × Î Ñ 1⁄2 Ñ × Î Ñ 1⁄2 Ñ × ̄ μ ¬ Û Ö Î Ñ 1⁄2 Ñ × Î ́ Ñ 1⁄2 Þ ß Ã 1⁄2 à 1⁄2 Ñ × Þ ß Ã × Ã × μ ÆÓØ Ø Ø Ø ÝÔÓØ × × ÓÚ Ö ÕÙ Ö Ø Ø Ñ 1⁄2 × ÐÓ× ØÓ Ò̧ Ò Ò Ø Ø Ø Ö Ñ Ò Ò Ñ 3× Ö Ö Ð Ø Ú ÐÝ ×Ñ ÐÐo ×Ô Ð ØÙÖ Ó Ò ÒØ ÖÔ ÓÐ Ø ÓÒ Ñ Ø Ó × Ù× ÓÖ Ø ÔÖÓÓ Ó Ø × Ö ×ÙÐ Ø × Ø Ø Ò ÓÖ Ö ØÓ ÓÑ ÔÙØ × Ô ¬ Ó Æ ÒØ Ó Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð ÙÒ Ö ÓÒ× Ö Ø ÓÒ̧ Ø ÓÑ ÔÙØ × ×× ÒØ ÐÐÝ ÐÐ ÔÖ Ú ÓÙ× Ó 1 ¬ ÒØ×o Ë Ò Ø Ö Ò Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ÓÑ ÔÙØ Ò ÐÐ ×Ù Ñ Ü ÚÓÐÙÑ × ÓÒÐ Ý ́Òμ ÐÓ Ò̧ Ø ÓÚ Ö ×ÙÐØ × ×× ÒØ ÐÐÝ ×Ø Ô Ó×× Ð ÓÖ ÒÝ Ò Ø ÖÔ ÓÐ Ø ÓÒ Ñ Ø Ó o ÁÒ Ø ÖÑ× Ó ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ̧ Ö × Ó Û× Ø Ø Ñ Ü ÚÓÐ ÙÑ Ó Ò ÔÖÓÔ Ö ÓÒ1 Ú Ü Ó × Ò ÔÔÖÓÜ Ñ Ø Ý Ö Ò ÓÑ Þ Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ Û Ø Ò ØÓÖ Ó Ò ḈÒμ ̧ Û Ð Ë1⁄43⁄4 Ú × Ø ÖÑ Ò ×Ø Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ÔÔÖÓÜ Ñ Ø Ò Ñ Ü ÚÓÐÙÑ × ÙÔ ØÓ ×Ù Ò ÖÖÓÖo ÇÈ Æ ÈÊÇ Ä Å ¿1⁄2o o3⁄4 À Á× Ø Ö ÔÓÐ ÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ Ö Ò ÓÑ Þ Ð ÓÖ Ø Ñ Ø Ø̧ ÓÖ Ö ØÖ ÖÝ Ú Ò Ò × 3⁄4 Æ̧ Ñ 1⁄2 Ñ × 3⁄4 Æ Û Ø Ñ 1⁄2 · Ñ 3⁄4 · · Ñ × Ò̧ Û ÐÐ1ÔÖ × ÒØ ÓÒÚ Ü Ó × Ã 1⁄2 Ã × Ò Ê Ò ̧ Ò ÔÓ× Ø Ú Ö Ø ÓÒ Ð× ̄ Ò ¬̧ ÓÑÔÙØ × Ö Ò ÓÑ Ú Ö Ð Î Ñ 1⁄2 Ñ × 3⁄4 É ×Ù Ø Ø ÔÖÓ Î Ñ 1⁄2 Ñ × Î Ñ 1⁄2 Ñ × Î Ñ 1⁄2 Ñ × ̄ ¬ Ú Ò Ø × × Ò̧ Ñ 1⁄2 Ñ × 1⁄2 × ÓÔ Ò Ò Ò Ö Ðo Ë ̧ ÓÛ Ú Ö̧ Ö ÓÖ ×ÓÑ Ô ÖØ Ð Ö ×ÙÐØ×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 708
ÔØ Ö ¿1⁄2 ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ 1⁄4 Æ ÈÈÄ Á Ì ÁÇÆ Ä Ø Ë 1⁄2 Ë 3⁄4 Ë Ò ×Ù × Ø× Ó Ò ̧ Ò ÓÒ× Ö × Ýר Ñ ́ 1⁄2 Ò μ Ó Ä ÙÖ ÒØ Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð× Ò Ò Ú Ö Ð ×̧ ×Ù Ø Ø Ø ÜÔ ÓÒ ÒØ× Ó Ø ÑÓÒÓÑ Ð× Ò Ö Ò Ë ÓÖ ÐÐ 1⁄2 Ò o ÓÖ 1⁄2 Ò ̧ÐØ ́Üμ Õ3⁄4Ë ́ μ Õ Ü Õ Û Ö 3⁄4 Ü 1⁄2 Ü 1⁄2 1⁄2 Ü Ò Ü 1⁄2 Ò ̧ Ò Ü Õ × Ò Ö Ú Ø ÓÒ ÓÖ Ø Ñ ÓÒÓÑ Ð Ü Õ 1⁄2 1⁄2 ¡¡ ¡Ü Õ Ò Ò Ü ́ Ü 1⁄2 Ü Ò μ × Ø Ú ØÓÖ Ó Ò Ø ÖÑ Ò Ø × Ò Õ ́ Õ 1⁄2 Õ Ò μØ Ú ØÓÖ Ó ÜÔ ÓÒ ÒØ ×o ÙÖØ Ö̧ Ð Ø £ Ò 1⁄4 o ÆÓÛ̧ Ø Ó Æ ÒØ× ́ μ Õ ́Õ 3⁄4 Ë μ Ö Ó× Ò Ò Ö ÐÐÝ ̧ Ø Ò Ø ÒÙÑ Ö Ä́ μ Ó ×Ø Ò Ø ÓÑÑ ÓÒ ÖÓÓØ× Ó Ø ×Ý× Ø Ñ Ò ́ £ μ Ò Ô Ò × Ó ÒÐÝ ÓÒ Ø Æ ÛØÓ Ò ÔÓÐÝØÓÔ × È ÓÒÚ́Ë μ Ó Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð×o ÅÓÖ ÔÖ × ÐÝ̧ Ä́ μ Ò ¡ Î ́È 1⁄2 È 3⁄4 È Ò μ ÁÒ Ò Ö Ð̧ Ä́ μ Ò ¡ Î ́È 1⁄2 È 3⁄4 È Ò μo Ì × ÓÒÒ Ø ÓÒ× Ò ÙØ Ð Þ ØÓ Ú ÐÓÔ ÒÙÑ Ö Ð ÓÒØ ÒÙ Ø ÓÒ Ñ Ø Ó ÓÖ ÓÑ ÔÙØ Ò Ø ×ÓÐ Ø ×ÓÐÙØ ÓÒ× Ó ×Ô Ö× Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð ×Ý× Ø Ñ×o ÓÖ Ø ×̧ × Ñ ̧À Ë ̧ ÊÓ ̧ÎÖ o ÍÊÌ À Ê Ê ÁÆ o o ÙÖ Ó Ò Îo o Ð ÐÐ Öo ÓÑ ØÖ ÁÒ ÕÙ Ð Ø ×o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o Ã È o Ö ØÞÑ ÒÒ Ò Îo ÃÐ o ÇÒ Ø ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó ×ÓÑ × ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ ÁÁo ÎÓÐÙ Ñ Ò Ñ Ü ÚÓÐ ÙÑ ×o ÁÒ Ìo ×ÞØÖ Þ Ý̧È o Å ÅÙÐ Ð Ò̧ Êo Ë Ò Ö̧ Ò oÁo Ï ××̧ ØÓÖ×̧ ÈÓ ÐÝØ ÓÔ × ×ØÖ Ø̧ ÓÒÚ Ü Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð̧ ÚÓÐ ÙÑ 1⁄4 Ó Æ ÌÇ Úo Ë o ÁÒרo Ë Öo Å Ø o È Ý×o Ë o̧ Ô × ¿ ¿ß o ÃÐ ÙÛ Ö̧ ÓÖ Ö Ø̧ 1⁄2 o Ë Ò ¿ Âo Êo Ë Ò Û Ò 1 Öo Å Ü ÚÓÐÙ Ñ ×o ÁÒ È oÅo ÖÙ Ö Ò Âo Åo Ï ÐÐ ×̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖÝ ̧Î ÓÐ ÙÑ ̧ Ô × ¿ß 3⁄4o ÆÓÖØ 1ÀÓÐÐ Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 ¿o Ë ¿ Êo Ë Ò Öo ÓÒÚ Ü Ó × Ì ÖÙÒÒ1Å Ò ÓÛ× Ì ÓÖÝo Î ÓÐ ÙÑ Ó Ò Ý ÐÓÔ Å Ø o Ô ÔÐo̧ Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 ¿o Ë ØÙ1⁄43⁄4 o ËØÙ ÖÑ Ð×o Ë ÓÐÚ Ò ËÝר Ñ× Ó ÈÓ ÐÝÒ ÓÑ Ð ÕÙ Ø ÓÒ ×o Î ÓÐ ÙÑ Ó ÅË Ê ÓÒ Ð ÓÒ o Ë Öo Ò Å Ø o̧ Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö 1⁄2 × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÔØ Ö 1⁄4 Ê Ò ÓÑ Þ Ø ÓÒ Ò Ö Ò ÓÑ Þ Ø ÓÒ Ê Ê Æ Ë Ö o ÖÚ ÒÓ o ÓÑÔÙØ Ò Ñ Ü × Ö Ñ Ò ÒØ×̧ Ñ Ü ÚÓÐ ÙÑ × Ò Ô ÖÑ Ò ÒØ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2 3⁄41⁄4 ß3⁄4¿ ̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 709
1⁄21⁄4 Èo Ö ØÞÑ ÒÒ Ò Îo ÃÐ À Åo o Ý Ö̧ È o Ö ØÞÑ ÒÒ̧ Ò o ÀÙ Ò Ðo ÇÒ Ø ÓÑ ÔÐ Ü ØÝÓ ÓÑÔ ÙØ Ò Ñ Ü ÚÓÐ ÙÑ ×o ËÁ Å Âo ÓÑÔÙØo̧ 3⁄4 ¿ ß 1⁄41⁄4̧ 1⁄2 o Ñ Áo o Ñ Ö ×o ËÔ Ö× Ð Ñ Ò Ø ÓÒ Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ò Ã Ò Ñ Ø ×o È o o Ì × ×̧ ÍÒ Úo Ó Ð ÓÖÒ ̧ Ö Ð Ý ̧ 1⁄2 o Ë1⁄43⁄4 Äo ÙÖÚ Ø× Ò o Ë Ñ ÓÖÓ Ò Ø× Ý o Ø ÖÑ Ò ×Ø Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ô ÔÖÓÜ Ñ Ø Ò Ø Ñ Ü × Ö Ñ Ò ÒØ Ò Ñ Ü ÚÓÐÙ Ñ ̧ Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÖÓÐ Ð ÖÝo × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄4 ¿1⁄2ß 1⁄4̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o ÀË o ÀÙ Ö Ò o Ë ØÙÖÑ Ð×o Ô ÓÐÝ Ö Ð Ñ Ø Ó ÓÖ ×ÓÐ Ú Ò ×Ô Ö× Ô ÓÐÝ ÒÓÑ Ð ×Ý ×Ø Ñ×o Å Ø o ÓÑÔÙØo̧ 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o ÊÓ Âo Åo ÊÓ ×o Ó ÓÑÓÐÓ Ý̧ ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ Ò ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ö × Ò ÖÓÑ Ë ÓÐÚ Ò ÈÓÐÝ ÒÓ 1 Ñ Ð ËÝר Ñ×o È o o Ì × ×̧ ÍÒ Úo Ó Ð ÓÖÒ ̧ Ö Ð Ý ̧ 1⁄2 o Î Ö Âo Î Ö× Ð o ÀÓÑÓØÓÔÝ ÓÒØ ÒÙ Ø ÓÒ Å Ø Ó × ÓÖ Ë ÓÐÚ Ò ÈÓ ÐÝÒ ÓÑ Ð ËÝר Ñ×o È o o Ì × ×̧ Ã Ø ÓÐ ÍÒ Ú Ö× Ø Ø Ä ÙÚ Ò̧ 1⁄2 o ¿1⁄2o ÇÆÌ ÁÆÅ ÆÌ ÈÊÇ Ä ÅË ÌÝÔ ÐÐÝ ̧ ÓÒØ ÒÑ ÒØ ÔÖÓ Ð Ñ× ÒÚÓÐÚ ØÛÓ ¬Ü × ÕÙ Ò ×̧ Ò a̧ Ø Ø Ö Ú Ò × ÓÐÐ ÓÛ× ÓÖ Ò 3⁄4 Æ̧ Ð Ø Ò ÒÓØ Ñ ÐÝ Ó ÐÓ× ÓÒÚ Ü ×Ù × Ø× Ó Ê Ò ̧ Ò Ð Ø Ò Ò Ê ÙÒ Ø ÓÒ Ð Ø Ø × ÒÓÒÒ Ø Ú Ò × ÑÓÒÓØÓÒ Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ò ÐÙ× ÓÒo Ì Ò ́ Ò μ Ò3⁄4Æ Ò a ́ Ò μ Ò3⁄4Æ o Ä ÇËË Ê ́ aμ1ÁÒ Ó Ý ÔØ× × ÒÔÙØ ÔÓ× Ø Ú ÒØ Ö Ò̧ Ó Ý Ã Ò Ê Ò Ø Ø × Ú Ò Ý Ò ÓÖ Ð ÓÖ × Ò À1ÔÓÐÝØÓÔ ̧ Î 1ÔÓÐÝØÓÔ ̧ ÓÖ Ò Ë 1ÞÓÒÓØÓÔ ̧ Ò ÔÓ× Ø Ú Ö Ø ÓÒ Ð o ÁØ Ò×Û Ö× Ø ÕÙ ×Ø ÓÒ Ó Û Ø Ö Ø Ö × 3⁄4 Ò ×Ù Ø Ø Ã Ò Ò ́ μ o ́ aμ1 Ö ÙÑ Ó Ý × ¬Ò × Ñ Ð ÖÐÝ ÓÖ Ão 1× ÑÔÐ Ü Ë ÓÙÒ ØÓ ÔÓÐ ÝØÓ Ô È ÚÖØ Ü Ó Ë × Ú ÖØ Ü Ó È o Ä Ö ×Ø 1× ÑÔÐ Ü Ò Ú Ò ÔÓÐÝØÓÔ ÇÒ Ó Ñ Ü ÑÙÑ 1Ñ ×ÙÖ o ¿1⁄2o o1⁄2 ÌÀ Æ Ê Ä ÇÆÌ ÁÆÅ ÆÌ ÈÊÇ Ä Å Ì Ò Ö Ð ÓÒØ ÒÑ ÒØ ÔÖÓ Ð Ñ Ð× Û Ø Ø ÕÙ ×Ø ÓÒ Ó ÓÑ ÔÙØ Ò ̧ ÔÔÖÓÜ1 Ñ Ø Ò ̧ ÓÖ Ñ ×ÙÖ Ò ÜØÖ Ñ Ð Ó × Ó Ú Ò Ð ×× Ø Ø Ö ÓÒØ Ò Ò ÓÖ ÓÒØ Ò Ú Ò ÓÒÚ Ü Ó Ý o Ë Ò Ã ÓÒØ Ò× ÖÓ ×ÙÖ Ú Ý Ó ÓÒØ Ò1 Ñ ÒØ ÔÖÓ Ð Ñ×̧ Ø ÔÖ × ÒØ ÓÙÒØ × ÓÒ¬Ò ØÓ ×ÓÑ × Ð Ø Ü ÑÔÐ ×o ¿1⁄2o o3⁄4 ÇÈÌÁÅ Ä ÇÆÌ ÁÆÅ ÆÌ ÍÆ Ê ÀÇÅ ÇÌÀ Ì Ì Ö × ÙÐØ× ÓÒ ́ aμ1ÁÒ Ó Ý Ò ́ aμ1 Ö ÙÑ Ó Ý Ö × ÙÑÑ Ö Þ ÐÓÛ Ó Ö Ø × Ò Û Ò × ¬Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ ̧ Ò ́ Ò μ × ÓÑÓØ ØÝ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 710
ÔØ Ö ¿1⁄2 ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ 1⁄21⁄2 Ò Ò ́ ́ Ò μμ Û Ò ́ Ò μ · Ò ÓÖ ×ÓÑ 3⁄4 Ê Ò Ò 1⁄4o × Ò Ö Ú Ø ÓÒ̧ Ø × ×Ô ¬ ÔÖÓ Ð Ñ× Ö ÒÓØ Ý ÀÓÑ 1ÁÒ Ó Ý Ò ÀÓÑ 1 Ö ÙÑ Ó Ý̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ ̧ Û Ö ́ Ò μ Ò3⁄4Æ Ò ×Ù × Ö ÔØ ́Î ÓÖ Àμ ×Ù × ØÓ Ò Ø Ø Ñ ÒÒ Ö Ò Û Ò × ÔÖ × ÒØ o Ì Ö Ö Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× ÀÓÑ Î 1ÁÒ Ó Ý ÓÖ Î 1ÔÓÐÝØÓÔ × È ÀÓÑ Î 1 Ö ÙÑ Ó Ý ÓÖ Î 1ÔÓÐÝØÓÔ × È ÀÓÑ Î 1ÁÒ Ó Ý ÓÖ À1Ô ÓÐÝØÓÔ × È ÀÓÑ À 1 Ö ÙÑ Ó Ý ÓÖ Î 1ÔÓÐÝØÓÔ × È ÀÓÑ À 1ÁÒ Ó Ý ÓÖ À1ÔÓÐÝØÓÔ × È ÀÓÑ À 1 Ö ÙÑ Ó Ý ÓÖ À 1Ô ÓÐÝØÓÔ × È o Ì × ÔÓ× Ø Ú Ö × ÙÐØ× Ö ×Ø Ô Ó×× Ð Ò Ø × Ò× Ø Ø Ø × × ÒÓØ Ð ×Ø ÓÚ ÓÒØ Ò Òר Ò × Ó ÆÈ1 Ö ÔÖÓ Ð Ñ×o ÁÒ Ø̧ Ø ÔÖÓ Ð Ñ ÀÓÑ À 1ÁÒ Ó Ý × ÓÆÈ1 ÓÑ ÔÐ Ø Ú Ò Û Ò Ò × Ø ×Ø Ò Ö ÙÒ Ø À1 Ù Û Ð È × Ö ×ØÖ Ø ØÓ Ø Ð ×× Ó ÐÐ ÆÒ ÐÝ Ö ÙÐ Ö Î1 ÖÓ× ×1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÒØ Ö Ø Ø ÓÖ Òo Ì ÔÖÓ Ð Ñ ÀÓÑ Î 1 Ö ÙÑ Ó Ý × ÓÆÈ1 ÓÑ ÔÐ Ø Ú Ò Û Ò Ò × Ø ×Ø Ò Ö Î1 ÖÓ× ×1Ô ÓÐ ÝØÓÔ Û Ð È × Ö ×ØÖ Ø ØÓ Ø Ð ×× Ó ÐÐ À1Ô Ö ÐÐ ÐÓØÓÔ × ÒØ Ö Ø Ø ÓÖ Òo Ì Ö Ö ×ÓÑ Ö ×ÙÐ Ø× ÓÖ Ó × Ø Ø Ö ÑÓÖ Ò Ö Ð Ø Ò Ô ÓÐÝØÓÔ ×o ËÙÔ1 ÔÓ× Ø Ø ÓÖ Ò 3⁄4 Æ̧ Ò × ÒØÖ ÐÐÝ ×ÝÑ Ñ ØÖ Ó Ý Ò Ê Ò ̧ Ò Ø Ø Ø Ö Ü ×Ø× ÒÙÑ Ö Ò Û Ó× × Þ × ÓÙÒ Ý Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ò Ò Ò Ò Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ë1Ô Ö ÐÐ Ð ÓØÓÔ Ø Ø × ×ØÖ ØÐÝ Ò× Ö Ò Ò Ò ́ o o̧ Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Û Ø Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó Ò Ò ÓÒ× ×Ø× Ó Ø Ú ÖØ Ü × Ø Ó μ̧ Ø × Þ Ó Ø ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ò ÓÙÒ Ý Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ò Òo Ì Ò Û Ø ́ Ò μ Ò3⁄4Æ ̧ ́ Ò ÔÔÖ ÓÔÖ Ø Ú Ö ÒØ Ó μ Ø ÔÖÓ Ð Ñ ÀÓÑ 1 Ö ÙÑ Ó Ý × ÆÈ1 Ö ÓÖ Ø Ð ×× × Ó ÐÐ Ò1 ØÖ ÐÐÝ × ÝÑÑ ØÖ ́Ò 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð À 1Ô ÓÐÝØÓÔ × Ò Ê Ò o Ï Ø Ø Ó ÔÓÐ Ö ØÝ ̧ × Ñ Ð Ö Ö ×ÙÐ Ø× ÓÖ ÀÓÑ 1ÁÒ Ó Ý Ò Ó Ø Ò o ¿1⁄2o o¿ ÇÈÌÁÅ Ä ÇÆÌ ÁÆÅ ÆÌ ÍÆ Ê ÁÆÁÌ ËÁÅ ÈÄÁ Ë Ì × × Ø ÓÒ Ó Ù× × ÓÒ Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó ¬Ò Ò Ð Ö ×Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ Ü Ò Ú Ò Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô ÓÐÝØÓÔ ̧ Û Ö Ð Ö ×Ø Ñ Ò× Ó Ñ Ü ÑÙÑ 1Ñ ×ÙÖ o Ï Ò Ò Ò1Ô ÓÐ ÝØÓÔ È × Ñ Ú ÖØ ×̧ Ø ÓÒØ Ò× Ø Ñ Óר Ñ ·1⁄2 ¡ ÓÙÒ 1 × ÑÔÐ ×o Ì Ö × ÐÛ Ý× Ð Ö ×Ø 1× ÑÔÐ Ü Ø Ø × ÓÙÒ ̧ Ò Ò Ø Ö × ¬Ò Ø Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ¬Ò Ò Ð Ö ×Ø 1× ÑÔÐ Ü ÓÒØ Ò Ò È o Ð Ö ×Ø 1× ÑÔÐ Ü Ò È ÓÒØ Ò× Ø Ð ×Ø ØÛÓ Ú ÖØ × Ó È o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø Ö Ö Ô ÓÐÝØÓÔ × È Ó Ö ØÖ Ö ÐÝ Ð Ö Ñ Ò× ÓÒ̧ Û Ø Ò Ö ØÖ Ö ÐÝ Ð Ö ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ ×̧ ×Ù Ø Ø ×ÓÑ Ó Ø Ð Ö ×Ø Ò1× ÑÔÐ × Ò È Ú Ó Ò Ð ÝØ ÛÓÚ ÖØ × Ò Ø Ú ÖØ Ü1× Ø Ó È o À Ò ÓÖ 3⁄4 Ø × ÒÓØ Ð Ö Û Ø Ö Ø Ö × ¬Ò Ø Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ÔÖÓ Ù Ò Ù× ÙÐ ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó ÐÐ Ø Ð Ö ×Ø 1× ÑÔÐ × Ò Ú Ò Ò1ÔÓÐÝØÓÔ o Ì ÔÖÓ Ð Ñ Ó ¬Ò Ò Ð Ö ×Ø 1× ÑÔÐ Ü Ò Î1Ó ÖÀ1Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ò × ÓÐÚ Ò Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ø Ñ Û Ò Ø Ñ Ò× ÓÒ Ò Ó Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ¬Ü o ÙÖØ Ö̧ ÓÖ ¬Ü ̧ Ø ÚÓÐÙÑ × Ó ÐÐ 1× ÑÔÐ × Ò Ú Ò Î 1ÔÓÐÝØÓÔ Ò ÓÑ ÔÙØ Ò Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ø Ñ ́ Ú Ò ÓÖ Ú ÖÝ Ò Òμo ËÙÔÔ Ó× Ø Ø Ø ÙÒ Ø ÓÒ× Æ Æ Ò ­ Æ Æ Ö ÓØ Ó ÓÖ Ö áÒ 1⁄2 μ Ó Ö× Ó Ñ 3⁄4 Æ̧ Ò Ø Ø 1⁄2 ­ ́Òμ Ò ÓÖ Ò 3⁄4 Æo Ì Ò Ø ÓÐÐÓÛ Ò ÔÖÓ Ð Ñ × ÆÈ1 ÓÑ ÔÐ Ø Ú Ò Ò 3⁄4 Æ̧ Ò Ø Ú ÖØ Ü × Ø Î Ó Ò Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Î 1ÔÓÐÝØÓÔ È Ê Ò Û Ø Î Ò · ́Òμ ̧ Ò Ú Ò ­ ́Òμ̧ Û Ø Ö È ÓÒØ Ò× 1× ÑÔÐ Ü Ë ×Ù Ø Ǿ μ 3⁄4 ÚÓÐ́Ë μ 3⁄4 o ÆÓØ Ø Ø Ø ÓÒ Ø ÓÒ× ÓÖ ­ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 711
1⁄23⁄4 Èo Ö ØÞÑ ÒÒ Ò Îo ÃÐ Ö × Ø ×¬ Û Ò ­ ́Òμ Ñ Ü 1⁄2 Ò ÓÖ ÒÓÒÒ Ø Ú Ò Ø Ö ÓÒר ÒØ ̧ Ò Ð×Ó Û Ò ­ ́Òμ Ñ Ü 1⁄2 Ò ÓÖ ¬Ü Ö Ø ÓÒ Ð Û Ø 1⁄4 1⁄2o × Ñ Ð Ö Ö Ò ×× Ö ×ÙÐ Ø ÓÐ × ÓÖ À 1Ô ÓÐÝØÓÔ ×o Ì Ö Ø ÕÙ ×Ø ÓÒ × Ø × Ñ ̧ ÙØ Ø ÖÓÛØ ÓÒ Ø ÓÒ ÓÒ Ø ÙÒ Ø ÓÒ ­ × Ø Ø 1⁄2 ­ ́Òμ Ò Ò Ø Ø Ø Ö Ü ×Ø× ÙÒ Ø ÓÒ Æ Æ̧ ÓÙÒ Ý Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ò Ò̧ ×Ù Ø Ø ÓÖ Ò 3⁄4 Æ̧ ́Òμ ­́ ́Òμμ Òo ÆÓØ Ø Ø ×Ù Ò Ü ×Ø× Û Ò Ø ÙÒ Ø ÓÒ ­ × ÓÒר ÒØ ̧ Ò Ð × ÓÛ Ò­ ́Òμ Ò ÓÖ ¬Ü Ö Ø ÓÒ Ð Û Ø 1⁄4 1⁄2o Ì Ù Ð ÔÖÓ Ð Ñ Ó ¬Ò Ò ×Ñ ÐÐ ×Ø × ÑÔÐ × ÓÒØ Ò Ò Ú Ò ÔÓÐÝØÓÔ È × Ñ× Ú Ò Ö Ö̧ × Ò Ø Ö Ð Ø ÓÒ× Ô ØÛ Ò ×Ñ ÐÐ ×Ø ×Ù × ÑÔÐ Ü Ò Ø × Ó È × ÑÙ Û Öo ÇÆÂ ÌÍÊ ¿1⁄2o o1⁄2 ÃÄ ÓÖ ÙÒ Ø ÓÒ ­ Æ Æ Û Ø 1⁄2 ­ ́Òμ Ò̧ Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó ¬Ò Ò Ð Ö ×Ø 1× ÑÔÐ Ü Ò Ú Ò Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð À1ÔÓÐÝØÓÔ È × ÆÈ1 Ö ̧ Ú Ò ÓÖ Ø × Ò Û È × Ô Ö ÐÐ Ð ÓØÓÔ o Ï Ø Ø Ö ×ØÖ Ø ÓÒ ØÓ Ô Ö ÐÐ Ð ÓØÓÔ ×̧ Ø × ÓÒ ØÙÖ × ×Ø ÐÐ ÓÔ Òo ÀÓÛ Ú Ö̧ ÙÒ Ö Ø ×× ÙÑÔØ ÓÒ Ø Ø Ø ÙÒ Ø ÓÒ Æ Æ × ×Ù Ø Ø ́Òμ a ́ Ò 1⁄2 μ Ó Ö ×ÓÑ ¬Ü 1⁄4̧ È 1⁄43⁄4 ר Ð × × Ø ÆÈ1 Ö Ò ×× Ó ÓÙÖ ÔÖÓ Ð Ñ×̧ ÓÖ Ó Û Ò Òר Ò ÓÒ× ×Ø× Ó Ò 3⁄4 Æ̧ Ö Ø ÓÒ Ð À 1Ô ÓÐÝØÓÔ ÓÖ Î 1ÔÓÐÝØÓÔ È Ò Ê Ò ̧ Ò 1⁄4̧ Ò Ø ÕÙ ×Ø ÓÒ × ÓÒ Ó Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ó × Ø Ö Ü ×Ø Ò ́Òμ1 × ÑÔÐ Ü Ë È Û Ø Î 3⁄4 ́Ëμ Ó × Ø Ö Ü ×Ø Ò ́Òμ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ Ð ÝÐ Ò Ö È Û Ø Î 3⁄4 ́ μ ËÓÑ ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ö × ÙÐØ× Ò ÓÙÒ Ò Ã1⁄41⁄4 o ÈÈÄ Á Ì ÁÇÆË Ì Ô Ô Ö ÀÃÄ × ÒÔ Ö Ø × Ù Ö ÚÝ Ó Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó ¬Ò Ò Ð Ö ×Ø 1× ÑÔÐ × Ò Ò Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ù o × ÓÙØÐ Ò Ò Ã ̧ ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó Ø × ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ø× Ö Ð Ø Ú × Ò ÐÙ Ø À Ñ Ö Ø ÖÑ Ò ÒØ ÔÖÓ Ð Ņ̃ ¬Ò Ò ÓÔØ Ñ Ð Û Ò × Ò×̧ Ò ÓÙÒ Ò Ø ÖÓÛ Ø Ó ÔÚ ÓØ× Ò Ù×× Ò Ð Ñ Ò Ø ÓÒ Û Ø ÓÑÔÐ Ø Ô ÚÓØ Ò o ¿1⁄2o o ÇÈÌÁÅ Ä ÇÆÌ ÁÆÅ ÆÌ ÍÆ Ê ÁÆÁÌ Ä ÄÁÈËÇÁ Ë ÓÖ Ò Ö ØÖ ÖÝ ÔÖ ÓÔ Ö Ó Ý Ã Ò Ê Ò ̧ Ø Ö × ÙÒ ÕÙ ÐÐ Ô×Ó 1⁄4 Ó Ñ Ü ÑÙÑ ÚÓÐ ÙÑ ÓÒØ Ò Ò Ã̧ Ò Ø × ÓÒ ÒØÖ Û Ø Ø ÙÒ ÕÙ ÐÐ Ô×Ó Ó Ñ Ò ÑÙÑ ÚÓÐ ÙÑ ÓÒØ Ò Ò Ão Á × Ø ÓÑÑ ÓÒ ÒØ Ö̧ Ø Ò Ã · Ò́ 1⁄4 μ̧ Û Ö Ø ØÓÖ Ò Ò Ö ÔÐ Ý Ô Ò Û Ò Ã × ÒØÖ ÐÐÝ ×ÝÑÑ ØÖ o × ÐÐ Ø ÄÓÛÒ Ö1Â Ó Ò ÐÐ Ô×Ó Ó Ã̧ Ò Ø ÔÐ Ý× Ò ÑÔÓÖØ ÒØ ÖÓÐ Ò Ø Ð ÓÖ Ø Ñ Ø ÓÖÝ Ó ÓÒÚ Ü Ó ×o Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ× Ó Ø ÄÓÛÒ Ö1Â Ó Ò ÐÐ Ô×Ó Ò Ó Ø Ò Ý Ù× Ó Ø ÐÐ Ô×Ó Ñ Ø Ó ÄË Ì Ö Ü ×Ø× Ò ÓÖ Ð 1Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ Ð Ó1 Ö Ø Ñ Ø Ø̧ ÓÖ ÒÝÛ ÐÐ1 ÓÙÒ Ó Ý Ã Ó Ê Ò Ú Ò Ý Û × Ô Ö Ø ÓÒ ÓÖ Ð ̧ ¬Ò × ÔÓ ÒØ Ò Ð Ò Ö ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ ×Ù Ø Ø · ́ Ò μ à ·́ Ò ·1⁄2 μ Ô Ò ́ Ò μ ÙÖØ Ö̧ Ø Ð Ø Ø ÓÒ ØÓÖ ́Ò ·1⁄2 μ Ô Ò Ò Ö ÔÐ Ý Ô Ò́Ò ·1⁄2 μ Û Ò Ã × × ÝÑÑ ØÖ ̧ Ý́ Ò ·1⁄2 μ Û Ò Ã × Ò À1ÔÓÐÝØÓÔ ̧ Ò Ý Ô Ò · 1⁄2 Û Ò Ã × © 2004 by Chapman & Hall/CRC 712
ÔØ Ö ¿1⁄2 ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ 1⁄2¿ × ÝÑÑ ØÖ À 1Ô ÓÐÝØÓÔ o ÌÃ Ò ÃÌ ¿ Ú Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ ÔÔÖÓÜ Ñ Ø Ò Ø ÐÐ Ô×Ó Ó Ñ Ü ÑÙÑ ÚÓÐÙÑ 1⁄4 Ø Ø × ÓÒØ Ò Ò Ú Ò À1ÔÓÐÝØÓÔ o ÓÖ Ö Ø ÓÒ Ð ­ 1⁄2̧ Ø Ö Ü ×Ø× Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ Ø Ø̧ Ú Ò Ò Ñ 3⁄4 Æ Ò 1⁄2 Ñ 3⁄4 É Ò ̧ ÓÑÔÙØ × Ò ÐÐ Ô×Ó · ́ Ò μ ×Ù Ø Ø È Ü 3⁄4 Ê Ò Ü 1⁄2 ÓÖ 1⁄2 Ñ Ò Î ́ μ Î ́ 1⁄4 μ ­ Ì Ö ÙÒÒ Ò Ø Ñ Ó Ø Ð ÓÖ Ø Ñ × Ç Ñ ¿ ÐÓ ÑÊ ́Ö ÐÓ ́1⁄2 ­μμ ¡ ÐÓ ÒÊ ́Ö ÐÓ ́1⁄2 ­μμ ¡¡ Û Ö Ø ÒÙÑ Ö× Ö Ò Ê Ö ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ ̧ Ð Ó Û Ö ÓÙÒ ÓÒ Ø ÒÖ Ù× Ó È Ò Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÒ Ø× Ö ÙÑÖ Ù×o ÁØ × ÒÓØ Ò ÓÛÒ Û Ø Ö × Ñ Ð Ö Ö × ÙÐØ ÓÐ × ÓÖ Î 1Ô ÓÐÝØÓÔ ×o × × ÓÛÒ Ò Ìà ̧ Ò ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ó 1⁄4 Ó Ø Ò Ú Ò ÓÚ Ð × ØÓ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ò ÐÙ× ÓÒ · ́ Ò μ à · Ò́ 1⁄2·¿ Ô 1⁄2 ­μ ­ ́ Ò μ ÍÊÌ À Ê Ê ÁÆ Ã È o Ö ØÞÑ ÒÒ Ò Îo ÃÐ o ÇÒ Ø ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó ×ÓÑ × ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ Áo ÓÒØ ÒÑ ÒØ ÔÖÓ Ð Ñ×o × Ö Ø Å Ø ̧ 1⁄2¿ 1⁄23⁄4 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ê ÔÖ ÒØ Ò Ïo Ù Ö̧ Ào 1Âo ÈÖÓ Ñ Ð̧ Ò o ÎÓ Ø̧ ØÓÖ×̧ Ì Ö Ò × Ò × Ö Ø Å Ø Ñ Ø ×̧ Ô × 1⁄23⁄4 ß1⁄2 o ÌÓÔ × Ò × Ö Ø Å Ø o̧ ÆÓÖØ 1ÀÓÐÐ Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o ÄË Åo ÖÓØ× Ð̧ Äo ÄÓÚ ×Þ̧ Ò o Ë Ö Ú Öo ÓÑ ØÖ Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÇÔØ Ñ Þ Ø ÓÒo ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 ̧ 1⁄2 ¿o Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö Å Ø Ñ Ø Ð ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ê Ê Æ Ë Ã1⁄41⁄4 o Ö Ò̧ È o Ö ØÞÑ ÒÒ̧ Ò Îo ÃÐ o ÇÖ Ð 1Ô ÓÐÝ ÒÓÑ Ð1Ø Ñ Ô ÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ó Ð Ö ×Ø × ÑÔÐ × Ò ÓÒÚ Ü Ó ×o × Ö Ø Å Ø o̧ 3⁄43⁄41⁄2 ß 3⁄4̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o ÃÄ È o Ö ØÞÑ ÒÒ̧ Îo ÃÐ ̧ Ò o o Ä ÖÑ Òo Ä Ö ×Ø 1× ÑÔÐ × Ò Ò1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 1⁄2¿ ß 1⁄2 ̧ 1⁄2 o ÀÃÄ Åo ÀÙ Ð×ÓÒ ̧ Îo ÃÐ ̧ Ò o Ä ÖÑ Òo Ä Ö ×Ø 1× ÑÔÐ × Ò 1 Ù × ËÓÑ Ö Ð Ø Ú × Ó Ø À Ñ Ö Ñ Ü ÑÙÑ Ø ÖÑ Ò ÒØ ÔÖÓ Ð Ño Ä Ò Ö Ð Ö Ô Ô Ð o ̧ 3⁄4 1⁄2ß3⁄4 ¿ 1⁄2 ß ̧ 1⁄2 o ÃÌ ¿ Äo Ã Ý Ò Ò Åo ÌÓ o ÇÒ Ø ÓÑÔ Ð Ü ØÝ Ó ÔÔ ÖÓÜ Ñ Ø Ò Ø Ñ Ü Ñ Ð Ò× Ö ÐÐ Ô×Ó Ò Ô ÓÐ ÝØÓÔ o Å Ø o ÈÖÓ Ö ÑÑ Ò ̧ 1⁄2 1⁄2¿ ß1⁄2 1⁄4̧ 1⁄2 ¿o È 1⁄43⁄4 o È Öo ÆÈ1 Ö Ò ×× Ó Ð Ö ×Ø ÓÒØ Ò Ò ×Ñ ÐÐ ×Ø ÓÒØ Ò Ò × ÑÔÐ × ÓÖ Î1 Ò À1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 3⁄4 ¿ ß¿ ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 713
1⁄2 Èo Ö ØÞÑ ÒÒ Ò Îo ÃÐ Ìà ËoÈ o Ì Ö ×ÓÚ ̧ Äo o Ã Ý Ò̧ Ò Á oÁo ÖÐ o Ì Ñ Ø Ó Ó Ò× Ö ÐÐ Ô×Ó ×o ËÓÚ Ø Å Ø o Ó Ðo̧ ¿ 3⁄43⁄4 ß3⁄4¿1⁄4̧ 1⁄2 o ¿1⁄2o Ê ÁÁ Ì Ñ Ø Ö̧ Û Ø ̧ Ö ÙÑÖ Ù×̧ Ò ÒÖ Ù× Ó ÓÒÚ Ü Ó Ý Ö Ð ×× Ð ÙÒ Ø ÓÒ Ð× Ø Ø ÔÐ Ý Ò ÑÔÓÖØ ÒØ ÖÓÐ Ò ÓÒÚ Ü ØÝ Ø ÓÖÝ Ò Ò Ñ ÒÝ ÔÔÐ 1 Ø ÓÒ×o ÓÖ ÓØ Ö ÔÔÐ Ø ÓÒ×̧ Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ú Ò ÒØÖÓ Ù o Ì ÙÒ ÖÐÝ Ò ×Ô × Å Ò ÓÛ× ×Ô ́¬Ò Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÒÓÖÑ ×Ô μ Å ́ Ê Ò μo Ä Ø ÒÓØ Ø× ÙÒ Ø ÐÐ̧ ÔÓ× Ø Ú Ò Ø Ö̧ Ò Ã Ó Ò Ú Ü Ó Ý o Ä ÇËË Ê ÇÙØ Ö 1Ö Ù× Ê ́à μÓ Ã Á Ò¬ÑÙÑ Ó Ø ÔÓ× Ø Ú Ò ÙÑ Ö× ×Ù Ø Ø Ø ×Ô ÓÒØ Ò× Ò ́Ò μ1­ Ø ÓÖ Û Ã · o 1 ÐÐ Ó Ö Ù× Ë Ø Ó Ø ÓÖÑ ́Õ · μ Ü 3⁄4 Ü Õ ÓÖ ×ÓÑ 1­ Ø Ò Ê Ò Ò ÔÓ ÒØ Õ 3⁄4 o ÁÒÒ Ö 1Ö Ù× Ö ́à μÓ Ã Å Ü ÑÙÑ Ó Ø Ö Ó Ø 1 ÐÐ× ÓÒØ Ò Ò Ão Ñ Ø Ö Ó Ã 3⁄4Ö 1⁄2 ́à μo Ï Ø Ó Ã 3⁄4Ê 1⁄2 ́à μo ÁÒÖ Ù× Ó Ã Ö Ò ́à μo Ö ÙÑÖ Ù× Ó Ã Ê Ò ́à μo ÓÖ Ø × Ó Ú Ö Ð Ñ Ò× ÓÒ ́ o o̧ Ø Ñ Ò× ÓÒ × Ô ÖØ Ó Ø ÒÔÙØμ̧ Ì Ð × ¿1⁄2o o1⁄2̧ ¿1⁄2o o3⁄4̧ Ò ¿1⁄2o o¿ ÔÖÓÚ Ö Ô Ò Ø ÓÒ Ó Ø Ñ Ò ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ö × ÙÐØ× ÓÖ Ø ÑÓ× Ø ÑÔÓÖØ ÒØ Ö Ö 1⁄2 Ê 1⁄2 Ö Ò ̧ Ò Ê Ò Ò ÓÖ Ø Ø Ö Ñ Óר Ñ1 ÔÓÖØ ÒØ Ô ×Ô × Ê Ò 3⁄4 ̧ Ê Ò 1⁄2 ̧ Ò Ê Ò 1⁄2 o Ì × Ò Ø ÓÒ× Ȩ̀ ÆÈ ̧ Ò ÆÈÀ Ò Ø Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ ÓÑ ÔÙØ Ð ØÝ ̧ ÆÈ1 ÓÑÔÐ Ø Ò ××̧ Ò ÆÈ1 Ö Ò ××o Ì Ø Ð × Ô ÖÓÚ ÓÒÐÝ Ö Ó Ù Ò Ø ÓÒ Ó Ö ×ÙÐ Ø×o Ì Ý Ö ÑÔÖ × Ò Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö ×Ô Ø× ́ μ Ø Ñ Ø Ö Ò Û Ø Ö ØÙ ÐÐÝ ÕÙ Ð ØÓ 3⁄4Ö 1⁄2 Ò 3⁄4Ê 1⁄2 Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ ́ μ Ø Ö ×ÙÐ Ø× ÓÖ Ê Ò 3⁄4 ÒÚÓ ÐÚ Ø ×ÕÙ Ö Ó Ø Ö Ù× Ö Ø Ö Ø Ò Ø Ö Ù× Ø× Ð ́ μ ×ÓÑ Ó Ø È ÒØÖ × Ö × ÓÒ Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ ÔÔÖ ÓÜ Ñ 1 Ð ØÝ Ö Ø Ö Ø Ò Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ ÓÑÔÙØ Ð ØÝ ́ Úμ Ø × Ò Ø ÓÒ× ÆÈ Ò ÆÈÀ Ó ÒÓØ Ö Ö ØÓ ÓÑ ÔÙØ Ð ØÝÔ Ö× ̧ ÙØ ØÓ Ø ÔÔÖ ÓÔÖ Ø ÐÝ Ö Ð Ø 1 × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ× ÒÚÓÐÚ Ò Ø ×Ø Ð × Ñ ÒØÓ Ð Ó Û Ö ÓÖ ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × ÓÖ Ø Ö Ò ÕÙ ×Ø ÓÒo ÓÖ Ò ÔÔÖÓÜ Ñ Ð ØÝ Ö ×ÙÐ Ø× Ò Ø Ì ÙÖ Ò Ñ Ò ÑÓ Ð × Ã1⁄41⁄4 Ò Ö 1⁄43⁄4 ÓÖ × ÖÔ ÓÙÒ × ÓÒ Ø ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ö ÖÓÖ Ó Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò Ø ÓÖ Ð ÑÓ Ð × Ã · 1⁄4¿ o ÈÈÄ Á Ì ÁÇÆË ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó Ö Ò ÐÙ ÓÒ Ø ÓÒ Ò Ò ÐÓ Ð ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ̧ × Ò× Ø Ú ØÝ Ò ÐÝ1 × × Ó Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö Ñ×̧ ÓÖØ Ó ÓÒ Ð Ñ Ò Ñ Ü Ö Ö ×× ÓÒ̧ ÓÑ ÔÙØ Ö Ö Ô × Ò ÓÑ1 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 714
ÔØ Ö ¿1⁄2 ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ 1⁄2 Ì Ä ¿1⁄2o o1⁄2 ÓÑÔ Ð Ü ØÝ Ó Ö Ò Ê Ò 3⁄4 o ÈÓ ÐÝØ ÓÔ À1ÔÓÐÝØÓÔ × Î 1ÔÓÐÝØÓÔ × ÙÒ Ø ÓÒ Ð Ò Ö Ð ×ÝÑÑ ØÖ Ò Ö Ð ×ÝÑÑ ØÖ Ñ Ø Ö Ö 3⁄4 1⁄2 ÆÈ ÆÈ È È ÁÒÖ Ù× Ö 3⁄4 Ò È È ÆÈÀ ÆÈ Ï Ø Ê 3⁄4 1⁄2 ÆÈ È ÆÈ ÆÈ Ö ÙÑÖ Ù× Ê 3⁄4 Ò ÆÈ ÆÈ È È Ì Ä ¿1⁄2o o3⁄4 ÓÑÔ Ð Ü ØÝ Ó Ö Ò Ê Ò 1⁄2 o ÈÓ ÐÝØ ÓÔ À1ÔÓÐÝØÓÔ × Î 1ÔÓÐÝØÓÔ × ÙÒ Ø ÓÒ Ð Ò Ö Ð ×ÝÑÑ ØÖ Ò Ö Ð ×ÝÑÑ ØÖ Ñ Ø Ö Ö 1⁄2 ÆÈ ÆÈ È È ÁÒÖ Ù× Ö Ò È È È È Ï Ø Ê 1⁄2 È È È È Ö ÙÑÖ Ù× Ê Ò ÆÈ ÆÈ È È Ì Ä ¿1⁄2o o¿ ÓÑÔ Ð Ü ØÝ Ó Ö Ò Ê Ò 1⁄2 o ÈÓ ÐÝØ ÓÔ À1ÔÓÐÝØÓÔ × Î 1ÔÓÐÝØÓÔ × ÙÒ Ø ÓÒ Ð Ò Ö Ð ×ÝÑÑ ØÖ Ò Ö Ð ×ÝÑÑ ØÖ Ñ Ø Ö Ö 1⁄2 È È È È ÁÒÖ Ù× Ö Ò È È ÆÈ ÆÈ Ï Ø Ê 1⁄2 ÆÈ È ÆÈ ÆÈ Ö ÙÑÖ Ù× Ê Ò È È È È ÔÙØ Ö Ú × ÓÒ̧ ÖÓÑ Ó×ÓÑ Ð ×× ¬ Ø ÓÒ̧ × Ø × Ô Ö Ø ÓÒ̧ Ò × Ò Ó Ñ Ñ Ö Ò × Ò × Ú × × Ã ¿ o ÍÊÌ À Ê Ê ÁÆ Ã · 1⁄4¿ o Ö Ò̧ È o Ö ØÞÑ ÒÒ̧ Êo à ÒÒ Ò̧ Îo ÃÐ ̧ Äo ÄÓÚ ×Þ̧ Ò Åo Ë Ñ ÓÒÓÚ Ø×o Ø Ö1 Ñ Ò ×Ø Ò Ö Ò ÓÑ Þ Ô ÓÐÝ ÒÓÑ Ð1Ø Ñ Ô ÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ó Ö o Å Ø Ñ Ø ̧ ¿ß 1⁄21⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ã È o Ö ØÞÑ ÒÒ Ò Îo ÃÐ o ÇÒ Ø ÓÑÔ Ð Ü ØÝ Ó ×ÓÑ × ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ Áo ÓÒØ ÒÑ ÒØ ÔÖÓ Ð Ñ×o × Ö Ø Å Ø ̧ 1⁄2¿ 1⁄23⁄4 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ê ÔÖ ÒØ Ò Ïo Ù Ö̧ Ào 1Âo ÈÖÓ Ñ Ð̧ Ò o Î Ó Ø̧ ØÓÖ×̧ ÌÖ Ò × Ò × Ö Ø Å Ø Ñ Ø ×̧ Ô × 1⁄23⁄4 ß1⁄2 o Ì ÓÔ × Ò × Ö Ø Å Ø o̧ ÆÓÖØ 1ÀÓÐÐ Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o Ê Ê Æ Ë Ö 1⁄43⁄4 o Ö Òo ÇÒ ÓÑ ØÖ ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ× Ð ÐÝ ÒÓØ ÓÒØ Ò Ò È o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄4 3⁄41⁄41⁄2ß3⁄41⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 715
1⁄2 Èo Ö ØÞÑ ÒÒ Ò Îo ÃÐ Ã1⁄41⁄4 o Ö Ò̧ È o Ö ØÞÑ ÒÒ Ò Îo ÃÐ o ÁÒ Ô ÔÖÓÜ Ñ Ð ØÝ Ó ×ÓÑ ÓÑ ØÖ Ò ÕÙ Ö Ø ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ño ÁÒ È oÅo È Ö ÐÓ× ́ ØÓÖμ̧ ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ò ÓÑ1 ÔÐ Ü ØÝ Ò ÆÙÑ Ö Ð ÇÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÓÒØ ÒÙÓÙ× Ò × Ö Ø ÈÖÓ Ð Ñ×̧ Ô × ß1⁄21⁄2 ̧ ÃÐ ÙÛ Ö̧ ÓÖ Ö Ø̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o à ¿ È o Ö ØÞÑ ÒÒ Ò Îo ÃÐ o ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑÔ Ð Ü ØÝÓ ÒÒ Ö Ò ÓÙØ Ö 1Ö Ó Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ò ¬Ò Ø Ñ Ò× ÓÒ Ð ÒÓÖÑ ×Ô ×o Å Ø o ÈÖÓ Ö ÑÑ Ò ̧ 1⁄2 ¿ß3⁄41⁄2¿̧ 1⁄2 ¿o ¿1⁄2o ÁÆÌ ÊÎ Ä Å ÌÊÁ Ȩ̈ ÉÍ ÄÁÌ ÌÁÎ Å ÌÊÁ Ë Ì Ñ Ø Ñ Ø Ð ÑÓ Ð Ò Ó ÔÖ Ø Ð ÔÖÓ Ð Ñ× Ó Ø Ò ÒÚÓÐÚ × Ö Ð Ñ ØÖ × Û Ó× ÒØÖ × Ö ÒÓØ ÒÓÛÒ ÔÖ × ÐÝ ̧ ÙØ Ö ÒÓÛÒ ÓÒÐ Ý ØÓ Ð Ò ×Ô ¬ ÓÙÒ ÐÓ× ÒØ ÖÚ Ð ×Ó ÖØ Ó Ó ×Ô ¬ × Òo Ì ÒØ ÖÚ Ð × Ö × × Ò Ñ ÒÝ ÔÔÐ Ø ÓÒ×̧ Û Ð Ø ×ØÙ Ý Ó Ø × Ò × Û × ÑÓØ Ú Ø Ý ÕÙ ×Ø ÓÒ× ÓÒ ÖÒ Ò Ø ÑÓ Ð Ò Ó ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ÓÒÓÑ ×o Ì ××Ó Ø ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ö ×ÙÐ Ø× Ò ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ÓÖÑÙÐ Ø Ò Ø ÖÑ× Ó × Ýר Ñ× Ó Ô Ö ÐÐ ÐÓØÓÔ × ÓÖ ×Ý× Ø Ñ× Ó × Ò ÓÒ ×̧ Ò Ø Ö Ú Ò ×ÓÑ ÜØ Ò× ÓÒ× ØÓ ÑÓÖ Ò Ö Ð ×Ý× Ø Ñ× Ó ÓÒÚ Ü × Ø×o ØØ ÒØ ÓÒ × ÓÒ¬Ò Ö ØÓ Ø ØÛÓ ÑÓ× Ø1×ØÙ ØÓÔ ×̧ × ÓÐÚ Ð ØÝ Ó Ð Ò Ö Ð Ö × Ýר Ñ× Ò ×Ø Ð ØÝ Ó Ð Ò Ö ÝÒ Ñ Ð ×Ý× Ø Ñ×o Ä ÇËË Ê Ñ ¢ Ò ×Ýר Ñ × ÕÙ Ò ́ 1⁄2 Ò μÓ Ò ÒÓÒ ÑÔØÝ ×Ù × Ø× Ó Ê Ñ o Å ØÖ × ××Ó Ø Û Ø Ò Ñ ¢ Ò ×Ýר Ñ Ì × Ø Ǻ μ Ó ÐÐ Ñ ¢ Ò Ñ ØÖ × 1⁄2 Ò × Ù Ø Ø 3⁄4 ÓÖ ̧ Û Ö ÒÓØ × Ø Ø ÓÐ ÙÑÒ Ó o Ä1×Ý ×Ø Ñ ×Ý× Ø Ñ ×Ù Ø Ø ÓÖ 3⁄4 Ǻ μ̧ Ø ÓÐ ÙÑÒ× Ó Ö Ð Ò ÖÐÝ Ò Ô Ò ÒØo Ë1×Ýר Ñ ×Ý× Ø Ñ ×Ù Ø Ø ÓÖ 3⁄4Å ́ μ̧ Ø Ò ÓÐÙÑ Ò× Ó Ö Ø Ú ÖØ × Ó Ò ́Ò 1⁄2μ1× ÑÔÐ Ü Ò Ê Ñ Û Ó× Ö Ð Ø Ú Ò Ø Ö ÓÖ Ò ÐÙ × Ø ÓÖ Òo ́ ÕÙ Ú Ð ÒØ ÐÝ ̧Ø Ò ÙÐÐ×Ô Ó × Ð Ò Ò Ê Ò Ø Ø Ô ×× × Ø ÖÓÙ Ø ÓÖ Ò Ò Ô Ò ØÖ Ø × Ø ÔÓ× Ø Ú Ó Ö Ø Ò ØÓ Ê Ò oμ Ë Ò ÓÒ ×Ù × Ø Ó Ê Ñ Ø Ø̧ ÓÖ ×ÓÑ × ÕÙ Ò Ó Ñ × Ò× ́ 1⁄4 ·μ̧ ÓÒ× ×Ø× Ó ÐÐ ÔÓ ÒØ× Ó Ê Ñ Ø Ø Ü Ø Ø ×Ô ¬ × Ò Ô ØØ ÖÒo ÉÙ Ð Ø Ø Ú Ñ ØÖ Ü Ò Ñ ¢ Ò Ñ ØÖ Ü Ò Û ÒØ ÖÝ × ÓÒ Ó Ø ÒØ ÖÚ Ð× ́ 1⁄2 1⁄4μ̧ 1⁄4 ̧ Ò ́1⁄4 1⁄2μo Ì × Ñ Ý Ú Û Òר × Ò Ñ ¢ Ò ×Ý× Ø Ñ ́ 1⁄2 Ò μ ÒÛ × × Ò ÓÒ o Ä1Ñ ØÖ Ü̧ Ë1Ñ ØÖ Ü ÕÙ Ð Ø Ø Ú Ñ ØÖ Ü Ø Ø Ú × Ö × ØÓ Ò Ä1× Ýר Ñ ÓÖ Ò Ë1×Ý× Ø Ņ̃ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝo ÁÒØ ÖÚ Ð Ñ ØÖ Ü Ò Ñ ¢ Ò Ñ ØÖ Ü ́ « ¬ μ Ò Û ÒØÖÝ × ÓÙÒ ÐÓ× ÒØ ÖÚ Ð Ò Êo Ì × Ñ Ý Ú Û Òר × Ò Ñ¢Ò × Ýר Ñ ́ 1⁄2 Ò μ ÒÛ × Ø Ô Ö ÐÐ Ð ÓØÓÔ « 1⁄2 ¬ 1⁄2 ¢ ¢ « Ñ ¬ Ñ o ÆÓ Ò× Ò ÙÐ Ö ØÝ Ó ×Ý× Ø Ñ Ò Ò ¢ Ò × Ýר Ñ × ÒÓÒ× Ò ÙÐ Ö Ú ÖÝ Ñ Ñ Ö Ó Ǻ μ × Ø × ÔÖ ÓÔ ÖØÝ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 716
ÔØ Ö ¿1⁄2 ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ 1⁄2 Ë Ò1ÒÓ Ò× Ò ÙÐ Ö Ï Ò × ×Ý× Ø Ñ Ó × Ò ÓÒ ×̧ Ø ÔÖ Ò ÒÓØ ÓÒ × ÐÐ × Ò1Ò ÓÒ× Ò ÙÐ Ö ØÝo ÁÒ ÓØ Ö ÛÓÖ ×̧ × Ò1ÒÓÒ× Ò ÙÐ Ö Ñ ØÖ Ü × ×ÕÙ Ö Ñ ØÖ Ü Û Ó× × Ò Ô ØØ ÖÒ Ù Ö ÒØ × ÒÓÒ× Ò ÙÐ Ö ØÝ o Å ØÖ Ü ×Ø Ð ØÝ ×ÕÙ Ö Ö Ð Ñ ØÖ Ü × × Ñ ×Ø Ð ́Ö ×Ôo ר Ð μ Ó Ø× ÒÚ ÐÙ × × ÒÓÒÒ Ø Ú ́Ö ×Ôo ÔÓ× Ø Ú μ Ö Ð Ô ÖØo ÁØ × ÕÙ × ×Ø Ð Ø × × Ñ ×Ø Ð Ò ̧ Ò Ø ÓÒ̧ ÒÚ ÐÙ Û Ø Þ ÖÓ Ö Ð Ô ÖØ × × ÑÔÐ ÖÓ ÓØ Ó Ø Ñ Ò ÑÙÑ Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ó o Ì × Ø ÖÑ× Ö Ù× ÓÖ Ò Ò ¢ Ò ×Ý ×Ø Ñ Û Ò Ø Ý ÔÔÐÝ ØÓ Ú ÖÝ 3⁄4Å ́ μo Å ØÖ Ü × Ò1ר Ð ØÝ Ï Ò × × Ýר Ñ Ó × Ò ÓÒ ×̧ Ø ÔÖ Ò ÒÓ1 Ø ÓÒ × ÐÐ × Ò 1ר Ð ØÝo ÁÒ ÓØ Ö ÛÓÖ ×̧ × Ò1ר Ð Ñ ØÖ Ü × ×ÕÙ Ö Ñ ØÖ Ü Û Ó× × Ò Ô ØØ ÖÒ Ù Ö ÒØ × ×Ø Ð ØÝ o Ë Ò1× Ñ ×Ø Ð ØÝ Ò × Ò1 ÕÙ × ×Ø Ð ØÝ Ö ¬Ò × Ñ Ð ÖÐÝ o Ë Ò1×Ó ÐÚ Ð ØÝ ×Ý× Ø Ñ Ó Ð Ò Ö ÕÙ Ø ÓÒ× ̧ Ü ̧ × × Ò1× ÓÐÚ Ð ÓØ Ø ×ÓÐ Ú Ð ØÝ Ó Ø ×Ý× Ø Ñ Ò Ø × Ò Ô ØØ ÖÒ Ó Ø × ÓÐÙØ ÓÒ Ü Ö ÑÔÐ Ý Ø × Ò Ô ØØ ÖÒ× Ó Ò o ËÁ ÌË Ì ÔÖÓ Ð Ñ Ó Ø ×Ø Ò ×ÕÙ Ö Ñ ØÖ Ü ÓÖ × Ò1ÒÓÒ× Ò ÙÐ Ö ØÝ × Ô ÓÐ ÝÒÓÑ ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó Ø ×Ø Ò Ö Ô ÓÖ Ø ÔÖ × Ò Ó ́× ÑÔÐ μ Ý1 Ð Ø Ø × Ò Ú Ò ÒÙÑ Ö Ó ×o Á Ø Ö Ö Ó Ò Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ Ñ Ø× Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ņ̃ Ø Ò ×Ó Ó × Ø ÓØ Öo Ì ×ØÙ Ý Ó × Ò1× ÓÐÚ Ð ØÝ Ò Ò × Ò× ÓÑÔÓ× ÒØÓ Ø ×ØÙ Ý Ó Ä1 Ñ ØÖ × Ò Ø ×ØÙ Ý Ó Ë1Ñ ØÖ × ÕÙ Ú Ð ÒØÐÝ ̧ Ò ØÓ Ø ×ØÙ Ý Ó Ä1×Ý× Ø Ñ× Ò Ë1× Ýר Ñ× Ó × Ò ÓÒ ×o Ì × Ö × ÙÐØ Ò ÜØ Ò ØÓ ÑÓÖ Ò Ö Ð Ñ¢Ò ×Ýר Ñ× ́ 1⁄2 Ò μ ÙÒ Ö Ø ××ÙÑÔØ ÓÒ Ø Ø × ÒÓÒ ÑÔØÝ Ò Ø Ö ÓÖ Ö Ð Ø Ú ØÓ Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø ÒÓÒ Ð ×Ù ×Ô Ó Ê Ñ Ø Ø ÓÒØ Ò× Øo ÓÖ Ò Ò ¢ Ò Ö Ð Ñ ØÖ Ü ̧ ÓÒ× Ö Ø ×Ý× Ø Ñ Ü 1⁄4 Ü Ó Ð Ò Ö « Ö ÒØ Ð ÕÙ Ø ÓÒ× Û Ø ÓÒר ÒØ Ó Æ ÒØ×o ÓÖ ÔÓ ÒØ Ô 1⁄4 3⁄4 Ê Ò ̧ Ø Ö × ÙÒ ÕÙ ÔÓ× Ø Ú ØÖ ØÓÖÝ Ü 1⁄41⁄2μ Ê Ò Ó Ø × × Ýר Ñ Ø Ø × Ü ́1⁄4μ Ô 1⁄4 o Ì Ñ Ø1 Ö Ü × ×Ø Ð Ò ÓÒÐÝ ÔÓ× Ø Ú ØÖ ØÓÖÝ ÓÒÚ Ö × ØÓ Ø ÓÖ Ò̧ × ÕÙ × ×Ø Ð Ò ÓÒÐ Ý ÔÓ× Ø Ú ØÖ ØÓÖÝ × ÓÙÒ ̧ Ò × × Ñ ×Ø Ð Ò ÓÒÐÝ ÒÓ ÔÓ× Ø Ú ØÖ ØÓÖÝ Ö ÙÒ× Ó« ØÓ Ò¬Ò ØÝ Ø Ò ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð Ö Ø o ÌÊ Ì ÁÄÁÌ Ê ËÍÄ ÌË Ì Ö × Ò ḈÒ 3⁄4 μ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ò Û Ø Ö Ú Ò Ò ¢ ́Ò · 1⁄2μ Ñ ØÖ Ü × Ò Ë1Ñ ØÖ Üo ÁÒ Ø Ò Ö Ð × Ó ×Ý× Ø Ñ× Ó Ô ÓÐÝ Ö Ð ÓÒ × ÔÖ × ÒØ Ò Ø ÖÑ× Ó Ø Ö Ò Ö ØÓÖ× ̧ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ × ÓÒ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ò Ö Ó Ò Þ Ë1×Ýר Ñ× Ò Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ø Ñ ÃÎÄ ¿ o Ì Ö × Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ò Û Ø Ö ×ÕÙ Ö Ñ ØÖ Ü × × Ò1ÒÓÒ× Ò ÙÐ Öo Ì × ÓÐÐ ÓÛ× ÖÓÑ Ò Ô Ò ÒØ Ô ×ØÙ × Ó Å Ò ÊËÌ Ø Ø ÓÒØ Ò Ñ ÒÝ ÓØ Ö ÒØ Ö ×Ø Ò Ö ×ÙÐØ×o ÓÖ ÔÖÓÔ ÖÐÝ ÔÖ × ÒØ ×ÕÙ Ö Ñ ØÖ Ü ̧ × Ò1× Ø Ð ØÝ ̧ × Ò1ÕÙ × ×Ø Ð ØÝ ̧ Ò × Ò1× Ñ ×Ø Ð ØÝ Ò ÐÐ Ø Ø Ò Ø Ñ Ø Ø × ÔÖÓÔ ÓÖ Ø ÓÒ Ð ØÓ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÒÓÒÞ ÖÓ ÒØÖ × Ó ÂÃÎ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 717
1⁄2 Èo Ö ØÞÑ ÒÒ Ò Îo ÃÐ ÁÆÌÊ Ì ÁÄÁÌ Ê ËÍÄ ÌË Ò Û Ø Ö Ú Ò Ö Ø Ò ÙÐ Ö × Ò Ñ ØÖ Ü × Ò Ä1Ñ ØÖ Ü × ÆÈ1 Ö ̧ Ò Ø × × ØÖÙ Ú Ò Û Ò Ø Ñ ØÖ Ü × ÐÑ Óר ×ÕÙ Ö Ò ÖØ Ò × Ò× ÃÄÅ o Ì ×Ø Ò Ø ÒÓÒ× Ò ÙÐ Ö ØÝ Ó × ÝÑÑ ØÖ ×ÕÙ Ö ÒØ ÖÚ Ð Ñ ØÖ Ü × ÆÈ1 Ö ̧ × × Ø ×Ø Ò Ø ×Ø Ð ØÝÓ × Ù Ñ ØÖ Ü ÊÓ o ÍÊÌ À Ê Ê ÁÆ Ë Êo o ÖÙ Ð Ò oÄo Ë Öo Å ØÖ × Ó Ë Ò1ËÓÐÚ Ð Ä Ò Ö ËÝ ×Ø Ñ×o Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 o Ê Ê Æ Ë Å Ïo Å Ù o ÈÓ ÐÝ 3× Ô ÖÑ Ò ÒØ ÔÖÓ Ð Ño Å ÒÙ× Ö ÔØ̧ 1⁄2 o ÂÃÎ o  «Ö ×̧ Îo ÃÐ ̧ Ò È oÎÒ Ò Ö ×× o ÉÙ Ð Ø Ø Ú ×Ø Ð ØÝ Ó Ð Ò Ö ×Ý ×Ø Ñ×o Ä Ò Ö Ð Ö Ô ÔÐo̧ 1⁄2ß ̧ 1⁄2 o ÃÄÅ Îo ÃÐ ̧ Êo Ä Ò Ö̧ Ò Êo Å Ò Öo Ë Ò1×ÓÐ Ú Ð ØÝ Ö Ú × Ø o Ä Ò Ö Ð Ö Ô ÔÐo̧ 1⁄2¿1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o ÃÎÄ ¿ Îo ÃÐ ̧ o Î ÓÒ ÀÓ Ò Ð Ò̧ Ò Ìo Ä Û ×o ÇÒ Ø Ö Ó Ò Ø ÓÒ Ó Ë 1×Ýר Ñ×o Ä Ò Ö Ð Ö Ô Ô Ð o ̧ 1⁄2 3⁄4 1⁄2 ß3⁄41⁄4 ̧ 1⁄2 ¿o ÊÓ Âo ÊÓ Òo Ò ÔÓ× Ø Ú ¬Ò Ø Ò ×× ÓÖ ×Ø Ð ØÝ Ó ×Ý ÑÑ ØÖ ÒØ ÖÚ Ð Ñ ØÖ × × ÆÈ1 Ö o ÓÑÑ ÒØo Å Ø o ÍÒ Úo ÖÓÐ Òo̧ ¿ ß ̧ 1⁄2 o ÊËÌ Æo ÊÓ ÖØ×ÓÒ ̧ È o o Ë ÝÑÓÙÖ̧ Ò Êo Ì ÓÑ ×o È ÖÑ Ò ÒØ×̧ È Æ Ò ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ ×̧ Ò Ú Ò Ö Ø Ö Ù Ø×o ÒÒo Ó Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄4 3⁄4 ß ̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 718
¿3⁄4 ÇÅÈÍ Ì ÌÁÇÆ Ä ÌÇÈÇÄÇ ÖØ Î Ø Ö ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ Ì ÓÔ ÓÐÓ Ý ×ØÙ × ÔÓ ÒØ × Ø× Ò Ø Ö ÒÚ Ö ÒØ× ÙÒ Ö ÓÒØ ÒÙÓÙ× ÓÖÑ Ø ÓÒ×̧ ÒÚ Ö ÒØ× ×Ù ×Ø Ò ÙÑ Ö Ó ÓÒÒ Ø ÓÑÔÓÒ ÒØ× ̧ ÓÐ ×̧ ØÙÒÒ Ð×̧ ÓÖ Ú Ø ×o Å ØÖ ÔÖÓÔ ÖØ × ×Ù × Ø ÔÓ× Ø ÓÒ Ó ÔÓ ÒØ̧ Ø ×Ø Ò ØÛ Ò ÔÓ ÒØ ×̧ ÓÖ Ø ÙÖÚ ØÙÖ Ó ×ÙÖ ̧ Ö ÖÖ Ð Ú ÒØ ØÓ ØÓÔ ÓÐÓ Ý o Ð Ú Ð × Ö ÔØ ÓÒ Ó Ø Ñ Ò ÓÒ ÔØ× Ò ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ØÓÔ ÓÐÓ Ý × Ú Ò Ò Ë Ø ÓÒ ¿3⁄4o1⁄2o ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔÓÐÓ Ý Ð× Û Ø Ø ÓÑ ÔÐ Ü ØÝÓ × Ù ÔÖÓ Ð Ñ×̧ Ò Û Ø Ø × Ò Ó Æ ÒØ Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ Ø Ö ×ÓÐ ÙØ ÓÒ̧ Ò × Ø × ÔÖÓ Ð Ñ× Ö ØÖ Ø Ð o Ì × Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò Ð ÓÒÐÝ Û Ø ×Ô × Ò Ñ Ô× Ø Ø Ú ¬Ò Ø Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒo Ì Ó Ø × Ò Û ÓÒ× Ö × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü × Ò Ñ Ô× ́Ë Ø ÓÒ ¿3⁄4o 3⁄4μ Ò Ï1 ÓÑÔÐ Ü × ́Ë 1 Ø ÓÒ ¿3⁄4o ¿μo Ë Ø ÓÒ ¿3⁄4o Ð× Û Ø Ð Ö ÒÚ Ö ÒØ× Ó ØÓÔ ÓÐÓ Ð ×Ô ×̧ Û Ö Ò Ò Ö Ð × Ö ØÓ ÓÑ ÔÙØ Ø Ò ØÓÔ ÓÐÓ Ð ÒÚ Ö ÒØ×o Å ÔÔ Ò ́ Ñ Ò μ ØÓÔ ÓÐÓ Ð ×Ô 1⁄2ß1⁄2 ÒØÓ ÒÓØ Ö ×Ô Ñ Ý Ö Ú Ð ×ÓÑ Ó Ø× ØÓÔ ÓÐÓ Ð ÔÖÓÔ1 ÖØ ×o Ë Ú Ö Ð ØÝÔ × Ó Ñ Ò × Ö ÓÒ× Ö Ò Ë Ø ÓÒ ¿3⁄4o o Ë Ø ÓÒ ¿3⁄4o Ð× Û Ø Ø Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ó ÑÑ Ö× ÓÒ× Ó ×Ô ÒØÓ ÒÓØ Ö ×Ô o Ì × Ñ Ô× Ö ÓÒÐ Ý ÐÓ ÐÐÝ 1⁄2ß1⁄2̧ Ò Ò ÑÓÖ Ò Ö Ð Ø Ò Ñ Ò ×o Ë Ø ÓÒ ¿3⁄4o ÓÒר ØÙØ × Ö ÒØÖ Ó Ù Ø ÓÒ ØÓ ÅÓÖ × Ø ÓÖÝ o Å ÒÝ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ØÓÔÓÐÓ Ý Ö ÙÒ Ð ́ Ò Ø × Ò× Ó ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ø ÓÖ Ýμo Ì Ñ Ø Ñ Ø Ð Ð Ø Ö ØÙÖ Ó Ø × ÒØ ÙÖÝ ÓÒØ Ò× Ñ ÒÝ ́ ÙØ ÙÐμ ØÓÔÓÐÓ Ð Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ Ù×Ù ÐÐÝ Ö Ù Ò ØÓ × ÓÒ ÔÖÓ ÙÖ ×̧ Ò Ñ ÒÝ × × Û Ø ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð1Ø Ñ ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ o Ì ÕÙ ×Ø ÓÖ Æ ÒØ Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ ØÓÔÓ1 ÐÓ Ð ÔÖÓ Ð Ñ× × ×Ø ÖØ Ö Ø Ö Ö ÒØÐÝ o ÅÓר Ó Ø ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔÓÐÓ Ý ×Ø ÐÐ Û Ø Ò Æ ÒØ × ÓÐÙØ ÓÒo ¿3⁄4o1⁄2 ÌÇÈÇÄ Ç Á Ä ËÈ Ë Æ Å ÈË Ì ÓÔ ÓÐÓ Ý Ð× Û Ø Ø Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ó ×Ô × Ø Ø Ö Ø × Ñ ÙÔ ØÓ ×ÓÑ ÕÙ Ú 1 Ð Ò Ö Ð Ø ÓÒo Ï Ò ØÖÓ Ù Ø × ÒÓØ ÓÒ×̧ Ò × Ö ×ÓÑ Ð ×× × Ó ØÓÔ ÓÐÓ Ð ÔÖÓ Ð Ñ×o Ä ÇËË Ê ËÔ ÁÒ Ø × ÔØ Ö ØÓÔÓÐÓ Ð ×Ô ́ÓÖ ×Ô ̧ ÓÖ × ÓÖØμ × ×Ù × Ø Ó ×ÓÑ Ù Ð Ò ×Ô Ê ̧ Ò ÓÛ Û Ø Ø ØÓÔ ÓÐÓ Ý Ó Ê o Å Ô ÙÒ Ø ÓÒ ÖÓÑ ×Ô ØÓ ×Ô × Ñ Ô × ÓÒØ ÒÙÓÙ×o ÀÓÑ Ó ÑÓÖÔ ×Ñ 1⁄2ß1⁄2 Ñ Ô ̧Û Ø Ó Ò Ø ÒÙÓÙ× ÒÚ Ö× ̧ × ÐÐ 1⁄2 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 719
3⁄41⁄4 o Î Ø Ö ÓÑ ÓÑÓÖ Ô ×Ñ ÖÓÑ ØÓ ́ÓÖ Ø Û Ò Ò μo Ì ÓÔ ÓÐÓ Ð ÕÙ Ú Ð Ò ÌÛÓ ×Ô × Ö ØÓÔÓÐÓ ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒǾ Ó Ö ÓÑ Ó1 ÑÓÖÔ μ Ø Ö × ÓÑ ÓÑ ÓÖÔ ×Ñ ØÛ Ò Ø Ño Ñ Ò Ñ Ô × Ò Ñ Ò × ÓÑ ÓÑÓÖÔ ×Ñ ÓÒØÓ Ø× Ñ o Ï × ÝØ Ø Ò ́ØÓÔ ÓÐ Ó ÐÐ Ýμ Ñ Ò o ÀÓ ÑÓØÓ ÔÝ Ó Ñ Ô× ÌÛÓÑ Ô × 1⁄4 1⁄2 Ö ÓÑÓØÓÔ Ø Ö × Ñ Ô ¢ 1⁄4 1⁄2 ×Ù Ø Ø ́Ü 1⁄4μ 1⁄4 ́Üμ Ò ́Ü 1⁄2μ 1⁄2 ́Üμ̧ ÓÖ ÐÐ Ü 3⁄4 o ÀÓ ÑÓØÓ ÔÝ ÕÙ Ú Ð Ò ÌÛÓ ×Ô × Ò Ö ÓÑÓØÓÔÝ1 ÕÙ Ú Ð ÒØ Ø Ö Ö Ñ Ô× Ò ×Ù Ø Ø Ò Ö ÓÑÓØÓÔ ØÓ Ø ÒØ ØÝ Ñ ÔÔ Ò × ÓÒ Ò ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o Ç Ú ÓÙ× ÐÝ ØÓÔ ÓÐÓ Ð ÕÙ Ú Ð Ò ÑÔÐ × ÓÑÓØÓÔÝ ÕÙ Ú Ð Ò o Ì ÓÔÓ ÐÓ Ð» ÓÑÓ ØÓÔ Ý ÒÚ Ö ÒØ Ñ Ô ××Ó Ø Ò ÒÙÑ Ö̧ ÓÖ ÖÓÙÔ̧ ́ μ ØÓ ×Ô ̧ × ØÓÔ ÓÐÓ Ð ÒÚ Ö ÒØ ́Ö ×Ôo ÓÑÓØÓÔÝ Ò Ú Ö ÒØμ ́ 1⁄2 μ Ò ́ 3⁄4 μ Ö ÕÙ Ð̧ ÓÖ ×ÓÑ ÓÖÔ ̧ ÓÖ ØÓÔÓÐÓ ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ ́Ö ×Ôo ÓÑÓØÓÔÝ1 ÕÙ Ú Ð ÒØμ ×Ô × 1⁄2 Ò 3⁄4 o ÓÒØÖ Ø Ð ØÝ ×Ô × ÓÒØÖ Ø Ð Ø × ÓÑ ÓØÓÔÝ1 ÕÙ Ú Ð ÒØØ Ó Ô ÓÒ Øo ÍÒ Ø ÒØ ÖÚ Ð Á Ì ÒØ ÖÚ Ð 1⁄4 1⁄2 Ò Êo ÐÐ ÇÔ Ò 1 ÐÐ ́Ü 1⁄2 ¡¡¡ Ü μ 3⁄4 Ê Ü 3⁄4 1⁄2 · ¡¡¡Ü 3⁄4 1⁄2 o ÐÓ× 1 ÐÐ × Ø ÐÓ× ÙÖ Ó o À Ð ÐÐ · ́Ü 1⁄2 ¡¡¡ Ü μ 3⁄4 Ê Ü 3⁄4 1⁄2 · ¡¡ ¡Ü 3⁄4 1⁄2 Ò Ü 1⁄4 o ËÔ Ö Ë ́Ü 1⁄2 ¡¡¡ Ü ·1⁄2 μ 3⁄4 Ê ·1⁄2 Ü 3⁄4 1⁄2 · ¡¡ ¡Ü 3⁄4 ·1⁄2 1⁄2 × Ø 1×Ô Ö o ÁØ × Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó Ø ́ ·1⁄2μ1 ÐÐo Å Ò ÓÐ × Ô × 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ́ØÓÔ ÓÐÓ Ðμ Ñ Ò ÓÐ ́ Ð×Ó 1Ñ Ò ÓÐ μ Ú ÖÝ ÔÓ ÒØÓ × Ò ÓÖ ÓÓ ÓÑ ÓÑ ÓÖÔ ØÓ o × 1Ñ Ò ÓÐ Û Ø ÓÙÒ ÖÝ Ú ÖÝ ÔÓ ÒØ × Ò ÓÖ ÓÓ ÓÑ ÓÑÓÖ Ô ØÓ ÓÖ · o ËÙÖ 3⁄41 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ñ Ò ÓÐ ̧ Û Ø ÓÖ Û Ø ÓÙØ ÓÙÒ ÖÝ o ÐÓ× ×ÙÖ1 × ×ÙÖ Û Ø ÓÙØ ÓÙÒ ÖÝ o ÙÖÚ ÙÖÚ Ò × ÓÒØ ÒÙÓÙ× Ñ Ô Á o ÓÖ Ü 1⁄4 3⁄4 ̧ Ü 1⁄4 1 × ÐÓ× ÙÖÚ × ÙÖÚ ÓÖ Û ́1⁄4μ ́1⁄2μ Ü 1⁄4 o ËÁ ÌÇÈÇÄ Ç Á Ä ÈÊÇ Ä ÅË Æ ÈÈÄÁ ÌÁÇÆË Ì ÓÔÓÐÓ Ð ÕÙ Ú Ð Ò Ò Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Û Ø Ö ×Ô ÐÓÒ × ØÓ ́ × ØÓÔ ÓÐÓ ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ Ò Ð Ñ ÒØ Ó μ Ð ×× Ó ÒÓÛÒ Ó Ø×o ÔÔÐ Ø ÓÒ Ç Ø Ö Ó Ò Ø ÓÒ Ò ÓÑÔÙØ Ö Ú × ÓÒo À ÓÑÓØ ÓÔÝ ÕÙ Ú Ð Ò Û Ø Ö ØÛÓ ×Ô × Ö ÓÑÓØÓÔÝ1 ÕÙ Ú Ð ÒØ̧ ÓÖ Û Ø Ö ÙÖÚ Ò × ÓÒØÖ Ø Ð ́Ø ÓÒØÖ Ø Ð ØÝ ÔÖÓ Ð Ñμo ÔÔÐ Ø ÓÒ× «1 ÙÐÐ ̧ × Ð ØÓÒ× × o ÓÒ ÙÖÖ ÒØ ÓÑÔÙØ Ò × ÀË o Ñ Ò Û Ø Ö Ò Ñ Ò o Á ×Ó̧ ÓÒ× ØÖÙ Ø Ò Ñ1 Ò o ÔÔÐ Ø ÓÒ Ö Ô Ö Û Ò ́ ÔØ Ö 3⁄4μ̧ ÎÄËÁ1Ð ÝÓÙØ̧ Ò Û Ö Ö ÓÙØ Ò o ÜØ Ò× ÓÒ Ó Ñ Ô× Ä Ø ×Ù ×Ô Ó o Û Ø Ö Ñ Ô Ò ÜØ Ò ØÓ ́ o o̧ Û Ø Ö Ø Ö × Ñ Ô Û Ó× Ö ×ØÖ Ø ÓÒ ØÓ × μo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 720
ÔØ Ö ¿3⁄4 ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔ ÓÐÓ Ý 3⁄41⁄2 Ä Ø Ò Ó Ñ Ô× Ä Ø Ò Ô Ñ Ô×o Û Ø Ö Ø Ö × Ñ Ô ×Ù Ø ØÔ o ÔÔÐ Ø ÓÒ ÁÒÚ Ö× Ò Ñ Ø × ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ØÖ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò ÖÓ ÓØ × × 1⁄4 Ò Ë Ø ÓÒ o1⁄2o ¿3⁄4o3⁄4 ËÁÅ ÈÄÁ Á Ä ÇÅÈÄ Ë ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ö ÕÙ Ö × ¬Ò Ø Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó ØÓÔ ÓÐÓ Ð ×Ô ×o Ê ÔÖ × ÒØ Ò ×Ô Ý × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü ÓÖÖ ×ÔÓÒ × ØÓ Ø Ó Ù Ð Ò Ø ×Ô ÖÓÑ × ÑÔÐ ×o Ë ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü × Ñ Ý ÓÒ× Ö × ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ó Ø×̧ Û Ø ×ØÖ Ø ÓÖÛ Ö Ø ×ØÖ Ù ØÙÖ ÓÖ Ø Ö Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒo Ë Ð×Ó Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o1⁄2o Ä ÇËË Ê ÓÑ ØÖ × ÑÔÐ Ü ÓÑ ØÖ 1× ÑÔÐ Ü × Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó × Ø Ó · 1⁄2 Ò Ô Ò ÒØÔ Ó Ò Ø× 1⁄4 ¡¡¡ Ò ×ÓÑ Ù Ð Ò ×Ô Ê ́×Ó μo × × ØÓ ×Ô Ò Ø × ÑÔÐ Ü o × ÑÔÐ Ü ×Ô ÒÒ Ý ×Ù × Ø 1⁄4 Ó × ÐÐ Ó o Ì × ÔÖ ÓÔ Ö 1⁄4 o Ì Ñ Ò× ÓÒ Ó Ø × 1⁄4 1⁄2o 1⁄41 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÐÐ Ú ÖØ Ü ̧ 1⁄21 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÐÐ Ò o Ì ÙÒ ÓÒ ̧ 1⁄4 ̧ Ó ÐÐ × Ó Ñ Ò× ÓÒ Ø ÑÓ× Ø × ÐÐ Ø 1× Ð ØÓÒ Ó o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö 1⁄4 × Ø × Ø Ó Ú ÖØ ×̧ Ò o Ò ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ Ó × Ò Ù Ý Ò ÓÖ Ö Ò Ó Ø× Ú ÖØ ×̧ ÒÓØ Ý 1⁄4 ¡¡¡ ̧ × ÓÐ ÐÓÛ× ÓÖ ÒÝ Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ Ó 1⁄4 ¡¡¡ ̧ Ø ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ ́1⁄4μ ¡¡¡ ́ μ × ÕÙ Ð ØÓ ́ 1⁄2μ × Ò́ μ 1⁄4 ¡¡¡ ̧ Û Ö × Ò́ μ ר Ò ÙÑ Ö Ó ØÖ Ò×Ô Ó× Ø ÓÒ× Ó ́×Ó ÒÝ × ÑÔÐ Ü × ØÛÓ ×Ø Ò Ø ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ× μo Á × ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ó ̧ Ó Ø Ò Ý ÓÑ ØØ Ò Ø Ú ÖØ Ü ̧ Ø Ò Ø Ò Ù ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ ÓÒ × ́ 1⁄2μ 1⁄4 ¡¡¡ ¡¡¡ ̧ Û Ö Ø Ø Ò Ø × ÓÑ ×× ÓÒ Ó o ÓÑ ØÖ × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü Ã ¬Ò Ø × Ø Ó × ÑÔÐ × Ò ×ÓÑ Ù Ð Ò ×Ô Ê Ñ ̧× Ù Ø Ø ́ μ × × ÑÔÐ Ü Ó Ã Ò × Ó ̧ Ø Ò × × ÑÔÐ Ü Ó Ã̧ Ò ́ μ Ò Ö × ÑÔÐ × Ó Ã̧Ø Ò × Ø Ö Ñ ÔØÝ ÓÖ ÓÑÑ ÓÒ Ó Ò o Ì Ñ Ò× ÓÒ Ó Ã × Ø Ñ Ü ÑÙÑ Ó Ø Ñ Ò× ÓÒ× Ó Ø× × ÑÔÐ ×o Ì ÙÒ ÖÐÝ Ò ×Ô Ó Ã̧ ÒÓØ Ý Ã ̧ × Ø ÙÒ ÓÒ Ó ÐÐ × ÑÔÐ × Ó Ã̧ Ò Ó Û Û Ø Ø ×Ù ×Ô ØÓÔ ÓÐÓ Ý Ó Ê Ñ o Ì 1× Ð ØÓÒ Ó Ã̧ ÒÓØ Ý Ã ̧ × Ø ÙÒ ÓÒ Ó ÐÐ × ÑÔÐ × Ó Ã Ó Ñ Ò× ÓÒ Ø Ñ Óר o ×Ù Ó ÑÔÐ Ü Ä Ó Ã × ×Ù × Ø Ó Ã Ø Ø × × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Üo ÓÑ Ò ØÓÖ Ð × ÑÔÐ Ð Ó ÑÔÐ Ü Ô Ö Ã ́Î ¦μ̧ Û Ö Î ÓÒØ Ò× ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ Ð Ñ ÒØ×̧ ÐÐ Ú ÖØ ×̧ Ò ¦ × ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ×Ù × Ø× Ó Î ̧ ÐÐ ́ ÓÑ Ò ØÓÖ Ðμ × ÑÔÐ ×̧ Û Ø Ø ÔÖÓÔ ÖØÝ Ø Ø Ò Ý ×Ù × Ø Ó × ÑÔÐ Ü × × ÑÔÐ Üo Ì Ñ Ò× ÓÒ Ó × ÑÔÐ Ü × ÓÒ Ð ×× Ø Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ × Ø ÓÒØ Ò×o Ì Ñ Ò× ÓÒ Ó Ã × Ø Ñ Ü ÑÙÑ Ó Ø Ñ Ò× ÓÒ× Ó Ø× × ÑÔÐ ×o ÓÑ ØÖ Ö Ð Þ Ø ÓÒ ÓÑ ØÖ × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü Ã Ò Ê Ñ × ÐÐ ÓÑ ØÖ Ö Ð Þ Ø ÓÒ ́ Ò Ê Ñ μ Ó Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü Ã ́ Î ¦μ Ø Ö × 1⁄2ß1⁄2 ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò Î Ã 1⁄4 ̧× Ù Ø Ø Î × × ÑÔÐ Ü Ó Ã « ́ μ ×Ô Ò× × ÑÔÐ Ü Ó Ão ÙÖØ ÖÑ ÓÖ Ã × ÐÐ Ø ×ØÖ Ø ÓÒ Ó Ão © 2004 by Chapman & Hall/CRC 721
3⁄43⁄4 o Î Ø Ö Ì Ö Ò ÙÐ Ø ÓÒ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó ØÓÔ ÓÐÓ Ð ×Ô × Ô Ö ́à μ̧ Û Ö Ã × ÓÑ ØÖ × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü Ò × ÓÑ ÓÑÓÖ Ô ×Ñ ÖÓÑ Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò ×Ô Ã ØÓ o ÖÝ ÒØÖ ×Ù Ú × ÓÒ Ì ÖÝ ÒØ Ö ́ ÒØ Ö Ó Ñ ××μ Ó ÓÑ ØÖ 1 × ÑÔÐ Ü Û Ø Ú ÖØ × 1⁄4 ¡¡¡ Ò Ê Ñ × Ø ÔÓ ÒØ 1⁄2 ́ ·1⁄2 μ È 1⁄4 o Ì ÖÝ ÒØÖ ×Ù Ú × ÓÒ Ó ÓÑ ØÖ × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü Ã × ¬Ò Ò Ù 1 Ø Ú ÐÝ ́ μ Ø ÖÝ ÒØÖ ×Ù Ú × ÓÒ Ó Ø 1⁄41× Ð ØÓÒ 1⁄4 × 1⁄4 Ø× Ð ́ μ × Ò Ñ Ò× ÓÒ Ð Ó Ã̧ 1⁄4̧ Ø Ò × ×Ù Ú ÒØÓ Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó × ÑÔÐ × ́ μ̧ ÓÖ ÐÐ × ÑÔÐ × Ò Ø ÖÝ ÒØÖ ×Ù Ú × ÓÒ Ó Ø ́ 1⁄2μ1 × Ð ØÓÒ Ó o À Ö ́ μ × Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ò Ø ÖÝ ÒØ Ö Ó o Á ÍÊ ¿3⁄4o3⁄4o 1⁄2 ÖÝ ÒØÖ ×Ù Ú × ÓÒo Ì ́¬Ö× Øμ ÖÝ ÒØÖ ×Ù Ú × ÓÒ Ó × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü Ã × Ø × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü ×́à μ Ó Ø Ò Ý ÖÝ ÒØÖ ×Ù Ú × ÓÒ Ó ÐÐ × ÑÔÐ Ü × Ó Ã × ÙÖ ¿3⁄4o3⁄4o 1⁄2o Ì Ø ÖÝ ÒØÖ ×Ù Ú × ÓÒ Ó Ã̧ 1⁄2̧ × ¬Ò Ò Ù Ø Ú ÐÝ × ×́× 1⁄2 ́à μμo × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü Ä × ÐÐ Ö ¬Ò Ñ ÒØ Ó Ã Ä × ́à μ̧ ÓÖ ×ÓÑ 1⁄4o Ë ÑÔÐ Ð Ñ Ô × ÑÔÐ Ð Ñ Ô ØÛ Ò × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü × Ã Ò Ä × ÙÒ Ø ÓÒ Ã Ä ×Ù Ø Ǿ μ × Ú ÖØ Ü Ó Ã Ø Ò ́ μ × ÚÖØ Ü Ó Ä ́ μ 1⁄4 ¡¡¡ Ö Ú ÖØ × Ó × ÑÔÐ Ü Ó Ã̧ Ø Ò Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó ́ 1⁄4 μ ¡¡¡ ́ μ × × ÑÔÐ Ü Ó Ä ́Û Ó× Ñ Ò× ÓÒ Ñ Ý Ð ×× Ø Ò μ Ò ́ μ × Ð Ò Ö ÓÒ × ÑÔÐ Ü Ü È 1⁄4 × ÔÓ ÒØ Ò × ÑÔÐ Ü Û Ø Ú ÖØ × 1⁄4 ¡¡¡ ̧Ø Ò ́Üμ È 1⁄4 ́ μo Ë ÑÔÐ Ð ÕÙ Ú Ð Ò ÌÛÓ × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü × Ã Ò Ä Ö × ÑÔÐ ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ « Ø Ö Ö × ÑÔÐ Ð Ñ Ô× Ã Ä Ò Ä Ã ×Ù Ø Ø × Ø ÒØ ØÝÓ Ò Ã Ò × Ø ÒØ ØÝÓ Ò Ä o È Û × Ð Ò Ö ́ ÈÄ μ1 ÕÙ Ú Ð Ò ÌÛÓ × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü × Ã Ò Ä Ö ÐÐ Ô Û × Ð Ò ÖÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ ́È Ä1 ÕÙ Ú Ð ÒØ̧ ÓÖ × ÓÖ Øμ Ø Ö × Ö ¬Ò 1 Ñ ÒØ à 1⁄4 Ó Ã Ò Ä 1⁄4 Ó Ä ×Ù Ø ØÃ 1⁄4 Ò Ä 1⁄4 Ö × ÑÔÐ ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØo ÇÖ ÒØ Ø ÓÒ Ó × ÑÔÐ Ð Ñ Ò ÓÐ Ò ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ Ó × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü Ã̧ Û Ó× ÙÒ ÖÐÝ Ò ×Ô × 1Ñ Ò ÓÐ ̧ × Ó Ó ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ ÓÖ × ÑÔÐ Ü Ó Ã̧× Ù Ø Ø̧ × ́ 1⁄2μ1 Ó ØÛÓ ×Ø Ò Ø 1× ÑÔÐ × 1⁄2 Ò 3⁄4 ̧ Ø Ò Ø ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ ÓÒ Ò Ù Ý 1⁄2 × Ø ÓÔÔ Ó× Ø Ó Ø ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ Ò Ù Ý 3⁄4 o Ì Ñ Ò ÓÐ × ÐÐ ÓÖ ÒØ Ð Ø × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ø Ø × Ò ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ̧ ÓØ ÖÛ × Ø × ÒÓ ÒÓÖ ÒØ Ð o ÙÐ Ö Ö Ø Ö ×Ø ́ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ¬Ò Ø ÓÒ o Ë Ø ÓÒ ¿3⁄4o μ Ì ÙÐ Ö Ö Ø Ö ×Ø Ó × ÑÔÐ Ð 1 ÓÑÔÐ Ü Ã̧ ÒÓØ Ý ́à μ̧ × Ø ÒÙÑ Ö È 1⁄4 ́ 1⁄2μ « ̧ Û Ö « × Ø ÒÙÑ Ö Ó 1× ÑÔÐ × Ó Ão © 2004 by Chapman & Hall/CRC 722
ÔØ Ö ¿3⁄4 ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔ ÓÐÓ Ý 3⁄4¿ ÈÓÐÝ ÓÒ Ð × Ñ ÓÖ ×ÙÖ Ä Ø Å ́ 1⁄2 1⁄2 ¡¡¡ μ Ö ÙÐ Ö 1 ÓÒ̧ Û Ó× ×Ù ×× Ú × Ö Ð Ð 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 ¡¡¡ o Ü × Ö Ø ÓÙÒØ Ö ÐÓ Û × ̧ Ü ÐÓ Û × o Ì ×Ô Ó Ø Ò Ý ÒØ Ý Ò × Ü Ò Ü̧ × Ò Ø Ý Ø Ö Ö Ø ÓÒ̧ × ÐÓ× ÓÖ ÒØ ×ÙÖ ̧ ÒÓØ Ý Å × ̧ o o̧ ËØ ¿̧ ÔØ Ö 1⁄2o o Ì × ×ÙÖ ̧ ÐÐ Ø ÓÖ ÒØ Ð ×ÙÖ Ó ÒÙ× ̧ × ÓÑ ÓÑÓÖ Ô ØÓ 3⁄41×Ô Ö Û Ø Ò Ð ×o Ä Ø Æ ́ 1⁄2 ¡¡¡ μ Ø Ö ÙÐ Ö 3⁄4 1 ÓÒ Û Ó× ×Ù ×× Ú × Ö Ð Ð 1⁄2 1⁄2 ¡¡¡ o Á ÒØ Ý Ò × Ò Ô Ö×̧ × Ò Ø Ý Ø Ö ÓÖ ÒØ Ð 1 Ð×̧ Ý Ð × ÐÓ× ÒÓÒÓÖ ÒØ Ð ×ÙÖ ̧ ÒÓØ Ý Æ o Ì × ×ÙÖ ̧ ÐÐ Ø ÒÓÒÓÖ ÒØ Ð ×ÙÖ Ó ÒÙ× ̧ × ÓÑ ÓÑ ÓÖÔ ØÓ 3⁄41× Ô Ö Û Ø ÖÓ××1 Ô×o Ì Ð Ð Ô ÓÐÝ ÓÒ Å ́Æ μ × ÐÐ Ø Ô ÓÐÝ ÓÒ Ð × Ñ Ó Å ́Æ μo Å 1⁄2 × Ø ØÓÖÙ×̧ Æ 1⁄2 × Ø ÔÖ Ó Ø Ú ÔÐ Ò ̧ Æ 3⁄4 × Ø ÃÐ Ò ÓØØÐ o Å Ò Ñ Ð ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó ×ÙÖ × ÐÐ Ñ Ò Ñ Ð Ø × ÒÓ ÓÒØÖ Ø Ð × ́ o o̧ ÓÒØÖ Ø Ò Ò Ý Ð × ×Ù Ú × ÓÒ Ø Ø × ÒÓØ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒμo ÅÈÄ Ë 1⁄2o Ö Ô × 1⁄21 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Üo Ì ÓÑÔÐ Ø Ö Ô Û Ø Ò Ú ÖØ × × Ø 1⁄21× Ð ØÓÒ Ó Ò ́Ò 1⁄2μ1× ÑÔÐ Ü Ã Ò 1⁄2 Ò 1⁄2 o 3⁄4o Ú ÖÝ ÓÒÒ Ø ̧ ÓÑÔ Ø 1⁄21Ñ Ò ÓÐ × ØÓÔ ÓÐÓ ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØØ ÓË 1⁄2 ÓÖ Á o ¿o Ì Ð ÙÒ Ý ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó × Ø Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ Ò Ê × × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Üo ËÁ ÈÊÇÈ ÊÌÁ Ë 1⁄2o Ú ÖÝ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Ò ÓÖ ÒØ Ð Ñ Ò ÓÐ × Ò ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ ́ o o̧ Ø ¬Ò Ø ÓÒ Ó ÓÖ ÒØ Ð ØÝ Ó × ÒÓØ Ô Ò ÓÒ Ø Ô ÖØ ÙÐ Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒμo 3⁄4o Ì ÙÐ Ö Ö Ø Ö ×Ø × ÓÑ ÓØÓÔÝ ́ Ò Ò ØÓÔ ÓÐÓ Ðμ ÒÚ Ö ÒØ ́ o Ë Ø ÓÒ ¿3⁄4o μo ¿o × ÑÔÐ Ð 3⁄41 ÓÑÔÐ Ü × ́ØÓÔ ÓÐ Ó ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓμ ÐÓ× ×ÙÖ « Ú ÖÝ × Ò ÒØ Û Ø ØÛÓ ×̧ Ò Ø × ÖÓÙÒ Ú ÖØ Ü Ò ÓÖ Ö × 1⁄4 ¡¡¡ 1⁄2 ×Ó Ø Ø Ø Ö × Ü ØÐÝ ÓÒ Ò ÒØ Û Ø ÓØ Ò ·1⁄2 ́ Ò × ÑÓ ÙÐÓ μo o Ò ÓÖ ÒØ ÐÓ× ×ÙÖ × ØÓÔÓÐÓ ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ Ë 3⁄4 ́ μ 3⁄4 ̧ ÓÖ ØÓ Å ́ μ 3⁄4̧ Û Ö × ÙÒ ÕÙ ÐÝ Ø ÖÑ Ò Ý ́ μ 3⁄4 3⁄4 o ÒÓÒÓÖ ÒØ Ð ÐÓ× ×ÙÖ × ØÓÔ ÓÐÓ ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØØ ÓÆ ̧ Û Ø ́ μ 3⁄4 o Ì ÒÙÑ Ö × ÐÐ Ø ÒÙ× Ó Ø ×ÙÖ o o Ú ÖÝ ×ÙÖ × ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ Ñ Ò Ñ Ð ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ×o ́Ì × ÒÙÑ Ö × 1⁄2 ÓÖ Ë 3⁄4 ̧ 3⁄4 ÓÖ Ø ÔÖÓ Ø Ú ÔÐ Ò ̧ Ò 3⁄43⁄4 ÓÖ Ø ØÓÖ Ù× o Ë Ø ÓÒ 3⁄41⁄2o 3⁄4oμ o × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü × ¿1Ñ Ò ÓÐ Û Ø ÓÙØ ÓÙÒ ÖÝ « Ú ÖÝ 3⁄41× ÑÔÐ Ü × Ò ÒØ Û Ø Ü ØÐÝ ØÛÓ ¿1× ÑÔÐ × Ò ́Åμ 1⁄4 o Ë ÓÑ 1⁄2̧ Ôo 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 723
3⁄4 o Î Ø Ö o Ú ÖÝ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð × ÑÔÐ Ð 1 ÓÑ ÔÐ Ü × ÓÑ ØÖ Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ò Ê 3⁄4 ·1⁄2 o o ÌÛÓ ÓÑ ØÖ Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ã 1⁄2 Ò Ã 3⁄4 Ó ÓÑ Ò ØÓÖ Ð × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü Ã Ö × ÑÔÐ ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ ́Ø Ö ÓÖ Ø ØÓÔÓÐÓ Ý Ó Ã Ó × ÒÓØ Ô Ò ÓÒ Ø Ù Ð Ò ×Ô Ò Û Ã × ÓÑ ØÖ ÐÐÝ Ö Ð Þ μo o × ÑÔÐ Ð Ñ Ô Ã Ä × ÓÒØ ÒÙÓÙ× o À Ò ÓØ × ÑÔÐ Ð ÕÙ Ú 1 Ð Ò Ò ÈÄ1 ÕÙ Ú Ð Ò Ñ ÔÐÝ ØÓÔ ÓÐÓ Ð ÕÙ Ú Ð Ò o 1⁄21⁄4o À ÙÔ ØÚ ÖÑÙØÙÒ ÌÛÓ × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü × Ö ÈÄ1 ÕÙ Ú Ð ÒØ « Ø Ö ÙÒ1 ÖÐÝ Ò ×Ô × Ö ØÓÔ ÓÐÓ ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØo Ì À ÙÔØÚ ÖÑÙØÙÒ × ØÖÙ Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò ×Ô × Ö Ñ Ò ÓÐ × Ó Ñ Ò× ÓÒ ¿̧ Ò ÓÔ Ò ÓÖ Ñ Ò ÓÐ × Ó Ñ Ò× ÓÒ Ü Ò ¿o ÁØ × Ð× ÓÖ Ò Ö Ð × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü ×̧ × Å Ð1 ÒÓÖ Å Ð 1⁄2 o ́Ê Ñ ×Ø Ö ØÓÖ × ÓÒ × ÈÄ1 ÒÚ Ö ÒØ̧ ÙØ ÒÓØ ØÓÔÓÐÓ Ð ÒÚ Ö ÒØ Æ 1⁄4̧ ÔÔo 1⁄2 ̧ ¿ 3⁄4 oμ Ä ÇÊÁÌ ÀÅȨ̈ Ì ËÌ ÊÍ ÌÍÊ Ȩ̈ Æ ÇÅÈÄ ÁÌ Ê ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó ×Ô × Ì Ð ÙÒ Ý ÓÑÔÐ Ü × ÓÑ ØÖ × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü Û ×̧ ÙÒ Ö ×ÓÑ ÓÒ Ø ÓÒ× ̧ ÓÑ ÓØÓÔ ÐÐÝ ́ÓÖ Ú Ò ØÓÔ ÓÐÓ Ð ÐÝμ ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ Ú Ò ×Ù ×Ô Ó ×ÓÑ Ù Ð Ò ×Ô Ê o Ë Ë o ÓÖ ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü × ØÓ ÓÑ ØÖ ÑÓ Ð Ò ̧ × o Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ó ×ÙÖ × Ì ÙÐ Ö Ö Ø Ö ×Ø Ò ÓÖ ÒØ Ð ØÝ Ó ØÖ Ò1 ÙÐ Ø ×ÙÖ Û Ø Ò × ÑÔÐ × Ò ÓØ ÓÑÔÙØ Ò Ç ́Òμ Ø Ñ o ÈÓÐ Ý ÓÒ Ð × Ñ ÓÖ ×ÙÖ Ó ÒÙ× 1⁄4 Ú Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó ÐÓ× ÓÖ ÒØ Ð ́ÒÓÒÓÖ ÒØ Ð μ ×ÙÖ Ó ÒÙ× 1⁄4 Û Ø Ò ØÖ Ò Ð ×̧ Ø Ö × × ÕÙ Ò Ó Ç ́Òμ Ð Ñ ÒØ ÖÝ ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ× ́ ÐÐ ÖÓ××1 Ô ÓÖ Ò Ð ÒÓÖ1 Ñ Ð Þ Ø Ó Ò×μ Ø Ø ØÙÖ Ò× Ø ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ ÒØÓ ÔÓÐÝ ÓÒ Ð × Ñ Ó Ø ÓÖÑ Å ́Æ μo Ì × × ÕÙ Ò Ó ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ× Ò ÓÑ ÔÙØ Ò ḈÒ ÐÓ Òμ Ø Ñ Î 1⁄4 o Å Ò Ñ Ð ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó ×ÙÖ ÓÖ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó ×ÙÖ Ó ÒÙ× Û Ø Ò ØÖ Ò Ð ×̧ × ÕÙ Ò Ó Ç ́Òμ Ó Ò ØÖ Ø ÓÒ× Ð Ò ØÓ Ñ Ò Ñ Ð ØÖ Ò1 ÙÐ Ø ÓÒ̧ Ò ÓÑ ÔÙØ Ò ḈÒ ÐÓ Òμ Ø Ñ Ë 1⁄2 o Ì Ö ÓÖ Ø Ð ×× ¬ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ ØÖ Ò ÙÐ Ø ×ÙÖ × Û Ø Ò1ØÖ Ò Ð × Ò ×ÓÐ Ú Ò Ç ́Òμ Ø Ñ × ÔÖ ÓÔ ÖØÝ ́ μ ÓÚ o Á×ÓÑ ÓÖÔ ×Ñ ́× ÑÔÐ Ð ÕÙ Ú Ð Ò μ Ì ÓÑ ÓÑÓÖÔ ×Ñ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ 3⁄41 ÓÑÔÐ Ü × × ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ Ø Ö Ô 1 ×ÓÑ ÓÖÔ ×Ñ ÔÖÓ Ð Ñ ÇÏÏ1⁄41⁄4 o ÁØ × ÙÒ1 ÒÓÛÒ Û Ø Ö Ø Ö Ô 1 ×ÓÑ ÓÖÔ ×Ñ ÔÖÓ Ð Ñ × ×ÓÐ Ú Ð Ò Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ø Ñ ́ Ò Ø × Þ Ó Ø Ö Ô ×μo Ë ÚÄ 1⁄4 o ÈÄ1 ÕÙ Ú Ð Ò Ò Û Ø Ö ØÛÓ Ö ØÖ ÖÝ × ÑÔÐ Ð 1Ñ Ò ÓÐ × Ö ÈÄ1 ÕÙ Ú Ð ÒØ × ÙÒ× ÓÐÚ Ð ÓÖ ËØ ¿̧ ÔØ Ö o ÇÈ Æ ÈÊÇ Ä ÅË 1⁄2o × Ò Ò Ð ÓÖ Ø Ñ Ø Ø Ø ÖÑ Ò × Û Ø Ö × ÑÔÐ Ð ¿1Ñ Ò ÓÐ × ØÓÔÓ1 ÐÓ ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ Ë ¿ o Ì × × Ö ÔÖÓ Ð Ñ × Îà ÓÖ Ô ÖØ Ð Ö ×ÙÐ Ø×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 724
ÔØ Ö ¿3⁄4 ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔ ÓÐÓ Ý 3⁄4 3⁄4o × Ò Ò Ð ÓÖ Ø Ñ Ø Ø ÓÑÔÙØ × ÐÐ Ñ Ò Ñ Ð ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× ÓÖ ×ÙÖ Ó ÒÙ× o ¿o Ø ÖÑ Ò Ø Ñ Ò Ñ Ð × Þ Ó ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ ÓÖ ØÖ Ò ÙÐ Ð 1Ñ Ò ÓÐ Ã ̧ Ë Ö o ¿3⁄4o¿ ÄÄ ÇÅ ÈÄ Ë ÐØ ÓÙ × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü × Ö ÓÒÚ Ò ÒØ Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ× Ó ØÓÔÓÐÓ Ð ×Ô × ÖÓÑ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÓ ÒØ Ó Ú Û̧ Ø Ý Ù×Ù ÐÐÝ Ú Ñ Ò Ý × ÑÔÐ ×o Á Ö ÔÖ × Ò1 Ø Ø ÓÒ Û Ø ×Ñ ÐÐ Ö ÒÙÑ Ö Ó ÐÐ× × × Ö Ð ̧ Ï1 ÓÑÔÐ Ü × × Ñ ÔÔÖÓÔÖ Ø o Ë Ð×Ó Ë Ø ÓÒ 1⁄2 o o Ä ÇËË Ê ØØ Ò ÐÐ× ØÓ ×Ô Ä Ø Ò ØÓÔÓÐÓ Ð ×Ô ×̧ ×Ù Ø Ø o Ï × ÝØ Ø × Ó Ø Ò Ý Ø Ø Ò ́¬Ò Ø μ ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó 1 ÐÐ× ØÓ Ò × Ø × Ó ÒØ ÙÒ ÓÒ Ó ¬Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó ÓÔ Ò 1 ÐÐ× 3⁄4 Á ̧ Û Ø Ø ÔÖ ÓÔ ÖØÝ Ø Ø̧ ÓÖ Ò Ø Ò Ü × Ø Á̧ Ø Ö × Ñ Ô ̧ ÐÐ Ø Ö Ø Ö ×Ø Ñ Ô Ó Ø ÐÐ ̧ ×Ù Ø Ø ́Ë 1⁄2 μ Ò Ø Ö ×ØÖ Ø ÓÒ × ÓÑ ÓÑ ÓÖÔ ×Ñ o ́ÆÓØ Ò ÒÓØ ÓÑ ÓÑÓÖ Ô ØÓ oμ ÐÐ Ó ÑÔÐ Ü ́ Ï ÓÑÔ Ð Üμ ́¬Ò Ø μ Ï1 ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ Ó ØÓÔÓÐÓ Ð ×Ô × ¬Ò Ø × ÕÙ Ò 1⁄2 1⁄4 1⁄2 ¡ ¡ ¡ ́¿3⁄4o¿o 1⁄2μ ×Ù Ø Ø ́ μ 1⁄4 × ¬Ò Ø × Ø Ó ÔÓ ÒØ× ̧ ÐÐ Ø 1⁄41 ÐÐ× Ó ́ μ ÓÖ 1⁄4̧ × Ó Ø Ò ÖÓÑ 1⁄2 Ý ØØ Ò ¬Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó 1 ÐÐ× ØÓ 1⁄2 o Ì ÓÒÒ Ø ÓÑÔÓÒ ÒØ× Ó Ò 1⁄2 Ö ÐÐ Ø 1 ÐÐ× Ó o Ì ×Ô × ÐÐ ́¬Ò Ø μ Ï1 ÓÑÔÐ Üo Ì Ñ Ò× ÓÒ Ó × Ø Ñ Ü Ñ Ð Ñ Ò× ÓÒ Ó Ø ÐÐ× Ó o ¬Ò Ø Ï1 ÓÑÔÐ Ü × ÐÐ Ö ÙÐ Ö Ø Ö Ø Ö ×Ø Ñ Ô Ó ÐÐ × ÓÑ ÓÑÓÖ Ô ×Ño ́ Ï ×Ø Ò × ÓÖ ÐÓ× ÙÖ 1¬Ò Ø Û Ø Ø Ï ØÓÔ ÓÐÓ Ý o μ ÅÈÄ Ë Æ Ä Å ÆÌ Ê ÈÊÇÈ ÊÌÁ Ë 1⁄2o Ì 1×Ô Ö ́ 1⁄4μ × Ï1 ÓÑÔÐ Ü̧ Ó Ø Ò Ý Ø Ø Ò 1 ÐÐ ØÓ ÔÓ ÒØ Ô ́×Ó Ô ̧ ÓÖ 1⁄4 ̧ Ò Ë μo Ì × Ï1 ÓÑ ÔÐ Ü × ÒÓØ Ö ÙÐ Ö Ø Ö Ø Ö ×Ø Ñ Ô Ó Ø 1 ÐÐ Ñ Ô× Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó ØÓ × Ò Ð ÔÓ ÒØo 3⁄4o Ì ÓÖ ÒØ Ð ×ÙÖ Å Ó ÒÙ× 1⁄2 × Ï1 ÓÑÔÐ Ü Û Ø ÓÒ 1⁄41 ÐÐ̧ 3⁄4 1⁄21 ÐÐ×̧ Ò ÓÒ 3⁄41 ÐÐo Ä Ø Ø 1⁄21 ÐÐ× 1⁄2 1⁄2 ¡¡¡ ̧ Ò ÓÛ Û Ø Ò ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ ́ Ö Ø ÓÒμo Ì Ö Ø Ö ×Ø Ñ Ô Ó Ø 3⁄41 ÐÐ × ÙÒ ÕÙ ÐÝ Ø ÖÑ Ò Ý ØØ Ò Ø Ð Ð 1 ÓÒ Å ́ 1⁄2 1⁄2 ¡¡¡ μ ́ o Ë 1 Ø ÓÒ ¿3⁄4o3⁄4μ ØÓ Ø 1⁄21× Ð ØÓÒ Ý Ñ ÔÔ Ò Ò ØÓ Ø 1⁄21 ÐÐ Û Ø Ø × Ñ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 725
3⁄4 o Î Ø Ö Ð Ð̧ ×Ó Ø Ø Ø Ö Ø ÓÒ× Ó Ø Ò Ø 1⁄21 ÐÐ ÓÖÖ ×Ô ÓÒ o Ë Î 1⁄4 o Ì 3⁄4 1⁄21 ÐÐ× Ö ÙÖÚ × ÓÒ Ø ×ÙÖ ̧ × Ó ÒØ Ü ÔØ Ø Ø Ö ÓÑÑ ÓÒ Ò 1 ÔÓ ÒØ ́Û × Ø 1⁄41 Ð Ðμo Ì × ÙÖÚ × Ö ÐÐ ÒÓÒ Ð Ò Ö ØÓÖ× Ó Ø ×ÙÖ ́× Ë Ø ÓÒ ¿3⁄4o ÓÖ Ùר ¬ Ø ÓÒ Ó Ø × ÒÓÑ Ò Ð ØÙÖ μo Ì ØÓØ Ð ÒÙÑ Ö Ó ÐÐ× × 3⁄4 ·3⁄4 ̧ Û Ö × Ø ØÓØ Ð ÒÙÑ Ö Ó × ÑÔÐ × Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ × Ø Ð ×Ø 1⁄21⁄4 1⁄21⁄4 · ¢́ Ô μ ÂÊ 1⁄4 o ¿o Ì ÒÓ ÒÓÖ ÒØ Ð ×ÙÖ Æ Ó ÒÙ× 1⁄2 × Ï1 ÓÑÔÐ Ü̧ Û Ø ÓÒ 1⁄41 ÐÐ̧ 1⁄21 ÐÐ×̧ Ò ÓÒ 3⁄41 ÐÐo Ì Ö Ø Ö ×Ø Ñ Ô Ó Ø 3⁄41 ÐÐ × Ó Ø Ò ÖÓÑ Ø ÔÓÐÝ ÓÒ Ð × Ñ Ö ÔÖ × ÒØ ÝØ 3⁄4 1 ÓÒ Æ ́ 1⁄2 ¡¡¡ μo o ÓÑ ØÖ × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü × Ö ÙÐ Ö Ï1 ÓÑ ÔÐ Üo o Ì Ù Ð Ñ Ô Ó ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó ×ÙÖ × Ö ÙÐ Ö Ï1 ÓÑÔÐ Ü̧ ÙØ ÒÓØ × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Üo o Ü ÑÔÐ × Ó Ï1 ÓÑÔÐ Ü × Ö × Ò Ò ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ Ö ÖÖ Ò 1 Ñ ÒØ× Ó ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ò Ê ́ Ø Ö Ø ÓÒ Ó ÔÓ ÒØ Ø Ò¬Ò ØÝμ̧ Ø Ú × Ð ØÝ ÓÑÔÐ Ü ÈÎ ¿ ̧ Ø Ö ×Ô Ó ÔÓÐÝ ÓÒ Ð ÖÓ ÓØ ÑÓÚ Ò Ñ Ô ÓÐÝ ÓÒ Ð Ó ×Ø Ð × ́× ËË ¿ Ò ÔØ Ö Ó Ø × À Ò ÓÓ μ̧ Ò Ø Þ ÖÓ1× Ø Ó Ò Ö Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ¬Ò ÓÒ Ë Ê ·1⁄2 o Ä ÇÊÁÌ ÀÅË Æ Ì ËÌ ÊÍ ÌÍÊ Ë Ê ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ø × ØÖÙ ØÙÖ ÓÖ Ø Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ò Ñ Ò ÔÙÐ Ø ÓÒ Ó ¬Ò Ø ̧ 1Ñ Ò ÓÐ Ï1 ÓÑÔÐ Ü × × Ö Ò Ö ¿ o Ï1 ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ Ó ×ÙÖ × ÖÓÑ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× ÓÖ ØÖ Ò ÙÐ Ø ×ÙÖ 1 Ó ÒÙ× ̧ Û Ø ØÓØ Ð Ó Ò × ÑÔÐ ×̧ × Ø Ó ÒÓÒ Ð Ò Ö ØÓÖ × ́ o ÔÖÓÔ ÖØÝ ́3⁄4μμ Ò ÓÑ ÔÙØ Ò Ḉ Òμ Ø Ñ ̧ Û × ÓÔØ Ñ Ð Ò Ø ÛÓÖ ×Ø × Î 1⁄4 o ÌÛÓ Ð ÓÖ Ø Ñ× Ú Ò Ø × Ø Ñ ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ú Ò ÑÔÐ Ñ ÒØ × ÄÈÎÎ1⁄41⁄2 o Ó Ø ÓÖ 3⁄4 ÒÓÒ Ð Ò Ö ØÓÖ × × Ö ÔÖ × ÒØ Ý Ô ÓÐÝ ÓÒ Ð ÙÖÚ Û Ó× Ú ÖØ × Ö ÓÒ Ø 1⁄21× Ð ØÓÒ̧ Û Ð Ø× ÓØ Ö ÔÓ ÒØ× Ö Ò Ø ÒØ Ö ÓÖ Ó 3⁄41× ÑÔÐ Üo ÁÒ ×ÓÑ × × Ø ØÓØ Ð ÒÙÑ Ö Ó × Ó × Ò Ð Ò Ö ØÓÖ × Ç ́Òμo Ì × Ñ Ø Ó Ò Ù× ØÓ ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÚ Ö Ò ×ÙÖ × Ó Ñ × Ø× Ò Ø Ñ Ḉ ÒÑμ Ø Ñ Ò ×Ô × Ð×Ó Ë Ø ÓÒ ¿3⁄4o o Ï1 ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ Ò ÑÓØ ÓÒ ÔÐ ÒÒ Ò Ò Ö Ð Ñ Ø Ó ØÓ ×ÓÐÚ ÑÓØ ÓÒ ÔÐ ÒÒ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× × Ø ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ Ó ÐÐ ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ ́ ÕÙ Ø ÓÒ ¿3⁄4o¿o 1⁄2μÓ Ø Ö ×Ô Ó Ø ÖÓ ÓØ̧ ØÓ Ø Ö Û Ø Ö ØÖ Ø ÓÒ Ö Ó ÓÒØÓ Ð ÓÛ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ð ØÓÒ̧ ×Ù Ø Ø Ø Ö × ÑÓØ ÓÒ ÖÓÑ Ò Ø Ð ÔÓ× Ø ÓÒ Ü 1⁄4 3⁄4 ØÓ ¬Ò Ð ÔÓ× Ø ÓÒ Ü 1⁄2 3⁄4 « Ø Ö × ÑÓØ ÓÒ ÖÓÑ Ö́Ü 1⁄4 μ ØÓ Ö́Ü 1⁄2 μo Ì × Ñ Ý Ö Ö × Ö Ù Ø ÓÒ Ó Ø Ö × Ó Ö ÓÑ Ó Ø ÖÓ ÓØo Ù× Ò Ò Ö Ð Ø ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó Ø ÑÓØ ÓÒ ÔÐ ÒÒ Ò ÔÖÓ Ð Ñ × ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ö × Ó Ö ÓŅ̃ Ø × ÔÔÖÓ × ÑÔÐ ¬ × Ø ÔÖÓ Ð Ño ÓÖ ÑÓÖ Ø Ð× ÓÒ Ø ÐÐ ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ Ñ Ø Ó Ò ÑÓØ ÓÒ ÔÐ ÒÒ Ò ̧ × Ë Ø ÓÒ o1⁄2o ¿3⁄4o Ä Ê Á Ì ÇÈÇÄÇ ÁÒ Ð Ö ØÓÔÓÐÓ Ý ÓÒ ××Ó Ø × ÓÑ ÓØÓÔÝ1 ÒÚ Ö ÒØ ÖÓÙÔ× ́ ÓÑÓÐ Ó Ý Ò ÓÑ ÓØÓÔÝ Ö ÓÙÔ×μ ØÓ ×Ô ̧ Ò ÓÑÓØÓÔÝ 1 ÒÚ Ö ÒØ ÓÑ ÓÑÓÖ Ô ×Ñ× ØÓ Ñ Ô× © 2004 by Chapman & Hall/CRC 726
ÔØ Ö ¿3⁄4 ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔ ÓÐÓ Ý 3⁄4 ØÛ Ò ×Ô ×o ÁÒ Ô ×× Ò ÖÓÑ ØÓÔÓÐÓ Ý ØÓ Ð Ö ÓÒ Ñ Ý ÐÓ× Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ × Ò ØÓÔ ÓÐÓ ÐÐÝ ×Ø Ò Ø ×Ô × Ñ Ý Ú Ö × ØÓ ÒØ Ð Ð Ö ÒÚ Ö ÒØ×o ÀÓÛ Ú Ö̧ ÓÒ Ò× ÓÒ Ø Ð ÓÖ Ø Ñ × ̧ × Ò Ø Ð Ö ÓÙÒØ ÖÔ ÖØ Ó Ò ÒØÖ Ø Ð ØÓÔ ÓÐÓ Ð ÔÖÓ Ð Ñ Ñ Ý ØÖ Ø Ð o ¿3⁄4o o1⁄2 ËÁÅÈÄ Á Á Ä ÀÇÅ ÇÄÇ ÊÇÍÈË À רÓÖ ÐÐÝ ×Ô Ò ̧ × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÓÐÓ Ý Ö ÓÙÔ× Û Ö ÑÓÒ Ø ¬Öר ÒÚ Ö ÒØ× ××Ó Ø Û Ø ØÓÔ ÓÐÓ Ð ×Ô ×o Ì Ý Ö ÓÒ ÔØÙ ÐÐÝ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ ÐÐÝ Ô1 Ô Ð Ò o ÅÓ ÖÒ Ð Ö ØÓÔ ÓÐÓ Ý Ù×Ù ÐÐÝ Ð× Û Ø × Ò ÙÐ Ö Ò Ð ÐÙÐ Ö ÓÑÓÐ 1 Ó Ý Ö ÓÙÔ×̧ Û Ö ÑÓÖ ÓÒÚ Ò ÒØ ÖÓÑ Ñ Ø Ñ Ø Ð ÔÓ ÒØÓ Ú Û o Ä ÇËË Ê ÇÖ Ö × ÑÔÐ Ü Ä Ø Ø Ú ÖØ × Ó × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü Ã ÓÖ Ö Ú 1⁄4 ¡¡¡ Ú Ñ o 1× ÑÔÐ Ü Ó Ã Û Ø Ú ÖØ × Ú 1⁄4 ¡¡¡ Ú ̧ 1⁄4 ¡¡¡ × Ö ÔÖ × ÒØ Ý Ø ×ÝÑ ÓÐ Ú 1⁄4 ¡¡¡ Ú ̧ Ò ÐÐ Ò ÓÖ Ö × ÑÔÐ Üo Ë ÑÔÐ Ð Ò Á × Ò Ð Ò Ö ÓÙÔ̧ Ø Ò Ò ́ÓÖ Ö μ × ÑÔÐ Ð 1 Ò × ÓÖÑ Ð ×ÙÑ Ó Ø ÓÖÑ È ̧ Û Ø 3⁄4 Ò Ø ×ÝÑ ÓÐ Ó 1 × ÑÔÐ Ü Ò Ão Ï Ø Ø Ó Ú ÓÙ× ¬Ò Ø ÓÒ ÓÖ Ø ÓÒ̧ Ø × Ø Ó ÐÐ ́ÓÖ Ö μ × ÑÔÐ Ð 1 Ò× ÓÖÑ × ́ Ö μ Ð Ò Ö ÓÙÔ ́à μ̧ ÐÐ Ø ÖÓÙÔ Ó ́ÓÖ Ö μ × ÑÔÐ Ð 1 Ò× Ó Ão Á ̧ Ø ÖÓÙÔ Ó ÒØ Ö×̧ Ò Ð Ñ ÒØ Ó ́à μ × ÐÐ Ò ÒØ Ö Ð 1 Òo ÓÙÒ ÖÝ ÓÔ Ö ØÓÖ Ì ÓÙÒ ÖÝ ÓÔ Ö ØÓÖ ́à μ 1⁄2 ́à μ × ¬Ò × Ó ÐÐ ÓÛ×o ÓÖ × Ò Ð ́ÓÖ Ö μ 1× ÑÔÐ Ü Ú 1⁄4 ¡¡¡ Ú ̧ Ð Ø È 1⁄4 ́ 1⁄2μ Ú 1⁄4 ¡¡¡ Ú ¡¡¡ Ú ̧ Ò Ø Ò Ð Ø ÜØ Ò Ð Ò ÖÐÝ ̧ Ú Þo̧ ́ È μ È o Ì ÓÙÒ ÖÝ ÓÔ Ö ØÓÖ × ÓÑÓÑ ÓÖÔ ×Ñ Ó ÖÓÙÔ× o ÁØ × Ø ×¬ × ·1⁄2 1⁄4 o Ë ÑÔÐ Ð 1 Ý Ð × ́à μ Ö × ÐÐ Ø ÖÓÙÔ Ó ́ÓÖ Ö μ × ÑÔÐ 1 Ð 1 Ý Ð ×o Ë ÑÔÐ Ð 1 ÓÙÒ Ö × ́à μ Ñ ·1⁄2 × ÐÐ Ø ÖÓÙÔ Ó ́ÓÖ Ö μ × ÑÔÐ Ð 1 ÓÙÒ Ö ×o Ë Ò Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó ÓÙÒ ÖÝ × 1⁄4̧ × ×Ù ÖÓÙÔ Ó ́à μo Ë ÑÔÐ Ð ÓÑÓÐÓ Ý ÖÓÙÔ× Ì Ö ÓÙÔ À ́à μ ́à μ ́à μ × Ø Ø ́× ÑÔÐ Ðμ ÓÑÓÐ Ó Ý Ö ÓÙÔ Ó Ão Ì × × ÔÙÖ ÐÝ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ó Ø̧ × Ò Ò Ø Ø × ¬Ò ÓÖ ×ØÖ Ø × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü ×o Á ̧ Ø × ÖÓÙÔ× Ö ÐÐ ÒØ Ö Ð ÓÑÓ ÐÓ Ý ÖÓÙÔ ×̧ Ù×Ù ÐÐÝ ÒÓØ Ý À ́à μo Á × ¬ Ð ́×Ù ×Ê μ̧ Ø Ò À ́à μ × Ú ØÓÖ ×Ô o ÀÓÑÓÐÓ Ý Ö Ó ÙÔ× Ó ØÖ Ò ÙÐ Ð ØÓÔÓÐÓ Ð ×Ô À ́ μ À ́à μ̧ Ã × × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü ØÖ Ò ÙÐ Ø Ò o Ì × ¬Ò Ø ÓÒ × Ò Ô Ò ÒØ Ó Ø ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ã Ã ̧ 1⁄2 3⁄4̧ Ö ØÛÓ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó ̧Ø Ò À ́à 1⁄2 μ À ́à 3⁄4 μo ØØ ÒÙÑ Ö× Ì Ø ØØ ÒÙÑ Ö ¬ ́Ãμ Ó × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü Ã × Ø Ñ Ò× ÓÒ Ó Ø Ö Ð Ú ØÓÖ ×Ô À ́à Êμo ́ ÓÖ Ò ÐØ ÖÒ Ø Ú ¬Ò Ø ÓÒ̧ × Ö ¿̧ ÔØ Ö ÁÎo 1⁄2 oμ ÙÐ Ö Ö Ø Ö ×Ø Ì ÙÐ Ö Ö Ø Ö ×Ø ́Ãμ Ó × ÑÔÐ Ð 1 ÓÑ ÔÐ Ü Ã × ¬Ò Ý ́Ãμ È 1⁄4 ́ 1⁄2μ ¬ ́à μo Ì × ¬Ò Ø ÓÒ × ÕÙ Ú Ð ÒØØ ÓØ ÓÒ Ó Ë Ø ÓÒ ¿3⁄4o3⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 727
3⁄4 o Î Ø Ö ÅÈÄ Ë 1⁄2o Ì Ò1×Ô Ö ́Ò 1⁄4μ À ́Ë Ò μ ̧ 1⁄4Ó ÖÒ̧ Ò 1⁄4 ÓØ ÖÛ × o 3⁄4o ÇÖ ÒØ Ð ×ÙÖ ÓÖ 1⁄4̧ À 1⁄4 ́Å μ À 3⁄4 ́Å μ ̧ À 1⁄2 ́Å μ ̈ 3⁄4 1⁄2 ̧ À ́Å μ 1⁄4 ÓÖ 3⁄4o Ì Ò Ê Û × Ø Ø ́Å μ 3⁄4 3⁄4 o ¿o ÆÓÒÓÖ ÒØ Ð ×ÙÖ ÓÖ 1⁄4̧ À 1⁄4 ́Æ μ ̧ À 1⁄2 ́Æ μ ̈ 1⁄2 1⁄2 ̈ 3⁄4 ̧ À ́Æ μ 1⁄4 ÓÖ 3⁄4o À 1⁄4 ́Æ Êμ Ȩ̂ À 1⁄2 ́Æ Êμ ̈ 1⁄2 1⁄2 Ȩ̂ À 3⁄4 ́Æ Êμ 1⁄4o À Ò ̧ ́Æ μ 3⁄4 o ËÁ ÈÊÇÈ ÊÌÁ Ë 1⁄2o ÀÓÑÓÐ Ó Ý × ÓÑÓØÓÔÝ Ò Ú Ö ÒØ 1⁄2 Ò 3⁄4 Ö ÓÑÓØÓÔÝ1 ÕÙ Ú Ð ÒØ̧ Ø Ò À ́ 1⁄2 μ À ́ 3⁄4 μ ÓÖ ÐÐ o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ ØØ ÒÙÑ Ö× Ò Ø ÙÐ Ö Ö Ø Ö ×Ø Ö ÓÑÓØÓÔÝ Ò Ú Ö ÒØ ×o 3⁄4o ÓÖ × ÑÔÐ Ð 1 ÓÑÔÐ Ü Ã À ́à μ 1⁄4 ÓÖ o ¿o Ä Ø « ́Ãμ Ø ÒÙÑ Ö Ó 1× ÑÔÐ × Ó × ÑÔÐ Ð 1 ÓÑ ÔÐ Ü Ão Ì Ò ́Ãμ È 1⁄4 ́ 1⁄2μ « ́à μo Ì × Ùר ¬ × Ø ¬Ò Ø ÓÒ Ó Ò Ë Ø ÓÒ ¿3⁄4o3⁄4o ÇÅÈÍ ÌÁÆ ÌÌÁ ÆÍÅ ÊË Æ ÀÇÅ ÇÄÇ ÊÇÍ ÈË Ë Ì Ð ¿3⁄4o o1⁄2 ÓÖ Ø Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó ÓÑÔÙØ Ò Ø ØØ ÒÙÑ Ö× Ó × Ú Ö Ð ÑÔÓÖØ ÒØØ ÝÔ × Ó ×Ô ×o Ì Ô Ô Ö Ð×Ó ÔÖ × ÒØ× Ñ Ø Ó Ó ÓÑÔÙØ Ò × × ÓÖ Ø ¬Ö ר Ò × ÓÒ ÓÑÓÐ Ó Ý Ö ÓÙÔ× Ó ÓÑÔÐ Ü Ò Ê ¿ Ó × Þ Ò̧ Ò Ø Ñ Ḉ Ò 3⁄4 μ̧ Û Ö Ø ÒØ Ö × Ò ÒÚ Ö ÒØ Ó Ø ÓÑÔÐ Ü̧ Û Ø Ò o ÓÙÒ × ÓÒ Ø ×ÙÑ Ó Ø ØØ ÒÙÑ Ö× Ó ÐÓ× × Ñ Ð Ö × Ø× Ö Ú Ò Ò × ̧ × Û ÐÐ × × Ò Ð 1 ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð1Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ÓÑ ÔÙØ Ò Ø ÙÐ Ö Ö Ø Ö ×Ø Ó Ö ØÖ ÖÝ ÐÓ× × Ñ Ð Ö × Ø×o Ì Ä ¿3⁄4o o1⁄2 ÓÑÔ Ð Ü ØÝ Ó ÓÑÔÙ Ø Ò ØØ ÒÙÑ Ö×o Ì È Ç ËÈ ÇÅÈ Ä ÁÌ Ë ÇÍÊ Ë ÑÔÐ Ð ×Ù ÓÑÔ Ð Ü Ó Ë ¿ Ó × Þ Ò ḈÒ«́Òμμ Ë ÑÔÐ Ð ÓÑÔ Ð Ü Ò Ê ¿ Ó × Þ Ò ḈÒμ ËÔ Ö× × ÑÔÐ Ð ÓÑÔ Ð Ü Ó × Þ Ò ḈÒ 3⁄4 μ ́ ÔÖÓ Ð ×Ø μ 1⁄2 Ë Ñ Ð Ö × Ø̧ ¬Ò Ý Ñ ÔÓÐÝ3× ́ μÓ ÒÊ Ò ̧ Ò ¬Ü ÔÓÐÝÒÓÑ Ð Ò Ņ̃ ËË ¿ ¿3⁄4o o3⁄4 ÀÇÅÇÌ ÇÈ ÊÇÍ ÈË ÀÓÑ ÓØÓÔÝ ÖÓÙÔ× Ù×Ù ÐÐÝ ÔÖ ÓÚ ÑÓÖ Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ Ø Ò ÓÑÓÐ Ó Ý Ö ÓÙÔ×̧ ÙØ Ö Ò Ö ÐÐÝ Ö Ö ØÓ ÓÑÔÙØ o Ì Ñ Ò Ó Ø × Ø ÙÒ Ñ ÒØ Ð ÖÓÙÔ̧ Û Ó× ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ö ÕÙ Ö × ×ÓÑ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ö ÓÙÔ Ø ÓÖÝ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 728
ÔØ Ö ¿3⁄4 ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔ ÓÐÓ Ý 3⁄4 Ä ÇËË Ê ÙÒ Ñ ÒØ Ð ÖÓ ÙÔ Ì ×Ô Ó Ü 1⁄4 1 × ÙÖÚ × ÓÒ × Ò ÓÛ Û Ø ÖÓÙÔ × ØÖÙ ØÙÖ Ý́ Ö Ó Ù ÔÑ ÙÐØ ÔÐ Ø ÓÒμ ́Ù 1⁄2 ¡ Ù 3⁄4 μ́Øμ Ù 1⁄2 ́3⁄4Øμ̧ 1⁄4 Ø 1⁄2 3⁄4 ̧ Ò Ù 3⁄4 ́3⁄4Ø 1⁄2μ 1⁄2 3⁄4 Ø 1⁄2̧ Ò ́ ÒÚ Ö× μ Ù 1⁄2 ́Øμ Ù́1⁄2 Øμo Ì × Ö ÓÙÔ × ØÖÙ ØÙÖ Ò ÜØ Ò ØÓ ÓÑÓ ØÓ ÔÝ Ð ×× × Ó Ü 1⁄4 1 × ÙÖÚ × Á Ù Ú Ö ÓÑÓØÓÔ ̧ Ø Ò Ù 1⁄2 Ò Ú 1⁄2 Ö ÓÑÓØÓÔ ̧ Ò Ù Ò Ú ̧ 1⁄2 3⁄4̧ Ö ÓÑÓØÓÔ ̧ Ø Ò Ù 1⁄2 ¡ Ù 3⁄4 Ò Ú 1⁄2 ¡ Ú 3⁄4 Ö ÓÑ ÓØÓÔ ́ ÓÑ ÓØÓÔ × Ö ×Ô Ø Ø × ÔÓ ÒØ Ü 1⁄4 μo Ì Ö ÓÙÔ Ó ÓÑÓØÓÔÝ Ð ×× × Ó ÐÓ× Ü 1⁄4 1 × ÙÖÚ × × ÐÐ Ø ÙÒ Ñ ÒØ Ð ÖÓÙÔ ́ÓÖ ̧ Ø ¬Öר Ó ÑÓØÓ ÔÝ ÖÓÙÔ μÓ ́ Ü 1⁄4 μ̧ Ò × ÒÓØ Ý 1⁄2 ́ Ü 1⁄4 μo Á × ÓÒÒ Ø ̧ Ø ¬Ò Ø ÓÒ × Ò Ô Ò ÒØÓ Ø × ÔÓ ÒØo Ì Ò Ø ÙÒ Ñ ÒØ Ð ÖÓÙÔ × ÒÓØ Ý 1⁄2 ́ μo ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ¬Ò Ø ÓÒ Ó Ø ÙÒ Ñ ÒØ Ð ÖÓÙ Ô Á × ÓÒÒ Ø ×Ô Û Ø ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ã Ò Ú ÖØ × 1⁄4 ¡¡¡ Ñ ̧ Ø Ò Ø ÙÒ Ñ ÒØ Ð ÖÓÙÔ × Ò Ö ØÓÖ × ̧ ÓÒ Ô Ö ÓÖ Ö 1⁄21× ÑÔÐ Ü ̧ Ò Ö Ð Ø ÓÒ× 1⁄2 1⁄2 ̧ ÓÒ ÓÖ ÓÖ Ö 3⁄41× ÑÔÐ Ü Å Ù 1⁄4̧ ÔØ Ö ¿ o Ë ËØ ¿ ÓÖ Ò ÒØÖ Ó Ù Ø ÓÒ ØÓ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÖÓÙÔ Ø ÓÖÝ o Ø ÓÑÓ ØÓÔ Ý Ö ÓÙÔ Ä Ø × 1⁄4 3⁄4 Ë ̧ ÓÖ 1⁄2o Ì ×Ô Ó ÓÑ ÓØÓÔÝ Ð ×× × Ó × ÔÓ ÒØ1ÔÖ × ÖÚ Ò Ñ Ô× ́Ë × 1⁄4 μ ́ Ü 1⁄4 μ Ò Ò ÓÛ Û Ø Ö Ó Ù Ô ×ØÖ Ù ØÙÖ o Ì Ö ÓÙÔ × ÐÐ Ø Ø ÓÑ ÓØÓÔÝ ÖÓÙÔ Ó ́ Ü 1⁄4 μ̧ Ò × ÒÓØ Ý ́ Ü 1⁄4 μo ÏÓÖ Ô Ö Ó Ð Ñ ÓÖ Ö ÓÙÔ Ú Ò ́¬Ò Ø ÐÝ Ò Ö Ø μ Ö ÓÙÔ Ò Ö Ø Ý 1⁄2 ́Ø ÐÔ Øμ̧ Ò ¬Ò Ø × Ø Ó Ö Ð Ø ÓÒ× Ó Ø ÓÖÑ Ñ 1⁄2 1⁄2 ¡¡¡ Ñ 1⁄2 ́Ö ÛÖ Ø ÖÙÐ ×μ Û Ø Ñ 3⁄4 ̧ Û Ø Ö Ú Ò ÛÓÖ Ó Ø ÓÖÑ Ò 1⁄2 1⁄2 ¡¡¡ Ò Ö ÔÖ × ÒØ× Ø ÙÒ Ø Ð Ñ ÒØ1⁄2 o ÓÚ Ö Ò ×Ô Ó Ò Ø ÒÙÓÙ× Ñ Ô Ô × ÓÚ Ö Ò Ñ Ô Ú ÖÝ ÔÓ ÒØ Ü 3⁄4 × ÓÒÒ Ø Ò ÓÖ ÓÓ Í ×Ù Ø Ø ÓÖ ÓÒÒ Ø ÓÑÔ ÓÒ ÒØ Î Ó Ô 1⁄2 ́Üμ Ø Ö ×ØÖ Ø ÓÒ Ó Ô ØÓ Î × ÓÑ ÓÑÓÖ Ô ×Ñ Î Ío × ÐÐ ÓÚ Ö Ò ×Ô Ó o Á Ø Ö Ò Ð ØÝ Ò Ó Ô 1⁄2 ́Íμ × ¬Ò Ø ̧ × ÐÐ Ò Ò1× Ø ÓÚ Ö Ó o Ì × ÒÙÑ Ö × Ø × Ñ ÓÖ ÐÐ Ü 3⁄4 o ÍÒ Ú Ö× Ð ÓÚ Ö Ò ×Ô ÓÒÒ Ø ÓÚ Ö Ò ×Ô Ó × ÐÐ ÙÒ 1 Ú Ö× Ð 1⁄2 ́ μ 1⁄4 o ÅÈÄ Ë 1⁄2o Ì Ò1×Ô Ö ́Ò 1⁄4μ 1⁄2 ́Ë Ò × 1⁄4 μ Ò 1⁄2̧ Ò 1⁄4 ÓØ ÖÛ × o 3⁄4o ÇÖ ÒØ Ð ×ÙÖ Ó ÒÙ× 1⁄2 1⁄2 ́Å μ × Ò Ö Ø Ý 3⁄4 Ò Ö ØÓÖ× 1⁄2 1⁄2 ¡¡¡ ̧ Û Ø Ø × Ò Ð Ö Ð Ø ÓÒ 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 ¡¡¡ 1⁄2 1⁄2 1⁄2 o ¿o ÆÓÒÓÖ ÒØ Ð ×ÙÖ Ó ÒÙ× 1⁄2 1⁄2 ́Æ μ × Ò Ö Ø Ý Ò Ö ØÓÖ× 1⁄2 ¡¡¡ ̧ Û Ø Ø × Ò Ð Ö Ð Ø ÓÒ 1⁄2 1⁄2 ¡¡¡ 1⁄2 o o ÍÒ Ú Ö× Ð ÓÚ Ö Ò ×Ô Ì ÙÒ Ú Ö× Ð ÓÚ Ö Ò ×Ô Ó Ë 1⁄2 × Ȩ̂ Û Ø ÓÚ1 Ö Ò Ñ Ô Ô Ê Ë 1⁄2 ¬Ò Ý ỐØμ ́Ó × Ø × Ò Øμo Ì ÙÒ Ú Ö× Ð ÓÚ Ö Ò ×Ô Ó Ø ÔÖÓ Ø Ú Ô Ð Ò È × Ë 3⁄4 ̧ Ø ÓÚ Ö Ò Ñ Ô Ò ÒØ ÔÓ Ð Ò1 Ø ¬ Ø ÓÒo Ì ÔÐ Ò × Ø ÙÒ Ú Ö× Ð ÓÚ Ö Ò ×Ô Ó Å Ò Æ ̧ 1⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 729
¿1⁄4 o Î Ø Ö ËÁ ÈÊÇÈ ÊÌÁ Ë 1⁄2o Ì ÓÑ ÓØÓÔÝ ÖÓÙÔ× Ö ÓÑ ÓØÓÔÝ Ò Ú Ö ÒØ×o 3⁄4o Ì ¬Öר ÒØ Ö Ð ÓÑ ÓÐÓ Ý Ö ÓÙÔ × Ø Ð Ò Þ ÙÒ Ñ ÒØ Ð Ö ÓÙÔo ¿o Ì ÙÒ Ñ ÒØ Ð ÖÓÙÔ Ó × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü × Ø ÙÒ Ñ ÒØ Ð ÖÓÙÔ Ó Ø× 3⁄41× Ð ØÓÒo o ÓÖ Ú ÖÝ ¬Ò Ø ÐÝ Ò Ö Ø Ö ÓÙÔ Ø Ö × ¬Ò Ø × ÑÔÐ Ð 3⁄41 ÓÑ ÔÐ Ü Ã Ò 1Ñ Ò ÓÐ Å ×Ù Ø Ø 1⁄2 ́Ãμ Ò 1⁄2 ́Åμ o o ÀÓÑÓØÓÔÝ Ò Ú Ö ÒØ× Ö ØÓÔÓÐÓ Ð ÒÚ Ö ÒØ× ̧ ÙØ ÒÓØ Ú Ú Ö× o ÓÖ Ü1 ÑÔÐ ̧ Ø Ð Ò× ×Ô × Ä́ 1⁄2μ Ò Ä́ 3⁄4μ Ö ÒÓØ ÓÑÓØÓÔÝ1 ÕÙ Ú Ð ÒØ̧ ÙØ Ó Ú ×ÓÑ ÓÖÔ ÓÑ ÓÐÓ Ý Ò ÓÑ ÓØÓÔÝ ÖÓÙÔ× Ö ¿̧ ÔØ Ö ÎÁ o o Ä Ø ÙÒ Ú Ö× Ð ÓÚ Ö Ò ×Ô Ó Û Ø ÓÚ Ö Ò Ñ Ô Ô ̧ Ò Ð Ø Ý 1⁄4 3⁄4 Ò Ü 1⁄4 ỐÝ 1⁄4 μ 3⁄4 o Ú ÖÝ ÙÖÚ Á Û Ø ́1⁄4μ Ü 1⁄4 × ÙÒ ÕÙ Ð Ø Á Û Ø ́1⁄4μ Ý 1⁄4 o ÙÖØ ÖÑ ÓÖ ̧ ÐÓ× ÙÖÚ × ÓÒØÖ Ø Ð Ò « × ÐÓ× ÙÖÚ Ò ̧ o o̧ ́1⁄2μ Ý 1⁄4 ËØ ¿̧ Ô1 Ø Ö o Ì × × Ø × × Ó Ò3× Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ø ÓÒØÖ Ø Ð ØÝ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÒ ×ÙÖ × ́× ÐÓÛμo Ä ÇÊÁÌ ÀÅË Æ ÇÅ ÈÄ ÁÌ ÍÒ Ð ØÝ Ó ÓÑ ÓÑ ÓÖÔ ×Ñ ÔÖÓ Ð Ñ Ì ÛÓÖ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ Ò Ö Ð Ö ÓÙÔ× × ÙÒ Ð o À Ò Ø ÓÒØÖ Ø Ð ØÝ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ Ò Ö Ð × ÑÔÐ Ð 3⁄41 ÓÑÔÐ Ü ×̧ Ò ÓÖ Ñ Ò ÓÐ × Ó Ñ Ò× ÓÒ ̧ × ÙÒ Ð ËØ ¿ o ×Ð Ø Ú Ö Ø ÓÒ Ú Ò ÔÖÓÚ × Ø Ø Ø ÓÑ ÓÑÓÖ Ô ×Ñ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ 1Ñ Ò ÓÐ × × ÙÒ 1 Ð o ÓÒØÖ Ø Ð ØÝ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ ×ÙÖ × Ø ÖÑ Ò Û Ø Ö ÙÖÚ Û Ø × ÓÒ ØÖ Ò ÙÐ Ø ×ÙÖ Å Ó × Þ Ò × Ó ÒØÖ Ø Ð ̧ Ò ̧ ×Ó̧ ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ1 ØÖ Ø ÓÒo Ý Ò Ë ÔÔ Ö Ë ÑÔÐ Ñ ÒØ Ò3× Ð ÓÖ Ø Ñ Ò ḈÒ · ÐÓ μØ Ñ Ò ḈÒ · μ ×Ô Ý ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ò ¬Ò Ø Ô ÓÖØ ÓÒ Ó Ø ÓÚ Ö Ò ×ÙÖ Ó Å ̧ ÓÖ 1⁄2̧ Ò Ø ÖÑ Ò Ò Û Ø Ö Ø Ð Ø Ó Ø ÙÖÚ Ø ÓØ ÓÚ Ö Ò ×Ô × ÐÓ× o Ì × Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò Ð×Ó ÔÔÐ ØÓ ×ÓÐ Ú Ò Ø ÓÑ ÓØÓÔÝ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ ÙÖÚ × ÓÒ ×ÙÖ o Ì Ô Ô Ö ÔÖ × ÒØ× Ò Ð ÓÖ Ø Ñ × ÓÐÙØ ÓÒ Ó Ø ÛÓÖ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ ÙÒ Ñ ÒØ Ð ÖÓÙÔ× Ó Ø ÓÖ ÒØ Ð ×ÙÖ × Å ̧ 3⁄4̧ Ò Ó Ø ÒÓÒÓÖ ÒØ Ð ×ÙÖ × Æ ̧ ¿ o Ì × Ð ÓÖ Ø Ñ Ý Ð × Ñ Ø Ó ØÓ Û Ø Ö ÙÖÚ ÓÒ ×Ù ×ÙÖ × ÓÒØÖ Ø Ð Ò ḈÒ · μ Ø Ñ Ò ×Ô ̧ Û × ÓÔØ Ñ Ðo Ê ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ Ì Ö × Ò Ð ÓÖ Ø Ñ Ø Ø × Û Ø Ö ÓÑÓ1 ØÓÔÝ Ð ×× Ó ÙÖÚ × ÓÒØ Ò× × ÑÔÐ ÐÓ× ÙÖÚ o Ì Ð ÓÖ Ø Ñ Ó 3⁄4 Ò ØÙÖ Ò ÒØÓ Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ Ù× Ò Ñ Ø Ó × × Ñ Ð Ö ØÓ Ø Ó× Ó Ë 3⁄4 Ò Î 1⁄4 o ́ÈÓ Ò Ö ÐÖ Ý Ú Ò ÓÒ Ø ÓÒ ÓÖ ÓÑÓÐÓ Ý Ð ×× Ó ÙÖÚ ÓÒ ×ÙÖ ØÓ ÓÒØ Ò × ÑÔÐ ÐÓ× ÙÖÚ o Ì × Ò Ð×Ó ØÙÖ Ò ÒØÓ Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ð ÓÖ Ø Ñ ÐÓÒ × Ñ Ð Ö Ð Ò ×oμ À ÓÑÓØ ÓÔÝ Ó Ô ÓÐÝ ÓÒ Ð Ô Ø × ÑÓÒ ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò Ë Ú Ö Ð Ð Ó1 Ö Ø Ñ× Ø ÖÑ Ò Û Ø Ö ØÛÓ Ô ÓÐÝ ÓÒ Ð Ô Ø × Ò Ø ÔÐ Ò Û Ø Ò ÔÓ ÒØ× Ö ÑÓÚ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 730
ÔØ Ö ¿3⁄4 ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔ ÓÐÓ Ý ¿1⁄2 Ö ÓÑÓØÓÔ o À Ö× Ö Ö Ò ËÒÓ Ý Ò ÀË ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ô ÖØ Ó Ø ÓÚ Ö Ò ×Ô ØÓ ÓÑ ÔÙØ Ñ Ò ÑÙÑ Ð Ò Ø ÙÖÚ × Ø Ø Ö ÓÑ ÓØÓÔÝ1 ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ Ú Ò ÙÖÚ ̧ Ò ¢́Ò 3⁄4 μ Ø Ñ ̧ Û Ö Ò × Ø ÒÙÑ ÖÓ Ô Ó Ò Ø1× Ô ÓÐ × Ò Ø ÒÔÙØ ÙÖÚ ÓÒ× ×Ø× Ó Ø ÑÓ× Ø Ò ×o Ð ÐÓ̧ Ä Ù̧ Å ÒØÐ Ö̧ Ò ËÒÓ Ý Ò ÄÅË1⁄43⁄4 ÔÖ × ÒØ ÒÇ ́Ò ÐÓ Òμ Ð ÓÖ Ø Ñ ØÓ Ø ×Ø Û Ø Ö ØÛÓ × ÑÔÐ Ô Ø ×̧ Û Ø Ø × Ñ Ò ÔÓ ÒØ× ̧ Ö ÓÑ ÓØÓÔ o Ë Ë Ø ÓÒ 3⁄4 o3⁄4o ¿3⁄4o Å ÁÆ ËÁÅÈÄÁ Á Ä ÇÅ ÈÄ Ë Ñ Ð ØÝ ÔÖÓ Ð Ñ× Ö ÑÔÓÖØ ÒØ ÓÖ Ø Ö ÓÛÒ × ̧ ÙØ Ð×Ó ÓÖ ÓÑ ÔÙØ 1 Ø ÓÒ×o ×Ô ÐÐÝ ÑÔÓÖØ ÒØ Ð ÓÖ Ø Ñ ÐÐÝ × Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó Ñ Ò × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü Ò Ù Ð Ò ×Ô Ó ÐÓÛ ×Ø Ñ Ò× ÓÒo Ë Ð×Ó Ë Ø ÓÒ 3⁄41⁄2o 1⁄2o Ä ÇËË Ê Ë ÑÔÐ Ð Ñ Ò Ó × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü Ã Ò × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü Ä × ÑÔÐ Ð Ñ Ô Ã Ä Ø Ø × ØÓÔ ÓÐÓ Ð Ñ Ò o ÓÑ ØÖ Ñ Ò Ó × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü Ã Ò Ê × ÑÔÐ Ð ÕÙ Ú Ð Ò Ã Ä̧ Û Ö Ä × ÓÑ ØÖ × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü Ò Ê o È Û × 1Ð Ò Ö ́ÈÄμ Ñ Ò Ó × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü Ã Ò × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü Ä × ÑÔÐ Ð Ñ Ò Ó Ö ¬Ò Ñ ÒØ à 1⁄4 Ó Ã Ò Ö ¬Ò Ñ ÒØ Ä 1⁄4 Ó Äo Á Ä × ÓÑ ØÖ × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü Ò Ê ̧ Û × Ý Ø Ø Ã Ò ÈÄ1 Ñ Ò Ê o È Ä1Ñ Ò Ñ Ð ØÝ × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü × ÈÄ1Ñ Ò Ñ Ð Ò Ê × ÒÓØ ÈÄ1 Ñ 1 Ð Ò Ê ̧ ÙØ Ú ÖÝ ÔÖÓÔ Ö ×Ù ÓÑ ÔÐ Ü Ò ÈÄ1 Ñ Ò Ê o ÒÙ× Ó Ö Ô Ì ÓÖ ÒØ Ð ́ÒÓÒÓÖ ÒØ Ð μ ÒÙ× Ó Ö Ô × Ø Ñ Ò Ñ Ð ÒÙ× Ó Ò ÓÖ ÒØ Ð ́ÒÓÒÓÖ ÒØ Ð μ ×ÙÖ Ò Û × ÈÄ1 Ñ 1 Ð o ÓÓ Ó Ó ÛØ Ô Ô × × × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ô ØÖ Ò Ð × × Ö Ò ÓÑ ÑÓÒ ́ Ò ÒÓØ Ò Ð× μo È ÒÙÑ Ö Ó Ö Ô Å Ò Ñ Ð ÒÙÑ Ö Ó Ô × Ó ÓÓ Ò Û Ø Ö Ô × ÈÄ1 Ñ Ð o ¿3⁄4o o1⁄2 ÈÄ1 Å ÁÆ Ë ËÁ Ê ËÍÄ ÌË 1⁄2o × ÑÔÐ Ð 1 ÓÑ ÔÐ Ü Ø Ø × ØÓÔÓÐÓ ÐÐÝ Ñ Ð Ò Ê 3⁄4 × Ð×Ó ÈÄ1 Ñ Ð Ò Ê 3⁄4 Ï o 3⁄4o ÓÖ ¿̧ × ÑÔÐ Ð 1 ÓÑÔÐ Ü Ã × ÈÄ1 Ñ Ð Ò Ê 3⁄4 « Ø× Ú Ò Ã Ñ1 Ô Ò Ó ×ØÖÙ Ø ÓÒ Ð ×× Ó́à μ 1⁄4 o ́Ó́à μ × Ò Ð Ñ ÒØÓ Ø 3⁄4 Ø Ó ÓÑÓÐ Ó Ý ÖÓÙÔ Ó Ø × ÝÑÑ ØÖ ÔÖÓ Ù Ø Ó Ã Ñ ÒÙ× Ø ÓÒ Ð × Úÿ¿̧ Ë oμ Á Ã × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó 1Ñ Ò ÓÐ ̧ Ø Ò Ó́à μ 1⁄4 ̧× ÓÃ Ò Ñ Ò Ê 3⁄4 Ï o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 731
¿3⁄4 o Î Ø Ö ¿o ÃÙÖ ØÓÛ× 3× Ø ÓÖ Ñ Ö Ô × ÈÄ1 Ñ Ð Ò Ø ÔÐ Ò « Ã Ò Ã ¿ ¿ Ö ÒÓØ ÈÄ1 Ñ Ð Ò o Ì Ö Ô × Ã Ò Ã ¿ ¿ Ö ÐÐ ÓÖ Ò Ñ ÒÓ Ö× ÓÖ ÔÐ Ò Ö ØÝ o o Ú ÖÝ ÓÖ ÒØ Ð ØÖ Ò ÙÐ Ø ×ÙÖ Ò ÈÄ1 Ñ Ò Ê ¿ o Ú ÖÝ ÒÓÒÓÖ ÒØ Ð ØÖ Ò ÙÐ Ø ×ÙÖ Ò ÈÄ1 Ñ Ò Ê ̧ ÙØ ÒÓØ Ò Ê ¿ ́ ÓÖ × ÑÔÐ ÔÖÓ Ó Ó Ø Ð ØØ Ö̧ × Å ¿ μo o ÃÙÖ ØÓÛ× 3× Ø ÓÖ Ñ Ò Ö Ô Ö × Ý× Ý Ò Ø Ø Ã Ò Ã ¿ ¿ Ö Ø ÓÒÐÝ È Ä1Ñ Ò Ñ Ð 1⁄21 ÓÑ ÔÐ Ü × Ò Ê 3⁄4 o ÓÖ Ò 3⁄4 Ò ̧ Û Ø Ò·1⁄2 3⁄4Ò̧ Ø Ö Ö ÓÙÒØ ÐÝ Ñ ÒÝ ÒÓÒ ÓÑ ÓÑÓÖ Ô Ò1 ÓÑ ÔÐ Ü × Ø Ø Ö ÐÐ ÈÄ1Ñ Ò Ñ Ð Ò Ê o o Ì Ö × ¬Ò Ø × Ø Ó ÓÖ Ò Ñ ÒÓÖ × ÓÖ ÈÄ1 Ñ Ð ØÝ Ò ×ÙÖ Ó ¬Ü ÒÙ× ÊË 1⁄4 o o Ì Ô 1ÒÙÑ Ö Ó Ö Ô × Ḉ μ ÀÁ 3⁄4 o Ä ÇÊÁÌ ÀÅË Æ ÇÅ ÈÄ ÁÌ ÈÄ1 Ñ Ð ØÝ Ó Ö Ô × ÁØ Ò Ò ḈÒ ÐÓ Òμ Ø Ñ Û Ø Ö Ö Ô Û Ø Ò Ú ÖØ × × ÔÐ Ò Ö ́È Ä1 Ñ Ð Ò Ø ÔÐ Ò μo ÁÒ ḈÒ ÐÓ ÒμØ Ñ ÓÑ ØÖ Ñ Ò Ò Ø ÔÐ Ò Ò ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÀÌ o Ö Ô ÒÙ× Ì Ö Ô ÒÙ× ÔÖÓ Ð Ñ × ÆÈ1 ÓÑ ÔÐ Ø Ì Ó o ÇÈ Æ ÈÊÇ Ä ÅË 1⁄2o Ú Ò Æ ÒØ Ð ÓÖ Ø Ñ Ø Ø ÓÑ ÔÙØ × Ø Ú Ò Ã ÑÔ Ò Ó × ØÖÙ Ø ÓÒ Ó́à μ ÓÖ × ÑÔÐ Ð 1 ÓÑÔÐ Ü Ã Û Ø ØÓØ Ð Ó Ò × ÑÔÐ ×o Ò Ò Ð ÓÖ Ø Ñ Ø Ø ÓÒ× ØÖÙ Ø× ÈÄ1 Ñ Ò ́Ó Ö ×ÓÒ Ð ÓÑÔÐ Ü ØÝμ ÓÖ Ã Ò × Ó́à μ 1⁄4 o 3⁄4o × Ò Ò Æ ÒØ Ð ÓÖ Ø Ñ Ø Ø Ø ÖÑ Ò × Û Ø Ö × ÑÔÐ Ð 1 ÓÑÔÐ Ü Ò ÈÄ1 Ñ Ò Ê ̧ Ó Ö 3⁄4 o ¿3⁄4o o3⁄4 ÇÅ ÌÊÁ Å ÁÆ Ë Å ÁÆ Ê ËÍÄ ÌË 1⁄2o Ú ÖÝ × ÑÔÐ Ð 1 ÓÑ ÔÐ Ü Ò ÓÑ ØÖ ÐÐÝ Ñ Ò Ê 3⁄4 ·1⁄2 o 3⁄4o Ú ÖÝ × ÑÔÐ Ð 1⁄21 ÓÑ ÔÐ Ü ́ Ö Ô μ Ø Ø × ÈÄ1 Ñ Ð Ò Ê 3⁄4 Ò Ó1 Ñ ØÖ ÐÐÝ Ñ Ò Ê 3⁄4 ́ ÖÝ 3× Ø ÓÖ Ñμo ¿o ÓÖ 3⁄4 Ø Ö × × ÑÔÐ Ð 1 ÓÑ ÔÐ Ü Ø Ø × ÈÄ1 Ñ Ð Ò Ê ·1⁄2 ̧ ÙØ ÒÓØ ÓÑ ØÖ ÐÐÝ Ñ Ð Ò Ê ·1⁄2 Ù 1⁄4 o o ÐÐ Ñ Ò Ñ Ð ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ø 3⁄41×Ô Ö Ò Ø ØÓÖÙ× Ò ÓÑ ØÖ ÐÐÝ Ñ Ò Ê ¿ Ï ¿ o ÐÐ Ñ Ò Ñ Ð ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó Ø ÔÖÓ Ø Ú ÔÐ Ò Ò ÓÑ ØÖ ÐÐÝ Ñ Ò Ê Ï ¿ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 732
ÔØ Ö ¿3⁄4 ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔ ÓÐÓ Ý ¿¿ Ä ÇÊÁÌ ÀÅË ÓÑ ØÖ Ñ Ð ØÝ Ó Ö Ô ÁØ Ò Ò ḈÒ ÐÓ Òμ Ø Ñ Û Ø Ö × ÑÔÐ Ð 1⁄21 ÓÑ ÔÐ Ü ́ Ö Ô μ Û Ø Ò ÐÐ× ́ × Ò Ú ÖØ ×μ Ò ÓÑ ØÖ ÐÐÝ Ñ Ò Ø ÔÐ Ò o Á ×Ù Ò Ñ Ò Ü ×Ø× ̧ Ø Ò ÓÒ1 ×ØÖ Ù Ø Ò ḈÒ ÐÓ Òμ Ø Ñ ÀÌ o ÇÈ Æ ÈÊÇ Ä ÅË 1⁄2o Ò Ú ÖÝ Ñ Ò Ñ Ð ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ ́× Ë Ø ÓÒ ¿3⁄4o3⁄4μ Ó Ø ×ÙÖ Ó ÒÙ× ÓÑ ØÖ ÐÐÝ Ñ Ò Ê ¿ ́ o Ï ¿ μ 3⁄4o × Ò Ò Æ ÒØ ́Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ μ Ð ÓÖ Ø Ñ Ø Ø Ø ÖÑ Ò × Û Ø Ö × ÑÔÐ Ð 1 ÓÑÔÐ Ü Ò ÓÑ ØÖ ÐÐÝ Ñ Ò Ê ̧ Ó Ö 3⁄4 o ¿o ÈÖ ÓÚ ÓÖ ×ÔÖ ÓÚ Á × ÑÔÐ Ð 1 ÓÑ ÔÐ Ü × ÈÄ1 Ñ Ð Ò Ê 3⁄4 ̧Ø Ò Ø × ÓÑ ØÖ ÐÐÝ Ñ Ð Ò Ê 3⁄4 o o Á× Ø Ö ÓÒר ÒØ ×Ù Ø ØØ Ø ÖÝ ÒØÖ ×Ù Ú × ÓÒ Ó ÒÝ × ÑÔÐ 1 Ð ÓÑ ÔÐ Ü Ã Û Ó× ÙÒ ÖÐÝ Ò ×Ô Ò ÈÄ1 Ñ Ò Ê ̧ Ò ÓÑ ØÖ ÐÐÝ Ñ Ò Ê Ê ÐÐ Ø Ø Ø Ö Ö Ü ÑÔÐ × Ó × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü × Ø Ø Ö ÈÄ1 Ñ Ð Ò Ê ̧ ÙØ ÒÓØ ÓÑ ØÖ ÐÐÝ Ñ Ð o ¿3⁄4o o¿ ÃÆÇÌ Ë Ä ÇËË Ê ÃÒÓ Ø ÈÄ1 Ñ Ò Ó Ô ÓÐÝ ÓÒ Ò Ê ¿ o ËÔ ÒÒ Ò ×ÙÖ Ó ÒÓØ ÈÄ1 Ñ ÓÖ ÒØ Ð ×ÙÖ Ò Ê ¿ ̧ Û Ó× ÓÙÒ ÖÝ × Ø ÒÓØ ́ Ð×Ó ÐÐ Ë ÖØ ×ÙÖ μo Ì Ö Ú Ð ÒÓØ ÒÓØ Û Ø ×Ô ÒÒ Ò ×ÙÖ Ø Ø × ÈÄ1 ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ × o ÒÙ× Ó ÒÓØ Å Ò ÑÙÑ ÔÓ×× Ð ÒÙ× Ó ×Ô ÒÒ Ò ×ÙÖ o ́Ì ÒÙ× Ó ×Ô ÒÒ Ò ×ÙÖ × Ø ÒÙ× Ó Ø ÐÓ× ÓÖ ÒØ Ð ×ÙÖ Ó Ø Ò Ý ØØ Ò × o Ë Ø ÓÒ ¿3⁄4o¿ ÐÓÒ Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó Ø ×Ô ÒÒ Ò ×ÙÖ o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ ØÖ Ú Ð ÒÓØ × ÒÙ× 1⁄4oμ Ä ÇÊÁÌ ÀÅË Æ ÇÅ ÈÄ ÁÌ 1⁄2o ×Ô ÒÒ Ò ×ÙÖ ÓÖ ÔÓÐÝ ÓÒ Ð ÒÓØ Û Ø Ò Ú ÖØ × Ò ÓÒ× ØÖÙ Ø Ò ḈÒ 3⁄4 μ Ø Ñ ́Ë Ö Ø3× ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ Ä Ú ¿ μo 3⁄4o Ì Ö × Ò Ð ÓÖ Ø Ñ Ø Ø × ÓÐÚ × Ø ÒÓØ ØÖ Ú Ð ØÝ ÔÖÓ Ð Ñ ́ÓÖ̧ ÙÒ ÒÓØØ Ò ÔÖÓ Ð Ñμ̧ o o̧ Ø Ø × Û Ø Ö ÔÓÐÝ ÓÒ Ð ÒÓØ Û Ø Ò Ú ÖØ × × ØÖ Ú Ð̧ Ò Ḉ ÜỐ Ò 3⁄4 μμ Ø Ñ Ò ḈÒ 3⁄4 ÐÓ Òμ ×Ô ̧ ÓÖ ×ÓÑ ÔÓ× Ø Ú ÓÒ× Ø ÒØ ́Ø À Ò1À Ñ ÓÒ ÙÒ ÒÓØØ Ò ×× Ð ÓÖ Ø Ñ × À Ñ 3⁄4 μo Ì Â Ó1Ì ÓÐÐ ×ÓÒ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 733
¿ o Î Ø Ö ÙÒ ÒÓØØ Ò ×× Ð ÓÖ Ø Ñ ÂÌ × Ø × ÕÙ ×Ø ÓÒ Ò Ø ÑÓ× Ø Ḉ ÜỐ 1⁄4 Òμ Ø Ñ Ò ḈÒ 3⁄4 ÐÓ Òμ ×Ô ̧ ÓÖ ×ÓÑ ÔÓ× Ø Ú Ó Ò × Ø Ò Ø 1⁄4 o Ì ÒÓØ ØÖ Ú Ð ØÝ ÔÖÓ Ð Ñ × Ò ÆȨ̀ ÀÄÈ o ¿o Ì ÒÙ× ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ ÔÓÐÝ ÓÒ Ð ÒÓØ × Ò ÈËÈ ÀÄÈ o ÇÈ Æ ÈÊÇ Ä Å ÃÒ ÓØ ØÖ Ú Ð ØÝ Á× Ø ÒÓØ ØÖ Ú Ð ØÝ ÔÖÓ Ð Ñ ÆÈ1 ÓÑ ÔÐ Ø ¿3⁄4o ÁÅÅ ÊËÁ ÇÆË Ä ÇËË Ê ÁÑÑ Ö× ÓÒ Ä Ø Ã Ò Ä × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü ×o ÈÄ1Ñ Ô Ã Ä × ÐÐ Ò ÑÑ Ö× ÓÒ Ø × ÐÓ ÐÐÝ Ò Ø Ú ́ o o̧ Ú ÖÝ ÔÓ ÒØ Ô 3⁄4 Ã × Ò ÓÖ ÓÓ Ò Ã ÓÒ Û × 1⁄2ß1⁄2μo Ï × Ý Ø Ø Ã × ÑÑ Ö× Ò Ä o Ò ÑÑ Ö× ÓÒ Ó Ã Ò Ê × ¬Ò × Ñ Ð ÖÐÝ o Ê ÙÐ Ö ÕÙ Ú Ð Ò Ó ÑÑ Ö× ÓÒ× ÌÛÓ ÑÑ Ö× ÓÒ× 1⁄4 Ò 1⁄2 Ó Ã Ò Ä ́ÓÖ Ê μ Ö Ö ÙÐ ÖÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ Ø Ö × ÓÑÓØÓÔÝ ̧ ØÛ Ò 1⁄4 Ò 1⁄2 ̧ ¬Ò ÓÒ Ã ¢Á ̧× Ù Ø Ø Ø ̧ ¬Ò Ý Ø ́Üμ ́Ü Øμ̧ × Ò ÑÑ Ö× ÓÒ Ó Ã Ò Ä ́ÓÖ Ê μo Ï Ò Ò ÒÙÑ Ö ÓÒ× Ö Ô ÓÐÝ ÓÒ È Û Ø Ò Ú ÖØ ×̧ ÑÑ Ö× Ò Ø ÔÐ Ò o Ä Ø Ø× ÜØ Ö ÓÖ Ò Ð × 1⁄2 ¡¡¡ Ò ̧ Ñ ×ÙÖ Û Ø × Òo Ì Û Ò Ò ÒÙÑ Ö Ó È × Û́È μ 1⁄2 3⁄4 È Ò 1⁄2 3⁄4 ́Ø ØÓØ Ð ÒÙÑ Ö Ó ØÙÖÒ× Ó Ø× Ø Ò ÒØÚ ØÓÖμo È Ñ Ý ÓÒ× Ö × Ø Ñ Ó ÈÄ1 ÑÑ Ö× ÓÒ Ë 1⁄2 Ê 3⁄4 ̧ ÓÖ Û Û ¬Ò Û́ μ Û́È μo ËÁ Ê ËÍÄ ÌË 1⁄2o Ú ÖÝ ÈÄ1 Ñ Ò × Ò ÑÑ Ö× ÓÒo 3⁄4o Ú ÖÝ × ÑÔÐ Ð 1Ñ Ò ÓÐ Ò ÑÑ Ö× Ò Ê 3⁄4 1⁄2 Ï o ¿o ÌÛÓ ÑÑ Ö× ÓÒ× 1⁄2 3⁄4 Ë 1⁄2 Ê 3⁄4 Ö Ö ÙÐ ÖÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ «Û́ 1⁄2 μ Û́ 3⁄4 μ́ Ø ÓÖ Ñ Ó Ï ØÒ Ý1 Ö Ùר Òμo o Ì Ö Ö ØÛÓ Ö ÙÐ Ö ÕÙ Ú Ð Ò Ð ×× × Ó ÑÑ Ö× ÓÒ× Ë 1⁄2 Ë 3⁄4 ̧ Ú Þ Ø ÙÖÚ × Ø Ø Ó ÓÒ Ò ØÛ ÐÓÒ Ø ÕÙ ØÓÖ Ó Ë 3⁄4 o o ËÑ Ð ËÑ ××Ó Ø × Û Ø ÑÑ Ö× ÓÒ Ë 1⁄2 Å Ò Ð Ñ ÒØ Ï ́ μ Ó Ø ÙÒ Ñ ÒØ Ð ÖÓÙÔ Ó Ø ÙÒ Ø Ø Ò ÒØ ÙÒ Ð Ë 1⁄2 ́Å μÓ Å Ø Ø × ÓÑ ÔÐ Ø ÒÚ Ö ÒØ ÓÖ Ø Ö ÙÐ Ö ÕÙ Ú Ð Ò Ð ×× Ó o Ì × Ð Ñ ÒØ Ï ́ μ Ñ Ý ÓÒ× Ö Ø Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ø Û Ò Ò ÒÙÑ Ö Ó Ò ÑÑ Ö× ÓÒ Ó Ë 1⁄2 Ò Ê 3⁄4 o ÓÖ Ö Ð Ø ¬Ò Ø ÓÒ× ̧ × 3⁄4̧ Å ¿ o o ÐÐ ÑÑ Ö× ÓÒ× Ó Ë 3⁄4 Ò Ê ¿ Ö Ö ÙÐ ÖÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØo Ë ËÑ Ò Ö ̧ È ÓÖ Ô ØÙÖ × Ò ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 734
ÔØ Ö ¿3⁄4 ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔ ÓÐÓ Ý ¿ o ÅÓÖ Ò Ö ÐÐÝ ̧ Ø Ö Ö Ö ÙÐ Ö ÕÙ Ú Ð Ò Ð ×× × Ó ÑÑ Ö× ÓÒ× Ó Ò ÓÖ ÒØ ÐÓ× ×ÙÖ Ò Ê ¿ ÂÌ o Ë È ÓÖ Ô ØÙÖ × Ó Ø Ð ×× × Ó ÑÑ Ö× ÓÒ× Ó Ø ØÓÖ Ù× Å 1⁄2 Ò Ê ¿ o Ä ÇÊÁÌ ÀÅË Ã Ò Ö ÓÖÑ Ø ÓÒ× Ó ÑÑ Ö× ÙÖÚ × Ò Ê 3⁄4 Á Û́È 1⁄2 μ Û́È 3⁄4 μ ÓÖ ÔÐ Ò Ö Ô ÓÐÝ ÓÒ× È 1⁄2 Ò È 3⁄4 Û Ø ØÓØ Ð Ó Ò Ú ÖØ ×̧ Ø Ö × × ÕÙ Ò Ó Ç ́Òμ Ð Ñ ÒØ ÖÝ ÑÓÚ × Ø Ø Ö Ð Þ × Ö ÙÐ Ö ÕÙ Ú Ð Ò ØÛ Ò È 1⁄2 Ò È 3⁄4 o Ì × × 1 ÕÙ Ò Ò ÓÑÔÙØ Ò ḈÒ ÐÓ ÒμØÑ Î o Ì × Ð ÓÖ Ø Ñ Ò ÔØ ØÓ ÓÒ× ØÖÙ Ø Ö ÙÐ Ö ÕÙ Ú Ð Ò ØÛ Ò ØÛÓ Ô ÓÐÝ ÓÒ Ð ÙÖÚ × ÓÒ Ë 3⁄4 o Ê ÙÐ Ö ÐÓ× ÙÖÚ × ÓÒ Å ̧ 1⁄4 Ì Ö × Ò Ð ÓÖ Ø Ñ Ø Ø Ø ÖÑ Ò × Ò Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ø Ñ Û Ø Ö ØÛÓ ÈÄ1 ÑÑ Ö× ÓÒ× Ë 1⁄2 Å Ö Ö ÙÐ ÖÐÝ ÕÙ Ú 1 Ð ÒØ 3⁄4̧ Å ¿ o ÇÈ Æ ÈÊÇ Ä ÅË 1⁄2o Ê ÙÐ Ö ÓÖÑ Ø ÓÒ× Ó ÙÖÚ × ÓÒ ×ÙÖ × Ò Ò ÓÔØ Ñ Ð Ð ÓÖ Ø Ñ Ø Ø Ø ÖÑ Ò × Û Ø Ö ØÛÓ ÈÄ1 ÑÑ Ö× ÓÒ× Ë 1⁄2 Å Ö Ö ÙÐ ÖÐÝ ÕÙ Ú 1 Ð ÒØ̧ Ò ̧ ×Ó̧ ÓÒ×ØÖ Ù Ø ×Ù Ò ÕÙ Ú Ð Ò o 3⁄4o ÁÑÑ Ö× ÓÒ× Ó Ë 3⁄4 Ò Ê ¿ × Ò Ò Æ ÒØ Ð ÓÖ Ø Ñ Ø Ø ÓÒ× ØÖÙ Ø× Ö 1 ÙÐ Ö ÕÙ Ú Ð Ò ØÛ Ò ØÛÓ Ö ØÖ ÖÝ ÈÄ1 ÑÑ Ö× ÓÒ× Ó Ë 3⁄4 Ò Ê ¿ o ¿o ÁÑÑ Ö× ÓÒ× Ó Å Ò Ê ¿ × Ò Ò Ð ÓÖ Ø Ñ Ø Ø Ø ÖÑ Ò × Û Ø Ö ØÛÓ ÑÑ Ö× ÓÒ× Ó Å Ò Ê ¿ Ö Ö ÙÐ ÖÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØo ÜØ Ò Ø Ñ Ø Ó ØÓ Ø ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ Ó ×Ù Ò ÕÙ Ú Ð Ò o ¿3⁄4o ÅÇÊ Ë ÌÀ ÇÊ Ò Ø Ñ Ò× ÓÒ Ð ÅÓÖ × Ø ÓÖÝ Ð× Û Ø Ø Ö Ð Ø ÓÒ ØÛ Ò Ø ØÓÔÓÐÓ Ý Ó ×ÑÓÓØ Ñ Ò ÓÐ Ò Ø Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ× Ó ×ÑÓÓØ Ö Ð1Ú ÐÙ ÙÒ Ø ÓÒ× ÓÒ Ø Ñ Ò ÓÐ o ÁØ × Ø × ØÓ ÓÐ ÓÖ Ø × ÓÐÙØ ÓÒ Ó ÙÒ Ñ ÒØ Ð ÔÖÓ Ð Ñ× Ò « Ö ÒØ Ð ØÓÔÓÐÓ Ý o Ê ÒØÐ Ý ̧ × ÒÓØ ÓÒ× ÖÓÑ ÅÓÖ × Ø ÓÖÝ Ú Ò Ù× Ò Ø ×ØÙ Ý Ó Ø ÓÑ ØÖÝ Ò ØÓÔ ÓÐÓ Ý Ó Ð Ö ÑÓÐ ÙÐ ×o Ä ÇËË Ê « Ö ÒØ Ð Ó ×ÑÓÓ Ø Ñ Ô ØÛ Ò Ù Ð Ò ×Ô × ÙÒ Ø ÓÒ Ê Ò Ê × ÐÐ ×ÑÓÓØ Ø × Ö Ú Ø Ú × Ó ÐÐ ÓÖ Ö×o Ñ Ô3 Ê Ò Ê Ñ × ÐÐ ×ÑÓÓØ Ø× ÓÑÔÓÒ ÒØ ÙÒ Ø ÓÒ× Ö ×ÑÓÓØ o Ì « Ö ÒØ Ð Ó 3 Ø Õ 3⁄4 Ê Ò × Ø Ð Ò Ö Ñ Ô 3 Õ Ê Ò Ê Ñ ¬Ò × ÓÐ ÐÓÛ× o ÓÖ Ú 3⁄4 Ê Ò ̧ÐØ « Á Ê Ò ̧ Û Ø Á ́ μ ÓÖ ×ÓÑ ÔÓ× Ø Ú ̧ ¬Ò Ý «́Øμ 3́Õ · ØÚμ Ø Ò 3 Õ ́Úμ « 1⁄4 ́1⁄4μo Á 3́Ü 1⁄2 Ü Ò μ ́3 1⁄2 ́Ü 1⁄2 Ü Ò μ 3 Ñ ́Ü 1⁄2 Ü Ò μμ̧ Ø Ò Ø « Ö ÒØ Ð 3 Õ × Ö ÔÖ × ÒØ ÝØ Â Ó Ò Ñ ØÖ Ü © 2004 by Chapman & Hall/CRC 735
¿ o Î Ø Ö 1⁄4 3 1⁄2 Ü 1⁄2 ́Õμ 3 1⁄2 Ü Ò ́Õμ o o o o o o 3 Ñ Ü 1⁄2 ́Õμ 3 Ñ Ü Ò ́Õμ 1⁄2 ËÙ Ñ Ò ÓÐ Ó Ê Ò Á Ñ Ò̧ ×Ù × Ø Å Ó Ê Ò × Ò Ñ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×ÑÓÓØ ×Ù Ñ Ò ÓÐ Ó Ê Ò ̧ ÓÖ Ô 3⁄4 Å̧ Ø Ö × Ò ÓÔ Ò × Ø Î Ò Ê Ò ÓÒØ Ò Ò Ô̧ Ò Ñ Ô3 Í Å Î ÖÓÑ Ò ÓÔ Ò ×Ù × Ø Í Ò Ê Ñ ÓÒØÓ Î Å̧× Ù Ø Ø ́ μ 3 × ×ÑÓÓØ ÓÑ ÓÑÓÖ Ô ×Ñ Ò ́ μ Ø « Ö ÒØ Ð 3 Õ Ê Ñ Ê Ò × Ò Ø Ú ÓÖ Õ 3⁄4 Ío Ì Ñ Ô 3 × ÐÐ Ô Ö Ñ ØÖ Þ Ø ÓÒ Ó Å Ø Ôo Ì Ò ÒØ ×Ô Ó Ñ Ò ÓÐ ×ÑÓÓØ ÙÖÚ Ø ÖÓÙ ÔÓ ÒØ Ô ÓÒ ×ÑÓÓØ ×Ù Ñ Ò ÓÐ Å Ó Ê Ò × ×ÑÓÓØ Ñ Ô « Á Ê Ò ̧Û Ø Á ́ μ ÓÖ ×ÓÑ ÔÓ× Ø Ú ̧ × Ø × Ý Ò « ́Øμ 3⁄4 Å ÓÖ Ø 3⁄4 Á Ò « ́1⁄4μ Ôo Ø Ò ÒØ Ú ØÓÖ Ó Å Ø Ô × Ø Ø Ò ÒØÚ ØÓÖ « 1⁄4 ́1⁄4μ Ó ×ÓÑ ×ÑÓÓØ ÙÖÚ « Á Å Ø ÖÓÙ Ôo Ì × Ø Ì Ô Å Ó ÐÐ Ø Ò ÒØÚ ØÓÖ × Ó Å Ø Ô × Ø Ø Ò ÒØ ×Ô Ó Å Ø Ôo Á 3 Í Å × ×ÑÓÓØ Ô Ö Ñ ØÖ Þ Ø ÓÒ Ó Å Ø Ô̧ ÛØ 1⁄43⁄4 Í Ò 3́1⁄4μ Ô̧ Ø Ò Ì Ô Å × Ø Ñ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ù ×Ô 3 1⁄4 ́Ê Ñ μÓ Ê Ò ̧Û Ô ×× × Ø ÖÓÙ 3́1⁄4μ Ôo Ä Ø 1⁄2 Ñ Ø ×Ø Ò Ö × × Ó Ê Ñ ̧ Ò ¬Ò Ø Ø Ò ÒØ Ú ØÓÖ 3⁄4 Ì Ô Å Ý 3 1⁄4 ́ μo Ì Ò 1⁄2 Ñ × × × Ó Ì Ô Åo ËÑÓÓØ ÙÒ Ø ÓÒ ÓÒ ×Ù Ñ Ò ÓÐ ÙÒ Ø ÓÒ Å Ê ÓÒ Ò Ñ1 Ñ Ò1 × ÓÒ Ð ×ÑÓÓØ ×Ù Ñ Ò ÓÐ Å Ó Ê Ò × ×ÑÓÓØ Ø Ô 3⁄4 Å Ø Ö × ×ÑÓÓØ Ô Ö Ñ ØÖ Þ Ø ÓÒ 3 Í Å Î ̧Û Ø Í Ò ÓÔ Ò × Ø Ò Ê Ñ Ò Î Ò ÓÔ Ò × Ø Ò Ê Ò ÓÒØ Ò Ò Ô̧× Ù Ø Ø Ø ÙÒ Ø ÓÒ Æ 3 Í Ê × ×ÑÓÓØ o ÙÒ Ø ÓÒ ÓÒ Ñ Ò ÓÐ × ÐÐ ×ÑÓÓØ Ø × ×ÑÓÓØ Ø Ú ÖÝ ÔÓ ÒØ Ó Ø Ñ Ò ÓÐ o Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ ÔÓ ÒØ Ô 3⁄4 Å × Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ Ó ×ÑÓÓØ ÙÒ Ø ÓÒ Å Ê Ø Ö × ÐÓ Ð Ô Ö Ñ ØÖ Þ Ø ÓÒ 3 Í Ê Ò Ó Å Ø Ô̧Û Ø 3́1⁄4μ Ô̧× Ù Ø Ø 1⁄4 × Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ Ó Æ 3 Í Ê ́ o o̧ Ø « Ö ÒØ Ð Ó Æ 3 Ø Õ × Ø Þ ÖÓ ÙÒ Ø ÓÒ ÓÒ Ê Ò μo Ì × ÓÒ Ø ÓÒ Ó × ÒÓØ Ô Ò ÓÒ Ø Ô ÖØ ÙÐ Ö Ô Ö Ñ ØÖ Þ Ø ÓÒo Ö ÐÒ ÙÑ Ö 3⁄4 Ê × Ö ÙÐ Ö Ú ÐÙ Ó ́Ôμ ÓÖ ÐÐ Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ× Ô Ó ̧ Ò Ö Ø Ð Ú ÐÙ 1⁄2 ́ μ ÓÒØ Ò× Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ Ó o À ×× Ò Ø Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ Ä Ø Å ×ÑÓÓØ ×Ù Ñ Ò ÓÐ Ó Ê Ò ̧ Ò Ð Ø Å Ê ×ÑÓÓØ ÙÒ Ø ÓÒo Ì À ×× Ò Ó Ø Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ Ô × Ø ÕÙ Ö Ø ÓÖÑ À Ô ÓÒ Ì Ô Å ¬ Ò × Ó Ð Ð Ó Û×o ÓÖ Ú 3⁄4 Ì Ô Å̧ÐØ« ́ μ Å ÙÖÚ Û Ø « ́1⁄4μ Ô Ò « 1⁄4 ́1⁄4μ Úo Ì Ò À Ô ́Úμ 3⁄4 Ø 3⁄4 ¬ ¬ ¬ ¬ Ø 1⁄4 ́«́Øμμ Ä Ø 3 Í Å ×ÑÓÓØ Ô Ö Ñ ØÖ Þ Ø ÓÒ Ó Å Ø Ô̧ Û Ø 1⁄4 3⁄4 Í Ò 3́1⁄4μ Ô̧ Ò ÐØÚ Ú 1⁄2 1⁄2 · ¡¡¡ · Ú Ñ Ñ 3⁄4 Ì Ô Å̧Û Ö 3 1⁄4 ́ μo Ì Ò À Ô ́Úμ Ñ 1⁄2 3⁄4 ́ Æ 3μ Ü Ü ́1⁄4μ Ú Ú ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø Ñ ØÖ Ü Ó À ́Ôμ Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ø × × × × © 2004 by Chapman & Hall/CRC 736
ÔØ Ö ¿3⁄4 ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔ ÓÐÓ Ý ¿ 1⁄4 3⁄4 ́ Æ 3μ Ü 3⁄4 1⁄2 ́1⁄4μ 3⁄4 ́ Æ 3μ Ü 1⁄2 Ü Ñ ́1⁄4μ o o o o o o 3⁄4 ́ Æ 3μ Ü 1⁄2 Ü Ñ ́1⁄4μ 3⁄4 ́ Æ 3μ Ü 3⁄4 Ñ ́1⁄4μ 1⁄2 ́¿3⁄4o o1⁄2μ ÆÓÒ Ò Ö Ø Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ Ì Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ Ô Ó Å Ê × ÒÓÒ Ò1 Ö Ø Ø À ×× Ò À Ô × ÒÓÒ Ò Ö Ø o Ì Ò Ü Ó Ø Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ Ô × Ø ÒÙÑ Ö Ó Ò Ø Ú ÒÚ ÐÙ × Ó Ø À ×× Ò Ø Ôo Á Å × 3⁄41 Ñ Ò× ÓÒ Ð̧ Ø Ò Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ Ó Ò Ü 1⁄4̧ 1⁄2̧ ÓÖ 3⁄4̧ × ÐÐ Ñ Ò ÑÙÑ ̧ × Ð ÔÓ ÒØ̧ ÓÖ Ñ Ü ÑÙÑ ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝo Å ÓÖ× ÙÒ Ø ÓÒ ×ÑÓÓØ ÙÒ Ø ÓÒ ÓÒ Ñ Ò ÓÐ × ÅÓÖ × ÙÒ Ø ÓÒ ÐÐ Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ× Ö ÒÓÒ Ö Ø o Ì Ø ÅÓÖ× ÒÙÑ Ö Ó ÅÓÖ × ÙÒ Ø ÓÒ ̧ ÒÓØ Ý ́ μ̧ × Ø ÒÙÑ Ö Ó Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ× Ó Ó Ò Ü o ÅÈÄ Ë 1⁄2o Ê Ñ × ×ÑÓÓØ ×Ù Ñ Ò ÓÐ Ó Ê Ò ̧ ÓÖ Ñ Òo ÓÖ Ñ Ò ̧Û Ò Ø Ý Ê Ñ Û Ø Ø ×Ù × Ø ́Ü 1⁄2 Ü Ò μ 3⁄4 Ê Ò Ü Ñ·1⁄2 Ü Ò 1⁄4 Ó Ê Ò o 3⁄4o Ì ÕÙ Ö Ø ÙÒ Ø ÓÒ Ê Ñ Ê ¬Ò Ý ́Ü 1⁄2 Ü Ñ μ Ü 3⁄4 1⁄2 Ü 3⁄4 · Ü 3⁄4 ·1⁄2 · · Ü 3⁄4 Ñ × ÅÓÖ× ÙÒ Ø ÓÒ̧ Û Ø × Ò Ð Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ ́1⁄4 1⁄4μo Ì × ÔÓ ÒØ × ÒÓÒ Ò Ö Ø Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ̧ × Ò Ø À ×× Ò Ñ ØÖ Ü Ø Ø × ÔÓ ÒØ × ́ 3⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4μ̧ Û Ø ÒØÖ × ÓÒ Ø ÓÒ Ð ÕÙ Ð ØÓ 3⁄4o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø Ò Ü Ó Ø Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ × o ¿o Ë Ñ 1⁄2 × ×ÑÓÓØ ×Ù Ñ Ò ÓÐ Ó Ê Ñ o ×ÑÓÓØ Ô Ö Ñ ØÖ Þ Ø ÓÒ Ó Ë Ñ 1⁄2 Ø ́1⁄4 1⁄4 1⁄2μ 3⁄4 Ë Ñ 1⁄2 × Ú Ò Ý 3 Í Ê Ñ ̧Û Ø Í ́Ü 1⁄2 Ü Ñ 1⁄2 μ 3⁄4 Ê Ñ 1⁄2 Ü 3⁄4 1⁄2 · ¡¡¡ · Ü 3⁄4 Ñ 1⁄2 1⁄2 Ò 3́Ü 1⁄2 Ü Ñ 1⁄2 μ ́ Ü 1⁄2 Ü Ñ 1⁄2 Õ 1⁄2 Ü 3⁄4 1⁄2 ¡¡¡ Ü 3⁄4 Ñ 1⁄2 μ ÁÒ Ø̧ 3 × Ô Ö Ñ ØÖ Þ Ø ÓÒ Ø Ú ÖÝ ÔÓ ÒØ Ó Ø ÙÔÔ Ö Ñ ×Ô Ö ̧ o o̧ Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ë Ñ 1⁄2 Ò Ø ÙÔÔ Ö Ð ×Ô ́Ý 1⁄2 Ý Ñ μ Ý Ñ 1⁄4 o o Ì Ø ÙÒ Ø ÓÒ ÓÒ Ë Ñ 1⁄2 ̧ ¬Ò Ý ́Ý 1⁄2 Ý Ñ μ Ý Ñ ÓÖ ́Ý 1⁄2 Ý Ñ μ 3⁄4 Ë Ñ 1⁄2 ̧ × ÅÓÖ× ÙÒ Ø ÓÒo Ï Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ø Ô Ö Ñ ØÖ Þ Ø ÓÒ 3 Ø Ü1 ÔÖ ×× ÓÒ Ó Ø Ø ÙÒ Ø ÓÒ × Æ 3́Ü 1⁄2 Ü Ñ 1⁄2 μ Õ 1⁄2 Ü 3⁄4 1⁄2 ¡¡¡ Ü 3⁄4 Ñ 1⁄2 ̧ ×Ó Ø Ø Ø ÓÒÐ Ý Ö Ø Ð ÔÓ ÒØÓ ÓÒ Ø ÙÔÔ Ö Ñ ×Ô Ö × ́1⁄4 1⁄4 1⁄2μo Ì À ×× Ò Ñ ØÖ Ü ́¿3⁄4o o1⁄2μ × Ø ÓÒ Ð Ñ ØÖ Ü ́ 1⁄2 1⁄2 1⁄2μ̧ ×Ó Ø Ø ́1⁄4 1⁄4 1⁄2μ × Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ Ó Ò Ü Ò 1⁄2o Ë Ñ Ð ÖÐÝ ̧ Ø ÓØ Ö Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ ×́ 1⁄4 1⁄4 1⁄2μ̧ Û × Ó Ò Ü 1⁄4o o Ì ØÓÖ Ù× Å Ò Ê ¿ ̧ Ó Ø Ò Ý ÖÓØ Ø Ò Ö Ð Ò Ø Ü Ý 1ÔÐ Ò Û Ø ÒØ Ö ́1⁄4 Ê 1⁄4μ Ò Ö Ù× Ö ÖÓÙÒ Ø Ü1 Ü ×̧ × ×ÑÓÓØ 3⁄41Ñ Ò ÓÐ o Ä Ø Í ́Ù Úμ 3⁄4 Ù Ú ¿ 3⁄4 Ê 3⁄4 ̧ Ò Ð Ø Ø Ñ Ô 3 Í Ê ¿ ¬Ò Ý 3́Ù Úμ ́ Ö × Ò Ù ́Ê Ö Ó× Ùμ× ÒÚ ́Ê Ö Ó× Ùμ Ó ×Úμ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 737
¿ o Î Ø Ö Ì Ò 3 × Ô Ö Ñ ØÖ Þ Ø ÓÒ Ø ÐÐ ÔÓ ÒØ× Ó Å̧ Ü ÔØ ÓÖ ÔÓ ÒØ× ÓÒ ÓÒ Ð Ø ØÙ Ò Ð Ò ÓÒ ÐÓÒ ØÙ Ò Ð Ö Ð o Ì Ø ÙÒ Ø ÓÒ ÓÒ Å × Ø ÙÒ Ø ÓÒ Å Ê ¬Ò Ý ́Ù Úμ ́3́Ù Úμμ ́Ê Ö Ó× Ùμ Ó ×Ú ×Ó Ø Ø Ø × Ò ÙÐ Ö ÔÓ ÒØ× Ó Ö × × ÓÛÒ Ò Ì Ð ¿3⁄4o o1⁄2o Ì Ä ¿3⁄4o o1⁄2 Ë Ò ÙÐ Ö Ø × Ó Ø Ø ÙÒ Ø ÓÒ ÓÖ Ø Ó ÖÙ×o ́Ù Úμ 3́Ù Úμ Ì È Ç ËÁÆ ÍÄ ÊÁÌ ́1⁄4 1⁄4μ ́1⁄4 1⁄4 Ê Öμ × Ð ÔÓ ÒØ ́1⁄4 μ ́1⁄4 1⁄4 Ê · Öμ × Ð ÔÓ ÒØ ́ 1⁄4μ ́1⁄4 1⁄4 Ê· Öμ Ñ Ü ÑÙÑ ́ μ ́1⁄4 1⁄4 Ê Öμ Ñ Ò ÑÙÑ ËÁ Ê ËÍÄ ÌË 1⁄2o Ê ÙÐ Ö Ð Ú Ð × Ø×o Ä Ø Å Ò Ñ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ù Ñ Ò ÓÐ Ó Ê Ò ̧ Ò Ð Ø Å Ê ×ÑÓÓØ ÙÒ Ø ÓÒo Á 3⁄4 Ê × Ö ÙÐ Ö Ú ÐÙ Ó ̧Ø Ò 1⁄2 ́ μ × Ö ÙÐ Ö ́Ñ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ù Ñ Ò ÓÐ Ó Ê Ò o ÓÖ 3⁄4 Ȩ̂ÐØÅ Õ 3⁄4 Å ́Õμ o Á × ÒÓ Ö Ø Ð Ú ÐÙ × Ò ̧ ÓÖ ̧ Ø Ò Ø ×Ù × Ø× Å Ò Å Ó Å Ö ÓÑÓØÓÔÝ1 ÕÙ Ú Ð ÒØo 3⁄4o Ì ÅÓÖ × Ä ÑÑ o Ä Ø Å ×ÑÓÓØ Ñ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ù Ñ Ò ÓÐ Ó Ê Ò ̧ Ò Ð Ø Å Ê ×ÑÓÓØ ÙÒ Ø ÓÒ ÓÒ Å Û Ø ÒÓÒ Ò Ö Ø Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ Ô Ó Ò Ü o Ì Ò Ø Ö × ×ÑÓÓØ Ô Ö Ñ ØÖ Þ Ø ÓÒ 3 Í Å Ó Å Ø Ô̧ÛØ Í Ò ÓÔ Ò Ò ÓÖ ÓÓ Ó 1⁄4 3⁄4 Ê Ñ Ò 3́1⁄4μ Ô̧× Ù Ø Ø Æ 3́Ü 1⁄2 Ü Ñ μ ́Ôμ Ü 3⁄4 1⁄2 ¡¡¡ Ü 3⁄4 · Ü 3⁄4 ·1⁄2 · ¡¡¡ · Ü 3⁄4 Ñ ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ Ó Ò Ü 1⁄4 × ÐÓ Ð Ñ Ò ÑÙÑ Ó ̧ Û Ö × Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ Ó Ò Ü Ñ × ÐÓ Ð Ñ Ü ÑÙÑ Ó o ¿o ÙÒ Ò Ó ÅÓÖ × ÙÒ Ø ÓÒ ×o ́ μ ÅÓÖ× ÙÒ Ø ÓÒ× Ö Ò Ö o Ú ÖÝ ×ÑÓÓØ ÓÑÔ Ø ×Ù Ñ Ò ÓÐ Ó Ê Ò × ÅÓÖ × ÙÒ Ø ÓÒo ́ÁÒ Ø̧ Û Ò ÓÛ Ø × Ø 1⁄2 ́Åμ Ó ×ÑÓÓØ ÙÒ Ø ÓÒ× ÓÒ Å Û Ø Ø ×Ó1 ÐÐ Ï ØÒ Ý ØÓÔ ÓÐÓ Ý ̧ Ø Ò Ø Ø × Ø Ó ÅÓÖ × ÙÒ Ø ÓÒ× ÓÒ Å × Ò ÓÔ Ò Ò Ò× ×Ù × Ø Ó 1⁄2 ́Å μo ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø Ö Ö ÅÓÖ× ÙÒ Ø ÓÒ× Ö ØÖ Ö ÐÝ ÐÓ× ØÓ ÒÝ ×ÑÓÓØ ÙÒ Ø ÓÒ ÓÒ Åoμ ́ μ Ò Ö Ø ÙÒ Ø ÓÒ× Ö ÅÓÖ× ÙÒ Ø ÓÒ ×o Ä Ø Å Ò Ñ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ù Ñ Ò ÓÐ Ó Ê Ñ·1⁄2 ́ o o̧ ×ÑÓÓØ ×ÙÖ Ò Ê ¿ μo ÓÖ Ú 3⁄4 Ë Ñ ̧ Ø Ø ÙÒ Ø ÓÒ Ú Å Ê Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ö Ø ÓÒ Ú × ¬Ò Ý Ú ́Ôμ Ú Ô o Ì × Ø Ó Ú ÓÖ Û Ú × ÒÓØ ÅÓÖ × ÙÒ Ø ÓÒ × Ñ ×ÙÖ Þ ÖÓ Ò Ë Ñ o o È ×× Ò Ö Ø Ð Ð Ú Ð×o Ä Ø Å Ê ×ÑÓÓØ ÅÓÖ × ÙÒ Ø ÓÒ Û Ø Ü ØÐÝ ÓÒ Ö Ø Ð Ð Ú Ð Ò ́ μ̧ Ò Ð Ø Ò Ö ÙÐ Ö Ú ÐÙ × Ó o Ì Ò © 2004 by Chapman & Hall/CRC 738
ÔØ Ö ¿3⁄4 ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔ ÓÐÓ Ý ¿ Å × ÓÑÓØÓÔÝ1 ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ Å Û Ø ÐÐ Ó Ñ Ò× ÓÒ ØØ ́ o Ë Ø ÓÒ ¿3⁄4o ¿μ̧ Û Ö × Ø Ò Ü Ó Ø Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ Ò 1⁄2 ́ μo Ë ÙÖ ¿3⁄4o o1⁄2o Á ÍÊ ¿3⁄4o o1⁄2 È ×× Ò Ö Ø Ð Ð Ú Ð Ó Ò Ü 1⁄2 ÓÖÖ × ÔÓÒ × ØÓ ØØ Ò 1⁄21 ÐÐo À Ö Å × Ø 3⁄41 ØÓ ÖÙ× Ñ Ò Ê ¿ ̧ Ò ×Ø Ò Ö Ú ÖØ Ð ÔÓ× Ø ÓÒ̧ Ò × Ø Ø ÙÒ Ø ÓÒ Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ø Ú ÖØ Ð Ö Ø ÓÒo Ä Ø Å ̧ ÓÖ ÐÓÛ Ø Ö Ø Ð Ð Ú Ð Ó Ø ÐÓÛ Ö × Ð ÔÓ ÒØ Ó o Å Ð Å Û Ø 1⁄21 ÐÐ ØØ ØÓ Øo Ê Ø Å ̧ Ó Ö ÓÚ Ø Ö Ø Ð Ð Ú Ð Ó Ø ÐÓÛ Ö × Ð ÔÓ ÒØ Ó o Ì × × Ø × ÓÑÓØÓÔÝ1 ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ Ø × Ø Ò Ø Ñ Ð Ô ÖØ Ó Ø ¬ ÙÖ o o ÅÓÖ× Ò ÕÙ Ð Ø ×o Ä Ø ÅÓÖ× ÙÒ Ø ÓÒ ÓÒ ÓÑÔ Ø Ñ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×ÑÓÓØ ×Ù Ñ Ò ÓÐ Ó Ê Ò o ÓÖ ̧1⁄4 Ņ̃Ø Ø ÅÓÖ× ÒÙÑ Ö Ó ÓÑ Ò Ø × Ø Ø ØØ ÒÙÑ Ö Ó Å ́ μ ¬ ́Åμ Ì ÅÓÖ× ÒÙÑ Ö× Ó Ö Ö Ð Ø ØÓ Ø ØØ ÒÙÑ Ö× Ò Ø ÙÐ Ö Ö Ø Ö ×Ø Ó Å Ý Ø ÓÐÐÓÛ Ò ÒØ ØÝ Ñ 1⁄2 ́ 1⁄2μ ́ μ Ñ 1⁄2 ́ 1⁄2μ ¬ ́Åμ ́Åμ ¿3⁄4o ËÇÍÊ Ë Æ Ê Ä Ì Å Ì ÊÁ Ä ÍÊÌÀ Ê Ê ÁÆ ËØ ¿ ÄÓÛ Ñ Ò× ÓÒ Ð ØÓÔÓÐÓ Ý̧ Ò ÐÙ Ò ×ÓÑ ÒÓØ Ø ÓÖÝ Ò Ö Ð Ø ÓÒ× Ô× Û Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÖÓÙÔ Ø Ó ÖÝo ÓÓ ×Ø ÖØ Ò ÔÓ ÒØ ÓÖ ÜÔÐÓÖ Ø ÓÒ Ó ØÓÔÓÐÓ Ý Ò ×ØÓÖ Ð × ØØ Ò o ÓÑ 1⁄2 Í× Ö1 Ö Ò ÐÝ ÒØ ÖÓ Ù Ø ÓÒ ØÓ Ð Ö ØÓÔÓÐÓ Ý Ò Ø Ð ×× ¬ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ Ñ Ò ÓÐ ×o ËÌ¿ Ð ×× ̧ Ð Ò Û Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ð Ö ØÓÔÓÐÓ Ýo Å Ù 1⁄4 ÜØ Ò× Ú ØÖ ØÑ ÒØ Ó × ÑÔÐ Ð ÓÑÔÐ Ü × Ò × ÑÔÐ Ð Ð Ö ØÓÔÓÐ1 Ó Ý o Ö ¿ ÅÓ ÖÒ Ø ÜØ ÓÓ ÓÒ Ð Ö ØÓÔÓÐÓ Ý̧ ×Ô ÐÐÝ × Ö Ð Ø ØÓ ØÓÔÓÐÓ Ð ×Ô Ø× Ó Ñ Ò ÓÐ Ø Ó ÖÝo à ÁÒØÖÓ Ù Ø ÓÒ ØÓ ÓÒ ÔØ× ÖÓÑ « Ö ÒØ Ð ÓÑ ØÖÝ Ò ØÓÔÓÐÓ Ýo Ï ÐÐ ÐÐÙ×ØÖ Ø o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 739
1⁄4 o Î Ø Ö È ÁÒØÖÓ Ù Ø ÓÒ ØÓ « Ö ÒØ Ð ØÓÔÓÐÓ Ý o Å Ð ¿ Ì Ð ×× Ñ ÓÒÓ Ö Ô ÓÒ ÅÓÖ× Ø ÓÖÝ o × ÙÖÚ Ý ÓÒ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔ ÓÐÓ Ý ̧ Ó Ò Ø Ò Ò Ð Ò × ØÓ ÔÔÐ Ø ÓÒ× o 1⁄41⁄2 ÁÒØÖÓ Ù × Ø Ð Ò Ù Ó ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ØÓÔ ÓÐÓ Ý ̧ Ò ÔÔÐ × Ø ØÓ Ñ × Ò Ö Ø ÓÒ Ò × ÑÔÐ ¬ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ×o ÔÔ1⁄41⁄2 Ï Ô ̧ ÓÒØ Ò Ò Û ÔÓ Ò Ø Ö× Ò ÓÙÖ× ÒÓØ × ÓÒ ÒÓØ Ø ÓÖÝ ̧ ÔÖ Ñ Ö ÐÝ Ö Ð Ø ØÓ ÓÑ ØÖÝ o Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö 1⁄2 Ì ÓÔ ÓÐÓ Ð Ñ Ø Ó × ÔØ Ö 1⁄2 ÒÙÑ Ö× Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ÓÑÔÐ Ü × ÔØ Ö 3⁄41⁄2 ÈÓÐÝ Ö Ð Ñ Ô× ÔØ Ö ¿¿ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ö Ð Ð Ö ÓÑ ØÖÝ ÔØ Ö ¿ ÓÐÓ Ð ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔ ÓÐÓ Ý Ê Ê Æ Ë 1⁄4 oÊo Öo ËÓÑ ØÓÔ ÓÐÓ Ð ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ÖÓ ÓØ ×o Å Ø o ÁÒØ ÐÐ Ò Ö̧ 1⁄23⁄4 ß ̧ 1⁄2 1⁄4o × Ëo ×Ùo ÇÒ ÓÙÒ Ò Ø ØØ ÒÙÑ Ö× Ò ÓÑÔÙØ Ò Ø ÙÐ Ö Ö Ø Ö ×Ø Ó × Ñ 1 Ð Ö × Ø×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄43⁄4 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o à Ío Ö Ñ Ò Ïo ÃÙ Ò Ðo ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ñ Ò ÓÐ × Û Ø Û Ú ÖØ ×o Ì ÓÔÓÐÓ Ý̧ 3⁄4 ß ¿̧ 1⁄2 o Ö ¿ o o Ö ÓÒo Ì ÓÔÓÐÓ Ý Ò ÓÑ Ø ÖÝ̧Ú ÓÐÙ Ñ 1⁄2¿ Ó Ö o Ì ÜØ× Ò Å Ø o ËÔÖ Ò Ö1 Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 ¿o Ö ¿ o Ö ××ÓÒ o Ê ÔÖ × ÒØ Ò ÓÑ ØÖ רÖÙ ØÙÖ × Ò Ñ Ò× ÓÒ× ØÓÔÓÐÓ Ý Ò ÓÖ Öo × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ ¿ ß 3⁄4 ̧ 1⁄2 ¿o Ï ¿ Ío Ö Ñ Ò ÂoÅo Ï Ð Ð×o ÈÓÐÝ Ö Ð Ñ Ò ÓÐ ×o ÁÒ È oÅo ÖÙ Ö Ò Â oÅo Ï Ð Ð×̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÒÚ Ü ÓÑ ØÖÝ ̧ Ô × ¿ ß o Ð× Ú Ö̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 ¿o ÄÅË1⁄43⁄4 Ëo Ð ÐÓ̧ o Ä Ù̧ o Å ÒØÐ Ö̧ Ò Âo ËÒÓ Ý Ò o Ì ×Ø Ò ÓÑ ÓØÓÔÝ ÓÖ Ô Ø × Ò Ø ÔÐ Ò o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄2 Ø ÒÒ Ùo Å ËÝ ÑÔÓ× o ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ Ô × 1⁄2 1⁄4ß1⁄2 ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o 3⁄4 oÊoÂo ÐÐ Ò ÛÓÖØ o Ï Ò Ò ÒÙÑ Ö× ÓÒ ×ÙÖ ×̧ Áo Å Ø o Ò Òo̧ 1⁄2 3⁄41⁄2 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 3⁄4o 1⁄2 oÊo ÓÒ Ð Ò oÊo Ò o ÇÒ Ø ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó ÓÑÔ ÙØ Ò Ø ÓÑÓÐ Ó Ý ØÝÔ Ó ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒo ÁÒ ÈÖÓ o ¿3⁄4Ò ÒÒÙo Á ËÝ ÑÔÓ ×o ÓÙÒ o ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ô × 1⁄4ß 3⁄4̧ 1⁄2 1⁄2o oÂo o Ð¬Ò Ó Ò Ào Ð× ÖÙ ÒÒ Öo Ò Ò Ö Ñ ÒØ Ð Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ØØ ÒÙÑ Ö× Ó × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü × ÓÒ Ø ¿1×Ô Ö o ÓÑÔÙØo ÓÑo × Ò̧ 1⁄23⁄4 1⁄2ß ̧ 1⁄2 o Ìo Ão Ý̧ Ào Ð× ÖÙÒ Ò Ö̧ Ò Ëo Ù o ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔÓÐÓ Ý o ÁÒ o Þ ÐÐ ̧ Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ Ò Êo ÈÓÐÐ ̧ ØÓÖ×̧ Ú Ò × Ò × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð 1 ÓÑ Ø ÖÝ̧Ú ÓÐÙ Ñ 3⁄43⁄4¿ Ó ÓÒØ ÑÔo Å Ø o̧ Ô × 1⁄21⁄4 ß1⁄2 ¿o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 o Æ 1⁄4 o o Ù ÖÓÚ Ò̧ oÌo ÓÑ Ò Ó̧ Ò ËoÈ oÆ Ó Ú ÓÚo ÅÓ ÖÒ ÓÑ ØÖÝ Å Ø Ó × Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ ×̧ È ÖØ ÁÁÁ̧Ú ÓÐÙ Ñ 1⁄23⁄4 Ó Ö o Ì ÜØ× Ò Å Ø o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 1⁄4o Ìo Ão Ý Ò Ëo Ù o ÓÑÔÙØ Ò ÓÑ ÓÐÓ Ý ÖÓÙÔ × Ó × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü ×o Âo ××Ó o ÓÑÔÙØo Å o̧ 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 740
ÔØ Ö ¿3⁄4 ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔ ÓÐÓ Ý 1⁄2 Ìo Ão Ý Ò Ëo Ù o ÌÖ Ò× ÓÖÑ Ò ÙÖÚ × ÓÒ ×ÙÖ ×o Âo ÓÑÔÙØo ËÝ ×Ø Ño Ë o̧ 3⁄4 ß¿3⁄4 ̧ 1⁄2 o Ë Ìo Ão Ý Ò Ào Ë ÔÔ Öo Ò Û Ø Ò ÕÙ ØÓ ÓÑÔÙØ ÔÓÐÝ ÓÒ Ð × Ñ ÓÖ 3⁄41 Ñ Ò ÓÐ × Û Ø ÔÔÐ Ø ÓÒ× ØÓ ÒÙÐÐ1 ÓÑ ÓØÓÔÝ Ø Ø ÓÒo × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2 ¿ß1⁄21⁄21⁄4̧ 1⁄2 o Ù 1⁄4 Êo o Ù o ÓÑ ØÖ Ñ Ò Ó ÓÑÔ Ð Ü ×o Ñ Öo Å Ø o ÅÓÒØ ÐÝ̧ ß 1⁄4¿̧ 1⁄2 1⁄4o Ào Ð× ÖÙÒ Ò Öo ÅÓ Ð Ò Û Ø × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü × ÌÓÔÓÐÓ Ý ̧ ÓÑ ØÖÝ̧ Ò Ð Ó1 Ö Ø Ñ×o ÁÒ ÈÖÓ o Ø Ò o ÓÒ o ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ Ô × ¿ ß ̧ 1⁄2 o 1⁄41⁄2 Ào Ð× ÖÙ ÒÒ Öo ÓÑ ØÖÝ Ò ÌÓÔÓÐÓ Ý ÓÖ Å × Ò Ö Ø Ó Ò̧Ú ÓÐÙ Ñ Ó Ñ Ö ÅÓ ÒÓ Ö Ô × Ô ÔÐo ÓÑÔÙØo Å Ø o Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ë Ào Ð× ÖÙÒ Ò Ö Ò Æo Êo Ë o ÌÖ Ò ÙÐ Ø Ò ØÓÔÓÐÓ Ð ×Ô ×o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄21⁄4Ø ÒÒÙo Å ËÝ ÑÔÓ× o ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ Ô × 3⁄4 ß3⁄4 3⁄4̧ 1⁄2 o Ô Ô1⁄41⁄2 o Ô Ôר Òo Ì ÓÑ ØÖÝ ÂÙÒ Ý Ö ÃÒ ÓØ Ì ÓÖÝo ØØÔ »»ÛÛÛo ×oÙ o Ù» ÔÔר Ò» ÙÒ Ý Ö » ÒÓØo ØÑÐ Ã oÌo ÓÑ Ò Ó Ò Ì oÄo ÃÙÒ o ÌÓÔÓÐÓ Ð ÅÓ Ð Ò ÓÖ Î ×Ù Ð Þ Ø ÓÒo ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o ÓÑ 1⁄2 o ÓÑ Ò Óo Î ×Ù Ð ÓÑ ØÖÝ Ò Ì ÓÔÓÐÓ Ýo ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 1⁄2o Ö oÃo Ö Ò ×o Ì ÓÔÓÐÓ Ð È ØÙÖ ÓÓ o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o È Îo Ù ÐÐ Ñ Ò Ò o ÈÓÐ Ð o « Ö ÒØ Ð Ì ÓÔÓÐÓ Ýo ÈÖ ÒØ 1À ÐÐ̧ Ò Ð ÛÓÓ Ð «×̧ 1⁄2 o À Ñ 3⁄4 o À Ñ ÓÒo Ì Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ó ÃÒÓØ× Ò ¿1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ËÔ ×o ÇÜ ÓÖ ÍÒ Úo ÈÖ ××̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 3⁄4o ÀÁ 3⁄4 ÄoË o À Ø Ò Ëo Á×ØÖ Ðo Ì Ô ÒÙÑ Ö Ó ÒÙ× Ö Ô × × Ḉ μo Âo ××Ó o ÓÑÔÙØo Å o̧ ¿ ß 1⁄41⁄2̧ 1⁄2 3⁄4o ÀÄÈ Âo À ××̧ Âo o Ä Ö ×̧ Ò Æo È ÔÔ Ò Öo Ì ÓÑÔ ÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó ÒÓØ Ò Ð Ò ÔÖÓ Ð Ñ×o Âo ××Ó o ÓÑÔÙØo Å o̧ 1⁄2 ß3⁄41⁄21⁄2̧ 1⁄2 o ÀË Åo À ÖÐ Ý Ò Æo Ë Ú Øo ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó Ð Ö ØÓÔÓÐÓ Ý ØÓ ÓÒ ÙÖÖ ÒØ ÓÑÔ ÙØ 1 Ø ÓÒo ËÁ Å Æ Û×̧ Ô × 1⁄21⁄4ß1⁄23⁄4̧ Ñ Ö 1⁄2 o ÀË Âo À Ö× Ö Ö Ò Âo ËÒÓ Ý Ò o ÓÑÔ ÙØ Ò Ñ Ò ÑÙÑ Ð Ò Ø Ô Ø × Ó Ú Ò ÓÑ Ó1 ØÓÔÝ Ð ××o ÓÑÔÙØo ÓÑo Ì ÓÖÝ ÔÔ Ðo̧ ¿ß ̧ 1⁄2 o ÀÌ Âo ÀÓÔ ÖÓ Ø Ò Êo o Ì Ö Òo Æ ÒØ ÔÐ Ò Ö ØÝ Ø ×Ø Ò o Âo ××Ó o ÓÑÔÙØo Å o̧ 3⁄41⁄2 ß ̧ 1⁄2 o ÂÊ 1⁄4 Åo ÂÙÒ ÖÑ Ò Ò o Ê Ò Ðo Å Ò Ñ Ð ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó ÓÖ ÒØ Ð ×ÙÖ ×o Ø Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄23⁄41⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄4o ÂÌ Áo Â Ñ × Ò o Ì ÓÑ ×o ÇÒ Ø ÒÙÑ Ö Ø ÓÒ Ó ÖÓ××1× Ø ÓÒ×o ÌÓÔÓÐ Ó Ý̧ ß1⁄21⁄2 ̧ 1⁄2 o ÂÌ Ïo Â Ó Ò Âo Äo Ì ÓÐÐ ×ÓÒo Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ Ø ÓÑ ÔÐ Ø ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ Ó ÐÓ× ¿1Ñ Ò ÓÐ o ÁÐÐ ÒÓ × Âo Å Ø o̧ ¿ ¿ ß 1⁄4 ̧ 1⁄2 o Ä Ú ¿ o Ä Ú Ò ×ØÓÒo ÃÒ ÓØ Ì Ó ÖÝ̧ ÚÓÐÙÑ 3⁄4 Ó ÖÙ× Å Ø o ÅÓÒÓ Ö Ô ×o Å Ø o ××Ó o Ñ Öo̧ 1⁄2 ¿o ÄÈÎÎ1⁄41⁄2 o Ä Þ ÖÙ ×̧ Åo ÈÓ ÓÐ ̧ o Î Ø Ö̧ Ò o Î ÖÖÓÙ ×Øo ÓÑÔ ÙØ Ò ÒÓÒ Ð ÔÓÐÝ 1 ÓÒ Ð × Ñ Ó Ò ÓÖ ÒØ Ð ØÖ Ò ÙÐ Ø ×ÙÖ o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄2 Ø ÒÒ Ùo Å ËÝÑÔÓ×o ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ Ô × 1⁄4ß ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Å ¿ Ào Å Ö o Ï Ý ×È 3⁄4 ÒÓØ Ñ Ð Ò Ê ¿ Ñ Öo Å Ø o ÅÓ ÒØ ÐÝ̧ 1⁄21⁄41⁄4 3⁄4ß ̧ 1⁄2 ¿o Å Ù 1⁄4 Ëo Êo o Å ÙÒ Öo Ð Ö ÌÓÔÓÐÓ Ýo Î Ò ÆÓ×ØÖ Ò Ê Ò ÓÐ ̧ ÄÓÒ ÓÒ̧ 1⁄2 1⁄4o Å ¿ Åo Å ÒØÝÖ Ò o ÖÒ×o Ò Û ÓÖÑÙÐ ÓÖ Û Ò Ò ÒÙÑ Öo ÓÑo Ø ̧ 1⁄2 ß1⁄2 1⁄4̧ 1⁄2 ¿o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 741
3⁄4 o Î Ø Ö Å Ð 1⁄2 Âo Å ÐÒ ÓÖo ÌÛÓ ÓÑ ÔÐ Ü × Û Ö ÓÑ ÓÑ ÓÖÔ ÙØ ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ ×Ø Ò Øo ÒÒo Ó Å Ø o̧ ß 1⁄4̧ 1⁄2 1⁄2o Å Ð ¿ Âo Å Ð ÒÓÖo Å ÓÖ× Ì ÓÖÝ ̧ ÚÓÐ ÙÑ 1⁄2 Ó ÒÒo Ó Å Ø o ËØÙ o ÈÖ Ò ØÓÒ ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 ¿o ÇÏ Ï1⁄41⁄4 o Ç3 ÙÒÐ Ò ̧ o Ï ØØ̧ Ò o Ï Ð Ò×o ÀÓÑ ÓÑ ÓÖÔ ×Ñ Ó 3⁄41 ÓÑ ÔÐ Ü × × ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ Ö Ô ×ÓÑÓÖÔ ×Ño ÁÒØ ÖÒ Øo Âo ÓÑÔÙØo ÓÑo ÔÔ Ðo̧ 1⁄21⁄4 ¿ß ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o È o È ÐÐ Ô×o ÌÙÖÒ Ò ×ÙÖ Ò× ÓÙØo Ë o Ñ Öo̧ 3⁄41⁄2 1⁄21⁄23⁄4ß1⁄23⁄41⁄4̧ Å Ý 1⁄2 o ÈÎ ¿ Åo ÈÓ ÓÐ Ò o Î Ø Öo Ì Ú × Ð ØÝ ÓÑÔ Ð Üo ÁÒ ÈÖÓ o Ø ÒÒ Ùo Å ËÝÑÔÓ×o ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ Ô × ¿3⁄4 ß¿¿ ̧ 1⁄2 ¿o ÊË 1⁄4 Æo ÊÓ ÖØ×ÓÒ Ò È o o Ë ÝÑ ÓÙÖo Ö Ô Ñ Ò ÓÖ× ÎÁÁÁo ÃÙÖ ØÓÛ × Ø ÓÖ Ñ ÓÖ Ò Ö Ð ×ÙÖ ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 1⁄4o Ë Ö ÃoË o Ë Ö Ö o À ÛÓÓ Ò ÕÙ Ð Ø ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 1⁄4ß ̧ 1⁄2 o Ë 1⁄2 Ào Ë ÔÔ Öo Ò Ö Ø Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ó 3⁄41Ñ Ò ÓÐ ×o ÁÒ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ Å Ø Ó ×̧ Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ× ÈÖÓ o Ø ÁÒØ ÖÒ Øo ÏÓÖ × ÓÔ ÓÑÔÙØo ÓÑo ́ 3 1⁄2μ̧ ÚÓÐÙ Ñ ¿ Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ô × 3⁄4¿ ß3⁄4 o ËÔÖ Ò Ö1 Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 1⁄2o Ë 3⁄4 Ào Ë ÔÔ Öo Ø ÖÑ Ò Ò ÓÒØÖ Ø Ð ØÝ Ó ÙÖÚ ×o ÁÒ ÈÖÓ o Ø ÒÒ Ùo Å ËÝÑÔÓ×o ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ Ô × ¿ ß¿ ̧ 1⁄2 3⁄4o Ë o Ë Ô ÖÓo Ç ×ØÖÙ Ø ÓÒ× ØÓ Ø Ñ Ò Ó ÓÑ ÔÐ Ü Ò Ù Ð Ò ×Ô o Áo Ì ¬Öר Ó ×ØÖÙ Ø ÓÒo ÒÒo Ó Å Ø o̧ 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o ËÑ Ëo ËÑ Ð o Ê ÙÐ Ö ÙÖÚ × ÓÒ Ê Ñ ÒÒ Ò Ñ Ò ÓÐ ×o Ì Ö Ò×o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 3⁄4ß 1⁄23⁄4̧ 1⁄2 o ËÑ Ëo ËÑ Ð o Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ó ÑÑ Ö× ÓÒ× Ó Ø ØÛÓ1×Ô Ö o Ì Ö Ò×o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄4 3⁄4 1⁄2ß3⁄4 1⁄4̧ 1⁄2 o ËË ¿ Âo Ìo Ë Û ÖØÞ Ò Åo Ë Ö Öo ÇÒ Ø Ô ÒÓ ÑÓÚ Ö3× ÔÖÓ Ð Ñ ÁÁo Ò Ö Ð Ø Ò ÕÙ × ÓÖ ÓÑÔ ÙØ Ò ØÓÔ ÓÐÓ Ð Ô ÖÓÔ ÖØ × Ó Ö Ð Ð Ö Ñ Ò ÓÐ ×o Úo Ò ÔÔ Ðo Å Ø o̧ 3⁄4 ß¿ 1⁄2̧ 1⁄2 ¿o ËÌ¿ Ào Ë ÖØ Ò Ïo Ì Ö Ð ÐÐo Ä Ö Ù Ö Ì ÓÔÓÐÓ o Ì Ù Ò Ö̧ Ä ÔÞ ̧ 1⁄2 ¿ o Ò Ð × ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ̧ ÌÜØ ÓÓ Ó Ì ÓÔÓÐÓ Ýo Ñ ÈÖ ××̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 1⁄4o ËØ ¿ Âo ËØ ÐÐÛ ÐÐo Ð ×× Ð ÌÓÔÓÐ Ó Ý Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÖÓ ÙÔ Ì ÓÖÝ̧Ú ÓÐÙ Ñ 3⁄4 Ó Ö o Ì ÜØ× Ò Å Ø o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 ¿o Ì Ó o Ì ÓÑ ×× Òo Ì Ö Ô ÒÙ× ÔÖÓ Ð Ñ × ÆÈ1 ÓÑÔ Ð Ø o Âo Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ 1⁄21⁄4 ß ̧ 1⁄2 o Î o Î Ø Öo Ã Ò 1 Ö ÓÖÑ Ø ÓÒ× Ó Ô ÓÐÝ ÓÒ×o ÁÒ ÈÖÓ o Ø ÒÒÙo Å ËÝÑÔÓ×o ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ Ô × 1⁄2ß ̧ 1⁄2 o Ú Ã¿¿ oÊo Ú Ò Ã ÑÔ Òo ÃÓÑÔ Ð Ü Ò Ù Ð × Ò Ê ÙÑ Òo o Å Ø o Ë Ño À Ñ o̧ 3⁄4ß Ò 1⁄2 3⁄4ß1⁄2 ¿̧ 1⁄2 ¿¿o Îà Áo o Î ÓÐÓ Ò̧ Îo o ÃÙ ÞÒ Ø×ÓÚ ̧ Ò oÌo ÓÑ Ò Óo Ì ÔÖÓ Ð Ñ Ó × Ö Ñ Ò Ø Ò Ð ÓÖ Ø Ñ ÐÐÝ Ø ×Ø Ò Ö Ø Ö 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô Ö o ÊÙ× × Ò Å Ø o ËÙ ÖÚ Ý×̧ 3⁄4 1⁄2ß 1⁄2 3⁄4̧ 1⁄2 o ÚÄ 1⁄4 Âo Ú Ò Ä ÙÛ Òo Ö Ô Ð ÓÖ Ø Ñ×o ÁÒ Âo Ú Ò Ä ÙÛ Ò̧ ØÓÖ̧ À Ò ÓÓ Ó Ì ÓÖ Ø Ð ÓÑÔÙØ Ö Ë Ò ̧Ú ÓÐÙ Ñ ̧ Ô × 3⁄4 ß ¿1⁄2o Ð× Ú Ö̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 1⁄4o Î 1⁄4 o Î Ø Ö Ò oÃo Ôo ÓÑÔ ÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ×ÙÖ ×o ÁÒ ÈÖÓ o Ø ÒÒ Ùo Å ËÝÑÔÓ×o ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ Ô × 1⁄21⁄43⁄4ß1⁄21⁄21⁄2̧ 1⁄2 1⁄4o Ï o Ï Öo ÈÐ ÓÒ Ñ ÒØ × ÔÓÐÝ Ö × Ò× Ð ÓÑ Ò Ñ Ø ×Ø Ð o ÓÑÑ ÒØo Å Ø o À ÐÚo̧ 3⁄4 1⁄2ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o Ï Ào Ï ØÒ Ý o Ì × Ð 1 ÒØ Ö× Ø ÓÒ× Ó ×ÑÓÓØ Ò1Ñ Ò ÓÐ Ò 3⁄4Ò1×Ô o ÒÒo Ó Å Ø o̧ 3⁄43⁄41⁄2ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o Âo ×o ÇÒ Ñ Ò Ñ Ð ÓÑÔ Ð Ü ×o È ¬ Âo Å Ø o̧ 3⁄4 3⁄41⁄2ß 3⁄4 ̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 742
¿¿ ÇÅÈÍ Ì ÌÁÇÆ Ä Ê Ä Ä Ê Á ÇÅ ÌÊ Ù Ò ×Û Ö Å × Ö ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ö Ð Ð Ö ÓÑ ØÖÝ ×ØÙ × Ú Ö ÓÙ× Ð ÓÖ Ø Ñ ÕÙ ×Ø ÓÒ× Ð1 Ò Û Ø Ø Ö Ð ×ÓÐ ÙØ ÓÒ× Ó × Ýר Ñ Ó ÕÙ Ð Ø ×̧ Ò ÕÙ Ð Ø ×̧ Ò Ò ÕÙ Ø ÓÒ× Ó Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð× ÓÚ Ö Ø Ö Ð ÒÙÑ Ö×o Ì × Ñ Ö Ò ¬ Ð × Ð Ö ÐÝ ÑÓØ Ú Ø Ý Ø ÔÓÛ Ö Ò Ð Ò Û Ø Û Ø× Ó Ð Ú× ÖÓ Ò Ò Ö Ð Ð ×× Ó ÔÖÓ Ð Ñ× Ö × Ò Ò ÖÓ ÓØ ×̧ Ú × ÓÒ̧ ÓÑÔÙØ Ö1 × Ò̧ ÓÑ ØÖ Ø ÓÖ Ñ ÔÖÓÚ Ò ̧ Ø o Ì Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÖÓ Ð Ñ× Ø Ø Ö × Ò Ø × ÓÒØ ÜØ Ö ÓÖÑÙ Ð Ø × × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÖ Ø ¬ Öר1ÓÖ Ö Ø ÓÖÝ Ó Ö Ð× Ò Ø Ö Ð Ø ÔÖÓ Ð Ñ× Ó ÕÙ ÒØ ¬ Ö Ð Ñ Ò Ø ÓÒ ́Ë Ø ÓÒ ¿¿o1⁄2μo Ì ××Ó Ø ÓÑ ØÖ × ØÖÙ ØÙÖ × Ö Ø Ò Ü Ñ Ò Ú Ò ÜÔÐ ÓÖ Ø ÓÒ Ó Ø × Ñ Ð Ö × Ø× ́Ë Ø ÓÒ ¿¿o 3⁄4μo Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÖ × Ñ Ð Ö × Ø× Ö ÓÒ× Ö Ò ÜØo ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ë Ø ÓÒ ¿¿o ¿ × Ù×× × Ö Ð Ð Ö ÒÙÑ Ö× Ò Ø Ö Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ̧ Ö ÐÝ Ò ÓÒ ×Ù Ð ×× Ð Ø ÓÖ Ñ× × ËØÙÖ Ñ3 × Ø ÓÖ Ñ Ò Ì ÓÑ3 × Ð ÑÑ ́Ë Ø ÓÒ ¿¿o¿μo Ì × × Ù×× ÓÒ × ÓÐÐ ÓÛ Ý × Ö ÔØ ÓÒ Ó × Ñ Ð Ö × Ø× Ù× Ò Ø ÓÒ ÔØ Ó ÝÐ Ò Ö Ð Ð Ö 1 ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ ́ μ Ò ÓØ ÓÒ Ò Ö Ñ Ò× ÓÒ× ́Ë Ø ÓÒ× ¿¿o Ò ¿¿o μo Ì × Ð × ØÓ Ö × Ö ÔØ ÓÒ× Ó ØÛÓ Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÔÖ Ó × ÓÖ Ø × ÓÒ Ò ÕÙ ÒØ ¬ Ö Ð Ñ Ò Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ× ́Ë Ø ÓÒ ¿¿o μ Ò Ñ ÐÝ ̧ ÓÐÐ Ò×3 × Ð ÓÖ Ø Ñ × ÓÒ ̧ Ò ×ÓÑ ÑÓÖ Ö ÒØ ÔÔÖÓ × × ÓÒ Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ× Ø Ò ÕÙ × Ò ÓÒ Ö Ù Ò Ø ÑÙÐØ Ú Ö Ø ÔÖÓ Ð Ñ ØÓ × Ö ÙÒ Ú Ö Ø ÔÖÓ Ð Ñ×o Ì × Ò Û ÔÔÖ Ó × Ö ÐÝ ÓÒ Ø ÛÓÖ Ó × Ú Ö Ð Ö ÓÙÔ× Ó Ö × Ö Ö× Ö ÓÖ3 Ú Ò Î ÓÖÓ ÓÚ Ö ̧ Î ̧ ÒÒÝ Ò ̧ Ò 1⁄4 ̧ À ÒØÞ Ø Ðo ÀÊË 1⁄4 ̧ Ê Ò 1 Ö Ê Ò 1⁄2̧ Ê Ò 3⁄4 ̧ Ê Ò 3⁄4 ̧ Ê Ò 3⁄4 ̧ Ò ×Ù Ø Ðo ÈÊ o Û Ö ÔÖ × ÒØ 1 Ø Ú ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ð Ö ÓÒ ÐÙ Ø × ÔØ Ö ́Ë Ø ÓÒ ¿¿o μo ¿¿o1⁄2 ÁÊ ËÌ1ÇÊ Ê ÌÀ ÇÊ Ç Ê ÄË Ì × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ Ø ¬Ö× Ø1ÓÖ Ö Ø ÓÖÝ Ó Ö Ð× × ØÓ Ø ÖÑ Ò Ì Ö× × ÒØ Ò Ò Ø ¬Ö ר1ÓÖ Ö Ø ÓÖÝ Ó Ö Ð× × ØÖÙ ÓÖ Ð× o Ì ÕÙ ÒØ ¬ Ö Ð Ñ Ò Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ × ØÓ Ø ÖÑ Ò Ø Ö × ÐÓ ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØÕ Ù Ò Ø ¬ Ö1 Ö ÓÖÑÙ Ð ÓÖ Ò Ö ØÖ ÖÝ Ì Ö× ÓÖÑÙÐ Ò Ø ¬Ö× Ø1ÓÖ Ö Ø ÓÖÝ Ó Ö Ð×o × Ö × ÙÐØ Ó Ì Ö× 3× ÛÓÖ ̧ Û Ú Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ø ÓÖ Ño ÌÀ ÇÊ Å ¿¿o1⁄2o1⁄2 Ì Ö 1⁄2 Ä Ø © Ì Ö× × ÒØ Ò o Ì Ö × Ò « Ø Ú × ÓÒ ÔÖÓ ÙÖ ÓÖ ©o Ä Ø © Ì Ö× ÓÖ ÑÙÐ o Ì Ö × ÕÙ ÒØ ¬ Ö1 Ö ÓÖ ÑÙÐ ÐÓ ÐÐÝ ÕÙ Ú1 ¿ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 743
o Å × Ö Ð ÒØ ØÓ ©o Á © Ò ÚÓÐ Ú × ÓÒÐ Ý Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð× Û Ø Ö Ø ÓÒ Ð Ó Æ ÒØ×̧ Ø Ò ×Ó Ó × Ø × ÒØ Ò o Ì Ö× ÓÖÑÙÐ × Ö ÓÖÑÙ Ð × Ò ¬Ö× Ø1ÓÖ Ö Ð Ò Ù ́ ¬Ò Ý Ì Ö× Ò 1⁄2 ¿1⁄4 Ì Ö 1⁄2 μ ÓÒ× ØÖÙ Ø ÖÓÑ ÕÙ Ð Ø ×̧ Ò ÕÙ Ð Ø ×̧ Ò Ò ÕÙ Ø ÓÒ× Ó ÔÓÐÝ1 ÒÓÑ Ð× ÓÚ Ö Ø Ö Ð×o ËÙ Ó ÖÑÙÐ × Ñ Ý ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ý ÒØÖÓ Ù Ò ÐÓ Ð ÓÒÒ Ø Ú × Ò ÙÒ Ú Ö× Ð Ò Ü ×Ø ÒØ Ð ÕÙ ÒØ ¬ Ö× ØÓ Ø ØÓÑ ÓÖÑÙÐ ×o Ì Ö× × ÒØ Ò × Ö Ì Ö× ÓÖÑÙÐ × Ò Û Ð ÐÚ Ö Ð × Ö ÓÙÒ ÝÕ Ù Ò Ø ¬ Ø ÓÒo Ä ÇËË Ê Ì ÖÑ ÓÒר ÒØ̧ Ú Ö Ð ̧ ÓÖ Ø ÖÑ ÓÑ Ò Ò ØÛÓ Ø ÖÑ× Ý Ò Ö Ø Ñ Ø ÓÔ1 Ö ØÓÖ ·̧ ̧ ¡̧ o ÓÒר ÒØ × Ö Ð ÒÙÑ Öo Ú Ö Ð × ×ÙÑ × Ö Ð ÒÙÑ Ö × Ø× Ú ÐÙ o Ø ÖÑ ÓÒØ Ò× ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ ×Ù Ð Ö Ú Ö Ð × Ü 1⁄2 Ü 3⁄4 Ü Ò o ØÓÑ Ó ÖÑÙÐ ÓÖ ÑÙÐ ÓÑÔ Ö Ò ØÛÓ Ø ÖÑ× Ý Ò ÖÝ Ö Ð Ø ÓÒ Ð ÓÔ Ö1 ØÓÖ ̧ ̧ ̧ ̧ ̧ o ÉÙ ÒØ ¬ Ö1 Ö ÓÖÑÙÐ Ò ØÓÑ ÓÖÑÙÐ ̧ Ò Ø ÓÒ Ó ÕÙ ÒØ ¬ Ö1 Ö ÓÖ ÑÙÐ Ú Ò Ý Ø ÙÒ ÖÝ ÓÓÐ Ò ÓÒÒ Ø Ú ̧ ÓÖ ÓÖÑÙÐ ÓÑ Ò Ò ØÛÓ ÕÙ ÒØ ¬ Ö1 Ö ÓÖÑÙÐ × Ý Ò ÖÝ ÓÓÐ Ò ÓÒÒ Ø Ú μ̧ ̧ o Ü ÑÔÐ Ì ÓÖÑÙÐ ́Ü 3⁄4 3⁄4 1⁄4 μ ́Ü 1⁄4μ ¬Ò × Ø ́Ö Ð Ð Ö μ ÒÙÑ Ö · Ô 3⁄4o Ì Ö× ÓÖÑÙÐ Á ́Ý 1⁄2 ̧ ̧ Ý Ö μ × ÕÙ ÒØ ¬ Ö1 Ö ÓÖÑÙÐ ̧ Ø Ò Ø × Ð×Ó Ì Ö× ÓÖÑÙÐ o ÐÐ Ø Ú Ö Ð × Ý Ö Ö Ò o Ä Ø ̈́Ý 1⁄2 ̧ ̧ Ý Ö μ Ò © ́ Þ 1⁄2 ̧ ̧ Þ × μ Ø ÛÓÌ Ö× ÓÖ ÑÙÐ × ́Û Ø Ö Ú Ö Ð × Ý Ò Þ ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝμ Ø Ò ÓÖ ÑÙÐ ÓÑ Ò Ò ̈ Ò © Ý ÓÓÐ Ò ÓÒÒ Ø Ú × ÌÖ× ÓÖÑÙ Ð Û Ø Ö Ú Ö Ð × Ý Þ o Ä × ØÐÝ ̧ É ×Ø Ò × ÓÖ ÕÙ ÒØ ¬ Ö ́ Ø Ö ÙÒ Ú Ö× Ð ÓÖ Ü ×Ø ÒØ Ð μ Ò ̈́Ý 1⁄2 Ý Ö Ü μ × ÌÖ× ÓÖ ÑÙÐ ́Û Ø Ö Ú Ö Ð × Ü Ò Ýμ̧ Ø Ò É Ü ̈́Ý 1⁄2 Ý Ö Ü μ × Ì Ö× ÓÖÑÙ Ð Û Ø ÓÒÐÝ Ø Ý3× × Ö Ú Ö Ð ×o Ì Ú Ö Ð Ü × ÓÙÒ Ò ́É Üμ ̈ o Ì Ö× × ÒØ Ò ÌÖ× ÓÖÑÙÐ Û Ø ÒÓ Ö Ú Ö Ð o Ü ÑÔÐ ́ Üμ́ Ýμ Ý 3⁄4 Ü 1⁄4 o Ì × Ì Ö× × ÒØ Ò × Ð× o ÈÖ Ò Ü Ì Ö× ÓÖÑÙÐ ÌÖ× ÓÖ ÑÙÐ Ó Ø ÓÖÑ É Ü 1⁄2 É Ü 3⁄4 ¡¡¡ É Ü Ò ́Ý 1⁄2 Ý 3⁄4 Ý Ö Ü 1⁄2 Ü Ò μ Û Ö × ÕÙ ÒØ ¬ Ö1 Ö o Ì ×ØÖ Ò Ó ÕÙ ÒØ ¬ Ö× ́É Ü 1⁄2 μ́ É Ü 3⁄4 μ ¡¡¡ ́É Ü Ò μ × ÐÐ Ø ÔÖ ¬Ü Ò × ÐÐ Ø Ñ ØÖ Üo ÈÖ Ò Ü ÓÖÑ Ó Ì Ö× ÓÖÑÙÐ ̧ © Ô Ö Ò ÜÌ Ö× ÓÖÑÙÐ ÐÓ ÐÐÝ ÕÙ Ú1 Ð ÒØØ Ó© o ÓÖ Ú ÖÝ Ì Ö× ÓÖ ÑÙÐ ̧ ÓÒ Ò ¬Ò Ø× ÔÖ Ò Ü ÓÖÑ Ù× Ò × ÑÔÐ ÔÖÓ ÙÖ Ø Ø ÛÓÖ × Ò ÓÙÖ ×Ø Ô× ́1⁄2μ Ð Ñ Ò Ø Ö ÙÒ ÒØÕ Ù Ò Ø ¬ Ö× ́3⁄4μ Ö 1 Ò Ñ Ú Ö Ð × ×Ó Ø Ø Ø × Ñ Ú Ö Ð Ó × ÒÓØ Ó ÙÖ × Ö Ò ÓÙÒ ́¿μ ÑÓÚ Ò Ø ÓÒ× ÒÛ Ö Ò ¬Ò ÐÐÝ ̧ ́ μ ÔÙ× ÕÙ ÒØ ¬ Ö× ØÓ Ø Ð Øo ÜØ Ò× ÓÒ Ó Ì Ö× ÓÖÑÙÐ ̧ ̈́Ý 1⁄2 Ý Ö μ Û Ø Ö Ú Ö Ð × Ý 1⁄2 Ý Ö Ì × Ø Ó ÐÐ 1⁄2 Ö 3⁄4Ê Ö ×Ù Ø Ø ̈́ 1⁄2 Ö μ Ì ÖÙ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 744
ÔØ Ö ¿¿ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ö Ð Ð Ö ÓÑ ØÖÝ ÌÀ ÁËÁÇÆ ÈÊÇ Ä Å Ì Ò Ö Ð × ÓÒ ÔÖ Ó Ð Ñ ÓÖ Ø ¬Ö ר1ÓÖ Ö Ø ÓÖÝ Ó Ö Ð× × ØÓ Ø ÖÑ Ò Ú Ò Ì Ö× × ÒØ Ò × ØÖÙ ÓÖ Ð× o Ô ÖØ ÙÐ ÖÐÝ ÒØ Ö ×Ø Ò ×Ô Ð × Ó Ø ÔÖÓ Ð Ñ × Û Ò ÐÐ Ø ÕÙ ÒØ ¬ Ö× Ö Ü ×Ø ÒØ Ðo Ï Ö Ö ØÓ Ø × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ø × × × Ø Ü ×Ø ÒØ Ð ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ Ø ¬Ö ר1ÓÖ Ö Ø ÓÖÝ Ó Ö Ð×o Ì Ò Ö Ð × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ Û × × ÓÛÒ ØÓ Ð Ý Ì Ö× Ì Ö 1⁄2 o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó Ì Ö× 3× ÓÖ Ò Ð Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÙÐ ÓÒÐÝ Ú Ò Ý Ú ÖÝ Ö Ô ÐÝ ÖÓÛ Ò ÙÒ Ø ÓÒ Ó Ø ÒÔÙØ × Þ ́ o o̧ ÙÒ Ø ÓÒ Ø Ø ÓÙÐ ÒÓØ ÜÔÖ ×× × ÓÙÒ ØÓÛ Ö Ó ÜÔ ÓÒ ÒØ× Ó Ø ÒÔÙØ × Þ μo Ì ¬Ö× Ø Ð ÓÖ Ø Ñ Û Ø ×Ù ×Ø ÒØ Ð ÑÔÖÓÚ Ñ ÒØÓ Ú Ö Ì Ö× 3× Ð ÓÖ Ø Ñ Û × Ù ØÓ ÓÐÐ Ò× ÓÐ Ø × ÓÙ ÐÝ1 ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð Ø Ñ ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ ÒØ Ò ÙÑ Ö Ó Ú Ö Ð × ÔÔ Ö Ò Ò Ø × ÒØ Ò o ÙÖØ Ö ÑÔÖ ÓÚ Ñ ÒØ× Ú ÒÑ Ý Ò ÙÑ Ö Ó Ö × Ö Ö× ́ Ö ÓÖ3 Ú1Î ÓÖÓ ÓÚ Ö ̧ Î ̧ ÒÒÝ Ò ̧ Ò ¿ ̧ À ÒØÞ Ø Ðo ÀÊË ̧ ÀÊË 1⁄4 ̧ Ê Ò Ö Ê Ò 3⁄4 ̧ ̧ μ Ò Ñ Óר Ö ÒØÐÝ Ý ×Ù Ø Ðo ÈÊ o ÁÒ Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ̧ Û × ×ÙÑ Ø Ø ÓÙÖ Ì Ö× × ÒØ Ò × ÔÖ × ÒØ Ò Ø× ÔÖ Ò Ü ÓÖÑ ́É 1⁄2 Ü 1⁄2 μ́ É 3⁄4 Ü 3⁄4 μ ¡¡¡ ́É Ü μ ́Ü 1⁄2 Ü μ Û Ö Ø É 3× ÓÖÑ × ÕÙ Ò Ó ÐØ ÖÒ Ø Ò ÕÙ ÒØ ¬ Ö× ́ o o̧ ÓÖ ̧ Û Ø Ú ÖÝ Ô Ö Ó ÓÒ× ÙØ Ú Õ Ù Ò Ø ¬ Ö× ×Ø Ò Øμ̧ Û Ø Ü Ô ÖØ Ø ÓÒ Ó Ø Ú Ö Ð × 1⁄4 Ü Ü 1⁄2 Ü 3⁄4 Ü Ò ̧ Ü Ò Ü Ò Ò Û Ö × ÕÙ ÒØ ¬ Ö1 Ö ÓÖ ÑÙÐ Û Ø ØÓÑ ÔÖ Ø × ÓÒ× ×Ø Ò Ó ÔÓÐÝ1 ÒÓÑ Ð ÕÙ Ð Ø × Ò Ò ÕÙ Ð Ø × Ó Ø ÓÖÑ Ü 1⁄2 Ü Ì 1⁄4 1⁄2 Ñ À Ö ̧ × ÑÙÐ Ø Ú Ö Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ́ÓÚ Ö Ê ÓÖ Ȩ́ × Ø × Ñ Ý μ Ó ØÓØ Ð Ö ÓÙÒ Ý o Ì Ö Ö ØÓØ Ð Ó Ñ ×Ù Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð×o Ì ×Ô Ð × 1⁄2 Ö Ù × Ø ÔÖÓ Ð Ñ ØÓ Ø Ø Ó Ø Ü ×Ø ÒØ Ð ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ Ø ¬Öר1ÓÖ Ö Ø ÓÖÝ Ó Ö Ð×o Á Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð× Ó Ø × ÕÙ Ð Ø ×̧ Ò ÕÙ Ð Ø ×̧ Ò ÕÙ Ø ÓÒ× ̧ Ø o̧ Ö ÓÚ Ö Ø Ö Ø ÓÒ Ð×̧ Ø Ò Û × ×ÙÑ Ø Ø Ø Ö Ó Æ ÒØ× Ò ×ØÓÖ Û Ø Ø Ñ Óר Ä Ø×o Ì Ù× Ø Ö Ø Ñ Ø ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ò × Ö Ò Ø ÖÑ× Ó Ò̧ Ò ̧ ̧ Ņ̃ Ò ̧ Ò Ø Ø ÓÑÔÐ Ü ØÝÛÐ Ð Ò ÚÓÐÚ Ä × Û ÐÐo Ì Ð ¿¿o 1⁄2o1⁄2 Ð Ø× Ö ÔÖ × ÒØ Ø Ú × Ø Ó ÒÓÛÒ Ø1 ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ö ×ÙÐØ× ÓÖ Ø × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ño ÉÍ ÆÌÁ Á Ê ÄÁÅ ÁÆ ÌÁÇÆ ÈÊÇ Ä Å ÓÖÑ ÐÐÝ ̧ Ú Ò Ì Ö× ÓÖÑÙÐ Ó Ø ÓÖÑ ̧ ©́Ü 1⁄4 μ ́ É 1⁄2 Ü 1⁄2 μ́ É 3⁄4 Ü 3⁄4 μ ¡¡¡ ́É Ü μ ́Ü 1⁄4 Ü 1⁄2 Ü μ Û Ö × ÕÙ ÒØ ¬ Ö1 Ö ÓÖÑÙÐ ̧ Ø ÕÙ ÒØ ¬ Ö Ð Ñ Ò Ø ÓÒ ÔÖ Ó Ð Ñ × ØÓ ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÒÓØ Ö ÕÙ ÒØ ¬ Ö1 Ö ÓÖÑÙÐ ̧ ́Ü 1⁄4 μ̧ ×Ù Ø Ø ́Ü 1⁄4 μ ÓÐ × Ò © 2004 by Chapman & Hall/CRC 745
o Å × Ö Ì Ä ¿¿o1⁄2o1⁄2 Ë Ð Ø Ø Ñ ÓÑÔ Ð Ü ØÝ Ö ×ÙÐØ×o Æ Ê Ä ÇÊ ÁËÌ ÆÌÁ Ä ÌÁÅ ÇÅÈÄ ÁÌ ËÇÍÊ Ò Ö Ð Ä ¿ ́Ñ μ 3⁄4 Ḉ¦Ò μ ÓÐ Ü ×Ø ÒØ Ð Ä Ç ́1⁄2μ ́Ñ μ ḈÒ 3⁄4 μ Î 3⁄4 Ò Ö Ð Ä Ḉ1⁄2μ ́Ñ μ ́Ḉ È Ò μμ 3⁄4 Ö Ü ×Ø ÒØ Ð Ä 1⁄2· Ó́1⁄2μ ́Ñμ ́Ò· 1⁄2μ ́ μ ḈÒ 3⁄4 μ Ò ̧ Ò ¿ Ò Ö Ð ́Ä ÐÓ Ä ÐÓ ÐÓ Äμ ́Ñ μ ́3⁄4 Ḉ μ μ¥Ò Ê Ò 3⁄4 ̧ ̧ Ü ×Ø ÒØ Ð ́Ä ÐÓ Ä ÐÓ ÐÓ ÄμÑ ́Ñ Òμ Ò ́ μ Ç ́Òμ ÈÊ Ò Ö Ð ́Ä ÐÓ Ä ÐÓ ÐÓ Äμ ́Ñμ ¥́Ò ·1⁄2μ ́ μ ¥Ç ́Ò μ ÈÊ ÓÒÐ Ý ©́Ü 1⁄4 μ Ó Ð × oËÙ Õ Ù Ò Ø ¬ Ö1 Ö ÓÖ ÑÙÐ Ø × Ø ÓÖÑ ́Ü 1⁄4 μ Á 1⁄2  1⁄2 ́Ü 1⁄4 μ Ì 1⁄4 Û Ö 3⁄4 Ê Ü 1⁄4 × Ñ ÙÐØ Ú Ö Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Û Ø Ö Ð Ó Æ ÒØ ×o Ë Ò ¬ ÒØÐ Ý Ñ ÔÖÓÚ ÓÙÒ × Û Ö Ú Ò Ý ×Ù Ø Ðo ÈÊ Ò Ö × ÙÑ1 Ñ Ö Þ × ÓÐÐ ÓÛ× Á ́Ñμ É ́Ò ·1⁄2μ ́ μ É ḈÒ μ  ́Ñμ É 1⁄4 ́Ò ·1⁄2μ ́ μ É 1⁄4 ḈÒ μ Ì ØÓØ Ð Ö × Ó Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð× ́Ü 1⁄4 μ Ö ÓÙÒ Ý ́ μ É 1⁄4 ḈÒ μ ÆÓÒ Ø Ð ××̧ ÓÑÔ Ö Ò Ø ÓÚ ÓÙÒ × ØÓ Ø ÓÙÒ × Ó Ø Ò Ò × Ñ Ð Ò Ö ÓÑ ØÖÝ ̧ Ø ÔÔ Ö× Ø Ø Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ô ÖØ Ó Ø ÓÑÔÐ Ü ØÝÓ Ó Ø Ø ÓÖÑÙÐ Ò Ø ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ ÓÙÐ ÑÔÖ ÓÚ ØÓ ́Ñμ É 1⁄4 ́Ò ·1⁄2μ o × ÓÒ× 1 ÕÙ Ò Ó ×ÓÑ Ö ÒØ Ö ×ÙÐ Ø× Ó ×Ù × ̧ Ø ×Ø ÓÙÒ ÓÖ Ø × Þ Ó Ø ÕÙ Ú Ð ÒØ ÕÙ ÒØ ¬ Ö1 Ö ÓÖÑÙÐ × ÒÓÛ Á  ́Ñμ É 1⁄4 ́Ò ·1⁄2μ ́ μ Ò 1⁄4 1⁄4 É 1⁄4 ḈÒ μ Û Ö Ò 1⁄4 1⁄4 Ñ Ò́Ò 1⁄4 É 1⁄4 ́Ò · 1⁄2μμ Ò × ÓÙÒ ÓÒ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ö Ú Ö Ð × Ó ÙÖÖ Ò Ò ÒÝ Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ò Ø ÓÖ Ò Ð Ì Ö× ÓÖÑÙÐ o Ì ØÓØ Ð Ö × Ó Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð× ́Ü 1⁄4 μ Ö ×Ø ÐÐ ÓÙÒ Ý ́ μ É 1⁄4 ḈÒ μ ÙÖØ ÖÑ ÓÖ ̧ Ø Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó ×Ù3 × Ò Û ÔÖÓ ÙÖ ÒÚÓÐ Ú × ÓÒÐ Ý ́Ñμ É 1⁄4 ́Ò ·1⁄2μ ́ μ Ò 1⁄4 1⁄4 É 1⁄4 ḈÒ μ Ö Ø Ñ Ø ÓÔ Ö Ø ÓÒ× o ÄÓÛ Ö ÓÙÒ Ö × ÙÐØ× ÓÖ Ø ÕÙ ÒØ ¬ Ö Ð Ñ Ò Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ Ò ÓÙÒ Ò Ú ÒÔÓÖØ Ò À ÒØÞ À o Ì Ý × ÓÛ Ø Ø ÓÖ Ú ÖÝ Ò̧ Ø Ö Ü ×Ø× Ì Ö× © 2004 by Chapman & Hall/CRC 746
ÔØ Ö ¿¿ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ö Ð Ð Ö ÓÑ ØÖÝ ÓÖÑÙÐ © Ò Û Ø Ò ÕÙ ÒØ ¬ Ö×̧ Ó Ð Ò Ø Ç ́Òμ̧ Ò Ó ÓÒ× Ø ÒØ Ö ̧ ×Ù Ø Ø ÒÝ ÕÙ ÒØ ¬ Ö1 Ö ÓÖÑÙÐ Ò ÐÓ ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØØ Ó© Ò ÑÙר ÒÚÓÐÚ ÔÓÐÝÒÓÑ Ð× Ó Ö 3⁄4 3⁄4 áÒ μ Ò Ð Ò Ø 3⁄4 3⁄4 áÒμ ÆÓØ Ø Ø Ò Ø × ÑÔÐ ×Ø ÔÓ×× Ð × ́ o o̧ 3⁄4 Ò Ò 3⁄4 μ ̧ ÙÔÔ Ö Ò ÐÓÛ Ö ÓÙÒ × Ö ÓÙ ÐÝ ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð Ò Ñ Ø Û ÐÐo Ì × Ö × ÙÐØ̧ ÓÛ Ú Ö̧ Ó × ÒÓØ ÑÔÐ Ý × Ñ Ð Ö ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÓÖ Ø × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ×o ¿¿o3⁄4 Ë ÅÁ Ä Ê Á Ë ÌË Ú ÖÝ ÕÙ ÒØ ¬ Ö1 Ö ÓÖÑÙÐ ÓÑÔ Ó× Ó Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ò ÕÙ Ð Ø × Ò ÓÓÐ Ò ÓÒ1 Ò Ø Ú × ¬Ò × × Ñ Ð Ö × Øo Ì Ù×̧ Ø × × Ñ Ð Ö × Ø× ÔÐ Ý Ò ÑÔÓÖ1 Ø ÒØ ÖÓÐ Ò Ö Ð Ð Ö ÓÑ ØÖÝ o Ä ÇËË Ê Ë Ñ Ð Ö × Ø ×Ù × Ø Ë Ê Ò ¬Ò Ý × Ø1Ø ÓÖ Ø ÜÔÖ ×× ÓÒ Ò1 ÚÓÐÚ Ò ×Ý× Ø Ñ Ó Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ò ÕÙ Ð Ø × Ë Á 1⁄2  1⁄2 Ò 1⁄2 Ò 3⁄4Ê Ò × Ò́ ́ 1⁄2 Ò μμ × Ó Û Ö Ø 3× Ö ÑÙÐ Ø Ú Ö Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð× ÓÚ Ö Ê Ò Ø × 3× Ö ÓÖÖ 1 ×ÔÓÒ Ò × Ø× Ó × Ò× Ò 1⁄2̧ 1⁄4̧ ·1⁄2 o Ê Ð Ð Ö × Ø × Ù × Ø Ê Ò ¬Ò Ý × Ýר Ñ Ó Ð Ö ÕÙ Ø ÓÒ×o Ò 1⁄2 Ò 3⁄4Ê Ò 1⁄2 ́ 1⁄2 Ò μ ¡¡¡ Ñ ́ 1⁄2 Ò μ 1⁄4 Ó Û Ö Ø 3× Ö ÑÙÐ Ø Ú Ö Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð× ÓÚ Ö Êo Ë Ñ Ð Ö Ñ Ô Ñ Ô Ë Ì ̧ ÖÓÑ × Ñ Ð Ö × Ø Ë Ê Ñ ØÓ × Ñ Ð Ö × Ø Ì Ê Ò ̧ ×Ù Ø Ø Ø× Ö Ô × ́×μ 3⁄4Ê Ñ·Ò × 3⁄4 Ë × × Ñ Ð Ö × Ø Ò Ê Ñ·Ò o ÆÓØ Ø Ø ÔÖÓ Ø ÓÒ̧ Ò Ð Ò Ö̧ × × Ñ Ð Ö Ñ Ôo Ì ÊËÃÁ1 Ë Á Æ Ê ÌÀ ÇÊ Å ÕÙ Ú Ð ÒØÐ Ý ̧ × Ñ Ð Ö × Ø× Ò ¬Ò × Ë Ò 1⁄2 Ò 3⁄4Ê Ò ́ 1⁄2 Ò μ Ì ÖÙ Ó Û Ö ́Ü 1⁄2 ̧ ̧ Ü Ò μ × ÕÙ ÒØ ¬ Ö1 Ö Ó ÖÑÙÐ ÒÚÓ ÐÚ Ò Ò Ð Ö Ú Ö Ð ×o × Ö Ø ÓÖÓÐ Ð ÖÝ Ó Ì Ö× 3× Ø ÓÖ Ñ ÓÒ ÕÙ ÒØ ¬ Ö Ð Ñ Ò Ø ÓÒ̧ Û × Ø Ø ÜØ Ò× ÓÒ× Ó Ì Ö× ÓÖ ÑÙÐ × Ö Ð×Ó × Ñ Ð Ö × Ø×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 747
o Å × Ö Ï Ð Ö Ð Ð Ö × Ø× Ö ÕÙ Ø ÒØ Ö ×Ø Ò Ò ÛÓÙÐ Ò ØÙÖ Ð Ó Ø× Ó ×ØÙ Ý Ò Ø × ÓÒØ ÜØ̧ Ø Ý Ö ÒÓØ ÐÓ× ÙÒ Ö ÔÖÓ Ø ÓÒ ÓÒ ØÓ ×Ù ×Ô o À Ò Ø Ý Ø Ò ØÓ ÙÒÛ Ð Ý o ÀÓÛ Ú Ö̧ × Ñ Ð Ö × Ø× Ö ÐÓ× ÙÒ Ö ÔÖÓ Ø ÓÒo Ì × ÓÐÐÓÛ× ÖÓÑ ÑÓÖ Ò Ö Ð Ö × ÙÐØ Ø ÑÓÙ× Ì Ö× 1Ë Ò Ö Ø Ó1 Ö Ñ Û × Ò ÑÑ Ø ÓÒ× ÕÙ Ò Ó ÕÙ ÒØ ¬ Ö Ð Ñ Ò Ø ÓÒ̧ × Ò Ñ × Ö × Ö Ý Ó Ö Ñ ÙÐ × ÒÚÓÐÚ Ò ÓÒÐÝ Ü ×Ø ÒØ Ð ÕÙ ÒØ ¬ Ö×o ÌÀ ÇÊ Å ¿¿o3⁄4o1⁄2 Ì Ö× 1Ë Ò Ö Ì ÓÖ Ñ Ë Ä Ø Ë × Ñ Ð Ö × Ø Ò Ê Ñ ̧ Ò Ð Ø Ê Ñ Ê Ò × Ñ Ð Ö Ñ Ôo Ì Ò ́Ëμ × × Ñ Ð Ö Ò Ê Ò o ÁÒ Ø̧ × Ñ Ð Ö × Ø× Ò ¬Ò × Ñ ÔÐÝ × Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø Ð ×× Ó ×Ù × Ø× Ó Ê Ò ÓÒØ Ò Ò Ö Ð Ð Ö × Ø× Ò ÐÓ× ÙÒ Ö ÔÖÓ Ø ÓÒo Ä ÇËË Ê ÓÒÒ Ø Ó ÑÔÓÒ ÒØ Ó × Ñ Ð Ö × Ø Ñ Ü Ñ Ð ÓÒÒ Ø ×Ù × Ø Ó × Ñ Ð Ö × Øo Ë Ñ Ð Ö × Ø× Ú ¬Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó ÓÒÒ Ø ÓÑÔÓÒ ÒØ× Ò Ø × Ö Ð×Ó × Ñ Ð Ö o Ë Ñ Ð Ö ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ Ó × Ñ Ð Ö × Ø Ë ¬Ò Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ã Ó × Ó ÒØ ÓÒÒ Ø × Ñ Ð Ö ×Ù × Ø× Ó Ë Û Ó× ÙÒ ÓÒ × Ëo Ì ÓÐ1 Ð Ø ÓÒ Ó ÓÒÒ Ø ÓÑÔÓÒ ÒØ× Ó × Ñ Ð Ö × Ø ÓÖ Ñ× × Ñ Ð Ö ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒo Ì Ù×̧ Ú ÖÝ × Ñ Ð Ö × Ø Ñ Ø× × Ñ Ð Ö ÓÑÔÓ1 × Ø ÓÒo Ë Ø Ó × ÑÔÐ ÔÓ ÒØ× ÓÖ Ë ¬Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó ÔÓ ÒØ× Ñ Ø Ò Ú ÖÝ ÒÓÒ Ñ ÔØÝ ÓÒÒ Ø ÓÑÔÓÒ ÒØÓ Ëo Ë Ò ×× ÒÑ ÒØ Ú ØÓÖ Ó × Ò Ú ÐÙ × Ó × Ø Ó Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð× Ø ÔÓ ÒØ Ôo ÅÓÖ ÓÖÑ ÐÐÝ ̧ Ð Ø × Ø Ó Ö Ð ÑÙÐ Ø Ú Ö Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð× Ò Ò Ú Ö Ð ×o ÒÝÔ ÓÒ Ø Ô 1⁄2 ̧ ̧ Ò 3⁄4Ê Ò × × Ò ×× ÒÑ ÒØ Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ × ÓÐÐÓÛ× × Ò ́Ôμ × Ò́ ́ 1⁄2 Ò μμ 3⁄4 × Ò ×× ÒÑ ÒØ Ò Ù × Ò ÕÙ Ú Ð Ò Ö Ð Ø ÓÒ Ú Ò ØÛÓ Ô ÓÒ Ø× Ô̧ Õ 3⁄4 Ê Ò ̧ Û × Ý Ô Õ Ò ÓÒÐ Ý × Ò ́Ôμ × Ò ́Õμ Ë Ò Ð ×× Ó Ò ÕÙ Ú Ð Ò Ð ×× Ò Ø Ô ÖØ Ø ÓÒ Ó Ê Ò ¬Ò Ý Ø ÕÙ Ú Ð Ò Ö Ð Ø ÓÒ o Ë Ñ Ð Ö ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ ÓÖ ¬Ò Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó × Ó ÒØ ÓÒÒ Ø × Ñ Ð Ö ×Ù × Ø× ×Ù Ø Ø × ÓÒØ Ò Ò ×ÓÑ × Ñ Ð Ö × Ò Ð ×× Ó o Ì Ø ×̧ Ø × Ò Ó 3⁄4 × ÒÚ Ö ÒØ Ò o Ì ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÓÒÒ Ø ÓÑÔÓÒ ÒØ× Ó Ø × Ò1 ÒÚ Ö ÒØ × Ø× ÓÖ ÓÖ Ñ× × Ñ Ð Ö ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ ÓÖ o ÐÐ ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ ÓÖ × Ñ Ð Ö ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ ÓÖ ÒØÓ ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ × Ó ÒØ × Ñ Ð Ö ×Ù × Ø× ÐÐ ÐÐ×̧ ×Ù Ø Ø ÐÐ × ÓÑ ÓÑÓÖ Ô ØÓ Ê Ǽ μ ̧1⁄4 Ǽ μ Òo Ǽ μ × ÐÐ Ø Ñ Ò× ÓÒ Ó Ø ÐÐ ̧ Ò × ÐÐ Ǽ μ1 ÐÐo Ð ÐÙÐ Ö ÓÑÔÓ × Ø ÓÒ ÓÖ ÐÐ ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ ÓÖ ×Ù Ø Ø Ø Ð Ó×ÙÖ Ó Ð Ð × ÙÒ ÓÒ Ó ÐÐ× o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 748
ÔØ Ö ¿¿ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ö Ð Ð Ö ÓÑ ØÖÝ ÇÆÆ Ì ÇÅ ÈÇÆ ÆÌË Ç Ë ÅÁ Ä Ê Á Ë ÌË ÓÒ× ÕÙ Ò Ó Ø Å ÐÒÓÖ 1Ì ÓÑ Ö ×ÙÐØ Å Ð ̧ Ì Ó Ú × ÓÙÒ ÓÖ Ø ÒÙÑ Ö ́Ø Þ ÖÓØ ØØ ÒÙÑ Ö̧ 1⁄4 ́Ë μμ Ó ÓÒÒ Ø ÓÑÔÓÒ ÒØ× Ó × × Ñ Ð Ö × Ø Ë Ø ÓÙÒ × Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ò Ø ÒÙÑ Ö Ñ Ò Ö Ó Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð× ¬Ò Ò Ë Ò × Ò ÐÝ ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ú Ö Ð ×̧ Òo Ì ÙÖÖ ÒØ ר ÓÙÒ ÓÖ 1⁄4 ́Ëμ × Ù ØÓ ÈÓÐ Ð Ò ÊÓÝ È Ê ¿ 1⁄4 ́Ëμ ḈÑ μ Ò o ÅÓר Ö ÒØÛ ÓÖ Ó ×Ù ́ ×1⁄41⁄2 ̧ Ì ÓÖ Ñ μ Ô ÖÓÚ × Ú Ò ÑÓÖ ÔÖ × Ò1 ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÙØ Ø ØÓÔÓÐÓ Ð ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ó × × Ñ Ð Ö × Ø× Ø ÖÓÙ Ø Ö1Ó Ö Ö ØØ ÒÙÑ Ö×o Ï Ð 1⁄4 ́Ëμ Ñ ×ÙÖ × Ø ÒÙÑ Ö Ó ÓÒÒ Ø ÓÑÔ ÓÒ ÒØ× Ó Ø × Ñ Ð Ö × Ø Ȩ̈ ÒØÙ Ø Ú ÐÝ ̧ ́Ëμ ́ 1⁄4μ Ñ ×ÙÖ × Ø ÒÙÑ Ö Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÓÐ × Ò Ëo Ì ÓÐ ÐÓÛ Ò ÓÙÒ ÓÒ × Ù ØÓ ×Ù ÌÀ ÇÊ Å ¿¿o3⁄4o3⁄4 Ä Ø Ë Ê Ò Ø × Ø ¬Ò Ý Ø ÓÒ ÙÒ Ø ÓÒ Ó Ñ Ò ÕÙ Ð Ø ×̧ ́Ü 1⁄2 Ü Ò μ 1⁄4 3⁄4 Ê Ü 1⁄2 Ü Ò Ö ́ μ 1⁄2 Ñ ÓÒØ Ò Ò Ú Ö ØÝ Î ́Éμ Ó Ö Ð Ñ Ò× ÓÒ Ò 1⁄4 ̧ Ò Ö ́Éμ Ì Ò̧ ́Ëμ Ñ Ò 1⁄4 Ḉ μ Ò Ý ÔÖÓ Ð Ñ Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ö Ð Ð Ö ÓÑ ØÖÝ × ØÓ ÓÑ ÔÙØ Ø Ð ×Ø ÓÒ ÔÓ ÒØ Ò ÓÒÒ Ø ÓÑÔÓÒ ÒØ Ó ÒÓÒ Ñ ÔØÝ × Ò ×× ÒÑ ÒØo Ò Ð ÒØ ×ÓÐ ÙØ ÓÒ ØÓ Ø × ÔÖÓ Ð Ñ × Ó Ø Ò Ý ÓÐÐ Ò× 3× ÝÐ Ò Ö Ð Ð Ö ÓÑÔÓ × Ø ÓÒ ́ μ̧ Û ×̧ Ò Ø̧ ÐÐ ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ × Ë Ø ÓÒ ¿¿o ÐÓÛo Ö Ð Ø ÕÙ ×Ø ÓÒ × ØÓ ÔÖ ÓÚ ¬Ò Ø ÖÝ Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ ÓÖ Ø × × ÑÔÐ ÔÓ ÒØ×̧ o o̧ ÓÓÖ Ò Ø Ó Ø × ÑÔÐ ÔÓ ÒØÑ Ý Ö Ð Ð Ö ÒÙÑ Öo ÙÖÖ ÒØÐ Ý ̧ Ø ×Ø Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÑ ÔÙØ Ò ¬Ò Ø × Ø Ó ÔÓ ÒØ× Ó ÓÙÒ × Þ Ø Ø ÒØ Ö× Ø× Ú ÖÝ ÓÒÒ Ø ÓÑÔÓÒ ÒØ Ó ÒÓÒ Ñ ÔØÝ × Ò ÓÒ Ø ÓÒ × Ù ØÓ ×Ù Ø Ðo ÈÊ Ò × Ò Ö Ø Ñ Ø Ø Ñ 1 ÓÑ ÔÐ Ü ØÝÓ Ñ́Ñ Òμ Ò Ç ́Òμ o ¿¿o¿ Ê Ä Ä Ê Á ÆÍÅ ÊË Ê Ð Ð Ö ÒÙÑ Ö× Ö Ö Ð ÖÓ ÓØ× Ó Ö Ø ÓÒ Ð ÙÒ Ú Ö Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð× Ò ÔÖÓ1 Ú ¬Ò Ø ÖÝ Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ ÓÖ ×ÓÑ Ó Ø × Ó Ø× ́ o o̧ × ÑÔÐ ÔÓ ÒØ ×μo ÙÖØ ÖÑ ÓÖ ̧ Û ÒÓØ Ø Ø ́1⁄2μ Ö Ð Ð Ö ÒÙÑ Ö× Ú « Ø Ú ¬Ò Ø ÖÝ Ö ÔÖ 1 × ÒØ Ø ÓÒ̧ ́3⁄4μ ¬ Ð ÓÔ Ö Ø ÓÒ× Ò Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ú ÐÙ Ø ÓÒ ÓÒ Ö Ð Ð Ö ÒÙÑ Ö× Ö Æ ÒØÐ Ý ́Ô ÓÐ ÝÒÓÑ ÐÐ Ýμ ÓÑ ÔÙØ Ð ̧ Ò ́¿μ ÓÒÚ Ö× ÓÒ× ÑÓÒ Ú Ö ÓÙ× Ö ÔÖ 1 × ÒØ Ø ÓÒ× Ó Ö Ð Ð Ö ÒÙÑ Ö× Ö Æ ÒØÐ Ý ́Ô ÓÐ ÝÒÓÑ ÐÐ Ýμ ÓÑ ÔÙØ Ð o Ì Ý Ñ Ò ÖÝ Ù× Ò × Ö Ò Ò Ñ Ò ÔÙÐ Ø Ò Ö Ð Ð Ö ÒÙÑ Ö× Ö Ð × ÙÔ ÓÒ Ø Ò ÕÙ × × ÓÒ Ø ËØÙÖÑ 1ËÝÐÚ ×Ø Ö Ø ÓÖ Ņ̃ Ì ÓÑ 3× Ð ÑÑ ̧ Ö ×ÙÐ Ø ÒØ ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ̧ Ò Ú Ö ÓÙ× ÓÙÒ × ÓÖ Ö Ð ÖÓÓØ × Ô Ö Ø ÓÒo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 749
1⁄4 o Å × Ö Ä ÇËË Ê Ê Ð Ð Ö ÒÙÑ Ö Ö Ð ÖÓ ÓØ « Ó ÙÒ Ú Ö Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ỐØμ 3⁄4 Ø Û Ø ÒØ Ö Ó Æ ÒØ× o ÈÓÐÝÒÓÑ Ð ÓÖ « ÙÒ Ú Ö Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ô ×Ù Ø Ø « × Ö Ð ÖÓ ÓØ Ó Ôo Å Ò Ñ Ð ÔÓÐ ÝÒÓ Ñ Ð Ó « ÙÒ Ú Ö Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ô Ó Ñ Ò Ñ Ð Ö ¬Ò1 Ò « × ÓÚ o Ö Ó Ò Ó Ò Þ Ö ÓÖ Ð Ð Ö ÒÙÑ Ö Ì Ö Ó Ø× Ñ Ò Ñ Ð ÔÓÐÝ1 ÒÓÑ Ðo Ý ÓÒÚ ÒØ ÓÒ̧ Ø Ö Ó Ø 1⁄4 Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð × 1⁄2o ÇÈ Ê Ì ÁÇÆË ÇÆ Ê Ä Ä Ê Á ÆÍÅ ÊË ÆÓØ Ø Ø « Ò ¬ Ö Ö Ð Ð Ö ÒÙÑ Ö×̧ Ø Ò ×Ó Ö «̧ « 1⁄2 ́ ×× ÙÑ Ò « 1⁄4μ̧ «·¬̧ Ò «¡¬o Ì × Ø× Ò ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ú ÐÝ ÔÖ ÓÚ Ù× Ò Ø Ð Ö ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ó Ö × ÙÐØ ÒØ ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒo ÌÀ ÇÊ Å ¿¿o¿o1⁄2 Ì Ö Ð Ð Ö ÒÙÑ Ö× ÓÖÑ ¬ Ð o Ö Ð Ð Ö ÒÙÑ Ö « Ò Ö ÔÖ × ÒØ Ý Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð ÓÖ « Ò ÓÑÔ ÓÒ ÒØ Ø Ø ÒØ ¬ × Ø ÖÓ ÓØo Ì Ö Ö ×× ÒØ ÐÐÝ Ø Ö ØÝÔ × Ó Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ Ø Ø Ñ Ý Ù× ÓÖ Ø × ÒØ ¬ Ø ÓÒ ÓÖ Ö ́Û Ö Û × ×ÙÑ Ø Ö Ð ÖÓ ÓØ× Ö Ò Ü ÖÓÑ Ð Ø ØÓ Ö Øμ̧ × Ò ́ Ý Ú ØÓÖ Ó × Ò×μ̧ ÓÖ ÒØ ÖÚ Ð ́ Ò ÒØ ÖÚ Ð Ø Ø ÓÒØ Ò× Ü ØÐÝ ÓÒ ÖÓÓØμo Ð ×× Ð Ø Ò ÕÙ Ù ØÓ ËØÙÖ Ñ Ò ËÝÐÚ ×Ø Ö × ÓÛ× ÓÛØ Ó ÓÑ ÔÙØ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ö Ð ÖÓÓØ× Ó ÙÒ Ú Ö Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ỐØμ Ò Ò ÒØ ÖÚ Ð ̧ o ÇÒ ÑÔÓÖØ ÒØ Ù× Ó Ø × Ð ×× Ð Ø ÓÖ Ñ × ØÓ ÓÑ ÔÙØ × ÕÙ Ò Ó Ö Ð Ø Ú ÐÝ ×Ñ ÐÐ ́ÒÓÒÓÚ ÖÐ ÔÔ Ò μ ÒØ ÖÚ Ð× Ø Ø ×ÓÐ Ø Ø Ö Ð ÖÓ ÓØ× Ó Ôo Ä ÇËË Ê ËØÙÖÑ × ÕÙ Ò Ó Ô Ö Ó Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð× ỐØμ Ò Õ ́Øμ 3⁄4 Ê Ø ×ØÙ ÖÑ́Ô Õμ Ö 1⁄4 ́Øμ Ö 1⁄2 ́Øμ Ö × ́Øμ Û Ö Ö 1⁄4 ́Øμ ỐØμ Ö 1⁄2 ́Øμ Õ ́Øμ o o o Ö 1⁄2 ́Øμ Õ ́ØμÖ ́Øμ Ö ·1⁄2 ́Øμ ́Ö ·1⁄2 μ ́Ö μ o o o Ö × 1⁄2 ́Øμ Õ × ́ØμÖ × ́Øμ ÆÙÑ Ö Ó Ú Ö Ø ÓÒ× Ò × Ò Ó ¬Ò Ø × ÕÙ Ò Ó Ö Ð ÒÙÑ Ö× ÆÙÑ Ö Ó Ø Ñ × Ø ÒØÖ × Ò × Ò Û Ò × ÒÒ × ÕÙ ÒØ ÐÐÝ ÖÓÑ Ð Ø ØÓ Ö Ø ÒÓØ Î Ö́ μo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 750
ÔØ Ö ¿¿ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ö Ð Ð Ö ÓÑ ØÖÝ 1⁄2 ÓÖ Ú ØÓÖ Ó Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð× È Ô 1⁄2 ́Øμ̧ ̧ Ô Ñ ́Øμ Ò Ö Ð ÒÙÑ Ö Î Ö ́È μ Î Ö́È ́ μμ Î Ö́ Ô 1⁄2 ́ μ Ô Ñ ́ μ μ ÓÖÑ Ð Ö Ú Ø Ú Ô 1⁄4 ́Øμ ́ỐØμμ̧ Û Ö Ê Ø Ê Ø × Ø ́ ÓÖÑ Ðμ Ö Ú 1 Ø Ú Ñ Ô̧ Ø Ò Ø Ò ØÓ ÒØ Ò 1⁄2 Ò 3⁄4 Ê ́ ÓÒ× Ø ÒØμ ØÓ 1⁄4o ËÌÍ ÊÅ1 Ë Ä Î ËÌ Ê ÌÀ ÇÊ Å ÌÀ ÇÊ Å ¿¿o¿o3⁄4 Ë ØÙÖÑ1 ËÝÐ Ú ×Ø Ö Ì ÓÖ Ñ ËØÙ¿ ̧ ËÝÐ ¿ Ä Ø ỐØμ Ò Õ ́Øμ 3⁄4 Ê Ø ØÛÓ Ö Ð ÙÒ Ú Ö Ø ÔÓÐ ÝÒÓÑ Ð×o Ì Ò̧ ÓÖ ÒÝ ÒØ ÖÚ Ð Ê ¦ 1⁄2 ́Û Ö μ Î Ö È Ô Õ 1⁄4 Ô Õ 1⁄4 Û Ö È ̧ ר ÙÖÑ́Ô Ô 1⁄4 Õμ Î Ö È ̧ Î Ö ́È μ Î Ö ́È μ Ò Ô È ÓÙ ÒØ× Ø ÒÙÑ Ö Ó ×Ø Ò Ø Ö Ð ÖÓÓØ× ́Û Ø ÓÙØ ÓÙÒ Ø Ò ÑÙ ÐØ ÔÐ ØÝμ Ó Ô Ò Ø ÒØ ÖÚ Ð ́ μ Ø Û Ø ÔÖ Ø È ÓÐ ×o ÆÓØ Ø Ø Û Ø Ë Ô ̧ ×ØÙ ÖÑ́Ô Ô 1⁄4 μ ́ o o̧ Õ 1⁄2 μØ Ò Î Ö Ë Ô Ô Ì ÖÙ Ô Ð× Ó ×Ø Ò Ø Ö Ð ÖÓ ÓØ× Ó Ô Ò ́ μ ÇÊÇÄÄ Ê ¿¿o¿o¿ Ä Ø ỐØμ Ò Õ ́Øμ Ø Û ÓÔ ÓÐÝÒ ÓÑ Ð× Û Ø Ó Æ ÒØ× Ò Ö Ð ÐÓ× ¬ Ð Ão ÓÖ ÒÝ ÒØ ÖÚ Ð × ÓÖ ̧ Û Ú 3⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄2 ¿ 3⁄4 Ô Õ 1⁄4 Ô Õ 1⁄4 Ô Õ 1⁄4 ¿ 3⁄4 Î Ö ×ØÙ ÖÑ́Ô Ô 1⁄4 μ Î Ö ×Ø ÙÖÑ́Ô Ô 1⁄4 Õμ Î Ö ×Ø ÙÖÑ́Ô Ô 1⁄4 Õ 3⁄4 μ ¿ Ì × ÒØ Ø × × Û ÐÐ × ×ÓÑ Ö Ð Ø Ð ÓÖ Ø Ñ Ö × ÙÐØ× ́Ø ×Ó1 ÐÐ ÃÊ1 Ð ÓÖ Ø Ñμ Ö × ÓÒ Ö × ÙÐØ× Ó Ò1Ç Ö Ø Ðo ÃÊ Ò Ø Ö ÜØ Ò× ÓÒ× Ý ÓØ Ö×o Í× Ò Ø × ÒØ ØÝ ̧ Ø × ÖÐÝ × ÑÔÐ Ñ ØØ Ö ØÓ Ø × Ò ÓÒ Ø ÓÒ× Ó × Ò Ð ÙÒ Ú Ö Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Õ Ø Ø ÖÓÓØ× Ó ÙÒ Ú Ö Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ôo ÁØ × Ô Ó×× Ð ØÓ Ò Ö Ð Þ Ø × ØÓ Ø × Ò ÓÒ Ø ÓÒ× Ó × ÕÙ Ò Ó ÙÒ Ú Ö Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð× Õ 1⁄4 ́Øμ̧ Õ 1⁄2 ́Øμ̧ ̧ Õ Ò ́Øμ Ø Ø ÖÓÓØ× Ó × Ò Ð Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð © 2004 by Chapman & Hall/CRC 751
3⁄4 o Å × Ö ỐØμ Ò Ò Ú Ò Æ ÒØ ́ ÓØ × ÕÙ ÒØ Ð Ò Ô Ö ÐÐ Ðμ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ø × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ Ì Ö× × ÒØ Ò × ÒÚÓÐÚ Ò ÙÒ Ú Ö Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð×o ÙÖØ Ö ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ò Ø ÓÒØ ÜØ Ó Ò Ö Ð × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ× Ö × Ö Ð ÓÛo Ä ÇËË Ê ÓÙÖ Ö × ÕÙ Ò Ó Ö Ð ÙÒ Ú Ö Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð ỐØμ Ó Ö Ò ÓÙÖ Ö ́Ôμ Ô ́1⁄4μ ́Øμ ỐØμ Ô ́1⁄2μ ́Øμ Ô 1⁄4 ́Øμ Ô ́Òμ ́Øμ « Û Ö Ô ́ μ × Ø Ø Ö Ú Ø Ú Ó Ô Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Øo Ë Ò1 ÒÚ Ö ÒØ Ö ÓÒ Ó Ê Ø ÖÑ Ò Ý × Ò × ÕÙ Ò × Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ ÓÙÖ Ö́Ôμ Ì Ö ÓÒ Ê ́×μ Û Ø Ø ÔÖÓÔ ÖØÝ Ø Ø 3⁄4 Ê ́×μ Ò ÓÒÐ Ý × Ò́Ô ́ μ ́ μμ × ÌÀÇÅ 3Ë Ä ÅÅ Ä ÅÅ ¿¿o¿o Ì ÓÑ3× Ä ÑÑ Ì Ó Ú ÖÝ ÒÓÒ ÑÔØÝ × Ò1 ÒÚ Ö ÒØ Ö ÓÒ Ế×μ ́ Ø ÖÑ Ò Ý × Ò × ÕÙ Ò × Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ ÓÙÖ Ö́Ôμμ ÑÙר ÓÒÒ Ø ̧ o o̧ ÓÒ× ×Ø× Ó × Ò Ð ÒØ ÖÚ Ðo Ä Ø × Ò ́ ÓÙÖ Ö ́Ôμμ Ø × Ò × ÕÙ Ò Ó Ø Ò Ý Ú ÐÙ Ø Ò Ø Ô ÓÐ ÝÒÓ1 Ñ Ð× Ó ÓÙÖ Ö ́Ôμ Ø o Ì Ò × Ò ÑÑ Ø ÓÖÓÐ Ð ÖÝ Ó Ì ÓÑ 3× Ð ÑÑ ̧ Û Ú ÇÊÇÄ Ä Ê ¿¿o¿o Ä Ø Ò ØÛÓ Ö Ð ÖÓÓØ× Ó Ö Ð ÙÒ Ú Ö Ø ÔÓÐ ÝÒÓÑ Ð ỐØμ Ó ÔÓ× Ø Ú Ö Ò 1⁄4o Ì Ò ̧ × Ò ́ ÓÙÖ Ö́Ô 1⁄4 μμ × Ò ́ ÓÙÖ Ö́Ô 1⁄4 μμ Ê ÈÊ Ë ÆÌ Ì ÁÇÆ Ç Ê Ä Ä Ê Á ÆÍÅ ÊË Ä Ø ỐØμ ÙÒ Ú Ö Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ó Ö Û Ø ÒØ Ö Ó Æ ÒØ× o × ×ÙÑ Ø Ø Ø ×Ø Ò Ø Ö Ð ÖÓ ÓØ× Ó ỐØμ Ú Ò Ò ÙÑ Ö Ø × ÓÐ ÐÓÛ× « 1⁄2 « 3⁄4 ¡¡¡ « 1⁄2 « « « ·1⁄2 ¡¡¡ « Ð Û Ö Ð ́Ôμo Ì Ò Û Ò Ö ÔÖ × ÒØ Ò ÝÓ Ø ×ÖÓÓØ× ÙÒ ÕÙ ÐÝ Ò Ò ¬Ò Ø ÖÝ Ñ ÒÒ Öo Ä ÇËË Ê ÇÖ Ö Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó Ò Ð Ö ÒÙÑ Ö Ô Ö ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ø× ÔÓÐÝ1 ÒÓÑ Ð Ô Ò Ø× Ò Ü Ò Ø Ñ ÓÒÓØÓÒ × ÕÙ Ò ÒÙÑ Ö Ø Ò Ø Ö Ð ÖÓÓØ× Ó Ô « Ó Ô Ü ÑÔÐ Ô 3⁄4· Ô ¿ Ó Ü 1⁄21⁄4Ü 3⁄4 ·1⁄2 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 752
ÔØ Ö ¿¿ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ö Ð Ð Ö ÓÑ ØÖÝ ¿ Ë Ò Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó Ò Ð Ö ÒÙÑ Ö Ô Ö ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ø× Ô ÓÐ ÝÒÓ1 Ñ Ð Ô Ò × Ò × ÕÙ Ò × Ö ÔÖ × ÒØ Ò Ø × Ò× Ó Ø× ÓÙÖ Ö × ÕÙ Ò Ú Ð1 Ù Ø Ø Ø ÖÓÓØ « × Ô × × Ò « ́ ÓÙÖ Ö́Ô 1⁄4 μμ Ü ÑÔÐ Ô 3⁄4· Ô ¿ × Ü 1⁄21⁄4Ü 3⁄4 ·1⁄2 ́·1⁄2 ·1⁄2 ·1⁄2μ Ì Ú Ð ØÝ Ó Ø × Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ ÓÐÐ ÓÛ× × ÐÝ ÖÓÑ Ì ÓÑ 3× Ð ÑÑ o ÁÒØ ÖÚ Ð Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó Ò Ð Ö ÒÙÑ Ö ØÖ ÔÐ ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ø× Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ô Ò Ø ØÛÓ Ò Ô ÓÒ Ø× Ó Ò ×ÓÐ Ø Ò ÒØ ÖÚ Ð̧ ́Ð Öμ́ Ð̧ Ö 3⁄4 Ȩ́ Ð Ö μ̧ ÓÒØ Ò Ò ÓÒÐ Ý « « Ô Ð Ö Ü ÑÔÐ Ô 3⁄4· Ô ¿ Ü 1⁄21⁄4Ü 3⁄4 ·1⁄2 ¿ 3⁄4 ¿¿o ÍÆÁ Î ÊÁ Ì ÇÅ ÈÇËÁÌ ÁÇÆ ÁÒ Ø ÓÒ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ̧ × Ñ Ð Ö × Ø × Ø ÙÒ ÓÒ Ó ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ Ò1 Ø ÖÚ Ð× Û Ó× Ò ÔÓ ÒØ× Ö Ö Ð Ð Ö ÒÙÑ Ö×o ÓÖ Òר Ò ̧ Ú Ò × Ø Ó ÙÒ Ú Ö Ø ¬Ò Ò Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð× Ò ́Üμ 3⁄4 É Ü 1⁄2 Ñ Ó Û Ñ Ý ÒÙÑ Ö Ø ÐÐ Ø Ö Ð ÖÓ ÓØ× Ó Ø 3× ́ o o̧ Ø Ö Ð ÖÓ ÓØ× Ó Ø × Ò Ð Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð É μ × 1⁄2 1⁄2 3⁄4 ¡¡¡ 1⁄2 ·1⁄2 ¡¡¡ × ·1⁄2 Ò ÓÒ× Ö Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ¬Ò Ø × Ø Ã Ó Ð Ñ ÒØ ÖÝ ÒØ ÖÚ Ð× ¬Ò Ý Ø × ÖÓ ÓØ× 1⁄2 1⁄2 μ 1⁄2 1⁄2 ́ 1⁄2 3⁄4 μ ́ 1⁄2 μ ́ ·1⁄2 μ × × ́ × ·1⁄2 ÆÓØ Ø Ø Ã ×̧ Ò Ø̧ Ð ÐÙÐ Ö ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ ÓÖ o ÒÝ × Ñ Ð Ö × Ø Ë ¬Ò Ý × × ÑÔÐ Ý Ø ÙÒ ÓÒ Ó ×Ù × Ø Ó Ð Ñ ÒØ ÖÝ ÒØ ÖÚ Ð× Ò Ão ÙÖØ Ö1 ÑÓÖ ̧ ÓÖ Ò Ø ÖÚ Ð 3⁄4à ̧Û Ò ÓÑ ÔÙØ × ÑÔÐ ÔÓ ÒØ « × ÓÐÐÓÛ× « 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 μ ́ · ·1⁄2 μ 3⁄4 ́ ·1⁄2 μ × ·1⁄2 ́ × ·1⁄2 ÆÓÛ ̧ Ú Ò ¬Ö× Ø1ÓÖ Ö ÓÖÑÙÐ ÒÚÓÐ Ú Ò × Ò Ð Ú Ö Ð ̧ Ø× Ú Ð ØÝ Ò Ý ÚÐÙ Ø Ò Ø ××Ó Ø ÙÒ Ú Ö Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð× Ø Ø × ÑÔÐ ÔÓ ÒØ×o Í× Ò Ø Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ Ö ÔÖ × ÒØ Ò Ò Ñ Ò ÔÙÐ Ø Ò Ö Ð Ð Ö ÒÙÑ Ö×̧ Û × Ø Ø Ø Ø ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ó Ø × ÓÒ Ð ÓÖ Ø Ñ × ÓÙÒ Ý́ ÄÑ μ Ḉ1⁄2μ Ì Ö × ÙÐØ Ò Ð ÐÙÐ Ö ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ × ÒÓ ÑÓÖ Ø Ò 3⁄4Ñ · 1⁄2 ÐÐ ×o Í× Ò Ú Ö ÒØ× Ó Ø Ø ÓÖ Ñ Ù ØÓ Ò1Ç Ö Ø Ðo ÃÊ ̧ Ì ÓÑ 3× Ð ÑÑ ̧ Ò ×ÓÑ Ö ×ÙÐ Ø× ÓÒ Ô Ö ÐÐ Ð ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ× Ò Ð Ò Ö Ð Ö ̧ ÓÒ Ò × ÓÛ Ø Ø Ø × ÙÒ Ú Ö Ø × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ × Û Ð Ð1Ô Ö ÐÐ Ð Þ Ð ̧ o o̧ Ø ÔÖÓ Ð Ñ × × ÓÐÚ1 Ð Ý ÙÒ ÓÖÑ Ö Ù Ø× Ó ÓÙÒ ÔØ Ò Ô ÓÐ ÝÒÓÑ ÐÐÝ Ñ ÒÝ Ø × ́× ÑÔÐ ÔÖÓ ×× ÓÖ× μo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 753
o Å × Ö ¿¿o ÅÍÄ ÌÁÎ ÊÁ Ì ÇÅ ÈÇËÁÌ ÁÇÆ ×ØÖ Ø ÓÖÛ Ö Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ø ×Ø Ò Ö ÙÒ Ú Ö Ø ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ ØÓ Ö Ñ Ò× ÓÒ× × ÔÖ ÓÚ Ý ÓÐÐ Ò× 3× ÝÐ Ò Ö Ð Ð Ö ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ ÓÐ o ÁÒ ÓÖ Ö ØÓ Ö ÔÖ × ÒØ × Ñ Ð Ö × Ø Ë Ê Ò ̧Û Ñ Ý × ×ÙÑ Ö ÙÖ× Ú ÐÝ Ø Ø Û Ò ÓÒ× ØÖÙ Ø ÐÐ ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ Ó Ø× ÔÖÓ Ø ÓÒ ́Ëμ Ê Ò 1⁄2 ́ Ð×Ó × Ñ Ð 1 Ö × Øμ̧ Ò Ø Ò ÓÑÔ Ó× Ë × ÙÒ ÓÒ Ó Ø × ØÓ Ö× Ò × Ø ÓÒ× Ò Ø ÝÐ Ò Ö× ÓÚ ÐÐ Ó Ø ÔÖÓ Ø ÓÒ̧ ́Ë μo Ì × Ð×Ó Ð × ØÓ ÐÐ ÓÑ1 ÔÓ× Ø ÓÒ Ó Ëo ÇÒ Ò ÙÖØ Ö ×× Ò Ò Ð Ö × ÑÔÐ ÔÓ ÒØ Ò ÐÐ Ó Ë Ö ÙÖ× Ú ÐÝ Ò ×ØÖ Ø ÓÖÛ Ö Ñ ÒÒ Öo Á × × Ø Ó Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð× ¬Ò Ò Ø × Ñ Ð Ö × Ø Ë Ê Ò ̧ Ø Ò Ø ÒÓ Ø ÓÒ Ð Ó× Ø̧ Û ÑÝ Ò Ø ÓÑ ÔÙØ ÐÐ ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ ÓÖ Ù× Ò Ø ÔÖÓ ÙÖ × Ö ÓÚ o ËÙ ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ Ð × ØÓ ÝÐ Ò Ö Ð Ð Ö ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ ÓÖ o Ä ÇËË Ê ÝÐ Ò Ö Ð Ð Ö ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ ́ μ Ö ÙÖ× Ú ÐÝ ¬Ò ÐÐ 1 ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ Ó Ê Ò ÓÖ o Ì ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ × Ð ÐÙÐ Ö ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ Ø × Ø Ó ¬Ò Ò Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð× × Ø ×¬ × ÖØ Ò ÒÓÒ Ò Ö Ý ÓÒ Ø ÓÒ×o ÁÒ Ø Ö ÙÖ× Ú ¬Ò Ø ÓÒ̧ Ø ÐÐ× Ó Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ö ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÖÓÑ Ò ́Ò 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ú ÖÝ ́Ò 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÐÐ 1⁄4 × Ø ÔÖÓÔ1 ÖØÝ Ø Ø Ø ×Ø Ò Ø Ö Ð ÖÓÓØ× Ó ÓÚ Ö 1⁄4 Ú ÖÝ ÓÒØ ÒÙÓÙ×ÐÝ × ÙÒ Ø ÓÒ Ó Ø ÔÓ ÒØ× Ó 1⁄4 o ÅÓÖ ÓÚ Ö̧ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÕÙ ÒØ Ø × Ö Ñ Ò ÒÚ Ö ÒØ ÓÚ Ö ́Ò 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÐÐ ́1⁄2μ Ø ØÓØ Ð ÒÙÑ Ö Ó ÓÑ ÔÐ Ü ÖÓ ÓØ× Ó Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ó ́3⁄4μ Ø ÒÙÑ Ö Ó ×Ø Ò Ø ÓÑÔÐ Ü ÖÓÓØ× Ó Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ó Ò ́¿μ Ø ØÓØ Ð ÒÙÑ Ö Ó ÓÑÑ ÓÒ ÓÑÔÐ Ü ÖÓÓØ× Ó Ú ÖÝ ×Ø Ò Ø Ô Ö Ó Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð× Ó o Ì × ÓÒ Ø ÓÒ× Ò ÜÔÖ ×× Ý × Ø ̈́ μ Ó Ø Ñ Óר ḈÑ μ 3⁄4 ÔÓÐÝÒÓÑ Ð× Ò Ò 1⁄2 Ú Ö Ð ×̧ Ó Ø Ò Ý ÓÒ× Ö Ò ÔÖ Ò Ô Ð ×Ù Ö ×Ù ÐØ ÒØ Ó Æ ÒØ× ́ÈË 3 ×μo Ì Ù×̧ Ø Ý ÓÖÖ ×ÔÓÒ ÖÓÙ ÐÝ ØÓ Ö ×ÙÐ Ø ÒØ× Ò × Ö Ñ Ò ÒØ× ̧ Ò Ò× ÙÖ Ø Ø Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð× Ó Ó ÒÓØ ÒØ Ö× Ø ÓÖ ÓÐ Ò ÝÐ Ò Ö ÓÚ Ö Ò ́Ò 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÐÐo Ì Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð× Ò ̈́ μ Ö Ó Ö ÒÓ ÑÓÖ Ø Ò 3⁄4 o ÅÓÖ ÓÖÑ ÐÐÝ ̧ Ò 1× Ò1 ÒÚ Ö ÒØ ÝÐ Ò Ö Ð Ð Ö ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ Ó Ê Ò × × × Ò 1⁄2o ÙÒ Ú Ö Ø ÐÐ ÙÐ Ö ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ Ó Ê 1⁄2 × Ò Ø ÔÖ Ú ÓÙ× × Ø ÓÒo ÁÒ Ù Ø Ú × Ò 1⁄2o Ä Ø Ã 1⁄4 ̈ ́ μ1× Ò1 ÒÚ Ö ÒØ Ó Ê Ò 1⁄2 o ÓÖ ÐÐ 1⁄4 3⁄4à 1⁄4 ̧ ¬Ò Ò ÙÜ Ð ÖÝ ÔÓ ÐÝ ÒÓÑ Ð 1⁄4 ́Ü 1⁄2 Ü Ò 1⁄2 Ü Ò μ × Ø ÔÖÓ Ù Ø Ó Ø Ó× Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð× Ó Ø Ø Ó ÒÓØ Ú Ò × ÓÚ Ö Ø ́Ò 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÐÐ̧ 1⁄4 o Ì Ö Ð ÖÓ ÓØ× Ó Ø ÙÜ Ð ÖÝ Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð 1⁄4 ÓÚ Ö 1⁄4 Ú Ö × ØÓ ¬Ò Ø ÒÙÑ Ö ́Ô Ö Ô× Þ ÖÓμ Ó × Ñ Ð Ö ÓÒØ ÒÙÓÙ× ÙÒ Ø ÓÒ×̧ Û Ô ÖØ Ø ÓÒ Ø ÝÐ Ò Ö 1⁄4 ¢ ́Ê ¦ 1⁄2 μ Ò ØÓ ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ 1× Ò1 ÒÚ Ö ÒØ ×Ð ×o Ì ÙÜ Ð ÖÝ Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð× Ö Ó Ö ÒÓ Ð Ö Ö Ø Ò Ñ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 754
ÔØ Ö ¿¿ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ö Ð Ð Ö ÓÑ ØÖÝ Á ÍÊ ¿¿o o1⁄2 Ë Ø ÓÒ× Ò × Ø ÓÖ× ×Ð Ò Ø ÝÐ Ò Ö ÓÚ Ö ÐÓÛ Ö Ñ Ò× ÓÒ Ð ÐÐo Ć r3 r2 r1 × ×ÙÑ Ø Ø Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð 1⁄4 ́Ô 1⁄4 Ü Ò μ × Ð ×Ø Ò Ø Ö Ð ÖÓÓØ× ÓÖ Ô 1⁄4 3⁄4 1⁄4 Ö 1⁄2 ́Ô 1⁄4 μ Ö 3⁄4 ́Ô 1⁄4 μ Ö Ð ́Ô 1⁄4 μ Ö Ò Ó Ò Ø ÒÙÓÙ× ÙÒ Ø ÓÒ Ó Ô 1⁄4 o Ì ÓÐ ÐÓÛ Ò × ØÓÖ× Ò × Ø ÓÒ× Ö ÝÐ Ò Ö Ð ÓÚ Ö 1⁄4 ́× ÙÖ ¿¿o o1⁄2μ £ 1⁄4 Ò Ô 1⁄4 Ü Ò Ô 1⁄4 3⁄4 1⁄4 Ü Ò 3⁄4 1⁄2 Ö 1⁄2 ́Ô 1⁄4 μμ Ó 1⁄2 Ò Ô 1⁄4 Ü Ò Ô 1⁄4 3⁄4 1⁄4 Ü Ò 3⁄4 Ö 1⁄2 ́Ô 1⁄4 μ Ö 1⁄2 ́Ô 1⁄4 μ Ó £ 1⁄2 Ò Ô 1⁄4 Ü Ò Ô 1⁄4 3⁄4 1⁄4 Ü Ò 3⁄4 ́Ö 1⁄2 ́Ô 1⁄4 μ Ö 3⁄4 ́Ô 1⁄4 μμ Ó o o o £ Ð Ò Ô 1⁄4 Ü Ò Ô 1⁄4 3⁄4 1⁄4 Ü Ò 3⁄4 ́Ö Ð ́Ô 1⁄4 μ ·1⁄2 Ó Ì Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ø Ù× Ø ÙÒ ÓÒ Ó ÐÐ Ø × Ø ÓÒ× Ò × ØÓÖ × ÓÑ1 ÔÙØ ÓÚ Ö Ø ÐÐ× Ó Ø ́Ò 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð o ×ØÖ Ø ÓÖÛ Ö Ö ÙÖ× Ú Ð ÓÖ Ø Ñ ØÓ ÓÑ ÔÙØ ÓÐÐ ÓÛ× ÖÓÑ Ø ÓÚ × Ö ÔØ ÓÒo ÄÁÆ ÊÁ Ä Ä Ê Á ÇÅ ÈÇËÁÌÁÇÆ Á Û × ×ÙÑ Ø Ø Ø Ñ Ò× ÓÒ Ò × ¬Ü ÓÒ× Ø ÒØ̧ Ø Ò Ø ÔÖ Ò ÝÐ Ò Ö Ð Ð Ö ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ Ð ÓÖ Ø Ñ × Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ò Ñ Ò ́ μo ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø Ð ÓÖ Ø Ñ Ò × ÐÝ × Ò ØÓ ÓÙ ÐÝ1 ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð Ò Ò × Ø ÒÙÑ Ö Ó Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð× ÔÖÓ Ù Ø Ø ÐÓÛ ×Ø Ñ Ò× ÓÒ × ́Ñ μ 3⁄4 ḈÒμ Ó Ö ÒÓ Ð Ö Ö Ø Ò 3⁄4 Ç ́Òμ o Ì ÒÙÑ Ö Ó ÐÐ× ÔÖÓ Ù Ý Ø Ð ÓÖ Ø Ñ × Ð×Ó ÓÙ ÐÝ1 Ü ÔÓÒ ÒØ Ðo Ì × ÓÙÒ Ò × Ò ØÓ Ø Ø Ý Ö ×ÙÐ Ø Ù ØÓ Ú ÒÔ ÓÖØ Ò À ÒØÞ À ̧ Ò × Ö Ð Ø ØÓ Ø Ö ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÓÖ Ø ÕÙ ÒØ ¬ Ö Ð Ñ Ò Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ ́Ë Ø ÓÒ ¿¿o 1⁄2μo ÇÆËÌÊÍ ÌÁÆ Ë ÅÈÄ ÈÇÁÆÌË ÝÐ Ò Ö Ð Ð Ö ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ ÔÖÓÚ × × ÑÔÐ ÔÓ ÒØ Ò Ú ÖÝ × Ò1 ÒÚ Ö ÒØ ÓÒÒ Ø ÓÑÔÓÒ ÒØ ÓÖ o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø ØÓØ Ð ÒÙÑ Ö Ó × ÑÔÐ ÔÓ ÒØ× Ò Ö1 Ø × ÓÙ ÐÝ1 ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð̧ Û Ð Ø ÒÙÑ Ö Ó ÓÒÒ Ø ÓÑÔ ÓÒ ÒØ× Ó ÐÐ × Ò © 2004 by Chapman & Hall/CRC 755
o Å × Ö ÓÒ Ø ÓÒ× × ÓÒÐ Ý × Ò ÐÝ1 ÜÔ ÓÒ ÒØ Ðo ÁÒ ÓÖ Ö ØÓ ÚÓ Ø × ÓÑÔÐ Ü ØÝ́ Ó Ø Ð Ö Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ðμ Ó ̧ Ñ ÒÝ Ö ÒØ Ø Ò ÕÙ × ÓÖ ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ò × ÑÔÐ ÔÓ ÒØ× Ù× × Ò Ð ÔÖÓ Ø ÓÒ ØÓ Ð Ò Òר Ó × ÕÙ Ò Ó × Ò ÔÖÓ1 Ø ÓÒ× o ÓÖ Òר Ò ̧ ÓÒ ÓÓ× × Ø ÙÒ Ø ÓÒ Ö ÙÐÐ Ý Ø Ò ÓÒ Ò × ÐÝ ÒÙÑ Ö Ø Ø× Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ× Ò Ø Ò ××Ó Ø Ø Ð ×Ø ØÛÓ× Ù Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ× ØÓ Ú ÖÝ ÓÒÒ Ø ÓÑÔ ÓÒ ÒØ Ó Ø × Ñ Ð Ö × Øo ÖÓÑ Ø × Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ×̧ Ø Û ÐÐ ÔÓ×× Ð ØÓ Ö Ø Ø Ð ×Ø ÓÒ × ÑÔÐ ÔÓ ÒØ Ô Ö ÓÒÒ Ø ÓÑÔÓÒ ÒØo Í× Ò ÞÓÙØ3 × ÓÙÒ ̧ Ø × × Ò Ø Ø ÓÒÐ Ý × Ò ÐÝ1 ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð ÒÙÑ Ö Ó × ÑÔÐ ÔÓ ÒØ× × Ö Ø ̧ Ø Ù× Ñ ÔÖÓÚ Ò Ø ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ×o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ò ÓÖ Ö ØÓ ÖÖ Ú ØØ ÔÖ Ò ÓÒ ÐÙ× ÓÒ Ù× Ò Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ×̧ ÓÒ Ö ÕÙ Ö × ÖØ Ò Ò Ö ØÝ ÓÒ Ø ÓÒ× Ø Ø Ò Ú Ý ×ÝÑ ÓÐ ÐÐÝ ÓÖÑ Ò Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò × Ñ Ð Ö × Ø×o Ì × Ò¬Ò Ø × Ñ Ð ÓÖÑ Ø ÓÒ× Ò Ò Ð Ý ÜØ Ò Ò Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò ¬ Ð ØÓ ¬ Ð Ó ÈÙ × ÙÜ × Ö ×o Å ÒÝÓ Ø × Ò ¬ ÒØ ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ ÑÔÖÓÚ Ñ ÒØ× × ÓÒ Ø × Ø Ò ÕÙ × Ú Ò Ù ØÓ Ö ÙÐ Ó Ó Ø ×ÝÑ ÓÐ Ô Ö ØÙÖ Ø ÓÒ × Ñ × Û Ö × ÙÐØ× Ò Ô Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ô ÖØÙÖ Ø ÓÒ Ú Ö Ð × ×Ñ ÐÐo ¿¿o Ä ÇÊÁÌÀÅÁ ÈÈÊÇ À Ë ÇÄÄ ÁÆË3Ë ÈÈÊÇ À Ì × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ Ø ¬Ö× Ø1ÓÖ Ö Ø ÓÖÝ Ó Ö Ð× Ò ×ÓÐ Ú × ÐÝ Ù× Ò ÝÐ Ò Ö Ð Ð Ö ÓÑÔÓ× Ø ÓÒo Öר ÓÒ× Ö Ø Ü ×Ø ÒØ Ð ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ × ÒØ Ò Û Ø ÓÒÐÝ Ü ×Ø ÒØ Ð ÕÙ ÒØ ¬ Ö×̧ ́ Ü 1⁄4 μ ́Ü 1⁄4 μ Ì × × ÒØ Ò × ØÖÙ Ò ÓÒÐ Ý Ø Ö × Õ 3⁄4 ̧ × ÑÔÐ ÔÓ ÒØ Ò Ø ÐÐ ̧ Õ « 1⁄4 « 1⁄2 « Ò 3⁄4 Ê Ò ×Ù Ø Ø ́« 1⁄4 μ ר Ö ÙoÌ Ù× Û × Ø Ø Ø × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ Ø ÔÙÖ ÐÝ Ü1 ר ÒØ Ð × ÒØ Ò Ò ×ÓÐ Ú Ý×Ñ Ô Ð Ý Ú ÐÙ Ø Ò Ø Ñ ØÖ Ü ÓÚ Ö Ø ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ × ÑÔÐ ÔÓ ÒØ× Ò Ø ××Ó Ø o Ì × Ð×Ó ÑÔÐ × Ø Ø Ø Ü ×Ø ÒØ Ð ÕÙ ÒØ ¬ Ö× ÓÙÐ Ö ÔÐ Ý ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ × ÙÒ Ø ÓÒ× Ö Ò Ò ÓÚ Ö ÐÐ Ø × Ñ1 ÔÐ ÔÓ ÒØ×o ÆÓØ Ø Ø Ø × Ñ Ö ÙÑ ÒØ× ÓÐ ÓÖ ÒÝ × Ñ Ð Ö ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ Û Ø Ø Ð ×Ø ÓÒ × ÑÔÐ ÔÓ ÒØ Ô Ö × Ò1 ÒÚ Ö ÒØ ÓÒÒ Ø ÓÑÔÓÒ ÒØo ÁÒ Ø Ò Ö Ð × ̧ ÓÒ Ò × Ö Ø × ÓÒ ÔÖÓ ÙÖ Ý Ñ Ò× Ó × Ö ÔÖÓ ×× Ø Ø ÔÖÓ × ÓÒÐÝ ÓÒ Ø ÓÓÖ Ò Ø × Ó Ø × ÑÔÐ ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÝÐ Ò Ö Ð Ð Ö ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒo Ì × ÓÐ ÐÓÛ× Ù× × ÑÔÐ ÔÓ ÒØ Ò Ð Ð Ø× × Ö ÔÖ × ÒØ Ø Ú ÓÖ ÒÝÔ Ó Ò Ø Ò Ø ÐÐ × Ö × Ø × Ò ÓÒ Ø ÓÒ× Ö ÓÒ ÖÒ o ÓÒ× Ö Ì Ö× × ÒØ Ò ́É 1⁄2 Ü 1⁄2 μ́ É 3⁄4 Ü 3⁄4 μ ¡¡¡ ́É Ü μ ́Ü 1⁄2 Ü Û Ø Ø × Ø Ó Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð× ÔÔ Ö Ò Ò Ø Ñ ØÖ Ü o Ä Ø Ã ÝÐ Ò Ö Ð Ð Ö ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ Ó Ê Ò ÓÖ o Ë Ò Ø ÝÐ Ò Ö Ð Ð Ö ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 756
ÔØ Ö ¿¿ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ö Ð Ð Ö ÓÑ ØÖÝ ÔÖÓ Ù × × ÕÙ Ò Ó ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ× Ã 1⁄2 Ó Ê 1⁄2 à 3⁄4 Ó Ê 3⁄4 Ã Ò Ó Ê Ò ×Ù Ø Ø Ø ÐÐ 1⁄2 Ó Ã × ÝÐ Ò Ö Ð ÓÚ Ö ×ÓÑ ÐÐ 1⁄2 Ó Ã 1⁄2 ̧Ø × Ö ÔÖÓ Ö ×× × Ý ¬Ö× Ø ¬Ò Ò ÐÐ× 1⁄2 Ó Ã 1⁄2 ×Ù Ø Ø ́É 3⁄4 Ü 3⁄4 μ ¡¡¡ ́É Ò Ü Ò μ ́« 1⁄2 Ü 3⁄4 Ü Ò μ Ì ÖÙ ÓÖ 1⁄2 ̧ Ø × Ö Ó Ò Ø ÒÙ × ÓÚ Ö ÐÐ× 1⁄23⁄4 Ó Ã 3⁄4 ÝÐ Ò Ö Ð ÓÚ Ö 1⁄2 ×Ù Ø Ø ́É ¿ Ü ¿ μ ¡¡¡ ́É Ò Ü Ò μ ́« 1⁄2 « 1⁄23⁄4 Ü ¿ Ü Ò μ Ì ÖÙ Ø o Ò ÐÐÝ ̧ Ø Ø ÓØØÓÑ Ð Ú Ð Ø ØÖ ÙØ ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ó Ø Ñ ØÖ Ü Ö Ø ÖÑ Ò Ý Ú ÐÙ Ø Ò Ø ÐÐ Ø ÓÓÖ Ò Ø × Ó Ø × ÑÔÐ ÔÓ ÒØ ×o Ì × ÔÖÓ Ù × ØÖ × ØÖÙ ØÙÖ ̧ Û Ö ÒÓ Ø Ø ́ 1⁄2μØ Ð Ú Ð ÓÖÖ ×Ô ÓÒ × ØÓ ÐÐ 1⁄2 3⁄4 à 1⁄2 Ò Ø× Ð Ö Ò ÓÖÖ ×ÔÓÒ ØÓ Ø ÐÐ× 1⁄2 3⁄4 Ã Ø Ø Ö ÝÐ Ò Ö Ð ÓÚ Ö 1⁄2 o Ì Ð Ú × Ó Ø ØÖ ÓÖÖ ×Ô ÓÒ ØÓ Ø ÐÐ× Ó Ø ¬Ò Ð ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ Ã Ã Ò o Ù× Û ÓÒÐÝ Ú ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ × ÑÔÐ ÔÓ ÒØ×̧ Ø ÙÒ Ú Ö× Ð ÕÙ ÒØ ¬ Ö× Ò Ö ÔÐ Ý ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ ÓÒ ÙÒ Ø ÓÒ× Ò Ø Ü ×Ø ÒØ Ð ÕÙ ÒØ ¬ Ö× Ý × ÙÒ Ø ÓÒ× o Ì Ù×̧ Û Ð Ð Ú ÖÝ ÒÓ Ø Ø ́ 1⁄2μØ Ð Ú Ð Æ ́Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ ̧ ÇÊ μ É × ÙÒ Ú Ö× Ð ÕÙ ÒØ ¬ Ö ́Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ ̧ μ ØÓ ÔÖÓ Ù ×Ó1 ÐÐ Æ 1ÇÊ ØÖ o Ì ØÖÙØ Ó Ø Ì Ö× × ÒØ Ò × Ø Ù× Ø ÖÑ Ò Ý × ÑÔÐÝ Ú ÐÙ Ø Ò Ø × Æ 1ÇÊ ØÖ o ÕÙ ÒØ ¬ Ö Ð Ñ Ò Ø ÓÒ Ð ÓÖ Ø Ñ Ò Ú × Ý × Ñ Ð Ö Ö ×ÓÒ Ò Ò ×Ð Ø ÑÓ ¬ Ø ÓÒ Ó Ø Ð ÓÖ Ø Ñ × Ö ÓÚ o Æ Ï ÈÈÊÇ À Ë ÍËÁÆ ÊÁÌÁ Ä ÈÇÁÆÌË ÁÒ ÓÖ Ö ØÓ ÚÓ Ø × Ò ÔÖÓ Ø ÓÒ× Ò Ö ÒØ Ò ÓÐÐ Ò×3 × Ð ÓÖ Ø Ņ̃ Ø Ò Û ÔÔÖ Ó × ÑÔÐÓÝ × Ò Ð ÔÖÓ Ø ÓÒ ØÓ ÓÒ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ø Ý Ù× Ò Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ× Ò Ñ ÒÒ Ö × Ö ÓÚ o × ÓÖ ̧ Û ×Ø ÖØ Û Ø × ÒØ Ò Û Ø ÓÒÐ Ý Ü ×Ø ÒØ Ð ÕÙ ÒØ ¬ Ö×̧ ́ Ü 1⁄4 μ ́Ü 1⁄4 μ Ä Ø 1⁄2 ̧ ̧ Ñ Ø × Ø Ó Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð× ÔÔ Ö Ò Ò Ø Ñ ØÖ Ü o ÍÒ Ö ÖØ Ò Ò Ö ØÝ ÓÒ Ø ÓÒ× ̧ Ø × Ô Ó×× Ð ØÓ ÔÖÓ Ù × Ø Ó × ÑÔÐ ÔÓ ÒØ× ×Ù Ø Ø Ú ÖÝ × Ò1 ÒÚ Ö ÒØ ÓÒÒ Ø ÓÑÔÓÒ ÒØ Ó Ø ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ Ò Ù Ý ÓÒØ Ò× Ø Ð ×Ø ÓÒ ×Ù ÔÓ ÒØo ÙÖØ ÖÑ ÓÖ ̧ Ø × × ÑÔÐ ÔÓ ÒØ× Ö × Ö Ý × Ø Ó ÙÒ Ú Ö Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð × ÕÙ Ò ×̧ Û Ö × ÕÙ Ò × Ó Ø ÓÖÑ ỐØμ Õ 1⁄4 ́Øμ Õ 1⁄2 ́Øμ Õ Ò ́Øμ Ò Ò Ó × × ÑÔÐ ÔÓ ÒØ Õ 1⁄2 ́«μ Õ 1⁄4 ́«μ Õ Ò ́«μ Õ 1⁄4 ́«μ À Ö « × Ö Ó Ó ØÓ Ôo ÆÓÛ Ø × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ Ø Ü ×Ø ÒØ Ð Ø ÓÖÝ Ò ×Ó ÐÚ Ý Ò Ø × Ò ÓÒ Ø ÓÒ× Ó Ø × ÕÙ Ò Ó ÙÒ Ú Ö Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð× 1⁄2 ́Õ 1⁄2 Õ 1⁄4 Õ Ò Õ 1⁄4 μ Ñ ́Õ 1⁄2 Õ 1⁄4 Õ Ò Õ 1⁄4 μ Ø Ø ÖÓ ÓØ× Ó Ø ÙÒ Ú Ö Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð ỐØμ o ÆÓØ Ø Ø Û Ú ÒÓÛ Ö Ù ÑÙÐØ Ú Ö Ø ÔÖÓ Ð Ñ ØÓ ÙÒ Ú Ö Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ò ×ÓÐ Ú Ø × Ý Ø ÃÊ ÔÔÖ Ó o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 757
o Å × Ö ÁÒ ÓÖ Ö ØÓ Ô Ø ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ö ×ÓÒ ÐÝ ×Ñ ÐÐ̧ ÓÒ Ò × ØÓ Ò×ÙÖ Ø Ø Ø ÒÙÑ Ö Ó ×Ù × ÕÙ Ò × × ×Ñ ÐÐ Ò Ø Ø Ø × Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð× Ö Ó ÐÓÛ Ö o ×× ÙÑ Ò Ø Ø Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð× Ò Ö Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ̧ ÓÒ Ò Ú Ø × Ò ÓÑÔÙØ Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð× Ô Ò Õ ́ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÝØ Ù1Ö × ÙÐØ ÒØ Ñ Ø Ó Ò Ê Ò Ö3× Ð ÓÖ Ø Ñμo Á Ø Ò Ö ØÝ ÓÒ Ø ÓÒ× Ö Ú ÓÐ Ø ̧ ÓÒ Ò × ØÓ ×ÝÑ ÓÐ ÐÐÝ ÓÖÑ Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð× Ò ÖÖÝ ÓÙØ Ø ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ× ÓÒ Ø × ÔÓÐÝÒÓÑ Ð× Û Ø 1 Ø ÓÒ Ð Ô ÖØÙÖ Ø ÓÒ Ô Ö Ñ Ø Ö×o Ì × Ù1ÈÓÐ Ð 1 ÊÓÝ ́ ÈÊμ Ð ÓÖ Ø Ñ « Ö× ÖÓÑ Ê Ò Ö3× Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÖ Ñ Ö ÐÝ Ò Ø Ñ ÒÒ Ö Ò Û Ø × Ô Ö ØÙÖ Ø ÓÒ× Ö Ñ ×Ó Ø Ø Ø Ö « Ø ÓÒ Ø Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÑÔÐ Ü ØÝ × Ó Ò ØÖÓÐ Ð o Æ ÜØ ÓÒ× Ö Ò Ü ×Ø ÒØ Ð Ì Ö× ÓÖ ÑÙÐ Ó Ø ÓÖÑ ́ Ü 1⁄4 μ ́Ý Ü 1⁄4 μ Û Ö Ý Ö ÔÖ × ÒØ× Ø Ö Ú Ö Ð ×o Á Û ÖÖÝ ÓÙØ Ø × Ñ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ × 1 ÓÖ ÓÚ Ö Ø Ñ ÒØ ¬ Ð ẾÝ μ̧ Û Ø × Ø Ó Ô Ö Ñ Ø Ö Þ ÙÒ Ú Ö Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð × ÕÙ Ò ×̧ Ó Ø ÓÖÑ ỐÝ Ø μ Õ 1⁄4 ́Ý Ø μ Õ 1⁄2 ́Ý Ø μ Õ Ò ́Ý Ø μ ÓÖ ¬Ü Ú ÐÙ Ó Ý̧× Ý Ý̧ Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð× Ố Ý Øμ Õ 1⁄4 ́ Ý Øμ Õ 1⁄2 ́ Ý Øμ Õ Ò ́ Ý Øμ Ò Ø Ò Ù× × ÓÖ ØÓ Ø ØÖ ÙØ ÓÖ Ð× ØÝ Ó Ø × ÒØ Ò ́ Ü 1⁄4 μ ́ Ý Ü 1⁄4 μ Ð× Ó̧ ÓÒ Ñ Ý Ó × ÖÚ Ø Ø Ø Ô Ö Ñ Ø Ö ×Ô Ý Ò Ô ÖØ Ø ÓÒ ÒØÓ × Ñ Ð1 Ö × Ø× ×Ó Ø Ø ÐÐ Ø Ò ×× ÖÝ Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ Ò Ó Ø Ò Ý ÓÑÔÙØ Ò Ø × ÑÔÐ Ú ÐÙ × Ýo Ì × ÔÖÓ ×× Ò ÜØ Ò ØÓ ÐÓ × Ó ÕÙ ÒØ ¬ Ö×̧ Ý Ö ÔÐ Ò ÐÓ Ó Ú Ö Ð × Ý ¬ Ò Ø Ò ÙÑ Ö Ó × ×̧ Ò ÚÓÐ Ú Ò ÓÒÐ Ý ÓÒ Ò Û Ú Ö Ð Ø Ð ×Ø ר Ô Ù× × Ñ Ø Ó ÓÖ Ø × 1Ñ ÒÝÚ Ö Ð ×o ¿¿o ÈÈÄÁ ÌÁÇÆË ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ö Ð Ð Ö ÓÑ ØÖÝ ¬Ò × ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ò ÖÓ ÓØ ×̧ Ú × ÓÒ̧ ÓÑ1 ÔÙØ Ö1 × Ò̧ ÓÑ ØÖ Ø ÓÖ Ñ ÔÖ ÓÚ Ò ̧ Ò ÓØ Ö ¬ Ð ×o ÁÑÔÓÖØ ÒØ ÔÖÓ 1 Ð Ñ× Ò ÖÓ ÓØ × Ò ÐÙ Ø Ò Ñ Ø ÑÓ Ð Ò ̧ Ø ÒÚ Ö× Ò Ñ Ø × ÓÐÙØ ÓÒ̧ Ø ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ó Ø ÛÓÖ ×Ô Ò ÛÓÖ ×Ô × Ò ÙÐ Ö Ø ×̧ Ò Ø ÔÐ ÒÒ Ò Ó Ò Ó ×Ø Ð 1 ÚÓ Ò ÑÓØ ÓÒ Ó ÖÓ ÓØ Ò ÐÙØØ Ö ÒÚ Ö ÓÒÑ ÒØ ÐÐ Ö × Ò ÖÓÑ Ø Ð ÖÓ1 ÓÑ ØÖ Ò ØÙÖ Ó ÖÓ ÓØ Ò Ñ Ø ×o ÁÒ ×ÓÐ ÑÓ Ð Ò ̧ Ö Ô ×̧ Ò Ú × ÓÒ̧ ÐÑÓר ÐÐ ÔÔÐ Ø ÓÒ× ÒÚÓÐ Ú Ø × Ö ÔØ ÓÒ Ó ×ÙÖ ×̧ Ø Ò Ö Ø ÓÒ Ó Ú Ö ÓÙ× ÙÜ Ð ÖÝ ×ÙÖ × ×Ù × Ð Ò Ò Ò ×ÑÓÓØ Ò ×ÙÖ ×̧ Ø Ð ×× ¬ 1 Ø ÓÒ Ó Ú Ö ÓÙ× Ð Ö ×ÙÖ ×̧ Ø Ð Ö ÓÖ ÓÑ ØÖ ÒÚ Ö ÒØ× ××Ó Ø Û Ø ×ÙÖ ̧ Ø « Ø Ó Ú Ö ÓÙ× ÆÒ ÓÖ ÔÖÓ Ø Ú ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ× Ó ×ÙÖ ̧ Ø × Ö ÔØ ÓÒ Ó ×ÙÖ ÓÙÒ Ö ×̧ Ò ×Ó ÓÒo Ì Ó Ú Ü ÑÔÐ × Ó Ø Ò ØÙÖ Ó Ø ×ÓÐ ÙØ ÓÒ× Ñ Ò Ý Ú Ö ÓÙ× ÔÔÐ 1 Ø ÓÒ× ̧ Û × Ù×× Û Ö ÔÖ × ÒØ Ø Ú ÔÖÓ Ð Ñ× ÖÓÑ ÖÓ ÓØ ×̧ Ò Ò Ö Ò ̧ Ò ÓÑÔÙØ Ö × Ò o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 758
ÔØ Ö ¿¿ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ö Ð Ð Ö ÓÑ ØÖÝ ÊÇ ÇÌ Å ÇÌÁÇÆ ÈÄ ÆÆÁÆ Ú Ò Ø Ò Ø Ð Ò × Ö ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ó ÖÓ ÓØ ́ ÓÑÔÓ× Ó Ö ×Ù Ô ÖØ×μ Ò × Ø Ó Ó ×Ø Ð ×̧ ¬Ò ÓÐÐ × ÓÒ1 Ö ÓÒØ ÒÙ ÓÙ× ÑÓØ ÓÒ Ó Ø ÖÓ ÓØ ÖÓÑ Ø Ò Ø Ð ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ØÓ Ø ¬Ò Ð ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒo Ì Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÖÓ × Ò × Ú Ö Ð ×Ø Ô×o Ì ¬Ö ר ר Ô ØÖ Ò×Ð Ø × Ø ÔÖÓ Ð Ñ ØÓ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô ̧ Ô Ö Ñ Ø Ö ×Ô ÑÓ Ð × Ð ÓÛ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ð 1 Ö Ñ Ò ÓÐ ́ ×× ÙÑ Ò Ø Ø Ø Ó ×Ø Ð × Ò Ø ÖÓ ÓØ ×Ù Ô ÖØ× Ö ÓÙÒ Ý Ô Û × Ð Ö ×ÙÖ ×μo Ì × ÓÒ ×Ø Ô ÓÑ ÔÙØ × Ø × Ø Ó ÓÒ¬ ÙÖ 1 Ø ÓÒ× Ø Ø ÚÓ ÓÐÐ × ÓÒ× Ò ÔÖÓ Ù × × Ñ Ð Ö × Ö ÔØ ÓÒ Ó Ø × ×Ó1 ÐÐ Ö ×Ô ́×Ù ×Ô × Ó Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô μo Ë Ò Ø Ò Ø Ð Ò ¬Ò Ð ÓÒ1 ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× ÓÖÖ ×Ô ÓÒ ØÓ ØÛÓ ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ×Ô ̧ Û × ÑÔÐ Ý Ú Ø Ó Ø ×Ø Û Ø Ö Ø Ý Ð Ò Ø × Ñ ÓÒÒ Ø ÓÑÔÓÒ ÒØ Ó Ø Ö ×Ô o Á ×Ó̧ Ø Ý Ò ÓÒÒ Ø Ý Ô Û × Ð Ö Ô Ø o ËÙ Ô Ø Ú × Ö × ØÓ Ò Ó ×Ø Ð 1 ÚÓ Ò ÑÓØ ÓÒ Ó Ø ÖÓ ÓǾ× μo Ì × Ô Ø ÔÐ ÒÒ Ò ÔÖÓ ×× Ò Ö1 Ö ÓÙØ Ù× Ò ÓÐÐ Ò× 3× ËË ¿ ̧ Ý Ð Ò Ò Ð ÓÖ Ø Ñ Û Ø ÓÙ ÐÝ1 ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð Ø Ñ ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ ́Ì ÓÖ Ñ 1⁄4o 1⁄2o1⁄2μo × Ò ÐÝ1 ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð Ø Ñ ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ð ÓÖ Ø Ñ ́Ø ÖÓ Ñ Ô Ð ÓÖ Ø Ñμ × Ò Ú × Ý ÒÒÝ Ò ́Ì ÓÖ Ñ 1⁄4o1⁄2o3⁄4μo Ì Ñ Ò Ó ÒÒÝ3 × Ð ÓÖ Ø Ñ × ØÓ Ø ÖÑ Ò ÓÒ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÓÒÒ Ø ×Ù × Ø ́ ÐÐ Ø ÖÓ Ñ Ô μ Ó ÓÒÒ Ø ÓÑÔ ÓÒ ÒØ Ó Ø Ö ×Ô o ÇÒ Ø × ÖÓ Ñ Ô× Ö Ú Ð Ð ̧ Ø Ý Ò Ù× ØÓ Ð Ò ÙÔ ØÛÓÔ Ó Ò Ø× Ò Ø × Ñ ÓÒÒ Ø ÓÑÔÓÒ ÒØo Ì Ñ Ò ÓÑ ØÖ × ØÓ ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÖÓ Ñ Ô× ×Ø ÖØ Ò ÖÓÑ Ø Ö Ø Ð × Ø× Ó ×ÓÑ ÔÖÓ Ø ÓÒ ÙÒ Ø ÓÒo Ì × ÖÓ Ñ Ô Ð ÓÖ Ø Ñ × Ò ÑÔÖ ÓÚ Ò ÜØ Ò Ý× Ú Ö Ð Ö × Ö Ö× ÓÚ Ö Ø Ð ×Ø ́À ÒØÞ Ø Ðo ÀÊË 1⁄4 ̧ ÓÙÖ Ò Ý Ò Ê ×Ð Ö Ê ¿ ̧ Ö ÓÖ3 Ú Ò Î ÓÖÓ ÓÚ Ö ̧ Î ̧ Ò ÒÒÝ Ò ̧ Ò 1⁄4 μo Ç Ë Ì ËÍÊ ÇÆËÌ ÊÍ Ì ÁÇÆ ÁÆ ËÇÄ Á ÅÇ ÄÁÆ Ú Ò ÔÓÐ ÝÒÓÑ Ð ́Ü Ý Þμ̧ Û Ó× Þ ÖÓ× ¬Ò Ò Ð Ö ×ÙÖ Ò Ø Ö 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô ̧ ÓÑÔÙØ Ø ÒÚ ÐÓÔ Ó Ñ ÐÝ Ó ×Ô Ö × Ó Ö Ù× Ö Û Ó× ÒØ Ö× Ð ÓÒ Ø ×ÙÖ o ËÙ ×ÙÖ × ÐÐ ́ØÛÓ1× μ Ó«× Ø ×ÙÖ Ó o Ä Ø Ô Ü Ý Þ ÔÓ Ò Ø ÓÒ Ø Ó«× Ø ×ÙÖ Ò Õ Ù Ú Û ÓÓØÔÖ ÒØ Ó Ô ÓÒ Ø Ø ×̧ Õ × Ø ÔÓ ÒØ Ø Û ÒÓÖÑ Ð ÖÓÑ Ô ØÓ Ñ Ø× o Ä Ø Ø 1⁄2 Ø 1⁄2 1⁄2 Ø 1⁄2 3⁄4 Ø 1⁄2 ¿ Ò Ø 3⁄4 Ø 3⁄4 1⁄2 Ø 3⁄4 3⁄4 Ø 3⁄4 ¿ ØÛÓ Ð Ò ÖÐÝ Ò Ô Ò ÒØ Ø Ò ÒØ Ú ØÓÖ × ØÓ Ø Ø ÔÓ ÒØ Õo Ì Ò̧ Û × Ø Ø Ø ×Ý× Ø Ñ Ó Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ÕÙ Ø ÓÒ× ́Ü Ùμ 3⁄4 ·́ Ý Úμ 3⁄4 ·́ Þ Ûμ 3⁄4 Ö 3⁄4 1⁄4 ́Ù Ú Ûμ 1⁄4 ́Ü ÙμØ 1⁄2 1⁄2 ·́ Ý ÚμØ 1⁄2 3⁄4 ·́ Þ ÛμØ 1⁄2 ¿ 1⁄4 ́Ü ÙμØ 3⁄4 1⁄2 ·́ Ý ÚμØ 3⁄4 3⁄4 ·́ Þ ÛμØ 3⁄4 ¿ 1⁄4 × Ö × ×ÙÖ Ò Ø ́Ü Ý Þ Ù Ú Ûμ × Ü1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô ̧ Û ̧ Û Ò ÔÖÓ1 Ø ÒØÓ Ø Ø Ö 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô Û Ø ÓÓÖ Ò Ø × ́Ü Ý Þμ̧ Ú × Ø Ó«× Ø ×ÙÖ Ò Ò ÑÔÐ Ø ÓÖÑ o Ì Ó«× Ø ×ÙÖ × ÓÑÔÙØ Ý × Ñ ÔÐÝ Ð Ñ Ò Ø Ò Ø Ú Ö Ð × Ù̧ Ú̧ Û ÖÓÑ Ø ÔÖ Ò × Ø Ó ÕÙ Ø ÓÒ× o Ì × ÔÔÖÓ ́Ø ÒÚ ÐÓÔ Ñ Ø Ó μ Ó ÓÑÔÙØ Ò Ø Ó«× Ø ×ÙÖ × © 2004 by Chapman & Hall/CRC 759
1⁄4 o Å × Ö × Ú Ö Ð ÔÖÓ Ð Ñ Ø ØÙÖ × Ø Ñ Ø Ó Ó × ÒÓØ Ð Û Ø × Ð 1 ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ò Ð Ò Û Ý Ò ̧ ×ÓÑ Ø Ñ ×̧ Ò Ö Ø × Ø ÓÒ Ð ÔÓ ÒØ× ÒÓØ ÓÒ Ø Ó«× Ø ×ÙÖ o ÓÖ × Ù×× ÓÒ Ó Ø × Ò × Ú Ö Ð ÓØ Ö Ö Ð Ø ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ×ÓÐ ÑÓ Ð Ò ̧ × ÀÓ Ò ÔØ Ö Ó Ø × À Ò ÓÓ o ÇÅ ÌÊÁ ÌÀ ÇÊ Å ÈÊÇÎ ÁÆ Ú Ò ÓÑ ØÖ ר Ø Ñ ÒØ ÓÒ× ×Ø Ò Ó ¬Ò Ø × Ø Ó Ý ÔÓØ × × Ò ÓÒ ÐÙ1 × ÓÒ̧ ÀÝÔ ÓØ × × 1⁄2 ́Ü 1⁄2 Ü Ò μ 1⁄4 Ö ́Ü 1⁄2 Ü Ò μ 1⁄4 ÓÒ ÐÙ× ÓÒ ́Ü 1⁄2 Ü Ò μ 1⁄4 Û Ø Ö Ø ÓÒ ÐÙ× ÓÒ 1⁄4 × ÓÒ× ÕÙ Ò Ó Ø Ý Ô ÓØ × × ́́ 1⁄2 1⁄4 μ ¡¡¡ ́ Ö 1⁄4μμo Ì Ù× Û Ò ØÓ Ø ÖÑ Ò Û Ø Ö Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ÙÒ Ú Ö× ÐÐÝ ÕÙ ÒØ ¬ ¬Ö ר1 ÓÖ Ö × ÒØ Ò ÓÐ × Ü 1⁄2 Ü Ò ́ 1⁄2 1⁄4 μ ¡¡¡ ́ Ö 1⁄4 μ μ 1⁄4 ÇÒ Û ÝØ Ó× Ó Ð Ú Ø ÔÖÓ Ð Ñ × Ý ¬Öר ØÖ Ò×Ð Ø Ò Ø ÒØÓ Ø ÓÖÑ Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ü ×Ø ÒØ ÐÐÝ ÕÙ ÒØ ¬ ¬Ö ר1ÓÖ Ö × ÒØ Ò × ÙÒ× Ø ×¬ Ð Ü 1⁄2 Ü Ò Þ ́ 1⁄2 1⁄4 μ ¡¡¡ ́ Ö 1⁄4 μ ́ Þ 1⁄2μ 1⁄4 Ï Ò Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò ÓÑ Ò × ×× ÙÑ ØÓ Ø ¬ Ð Ó Ö Ð ÒÙÑ Ö×̧ Ø Ò Û Ñ Ý × Ñ ÔÐÝ Û Ø Ö Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÑÙÐ Ø Ú Ö Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð ́ Ò Ü 1⁄2 Ü Ò Þ μ × ÒÓ Ö Ð ÖÓ ÓØ 3⁄4 1⁄2 · ¡¡¡· 3⁄4 Ö ·́ Þ 1⁄2μ 3⁄4 Á ̧ ÓÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò ÓÑ Ò × × ×ÙÑ ØÓ Ø ¬ Ð Ó ÓÑ ÔÐ Ü ÒÙÑ Ö× ́ Ò Ð Ö ÐÐÝ ÐÓ× ¬ Ð μ̧ Ø Ò ÓØ Ö ØÓ ÓÐ× ÖÓÑ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ð Ö Ö Ù× ́ o o̧ Ø Ò ÕÙ × × ÓÒ À Ð ÖØ3 × ÆÙÐÐ ×Ø ÐÐ Ò× ØÞμo ÁÒ Ø Ò Ö Ð × ØØ Ò ̧ ×ÓÑ Ø Ò ÕÙ × × ÓÒ Ê ØØ1Ï Ù Ö Ø Ö ×Ø × Ø× Ú Ô Ö Ó Ú Ò Ú ÖÝ ÔÓÛ Ö ÙÐo Ë Ó o ÓÖ ÒÓØ Ö ÔÔÖÓ ØÓ ÓÑ ØÖ Ø ÓÖ Ñ ÔÖ ÓÚ Ò ̧ × Ë Ø ÓÒ o o ÇÆÆ ÌÁÇÆ ÌÇ Ë ÅÁ ÁÆÁÌ ÈÊÇ Ê Å ÅÁÆ Ò ÐÓ Ð ÒÓ ÒÒ Ø Ú ØÝ Ó ÙÒ Ø ÓÒ Ó × Ú Ö Ð Ú Ö Ð × Ó ÙÔ × ÒØÖ Ð ÖÓÐ Ò Ñ ÒÝ Ö × Ó ÔÔÐ Ñ Ø Ñ Ø ×̧ o o̧ ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ× Û Ø Ô ÓÐÝ1 ÒÓÑ Ð Ó Ø Ú × Ò ÓÒ× ØÖ ÒØ×̧ × Ò ÕÙ Ö Ø ̧ Ð Ò Ö Ò ÓÓÐ Ò ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÓÖÑÙÐ Ø ÓÒ×o Ì × ÔÖÓ Ð Ñ× Ú Ò× Ó ÛÒ ØÓ ÆÈ1 Ö Ò Ø Ñ Óר Ò Ö Ð × ØØ Ò ̧ ÙØ Ó Ñ Ø ÓÓ ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÓÒ× ÒÚÓÐ Ú Ò Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ ÓÑ ÔÙØ Ð Ö Ð Ü Ø ÓÒ× o ́Ë È Ö ÐÓ È Ö1⁄41⁄4 μo ÈÖÓÚ Ð ÓÒ Ø ÓÒ× ÓÖ ÔÖÓ ÙÖ ÓÖ Ú Ö Ý Ò Ø Ú Ð ØÝ Ó Ø ÔÖÓÔÓ 1 × Ø ÓÒ ́Ü 1⁄2 Ü Ò μ 1⁄4 Ü 1⁄2 Ü Ò © 2004 by Chapman & Hall/CRC 760
ÔØ Ö ¿¿ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ö Ð Ð Ö ÓÑ ØÖÝ 1⁄2 Û Ö × ÑÙ ÐØ Ú Ö Ø ÔÓÐÝÒ ÓÑ Ð Ò Ø Ö Ò Ó ÑÙ ÐØ Ú Ö Ø ÔÓÐ ÝÒÓÑ Ð× ÓÚ Ö Ø Ö Ð×̧ Ê Ü 1⁄2 Ü Ò o Ò Ó Ú ÓÙ× Ò ×× ÖÝ ÓÒ Ø ÓÒ ÓÖ ØÓ ÐÓ ÐÐÝ ÒÓÒÒ Ø Ú × Ø Ø Ø × Ú Ò Ö o ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ Ö Ø Ö × ÑÔÐ ×ÙÆ ÒØ ÓÒ Ø ÓÒ ÓÖ Ö Ð1Ú ÐÙ Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð ́Üμ ØÓ ÐÓ ÐÐÝ ÒÓÒÒ Ø Ú × Ø Ü ×Ø Ò Ó ×ÙÑ1Ó 1×ÕÙ Ö × ÓÑÔÓ × Ø ÓÒ ́Ü 1⁄2 Ü Ò μ 3⁄4 ́Ü 1⁄2 Ü Ò μ ́Ü 1⁄2 Ü Ò μ 3⁄4 Ê Ü 1⁄2 Ü Ò Ì Ù× ÓÒ Û Ý ØÓ × ÓÐÚ Ø ÐÓ Ð ÒÓÒÒ Ø Ú ØÝ ÔÖÓ Ð Ñ × Ý ¬Ò Ò ×ÙÑ 1 Ó 1×ÕÙ Ö × ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒo ÆÓØ Ø Ø × Ò Ø Ö Ü ×Ø ÐÓ ÐÐÝ ÒÓÒÒ Ø Ú ÔÓÐÝ1 ÒÓÑ Ð× ÒÓØ Ñ ØØ Ò ×ÙÑ 1Ó 1× ÕÙ Ö × ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ ́ o o̧ Ø ÅÓØÞ Ò ÓÖÑ Ü Ý 3⁄4 ·Ü 3⁄4 Ý ·Þ ¿Ü 3⁄4 Ý 3⁄4 Þ 3⁄4 μ̧ Ø ÔÖÓ ÙÖ ×Ù ×Ø ÐÓÛ Ó ×Ò Ó Ø Ú × ÓÐÙØ ÓÒ ØÓ Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ò ÐÐ × ØÙ Ø ÓÒ× o Ì ÔÖÓ ÙÖ Ò × Ö × ÓÐ ÐÓÛ× ÜÔÖ ×× Ø Ú Ò Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð ́Ü 1⁄2 ̧ ̧ Ü Ò μÓ Ö 3⁄4 × ÕÙ Ö Ø ÓÖÑ Ò ÐÐ Ø ÑÓÒÓÑ Ð× Ó Ö Ð ×× Ø Ò ÓÖ ÕÙ Ð ØÓ ́Ü 1⁄2 Ü Ò μ Þ Ì ÉÞ Þ 1⁄2 Ü 1⁄2 Ü Ò Ü 1⁄2 Ü 3⁄4 Ü Ò Û Ö É × ÓÒר ÒØ Ñ ØÖ Ü ØÓ Ø ÖÑ Ò o Á Ø ÓÚ ÕÙ Ö Ø ÓÖÑ Ò × ÓÐÚ ÓÖ ÔÓ× Ø Ú × Ñ ¬Ò Ø Ȩ́ Ø Ò ́Ü 1⁄2 Ü Ò μ × ÐÓ ÐÐÝ ÒÓÒÒ Ø Ú o Ë Ò Ø Ú Ö Ð × Ò Þ Ö ÒÓØ Ð Ö ÐÐÝ Ò Ô Ò ÒØ̧ Ø Ñ ØÖ Ü É × ÒÓØ ÙÒ ÕÙ ̧ ÙØ Ð Ú × Ò Ò ÆÒ ×Ù ×Ô o Ì Ù×̧ Û Ò ØÓ Ø ÖÑ Ò Ø ÒØ Ö× 1 Ø ÓÒ Ó Ø × ÆÒ ×Ù ×Ô Ò Ø ÔÓ× Ø Ú × Ñ ¬Ò Ø Ñ ØÖ Ü ÓÒ × ÒÓÒ Ñ ÔØÝ o Ì × ÔÖÓ Ð Ñ Ò ×ÓÐ Ú Ý × Ñ ¬Ò Ø ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò × Ð ØÝ ÔÖÓ Ð Ñ ØÖ ́ÞÞ Ì Éμ ́Ü 1⁄2 Ü Ò μ É 1⁄4 Ì Ñ Ò× ÓÒ× Ó Ø Ñ ØÖ Ü Ò ÕÙ Ð ØÝ Ö Ò· ¡ ¢ Ò· ¡ Ò × Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ÓÖ ¬Ü ÒÙÑ Ö Ó Ú Ö Ð × ́Òμ ÓÖ ¬Ü Ö ́ μo Ì Ù× ÓÙÖ ÕÙ ×Ø ÓÒ Ö Ù × ØÓ Æ ÒØÐÝ ×ÓÐ Ú Ð × Ñ ¬Ò Ø ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ́Ë Èμ ÔÖÓ Ð Ñ×o ¿¿o ËÇÍÊ Ë Æ Ê Ä Ì Å Ì ÊÁ Ä ËÍÊÎ Ë Å × ¿ Ø ÜØ ÓÓ ÓÖ Ð ÓÖ Ø Ñ Ð Ö ÓÚ Ö Ò ÖÓ Ò Ö × ×̧ Ö Ø Ö ×Ø × Ø×̧ Ö ×ÙÐ Ø ÒØ×̧ Ò Ö Ð Ð Ö o ÔØ Ö Ú × Ñ ÒÝ Ø Ð× Ó Ø Ð ×× Ð Ö × ÙÐØ× Ò ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ö Ð Ð Ö o Â Ò ÒØ ÓÐÓ Ý Ó Ý Ô Ô Ö× Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ö Ð Ð Ö Ò Ö Ð Ð Ö ÓÑ ØÖÝ o ÓÒØ Ò× Ö ÔÖ ÒØ× Ó Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ô Ô Ö× Ø Ò Ø × ÔØ Ö ÈÊ ̧ ÓÐ ̧ Ê Ò 1⁄2̧Ì Ö 1⁄2 o ×Ô Ð ××Ù Ó Ø Âo ËÝÑ ÓÐ ÓÑÔÙ Øo ÓÒ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ö Ð Ð Ö ÓÑ ØÖÝ o ÓÒØ Ò× × Ú Ö Ð Ô Ô Ö× ́ À ̧ Ö ̧ Î Ø Ö μ Ö ×× Ò Ñ ÒÝ Ý Ö × Ö ÔÖÓ Ð Ñ× Ò Ø × Ö o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 761
3⁄4 o Å × Ö Ê 1⁄4 Ú ÖÝ ×× Ð Ò × Ð 1 ÓÒØ Ò Ø ÜØ ÓÓ ÓÒ Ö Ð Ð Ö Ò Ö Ð Ð Ö ÓÑ ØÖÝ o Ê × Ð 1 ÓÒØ Ò Ø ÜØ ÓÓ ÓÒ Ö Ð Ð Ö Ò Ö Ð Ð Ö ÓÑ ØÖÝ o ÀÊÊ 1⁄2 × Ù Ö ÚÝ Ó Ñ ÒÝ Ð ×× Ð Ò Ö ÒØ Ö × ÙÐØ× Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ö Ð Ð 1 Ö o × ÙÖÚ Ý Ó Ø ÓÒÒ Ø ÓÒ× ÑÓÒ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ ̧ ÓÑ ÔÙØ 1 Ø ÓÒ Ð Ð Ö ̧ Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ö Ð Ð Ö ÓÑ ØÖÝ o Ì Ö 1⁄2 ÈÖ Ñ ÖÝ Ö Ö Ò ÓÖ Ì Ö× 3× Ð ×× Ð Ö ×ÙÐ Ø ÓÒ Ø Ð ØÝ Ó Ð 1 Ñ ÒØ ÖÝ Ð Ö o ÓÐ ÓÐÐ Ò× 3× ÛÓÖ Ñ ÔÖÓÚ Ò Ø ÓÑ ÔÐ Ü ØÝÓ Ì Ö× 3× ×ÓÐ ÙØ ÓÒ ÓÖ Ø × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ Ì Ö 1⁄2 o Ð ×Ó̧ ÒØÖÓ Ù × Ø ÓÒ ÔØ Ó ÝÐ Ò Ö Ð Ð Ö ÓÑÔ Ó× 1 Ø ÓÒ ́ μo Ê Ò 1⁄2 × ÙÖÚ Ý Ó ×ÓÑ Ö ÒØ Ö ×ÙÐØ×̧ Ñ ÔÖÓÚ Ò Ø ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó Ø 1 × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ Ò ÕÙ ÒØ ¬ Ö Ð Ñ Ò Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ Ø ¬Ö× Ø1ÓÖ Ö Ø ÓÖÝ Ó Ö Ð×o Ì × × ÑÓ× ØÐÝ × ÙÑÑ ÖÝ Ó Ø Ö × ÙÐØ× ¬Ö ר Ú Ò Ò × ÕÙ Ò Ó Ô Ô Ö× Ý Ê Ò Ö Ê Ò 3⁄4 ̧ ̧ o Ä Ø 1⁄2 ÓÑÔÖ Ò× Ú Ø ÜØ ÓÓ ÓÚ Ö Ò Ú Ö ÓÙ× ×Ô Ø× Ó ÖÓ ÓØ ÑÓØ ÓÒ ÔÐ Ò1 Ò Ò ÔÖÓ Ð Ñ× Ò « Ö ÒØ ×ÓÐ ÙØ ÓÒ Ø Ò ÕÙ ×o ÔØ Ö Ò ÐÙ × × Ö ÔØ ÓÒ Ó Ø ÓÒÒ Ø ÓÒ ØÛ Ò Ø ÑÓØ ÓÒ ÔÐ ÒÒ Ò ÔÖÓ Ð Ñ Ò ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ö Ð Ð Ö ÓÑ ØÖÝ o ËË ¿ Ð ×× Ô Ô Ö Ò ÖÓ ÓØ × × ÓÛ Ò Ø ÓÒÒ Ø ÓÒ ØÛ Ò Ø ÖÓ ÓØ ÑÓØ ÓÒ ÔÐ ÒÒ Ò ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ø ÓÒÒ Ø Ú ØÝ Ó × Ñ Ð Ö × Ø× Ù× Ò o ÓÒØ Ò× × Ú Ö Ð Ñ ÔÖÓÚ Ð ÓÖ Ø Ñ Ö ×ÙÐ Ø× Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ö Ð Ð Ö o Ò Ú × × Ò ÐÝ1 ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ø ÖÓ ÓØ ÑÓØ ÓÒ ÔÐ ÒÒ Ò ÔÖÓ Ð Ñ Ò ÔÖÓÚ × ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ñ Ô Ö Ó Ú Ñ ÒØ Ó ÖÑ Ò Ý Ý ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ÓÑ ÔÙ1 Ø Ø ÓÒ Ð Ö Ð Ð Ö o ÀÓ ÓÑÔÖ Ò× Ú Ø ÜØ ÓÓ ÓÚ Ö Ò Ú Ö ÓÙ× ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ð Ö Ø 1 Ò ÕÙ × Û Ø ÔÔÐ Ø ÓÒ× ØÓ ×ÓÐ ÑÓ Ð Ò o ÓÒØ Ò× Ú ÖÝ Ö Ð × Ö ÔØ ÓÒ Ó ÖÓ Ò Ö × × Ð ÓÖ Ø Ñ×o Ó ÑÓÒÓ Ö Ô ÓÒ ÓÑ ØÖ Ø ÓÖ Ñ ÔÖ ÓÚ Ò Ù× Ò Ê ØØ1Ï Ù Ö Ø Ö ×Ø × Ø×o ÁÒ ÐÙ × ÓÑÔÙØ Ö1 Ò Ö Ø ÔÖÓÓ × Ó Ñ ÒÝ Ð ×× Ð ÓÑ ØÖ Ø ÓÖ Ñ×o Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö Ð ÓÖ Ø Ñ ÑÓØ ÓÒ ÔÐ ÒÒ Ò ÔØ Ö ÊÓ ÓØ × ÔØ Ö ËÓÐ ÑÓ Ð Ò ÔØ Ö ÓÑ ØÖ ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó Ø Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý Ð Ö Ê Ê Æ Ë o ÖÒÓÒ Ò o Ù Ö Ö̧ ØÓÖ×̧ Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò Ê Ð Ð Ö ÓÑ Ø ÖÝo ËÔ Ð Á××Ù Âo ËÝÑ ÓÐ ÓÑ ÔÙ Øo̧ ́1⁄2ß3⁄4μ̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 762
ÔØ Ö ¿¿ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ö Ð Ð Ö ÓÑ ØÖÝ ¿ × Ëo ×Ùo Æ Û Ö ×Ù ÐØ× ÓÒ ÕÙ ÒØ ¬ Ö Ð Ñ Ò Ø ÓÒ ÓÚ Ö Ö Ð ÐÓ× ¬ Ð × Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ× ØÓ ÓÒ ×ØÖ ÒØ Ø × ×o Âo ××Ó o ÓÑÔÙØo Å o̧ ¿ ß ̧ 1⁄2 o ×1⁄41⁄2 Ëo ×Ùo ÇÒ « Ö ÒØ ÓÙÒ × ÓÒ « Ö ÒØ Ø Ø Ò ÙÑ Ö×o ÈÖ Ó o 1⁄2 Ø ÒÒ Ùo Å ËÝÑÔÓ×o ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ Ô × 3⁄4 ß3⁄4 3⁄4̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o ÈÊ Ëo ×Ù̧ Êo ÈÓÐÐ ̧ Ò Åo1 o ÊÓÝ o ÇÒ Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ò Ð Ö ÓÑ ÔÐ Ü ØÝÓ ÕÙ ÒØ ¬ Ö Ð Ñ Ò Ø ÓÒo Âo ××Ó o ÓÑÔÙØo Å o̧ ¿ 1⁄21⁄41⁄43⁄4ß1⁄21⁄4 ̧ 1⁄2 o ÈÊ Ëo ×Ù̧ Êo ÈÓÐ Ð ̧ Ò Åo1 o ÊÓÝ o Ò Û Ð ÓÖ Ø Ñ ØÓ ¬Ò ÔÓ ÒØ Ò ÚÖÝ ÐÐ ¬Ò Ý Ñ ÐÝ Ó ÔÓÐÝÒÓÑ Ð×o ÁÒ o Ú Ò ×× Ò Âo ÂÓ Ò ×ÓÒ̧ ØÓÖ×̧ ÉÙ ÒØ ¬ Ö Ð Ñ 1 Ò Ø ÓÒ Ò ÝÐ Ò Ö Ð Ð Ö Ó ÑÔÓ× Ø ÓÒ̧ Ì ÜØ× ÅÓ ÒÓ Ö Ô × ËÝÑ ÓÐo ÓÑÔÙØo̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Î ÒÒ ̧ 1⁄2 o Ê 1⁄4 Êo Ò ØØ Ò Âo 1Âo Ê ×Ð Öo Ê Ð Ð Ö Ò Ë Ñ 1 Ð Ö Ë Ø×o À ÖÑ ÒÒ̧ È Ö ×̧ 1⁄2 1⁄4o ÃÊ Åo Ò 1ÇÖ̧ o ÃÓÞ Ò̧ Ò Âo Ê o Ì ÓÑÔ Ð Ü ØÝ Ó Ð Ñ ÒØ ÖÝ Ð Ö Ò ÓÑ ØÖÝ o Âo ÓÑÔÙØo ËÝרo Ë o̧ ¿3⁄4 3⁄4 1⁄2ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o Ê Âo Ó Ò ̧ Åo Óר ̧ Ò Åo1 o ÊÓÝo Ê Ð Ð Ö ÓÑ ØÖÝ o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o ́ Ð×Ó Ò Ö Ò ̧ ÓÑ ØÖ Ð Ö ÕÙ Ê ÐÐ o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 oμ Ò Âo o ÒÒÝ o Ì ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ó ÊÓ ÓØ ÅÓØ ÓÒ ÈÐ ÒÒ Ò o È o o Ì × ×̧ ÅÁÌ ̧ Ñ Ö ̧ 1⁄2 o Ò Âo o ÒÒÝ o ËÓÑ Ð Ö Ò ÓÑ ØÖ ÓÑÔ ÙØ Ø ÓÒ× Ò ÈËÈ o ÁÒ ÈÖÓ o 3⁄41⁄4Ø ÒÒ Ùo Å ËÝÑÔÓ×o Ì ÓÖÝ ÓÑÔÙØo̧ Ô × 1⁄4ß ̧ 1⁄2 o Ò 1⁄4 Âo o ÒÒÝ o Ò Ö Ð Þ Ö Ø Ö ×Ø ÔÓÐÝÒÓÑ Ð×o Âo ËÝÑ ÓÐ ÓÑÔÙØo̧ 3⁄4 1⁄2ß3⁄4 1⁄4̧ 1⁄2 1⁄4o Ò ¿ Âo o Ò ÒÝoÁ Ñ Ô Ö Ó Ú Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ × Ò Ø ÖÑ Ò Ø ÓÒ Ò Ü ×Ø ÒØ Ð ÕÙ ÒØ ¬ Ö Ð Ñ1 Ò Ø ÓÒo ÓÑÔÙØo Âo̧ ¿ 1⁄4 ß 1⁄2 ̧ 1⁄2 ¿o  o o Ú Ò ×× Ò Âo Êo ÂÓ Ò×ÓÒ ̧ ØÓÖ×o ÉÙ ÒØ ¬ Ö Ð Ñ Ò Ø ÓÒ Ò ÝÐ Ò Ö Ð Ð1 Ö Ó ÑÔÓ× Ø ÓÒo Ì ÜØ× ÅÓÒÓ Ö Ô × ËÝÑ ÓÐo ÓÑ ÔÙ Øo̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Î ÒÒ ̧ 1⁄2 o o Þ ÐÐ o ÓÑÔ ÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ Ö ØÖÓ×Ô Ø Ú o ÁÒ ÈÖÓ o 3⁄4 Ø ÒÒ Ùo Å ËÝÑ1 ÔÓ× o Ì ÓÖÝ ÓÑÔÙØo̧ Ô × ß ̧ 1⁄2 o Ó Ëo o ÓÙo Å Ò Ð ÓÑ ØÖÝ Ì ÓÖ Ñ ÈÖÓ Ú Ò o Ê Ð̧ ÓÖ Ö Ø̧ 1⁄2 o ÓÐ o ÓÐÐ Ò×o ÉÙ ÒØ ¬ Ö Ð Ñ Ò Ø ÓÒ ÓÖ Ö Ð ÐÓ× ¬ Ð × Ý ÝÐ Ò Ö Ð Ð Ö ÓÑ1 ÔÓ× Ø ÓÒo Ë ÓÒ Á ÓÒ o ÓÒ ÙØÓÑ Ø Ì ÓÖÝ ÓÖÑ Ð Ä Ò o̧ ÚÓÐÙ Ñ ¿¿ Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ô × 1⁄2¿ ß1⁄2 ¿o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o Ð×Ó Ò Â o À  oÀo Ú ÒÔÓÖØ Ò Âo À ÒØÞo Ê Ð ÕÙ ÒØ ¬ Ö Ð Ñ Ò Ø ÓÒ × ÓÙ ÐÝ ÜÔÓÒ ÒØ Ðo Âo ËÝÑ1 ÓÐ ÓÑÔÙØo̧ 3⁄4 ß¿ ̧ 1⁄2 o Ê ¿ Äo ÓÙ ÖÒ Ý Ò Âo 1Âo Ê ×Ð Öo ÓÒרÖÙ Ø ÓÒ Ó ÖÓ Ñ Ô× Ò × Ñ 1 Ð Ö × Ø×o ÔÔ Ðo Ð Ö Ò Ö o ÓÑÑo ÓÑÔÙØo̧ 3⁄4¿ ß3⁄4 3⁄4̧ 1⁄2 ¿o Ö o Ö ÓÖ3 Úo Ì ÓÑÔ Ð Ü ØÝ Ó Ò Ì Ö× Ð Ö o Âo ËÝÑ ÓÐ ÓÑ ÔÙ Øo̧ ß1⁄21⁄4 ̧ 1⁄2 o Î o Ö ÓÖ3 Ú Ò ÆoÆo ÎÓÖÓ ÓÚo ËÓÐ Ú Ò ×Ý ×Ø Ñ× Ó ÔÓÐÝÒÓÑ Ð Ò ÕÙ Ð Ø × Ò ×Ù Ü1 ÔÓÒ ÒØ Ð Ø Ñ o Âo ËÝÑ ÓÐ ÓÑ ÔÙ Øo̧ ¿ ß ̧ 1⁄2 o Î 3⁄4 o Ö ÓÖ3 Ú Ò ÆoÆo Î ÓÖÓ ÓÚo ÓÙÒØ Ò ÓÒÒ Ø ÓÑÔ ÓÒ ÒØ× Ó × Ñ Ð Ö × Ø Ò ×Ù ÜÔÓÒ ÒØ Ð Ø Ñ o ÓÑÔÙØo ÓÑÔÐ Ü ØÝ̧ 3⁄4 1⁄2¿¿ß1⁄2 ̧ 1⁄2 3⁄4o ÀÊÊ 1⁄2 Âo À ÒØÞ̧ Ìo Ê Ó̧ Ò Åo1 o ÊÓÝo Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò Ö Ð Ð Ö ÓÑ ØÖÝ Ò ÔÔÐ 1 Ø ÓÒ× ØÓ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝo ÁÒ Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ Êo ÈÓÐ Ð ̧ Ò Ïo ËØ Ö̧ ØÓÖ×̧ × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ È Ô Ö× ÖÓÑ Ø ÁÅ Ë ËÔ Ð Ö̧ Ô × 1⁄2¿ ß1⁄2 o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 1⁄2o ÀÊË Âo À ÒØÞ̧ Åo1 o ÊÓÝ ̧ Ò È o ËÓÐ ÖÒÓo ÇÒ Ø ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó × Ñ 1 Ð Ö × Ø×o ÁÒ ÈÖÓ o ÁÒØ ÖÒ Øo o ÁÒ Óo ÈÖÓ ××o ̧ Ô × 3⁄4 ¿ß3⁄4 o ÆÓÖØ 1ÀÓÐÐ Ò ̧ Ë Ò Ö Ò × Ó̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 763
o Å × Ö ÀÊË 1⁄4 Âo À ÒØÞ̧ Åo1 o ÊÓÝ ̧ Ò È o ËÓÐ ÖÒÓo ËÙÖ Ð ÓÑÔ Ð Ü Ø Ù ÔÖ Ò Ô Ì Ö× 1Ë Ò Ö o ÙÐ Ðo ËÓ o Å Ø o Ö Ò ̧ 1⁄21⁄2 1⁄21⁄41⁄2ß1⁄23⁄4 ̧ 1⁄2 1⁄4o ÀÓ oÅo ÀÓ« Ñ ÒÒo ÓÑ ØÖ Ò ËÓÐ ÅÓ Ð Ò o ÅÓÖ Ò Ã Ù Ñ ÒÒ̧ Ë Ò Å Ø Ó̧ 1⁄2 o Ä Ø 1⁄2 Âo1 o Ä ØÓÑ o ÊÓ ÓØ ÅÓØ ÓÒ ÈÐ ÒÒ Ò oÃ Ð Ù Û Ö̧ ÓרÓÒ̧ 1⁄2 1⁄2o Å Ð Âo Å Ð ÒÓÖo ÇÒ Ø ØØ ÒÙÑ Ö× Ó Ö Ð Ð Ö Ú Ö Ø ×o ÈÖ Ó o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄2 3⁄4 ß3⁄4 1⁄4̧ 1⁄2 o Å × ¿ o Å × Ö o Ð ÓÖ Ø Ñ Ð Ö o ÁÒ Ì ÜØ× ÅÓÒÓ Ö Ô × ÓÑÔÙØo Ë o̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 ¿o È Ö1⁄41⁄4 È o o È ÖÖ ÐÓo Ë ØÖÙ ØÙÖ Ë Ñ ¬Ò Ø ÈÖÓ Ö Ñ× Ò Ë Ñ Ð Ö ÓÑ ØÖÝ Å Ø Ó × Ò ÊÓ Ù×ØÒ ×× Ò ÇÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ̧ È o o Ì × ×̧ Ð ÓÖÒ ÁÒ ×Ø ØÙØ Ó Ì ÒÓÐ Ó Ý ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o ÈÊ ¿ Êo ÈÓÐ Ð Ò Åo1 o ÊÓÝ o ÇÒ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÐÐ× ¬Ò Ý × Ø Ó ÔÓÐÝÒÓÑ Ð×o oÊo o Ë o È Ö × Ë Öo Á Å Ø o̧ ¿1⁄2 ¿ß ̧ 1⁄2 ¿o Ê Ò 1⁄2 Âo Ê Ò Öo Ê ÒØ ÔÖÓ Ö ×× ÓÒ Ø ÓÑ ÔÐ Ü ØÝÓ Ø × ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ Ø Ö Ð×o ÁÒ Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ Êo ÈÓÐÐ ̧ Ò Ïo ËØ Ö̧ ØÓÖ×̧ × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ È Ô Ö× ÖÓÑ Ø ÁÅ Ë ËÔ Ð Ö̧ Ô × 3⁄4 ß¿1⁄4 o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 1⁄2o Ð×Ó Ò Â o Ê Ò 3⁄4 Âo Ê Ò Öo ÇÒ Ø ÓÑÔ ÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ò ÓÑ ØÖÝ Ó Ø ¬Öר1ÓÖ Ö Ø ÓÖÝ Ó Ø Ö Ð× È ÖØ Áo Âo ËÝÑ ÓÐ ÓÑ ÔÙ Øo̧ 1⁄2¿ 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 3⁄4o Ê Ò 3⁄4 Âo Ê Ò Öo ÇÒ Ø ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ò ÓÑ ØÖÝ Ó Ø ¬Öר1ÓÖ Ö Ø ÓÖÝ Ó Ø Ö Ð× È ÖØ ÁÁo Âo ËÝÑ ÓÐ ÓÑÔÙØo̧ 1⁄2¿ ¿1⁄41⁄2ß¿3⁄4 ̧ 1⁄2 3⁄4o Ê Ò 3⁄4 Âo Ê Ò Öo ÇÒ Ø ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑÔ Ð Ü ØÝ Ò ÓÑ ØÖÝ Ó Ø ¬Öר1ÓÖ Ö Ø ÓÖÝ Ó Ø Ö Ð× È ÖØ ÁÁÁo Âo ËÝÑ ÓÐ ÓÑÔÙØo̧ 1⁄2¿ ¿3⁄4 ß¿ 3⁄4̧ 1⁄2 3⁄4o ËË ¿ ÂoÌo Ë Û ÖØÞ Ò Åo Ë Ö Öo ÇÒ Ø Ô ÒÓ ÑÓÚ Ö×3 ÔÖÓ Ð Ñ ÁÁo Ò Ö Ð Ø Ò ÕÙ × ÓÖ ÓÑÔÙØ Ò ØÓÔÓÐÓ Ð Ô ÖÓÔ ÖØ × Ó Ö Ð Ð Ö Ñ Ò ÓÐ ×o Úo ÔÔ Ðo Å Ø o̧ 3⁄4 ß ¿ 1⁄2̧ 1⁄2 ¿o Ë o Ë Ò Ö o ÓÒ ×ØÖÙ Ø ÓÒ× Ò Ð Ö o ÌÖ Ò×o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄2 3⁄4 ¿ß¿1⁄2¿̧ 1⁄2 o Ë ØÙ¿ o ËØÙ ÖÑo Å ÑÓ Ö ×ÙÖ Ð Ê ×ÓÐÙ Ø ÓÒ × ÕÙ Ø ÓÒ× ÆÙÑ Ö ÕÙ ×o Å Ño Ë Ú ÒØ× ØÖ Ò Ö×̧ 3⁄4 1⁄2ß¿1⁄2 ̧ 1⁄2 ¿ o ËÝÐ ¿ ÂoÂo ËÝ ÐÚ ×Ø Öo ÇÒ Ø ÓÖÝ Ó Ø ×ÝÞÝ Ø Ö Ð Ø ÓÒ× Ó ØÛÓ Ö Ø ÓÒ Ð ÒØ Ö Ð ÙÒ Ø ÓÒ×̧ ÓÑ ÔÖ × Ò Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ ØÓ Ø Ø ÓÖÝ Ó Ë ØÙÖÑ 3× ÙÒ Ø ÓÒ ×̧ Ò Ø Ø Ó Ø Ö Ø ×Ø Ð Ö ÓÑÑ ÓÒ Ñ ×ÙÖ o È ÐÓ× o ÌÖ Ò×o ÊÓ Ýo ËÓ o ÄÓÒ ÓÒ̧ 1⁄2 ¿ 1⁄4 ß ̧ 1⁄2 ¿o Ì Ö 1⁄2 o Ì Ö× o × ÓÒ Å Ø Ó ÓÖ Ð Ñ ÒØ ÖÝ Ð Ö Ò ÓÑ ØÖÝo ÍÒ Úo Ó Ð ÓÖÒ ÈÖ ××̧ Ö Ð Ý̧ 1⁄2 1⁄2o Ð×Ó Ò Â o Ì Ó Êo Ì ÓÑo ËÙÖ Ð3 ÓÑ ÓÐÓ × Ú Ö Ø × Ö ÐÐ ×o ÁÒ ËoËo ÖÒ̧ ØÓÖ̧ « Ö ÒØ Ð Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ì ÓÔÓÐÓ Ý̧ ÈÖ Ò ØÓÒ ÍÒ Úo ÈÖ ××̧ Ô × 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 764
765 GEOMETRIC DATA STRUCTURES AND SEARCHING
766
34 POINT LOCATION Jack Snoeyink INTRODUCTION A basic question for computer applications that employ geometric structures (e.g ., for computer graphics, geographic information systems, robotics, and databases) is: “Where am I?” Given a set of disjoint geometric objects, the point-location problem asks for the object containing a query point. Instances of the problem vary in the dimension and type of objects and whether the set is static or dynamic. Solutions vary in preprocessing time, space used, and query time. Point location has inspired several techniques for structuring geometric data, which we survey in this chapter. We begin with point location in one dimension (Section 34.1) or in one polygon (Section 34.2). In two dimensions, we look at how techniques of persistence, fractional cascading, trapezoid graphs, or hierarchical triangulations can lead to optimal methods for point location in static subdivisions (Section 34.3), at the current best methods for dynamic subdivisions (Section 34.4), and at practical methods (Section 34.5). There are fewer results on point location in higher dimensions; these we mention in (Section 34.6). 34.1 ONE-DIMENSIONAL POINT LOCATION The simplest nontrivial instance of point location is list searching. The objects are points x1 ≤ ··· ≤ xn on the real line, presented in arbitrary order, and the intervals between them, (xi ,xi+1 )for1≤ i<n. The answer to a query q is the name of the object containing q. The list-searching problem already illustrates several aspects of general point location problems. GLOSSARY Preprocessing/queries: If one assumes that many queries will ask for the same input, then resources can profitably be spent building data structures to facilitate the search. Three resources are commonly analyzed: Query time: Computation time to answer a single query, given a point loca- tion data structure. Usually a worst-case upper bound, expressed as a function of the number of objects in the structure, n. Preprocessing time: Time required to build a point location structure for n objects. Space: Memory used by the point location structure for n objects. Decomposable problem: A problem whose answer can be obtained from the 767 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 767
768 J. Snoeyink answers to the same problem on the sets of an arbitrary partition of the in- put [Ben79, BS80]. As initially stated, one-dimensional point location isnot decomposable—taking subsets of the points gives different intervals. If, how- ever, we choose to name each interval by its lower endpoint, then we can report (the lower endpoint of ) the interval containing a query from the intervals in the subproblems—simply report the highest “lower endpoint” from the answers to queries on subsets. Most point location problems can be made decomposable and are easier to solve in such a form. Dynamic point location: Maintaining a location data structure as points are inserted and deleted. The one-dimensional point location structures can be made dynamic without changing their asymptotic performances. Randomized point location: Data structures whose preprocessing algorithms may make random choices in an attempt to avoid poor performance caused by pathological input data. Preprocessing and query times are reported as expecta- tions over these random choices. Randomized algorithms make no assumptions on the input or query distributions. They often use a sample to obtain informa- tion about the input distribution, and can achieve good expected performance with simple algorithms. Entropy bounds: If the probability of a query falling in region i is known to be pi , then Shannon entropy H = i −pi log2(pi ) is a lower bound for expected query time, where here the expectation is over the query probability distribution. LIST SEARCH AS ONE-DIMENSIONAL POINT LOCATION Table 34.1 .1 reports query time, preprocessing time, and space for five search meth- ods. Linear search requires no additional data structure if the problem is decompos- able. Binary search trees or randomized search trees [SA96, Pug90] require a total order and an ability to do comparisons. An adversary argument shows that these comparison-based query algorithms require Ω(log n) comparisons. If the probabil- ity distribution for queries is known, then the lower bound on expected query time is H , and expected H + 2 can be achieved by weight-balanced trees [Meh77]. If the points are restricted to integers [1,...,U], then van Emde Boas has shown how hashing techniques can be applied in stratified search trees to answer a query in O(log log U ) time. A useful method in practice is to partition the input range into b equal-sized buckets, and to answer a query by searching the bucket containing the query. TABLE 34.1 .1 List search as one-dimensional point location. TECHNIQUE QUERY PREPROC SPACE Linear search O(n) none data only Binary search O(log n) O(n log n) O(n) Randomized tree O(log n)expec O(n log n)expec O(n) Weight-balance tree H+2 expec O(n log n) O(n) van Emde Boas tree [vEKZ77] O(log log U ) O(n)expec O(n) Bucketing O(n) O(n+b) O(n+b) © 2004 by Chapman & Hall/CRC 768
Chapter 34: Point location 769 34.2 POINT-IN-POLYGON The second simplest form of point location is to determine whether a query point q lies inside a given n-sided polygon P [Hai94]. Without preprocessing the polygon, one may use parity of the winding or crossing numbers: count intersections of a ray from q with the boundary of polygon P . Point q is inside P iff the number is odd. A query takes O(n) time. FIGURE 34.2 .1 Counting degenerate crossings: eight crossings imply q ∈ P . 11 1 1 1 1 1 1 q P One must count carefully in degenerate cases when the ray passes through a vertex or edge of P . When the ray is horizontal, as in Figure 34.2 .1, then edges of P can be considered to contain their lower but not their upper endpoints. Edges inside the ray can be ignored. This is consistent with the count obtained by perturbing the ray infinitesimally upward. Stewart [Ste91] further considered instancesinwhich vertex and edge positions may be imprecise. To obtain sublinear query times, preprocess the polygon P using the more general techniques of the next sections. 34.3 PLANAR POINT LOCATION: STATIC Theoretical research has produced a number of planar point location methods that are optimal for comparison-based models: O(n log n) time to preprocess a planar subdivision with n vertices for O(log n) time queries using O(n) space. Preprocess- ing time reduces to linear if the input is given in an appropriate format, and some preprocessing schemes have been parallelized (see Chapter 42). We focus on the data structuring techniques used to reach optimality: persis- tence, fractional cascading, trapezoid graphs, and hierarchical triangulations. In a planar subdivision, point location can be made decomposable by storing with each edge the name of the face immediately above. If one knows for each subproblem the edge below a query, then one can determine the edge directly below and report the containing face, even for an arbitrary partition into subproblems. GLOSSARY Planar subdivision: A partitioning of a region of the plane into point vertices, line segment edges, and polygonal faces. Size of a planar subdivision: The number of vertices, usually denoted by n. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 769
770 J. Snoeyink Euler’s relation bounds the numbers of edges e ≤ 3n − 6 and faces f ≤ 2n − 4; often the constants are suppressed by saying that the number of vertices, edges, and faces are all O(n). Monotone subdivision: A planar subdivision whose faces are x-monotone poly- gons: i.e ., the intersection of any face with any vertical line is connected. Triangulation or trapezoidation: Planar subdivisions whose faces are trian- gles or whose faces are trapezoids whose parallel sides are all parallel. Dual graph: A planar subdivision can be viewed as a graph with vertices joined by edges. The dual graph has a node for each face and an arc joining two faces if they share a common edge. TABLE 34.3 .1 A selection of the best static planar point location results for subdivision with n edges. Expectations are over decisions made by the algorithm; averages are over a query distribution with entropy H . TECHNIQUE QUERY PREPROC SPACE Slab + persistence [ST86] O(log n) O(n log n) O(n) Separating chain + fractional cascade [EGS86] O(log n) O(n log n) O(n) Optimal query [SA00] log2 n + log2 n +Θ(1) O(22 √log n) O(22 √log n) + struct. sharing log2n+ log2n+O(log 1/4 2n) exp. O(n log n) exp. O(n) Randomized [Mul90] expected O(log n) exp. O(n log n) exp. O(n) Weighted randomized [AMM01b] average (5 ln 2)H + O(1) exp. O(n log n) exp. O(n) Optimal entropy [AMM01a] average H + o(H) exp. O(n log n) O(n log ∗ n) PLANAR SEPARATOR THEOREM The first optimal point location scheme is based on Lipton and Tarjan’s planar separator theorem [LT80] that every planar graph of n nodes has a set of O( √n) nodes that partition it into roughly equal pieces. When applied to the dual graph of a planar subdivision, the nodes are a small set of faces that partition the remainder of the faces: simple quadratic-space methods can be used to determine whichset of the partition needs to be searched recursively. The fact that embedded graphs have small separators continues to be important in theoretical work. For example, Goodrich [Goo95] gave a linear-time construction of a family of planar separators in his parallel triangulation algorithm. SLABS AND PERSISTENCE By drawing a vertical line through every vertex, as shown in Figure 34.3.1(a), we obtain vertical slabs in which point location is almost one-dimensional. Two binary searches suffice to answer a query: one on x-coordinates for the slab containing q, and one on edges that cross that slab. Query time is O(log n), but space may be quadratic if all edges are stored with the slabs that they cross. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 770
Chapter 34: Point location 771 The location structures for adjacent slabs are similar. We could sweep from left to right to construct balanced binary search trees on edges for all slabs: As we sweep over the right endpoint of an edge, we remove the corresponding tree node. As we sweep over the left endpoint of an edge, we add a node. This takes O(n log n) total time and a linear number of node updates. To store all slabs in linear space, Sarnak and Tarjan [ST86] add to this the idea of persistence. Rather than modifying a node to update the tree, copy the O(log n) nodes on the path from the root to this node, then modify the copies. This node-copying persistence preserves the former tree and gives access to a new tree (through the new root) that represents the adjacent slab. The total space for n trees is O(n log n). Figure 34.3 .1(a) provides an illustration. The initial tree contains 8 and 1. (Recall that edges are named by the face immediately above.) Then 2, 3, and 7 are added, 8 is copied during rebalancing, but node 1 is not changed. When 6 is added, 7 is copied in the rebalancing, but the two subtrees holding 1, 2, 3, and 8 are not changed. Limited node copying reduces the space to linear. Give each node spare left and right pointers and left and right time-stamps. Build a balanced tree forthe initial slab. When a pointer is to be modified, use a spare and time-stamp it, if there is a spare available. Future searches can use the time-stamp to determine whether to follow the pointer or the spare. Otherwise, copy the node and modify its ancestor to point to the copy. If the slab location structures are maintained with O(1) rotations per update, then the amortized cost of copying is also O(1) per update. Preprocessing takes O(n log n) time to sort by x coordinates and build either persistent data structure. To compare constants with other methods, the data structure has about 12 entries per edge because of extra pointers and copying. Searches take about 4 log2 N comparisons, where N is the number of edges that can intersect a vertical line; this is because there are two comparisons pernodeand “O(1) rotation” tree-balancing routines are balanced only to within a factor of two. FIGURE 34.3 .1 Optimal static methods: (a) Slab (persistent); (b) separating chain (fractional cascading). 1 2 3 4 5 6 7 8 8 1 7 2 3 8 6 75 4 65 (a) 1 2 3 4 5 6 7 8 (b) © 2004 by Chapman & Hall/CRC 771
772 J. Snoeyink SEPARATING CHAINS AND FRACTIONAL CASCADING If a subdivision is monotone, then its faces can be totally ordered consistent with aboveness; in other words, we can number faces 1,...,f so that any vertical line encounters lower numbers below higher numbers. The s e pa rating chai n between the faces <k and those ≥ k is a monotone chain of edges [LP77]. Figure 34.3 .1(b) shows all separating chains for a subdivision; the middle chain, k =5,isshown darkest. A balanced binary tree of separating chains can be used for point location: if query point q is above chain i and below chain i + 1, then q is in face i. To preserve linear space we need to avoid the duplication of edges in chains that can be seen in Figure 34.3 .1(b). Note that the separating chains that contain an edge are defined by consecutive integers; we can store the first and last with each edge. Then form a binary tree in which each subtree stores the separating chains from some interval—at each node, store the edges of the median chain that have not been stored higher in the tree, and recursively store the intervals below and above the median in the left and right subtrees respectively. The root, for example, stores all edges of the middle chain. Since no edge is stored twice, this data structure takes O(n) space. As we search the tree for a query point q, we keep track of the edges found so far that are immediately above and below q. (Initially, no edges have been found.) Now, the root of the subtree to search is associated with a separating chain. If that chain does not contain one of the edges that we know is above or below q, then we search the x-coordinates of edges stored at the node and find the one on the vertical line through q. We then compare against the separating chain and recursively search the left or right subtree. Thus, this separating chain method [LP77] inspects O(log n) tree nodes at a cost of O(log n) each, giving O(log 2 n) query time. To reduce the query time, we can use fractional cascading [CG86, EGS86] for efficient search in multiple lists. As we traverse our search tree, at every node we search a list by x-coordinates. We can make all searches after the first take constant time, if we increase the total size of these lists by 50%. Pass everyfourthx- coordinate from a child list to its parent, and establish connections so that knowing one’s position in the parent list gives one’s position in the child to within four nodes. Preprocessing takes O(n) time on a monotone subdivision; arbitrary planar subdivisions can be made monotone by plane sweep in O(n log n) time. One can trade off space and query time in fractional cascading, but typical constants are 8 entries per edge for a query time of 4 log2 n. TRAPEZOID GRAPH METHODS Preparata’s [Pre81]trapezoid method is a simple, practical method that achieves O(log n) query time at the cost of O(n log n) space. Its underlying search struc- ture, the trapezoid graph, is the basis for important variations: randomized point location in optimal expected time and space, a recursive application giving ex- act worst-case optimal query time, and average-time point location achieving the entropy bound. A trapezoid graph is a directed, acyclic graph (DAG) in which each nonleaf node ν is associated with a trapezoid τν whose parallel sides are vertical and whose © 2004 by Chapman & Hall/CRC 772
Chapter 34: Point location 773 top and bottom are either a single subdivision edge or are at infinity. Node ν splits τν either by a vertical line through a subdivision vertex (a vertical node) or by a subdivision edge (a horizontal node). The root is associated with a trapezoid that contains the entire subdivision. Most planar point location structures can be represented as trapezoid graphs, including the slab and separating chain methods. Bucketing and some triangulation methods do not, since they may make comparisons with coordinates or segments that are not in the input. FIGURE 34.3 .2 A subdivision with its trapezoid graph; circles indicate vertical splits at vertices,rectangles horizontal splits at edges,and leaves are numbered. Edges af , bf ,and cf are cut and duplicated. 1 0 9 2 3 4 5 6 7 8 b c a d e f g 9 8 1 b c d f ae af af ab be bc bf bf dg eg fg cd cf cf df bd 7 3 6 3 5 9 87 6 9 5 2 1 7 2 1 8 0 In Preparata’s trapezoid method of point location, the trapezoid graph is a tree constructed top-down from the root. Figure 34.3.2 shows an example. If trapezoid τν does not contain a subdivision vertex or intersect an edge, then node ν is a leaf. If every subdivision edge intersecting τν has at least one endpoint inside τν , then make ν a vertical node and split τν by a vertical line through the median vertex. Otherwise, make ν a horizontal node and split τν by the median of all edges cutting through τν , and call ν a horizontal split node. This tree has depth (and query time) 3 log n [SA00]. Experiments [EKA84] suggest that this method performs well, although its worst-case size and preprocessing time are O(n log n). In a delightful paper, Seidel and Adamy [SA00] give the exact number of com- parisons for point location in a planar subdivision of n edges by establishing a tight bound of log2 n + log2 n + Θ(1) on the worst-case height of a trapezoid graph. (The paper has an extra factor of O(log2 log2 n) that was removed by Seidel and Kirkpatrick [unpublished].) The lower bound uses a stack of n/2 horizontal lines that are each cut into two along a diagonal. The upper bound divides a trapezoid into t =2 log2 n slabs and uses hor- izontal splits to define trapezoids with point-location subproblems to be solved recursively. Each subproblem with a location structure of depth d is given weight 2d, and a weight-balanced trapezoid tree is constructed to determine the relevant subproblem for a query. Query time in this trapezoid tree is optimal. Preprocessing time is determine by the number of tree nodes, which is O(n2t). They also show that Ω(n log n) space is required for a trapezoid tree, but that space can be reduced to linear by using cuttings to make the trapezoid graph into aDAG. A space-efficient trapezoid graph can be most easily built as the history graph © 2004 by Chapman & Hall/CRC 773
774 J. Snoeyink of the randomized incremental construction (RIC) of an arrangement of segments [Mul90] [Sei91]. (See Chapter 40 for details on RICs.) RIC gives an expected optimal point location scheme: O(log n) expected query time, O(n log n) expected preprocessing time, and O(n) expected space, where the expectation is taken over random choices made by the construction algorithm. Arya et al. [AMM01b] showed that a weighted randomized construction gives expected query times satisfying entropy bounds. Suppose that we have a planar subdivision with regions of constant complexity, such as trapezoids or triangles, and that we know the probability pi of a query falling in the ith region. The entropy H=i −pi log2 pi. For a constant K , assign to a subdivision edge that is incident on regions with total probability P the weight KP n , and perform a randomized incremental construction. The use of integral weights ensures that ratios of weights are bounded by O(n), which is important to achieve query time bounded by O(H). Entropy-preserving cuttings can be used to give a method whose query time of H +o(H) approaches the optimal entropy bound [AMM01a], at the cost of increased space and programming complexity. TRIANGULATIONS Kirkpatrick [Kir83] developed the second optimal method for point location specif- ically for triangulations. This is not a restriction, since any planar subdivision can be triangulated, although it can be an added complication to do so. FIGURE 34.3 .3 Hierarchical triangulation. Construction Point Location This scheme creates a hierarchy of subdivisions in which all faces, including the outer face, are triangles. Like Lipton and Tarjan’s method, hierarchical tri- angulation suffers from large constant factors, but the ideas are still of theoretical and practical importance. It has become an important tool for problems on convex polyhedra (see Chapter 38), terrain representation, and mesh simplification. In every planar triangulation, one can find (in linear time) an independent set of low-degree vertices that consists of a constant fraction of all vertices. In Fig- ure 34.3 .3 these are circled and, in the next picture, are removed and the shaded hole is retriangulated if necessary. Repeating this “coarsening” operation a logarithmic number of times gives a constant-size triangulation. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 774
Chapter 34: Point location 775 To locate the triangle containing a query point q, start by finding the triangle in the coarsest triangulation, at right in Figure 34.3 .3 . Knowing the hole (shaded) that this triangle came from, one need only replace the missing vertex and check the incident triangles to locate q in the previous, finer triangulation. Given a triangulation, preprocessing takes O(n) time, but the hidden constants on time and space are large. For example, choosing the independent set by greedily taking vertices in order of increasing degree up to 10 guarantees 1/6th of the ver- tices [SvK97], which leads to a data structure with 12n triangles in which a query could take 35 log2 n comparisons. OPEN PROBLEMS 1. Develop a data structure for point location in a planar subdivision that si- multaneously achieves linear space and H + o(H) query time. 2. Splay trees [ST85] achieve O(m + mH ) query time for m queries (if each element is queried at least once). Can one develop a “self-adjusting” data structure for 2D point location with similar query time? 34.4 PLANAR POINT LOCATION: DYNAMIC In dynamic planar point location, the subdivision can be updated by adding or deleting vertices and edges. Unlike the static case, algorithms that matchthe performance of one-dimensional point location have not yet been found. Again, we focus on the data structures used by the best methods, summarized in Table 34.4 .1 . GLOSSARY Updates: A dynamic planar subdivision is most commonly updated by inserting or deleting a vertex or edge. Update time usually refers to the worst-case time for a single insertion or deletion. Chain insertion/deletion: Some methods support insertion or deletion of a chain of k vertices and edges, so that this is faster than doing k insertions or k deletions. Vertex expansion/contraction: Updating a planar subdivision by splitting a vertex into two vertices joined by an edge, or the inverse: contracting an edge and merging the two endpoints into one. This operation, supported by the “primal/dual spanning tree” (discussed below), is important for point location in 3D subdivisions. Amortized update time: When times are reported as amortized, then an indi- vidual operation may be expensive, but the total time for k operations, starting from an empty data structure, will take at most k times the amortized bound. I/O efficient algorithm: An algorithm whose asymptotic number of I/O oper- ations is minimal. Model parameters are problem size N , disk block size B and memory size M , with typically B ≤ √ M . Sorting requires O((N/B) logB N ) time. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 775
776 J. Snoeyink TABLE 34.4.1 Dynamic point location results. TECHNIQUE QUERY UPDATE SPACE UPDATES SUPPORTED Trap ezoid method [CT92] O(log n) O(log2 n) O(n log n) ins/del vertex & edge Interval tree [CJ92] O(log 2 n) O(log n) O(n) ins/del edge & chain with frac casc [BJM94] O(log n log log n) O(log2 n) O(n) amort del, ins faster Pr/dual span tree [GT91] O(log 2 n) O(log n) O(n) ins/del edge & chain, expand/contract vertex amortized O(log n log log n) O(1) O(n) Separating chain [PT89] O(log 2 n) O(log2 n) O(n) ins/del edge & edge I/O-efficient [AV00] O(log2 BN) O(log2 B N ) O(N/B) measures I/O blocks read TRAPEZOID METHOD Preparata’s trapezoid method [Pre81], which stores a binary tree on subdivision edges as described in Section 34.3, can be made dynamic. It preserves its optimal O(log n) query time, as well as retaining its suboptimal O(n log n) space. To allow updates in O(log 2 n) time, Chiang and Tamassia [CT92, CPT96] store the tree on subdivision edges in a link-cut tree [ST83], which supports in O(log n) time the operation of linking two trees by adding an arc, and the inverse, cutting an arc to make two trees. DYNAMIC INTERVAL TREE An interval tree storing segments can be defined recursively: the root stores segments that cross a given vertical line ; segments to the left (right) are stored in an interval tree that is the left (right) child of the root. To locate a query point q, one must search down the interval tree, answering the following subproblemat O(log n) nodes: Given a set of segments S that intersect a common line ,which segment is immediately below q? Cheng and Janardan [CJ92] solve this subproblem by a priority-tree search, which allows them to use the interval tree for dynamic point location. In an interval tree node, store the segments in a binary search tree ordered along , and store in each subtree a pointer to the “priority segment” with endpoint farthest left of . (Priority must also be stored on the right.) At each level of the search tree, only two candidate subtrees may contain the segment below q—the ones whose priority segments are immediately above and below q. Figure 34.4 .1(a) illustrates a case in which the search continues in the two shaded subtrees. Performing this search in each node of the interval tree leads to O(log 2 n) query time using O(n) space. Constants are moderate, with only 4 or 5 entries per edge and 6 comparisons per search step. Updates take O(log n) time with larger constants; they must maintain tree balance and segment priorities. Baumgarten et al. [BJM94] use fractional cascading on blocks of O(log 2 n) segments in each interval tree node to speed up queries to O(log n log log n), at the cost of slowing insertions to O(log n log log n) amortized, and deletions to O(log 2 n). This is a surprising development because fractional cascading requires a global order that is difficult to establish in interval tree techniques. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 776
Chapter 34: Point location 777 FIGURE 34.4 .1 Dynamic methods: (a) Priority search (interval tree); (b) primal/dual spanning tree. centroid edge (b) (a) q PRIMAL/DUAL SPANNING TREE A monotone subdivision has a monotone spanning tree in which all root-to-leaf paths are monotone. Each edge not in the tree closes a cycle and defines a monotone polygon. In any planar graph whose faces are simple polygons, the duals of edges not in the spanning tree form a dual spanning tree of faces, as in Figure 34.4 .1(b). Goodrich and Tamassia [GT91] use a centroid decomposition of the dual tree to guide comparisons with monotone polygons in the primal tree. The centroid edge, which breaks the dual tree into two nearly-equal pieces, is indicated in Fig- ure 34.4 .1(b). The primal edge creates the shaded monotone polygon; if the query is inside then we recursively explore the corresponding piece of the dual tree. Using link-cut trees, the centroid decomposition can be maintained in logarithmic time per update, giving a dynamic point-location structure with O(log 2 n) query time. In the static setting, fractional cascading can turn this into an optimal point location method. Dynamic fractional cascading can be used to reduce the dynamic query time and to obtain O(1) amortized update time. The dual nature of the structure supports insertion and deletion of dual edges, which correspond to expansion and contraction of vertices. These are needed to support static 3D point location via persistence. Furthermore, a k-vertex monotone chain can be inserted/deleted in O(log n + k) time. SEPARATING CHAINS The separating chain method was the first to be made fully dynamic [PT89]. Al- though both its asymptotics and its constant factors are larger than other methods, it has been made I/O-efficient [AV00]. This is an impressive theoretical accom- plishment, but simpler algorithms that assume that the input is somewhat evenly distributed in the plane will be more practical. OPEN PROBLEMS 1. Improve dynamic planar point location to simultaneously attain O(n) space © 2004 by Chapman & Hall/CRC 777
778 J. Snoeyink and O(log n) query and update time, or establish a lower bound. 2. Can persistent data structures be made dynamic? The fact that data are copied seems to work against maintaining a data structure under insertions and deletions. 34.5 PLANAR POINT LOCATION: COMMON PRACTICE Programming complexity and nonnegligible asymptotic constants mean that opti- mal point location techniques are used less than might be expected. See [TV01] for a study of geometric algorithm engineering that uses point location schemes as its example. PICK HARDWARE Graphic workstations employ special “pick hardware” that draws objects onthe screen and returns a list of objects that intersect a query pixel. The hardware imposes a minimum time of about 1/30th of a second on a pick operation, but hundreds of thousands of polygons may be considered in this time. BUCKETING AND SPATIAL INDEX STRUCTURES Because data in practical applications tend to be evenly distributed, bucketing techniques are far more effective [AEI+85, EKA84] than worst-case analysis would predict. For problems in two and three dimensions, a uniform grid will oftentrim data to a manageable size. Adaptive data structures for more general spatial indexing, such as k-d trees, quadtrees, BANGfiles, R-trees, and their relatives [Sam90], can be used as fil- ters for point location—these techniques are common in databases and geographic information systems. SUBDIVISION WALKING Applications that store planar subdivisions with their adjacency relations, such as geographic information systems, can walk through the regions of the subdivision from a known position p to the query q. To walk a subdivision with O(n) edges, compute the intersections of pq with the current region and determine if q is inside. If not, let q denote the intersection point closest to q. Advance to the region incident to q that contains a point in the interior of q q and repeat. In the worst case, this walk takes O(n) time. The application literature typically claims O( √n) time, which is the average number of intersections with a line under the assumption that vertices and edges ofthe subdivision are evenly distributed. When combined with bucketing or hierarchical data structures (for example, maintaining a regular grid or quadtree with known positions and starting from the closest to answer a query), walking is an effective, practical location method. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 778
Chapter 34: Point location 779 For triangulations, the algorithm walking pq is easy to implement. Guibas and Stolfi’s [GS85] incremental Delaunay triangulation uses an even simpler walk from edge to edge, but this depends on an acyclicity theorem (Sections 20.4 and 22.1) that does not hold for arbitrary triangulations. A robust walk should rememb er its starting point and handle vertices on the traversed segment as if they had been perturbed consistently. There have been several recent analyses of Jump & Walk schemes in trian- gulations [DPT02, DLM99, DMZ98]. Devroye et al. [DLM99] show expected query times of O(n1/4) for a scheme that keeps n1/4 points with known locations, and walks from the nearest to find a query. In their experiments, the combinationof a 2D search tree with walking performed the best. Devillers’ hierarchical Delau- nay [Dev02] uses an idea that applies to other triangulations as well: maintain a hierarchy of triangulations using small samples (e.g ., 3% [Dev98]) and then walk from a vertex located in one level to find a vertex in the next level. This is imple- mented in the CGAL library [BDP+02]. 34.6 LOCATION IN HIGHER DIMENSIONS In higher dimensions, known point location methods do not achieve both linear space and logarithmic query time. Linear space can be attained by relatively straightforward linear search, such as the point-in-polygon test. Logarithmic time, or O(d log n) time, can be obtained by pro jection [DL76]: pro ject the d − 2 faces of a subdivision to an arrangement in d − 1 dimensions and recursively build a point location structure for the arrangement in the pro jection. Knowing the cell in the pro jection gives a list of the possible faces that pro ject to that cell, so an additional logarithmic search can return the answer. The worst-case space required is O(n2d ). Because point location is decomposable, batching can trade space for time: preprocessing n/k groups of k facets into structures with S(k) space and Q(k) time gives, in total, O(nS(k)/k) space and O(nQ(k)/k) query time. Clever ways of batching can lead to better structures. Randomized methods can often reduce the dependence on dimension from doubly- to singly-exponential, since random samples can be good approximations to a set of geometric objects. They can also be used with objects that are implicitly defined. We should mention that convex polyhedra can be preprocessed using the Dob- kin-Kirkpatrick hierarchy (Section 34.3) so that the point-in-convex -polyhedron test does take O(n) space and O(log n) query time. THREE-DIMENSIONAL POINT LOCATION Dynamic location structures can be used for static spatial point location in one higher dimension by employing persistence. If one swept a plane through a subdi- vision of three-space into polyhedra, one could see the intersection as a dynamic planar subdivision in which vertices (intersections of the sweep plane with edges) move along linear tra jectories. Whenever the sweep plane passes through a vertex in space, vertices in the plane may join and split. Goodrich and Tamassia’s primal/dual method supports the necessary opera- © 2004 by Chapman & Hall/CRC 779
780 J. Snoeyink tions to maintain a point location structure for the sweeping plane. Using node- copying to make the structures persistent gives an O(n log n) space structure that can answer queries in O(log 2 n) time. Preprocessing takes O(n log n) time. Devillers et al. [DPT02] tested several approaches to subdivision walkingfor Delaunay tetrahedralization, and established the practical effectiveness of the hier- archical Delauany in three dimensions as well. RECTILINEAR SUBDIVISIONS Restricting attention to rectilinear (orthogonal) subdivisions permits better results via data structures for orthogonal range search. The skewer tree, a multidimen- sional interval tree, gives static point location among n rectangular prisms with O(n) space and O(log d−1 n) query time after O(n log n) preprocessing [EHH86]. In dimensions two and three, stratified trees and perfect hashing [DKM+94] can be used to obtain O((log log U )d−1 ) query time in a fixed universe [1,...,U], or O(log n) query time in general. Iacono and Langerman [IL00] use “justified hyperrectangles” to obtain O(log log U ) query times in every dimension d, but the space and preprocessing time, which are O(fnlog log U )andO(fnlog U log log U ), respectively, depend on a fatness parameter f that equals the average ratio of the dth power of smallest dimension to volume of all hyperrectangles in the subdivision. POINT LOCATION AMONG ALGEBRAIC VARIETIES Chazelle and Sharir [CS90] consider point location in a general setting, among n algebraic varieties of constant maximum degree b in d-dimensional Euclidean space. They augment Collins’s cylindrical algebraic decomposition to obtain an O(n2d−1 )-space, O(log n)-query time structure after O(n2d+6 ) preprocessing. Hid- den constants depend on the degrees of pro jections and intersections, which can be b4d . This method provides a general technique to obtain subquadratic solutionsto optimization problems that minimize a function {F (a,b) | a ∈ A, b ∈ B}, where F (a,b) has a constant-size algebraic description. For a fixed b, F is algebraic in a. Thus, small batches of points from B can be preprocessed in subquadratic time, and each a can be tested against each batch, again in subquadratic time. OPEN PROBLEMS 1. Find an optimal method for static (or dynamic) point location in a 3D sub- division with n vertices and O(n) faces: O(n) space and O(log n) query time. 2. In a subdivision of a d-dimensional rectangular prism into n prisms, is there an optimal O(log n)-query, O(n)-space point location method? The constants hidden by the big-O may depend on d. Under a pointer model of computation, this is already open for d =3. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 780
Chapter 34: Point location 781 RANDOMIZED POINT LOCATION TABLE 34.6.1 Randomized point location in arrangements. TECHNIQUE OBJECTS QUERY PREPROC SPACE Random sample [Cla87] hyperplanes O(cd log n)exp O(nd+1+ )exp O(nd+ ) Derandomized [CF94] hyperplanes O(cd log n) O(n2d+1) O(nd) Random sample [MS91] dyn hpl d ≤ 4 O(log n)exp O(nd+ )exp O(nd+ ) Epsilon nets [Mei93] hyperplanes O(d5 log n)exp O(nd+1+ )exp O(nd+ ) The techniques of Chapter 40 can lead to good point location methods when a random sample of a set of objects can be used to approximate the whole. Ar- rangements of hyperplanes in dimension d are a good example. A random sample of hyperplanes divides space into cells intersected by few hyperplanes; recursively sam- pling in each cell gives a point location structure for the arrangement. Table 34.6.1 lists the performance of some randomized point location methods for hyperplanes. Query time can be traded for space by choosing larger random samples. The randomized incremental construction algorithms of Chapter 40 are simple because they naturally build randomized point location structures along with the objects that they aim to construct [Mul93, Sei93]. These have good “tail bounds” and work well as insertion-only location structures. Randomized point location structures can be made fully dynamic by lazy dele- tion and randomized rebuild techniques [dBDS95, MS91]; they maintain goodex- pected performance if random elements are chosen for insertion and deletion. That is, the sequence of insertions and deletions may be specified, but the elements are to be chosen independently of their roles in the data structure. IMPLICIT POINT LOCATION In some applications of point location, the objects are not given explicitly. A planar motion planning problem may ask whether a start and a goal point are in the same cell of an arrangement of constraint segments or curves, without having explicit representations of all cells. Consider a simple example: an arrangement of n lines, which defines nearly n2 bounded cells. Without storing all cells, we can determine whether two points p and q are in the same cell by preprocessing √n subarrangements of √n lines (O(n√ n) cells in all) and making sure that p and q are together in each subarrangement. If the lines are put into batches by slope, then within the same asymptotic time, an algorithm can return the pair of lines defining the lowest vertex as a unique cell name. Implicit location methods are often seen as special cases of range queries (Chap- ter 36) or vertical ray shooting [Aga91]. Table 34.6 .2 lists results on implicit location among line segments, which depend upon tools discussed in Chapters 36, 37, and 40, specifically random sampling, -net theory, and spanning trees with low stabbing number. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 781
782 J. Snoeyink TABLE 34.6 .2 Implicit point location results for arrangements of n line segments. TECHNIQUE QUERY PREPROC SPACE Span tree lsn [Aga92] O(√n log2 n) O(n3/2 log ω n) O(n log2 n) Batch sp tree [AvK94] O (n/√ s)log 2 (n/√ s)+logn O (sn(log(n/√ s)+1)2/3 n logn≤s≤n 2 34.7 SOURCES AND RELATED MATERIAL SURVEYS Further references may be found in these surveys. [Pre90]: A survey of planar point-location algorithms. [Hai94, Wei94]: Point-in-polygon algorithms in Graphics Gems IV, with code. RELATED CHAPTERS Chapter 24: Arrangements Chapter 25: Triangulations Chapter 26: Polygons Chapter 36: Range searching Chapter 37: Ray shooting and lines in space Chapter 40: Randomized algorithms Chapter 42: Parallel algorithms in geometry Chapter 49: Computer graphics REFERENCES [AEI+ 85] Ta. Asano, M. Edahiro, H. Imai, M. Iri, and K. Murota. Practical use ofbucket - ing techniques in computational geometry. In G.T . Toussaint, editor, Computational Geometry, pages 153–195. Elsevier North-Holland, Amsterdam, 1985. [Aga91] P.K . Agarwal. Geometric partitioning and its applications. In J.E. Goodman, R. Pol- lack, and W. Steiger, editors, Computational Geometry: Papers from the DIMACS Speci a l Yea r . Amer. Math. So c., Providence, 1991. [Aga92] P.K . Agarwal. Ray sho oting and other applications ofspanning trees with low stabbing numb er . SIAM J. Comput., 21:540–570, 1992. [AMM01a] S. Arya, T. Malamatos, and D.M. Mount. Entropy-preserving cuttings and space- efficient planar point location. In Proc. 12th ACM-SIAM Sympos. Disc. Alg., pages 256–261, 2001. [AMM01b] S. Arya, T. Malamatos, and D.M. Mount. A simple entropy-based algorithm for planar point location. In Proc. 12th ACM-SIAM Sympos. Disc. Alg., pages 262–268, 2001. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 782
Chapter 34: Point location 783 [AV00] L. Arge and J. Vahrenhold. I/O-efficient dynamic planar p oint location. In Proc. 16th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 191–200, 2000. [AvK94] P.K . Agarwal and M. van Kreveld. Implicit point location in arrangements ofline segments, with an application to motion planning. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 4:369–383, 1994. [BDP+ 02] J. - D. Boissonnat, O. Devillers, S. Pion, M. Teillaud, and M. Yvinec. Triangulations in cgal. Comp. Geom. Theory Appl., 22(1–3):5–19, 2002. [Ben79] J.L . Bentley. Decomp osable searching problems. Inform. Process. Lett., 8:244–251, 1979. [BJM94] H. Baumgarten, H. Jung, and K. Mehlhorn. Dynamic point location in general sub- divisions. J. Algorithms, 17:342–380, 1994. [BS80] J.L . Bentley and J.B. Saxe. Decomposable searching problems I: Static-to-dynamic transformations. J . Algorithms, 1:301–358, 1980. [CF94] B. Chazelle and J. Friedman. Point location among hyperplanes and unidirectional ray-sho oting. Comput. Geom. Theory Appl., 4:53–62, 1994. [CG86] B. Chazelle and L.J . Guibas. Fractional cascading: I. A data structuring technique. Algorithmi ca , 1:133–162, 1986. [CJ92] S.W. Cheng and R. Janardan. New results on dynamic planar p oint location. SIAM J. Comput., 21:972–999, 1992. [Cla87] K.L . Clarkson. New applications ofrandom sampling in computational geometry. Discrete Comput. Geom., 2:195–222, 1987. [CPT96] Y. - J . Chiang, F.P. Preparata, and R. Tamassia. A unified approach to dynamic p oint location, ray shooting, and shortest paths in planar maps. SIAM J. Comput., 25:207– 233, 1996. [CS90] B. Chazelle and M. Sharir. An algorithm for generalized point location and its appli- cation. J. Symbolic Comput., 10:281–309, 1990. [CT92] Y.- J . Chiang and R. Tamassia. Dynamization ofthe trapezoid method for planar point location in monotone subdivisions. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 2:311– 333, 1992. [dBDS95] M. de Berg, K. Dobrindt, and O. Schwarzkopf. On lazy randomized incremental construction. Discrete Comput. Geom., 14:261–286, 1995. [Dev98] O. Devillers. Improved incremental randomized Delaunay triangulation. In Proc. 14th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 106–115, 1998. [Dev02] O. Devillers. The Delaunay hierarchy. Internat. J. Found. Comput. Sci., 13:163–180, 2002. [DKM+94] M. Dietzfelbinger, A. Karlin, K. Mehlhorn, F. Meyer auf der Heide, H. Rohnert, and R.E. Tarjan. Dynamic perfect hashing: upper and lower b ounds. SIAM J. Comput., 23:738–761, 1994. [DL76] D.P. Dobkin and R.J . Lipton. Multidimensional searching problems. SIAM J. Com- put., 5:181–186, 1976. [DLM99] L. Devroye, C. Lemaire, and J.- M. Moreau. Fast Delaunay point location with search structures. In Proc. 11th Canad. Conf. Comput. Geom., pages 136–141, 1999. [DMZ98] L. Devroye, E.P. M ̈ucke, and B. Zhu. A note on p oint location in Delaunay triangu- lations ofrandom p oints. Algorithmi ca , 22:477–482, 1998. [DPT02] O. Devillers, S. Pion, and M. Teillaud. Walking in a triangulation. Internat.J . Found. Comput. Sci., 13:181–199, 2002. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 783
784 J. Snoeyink [EGS86] H. Edelsbrunner, L.J . Guibas, and J. Stolfi. Optimal point locationinamonotone sub division. SIAM J. Comput., 15:317–340, 1986. [EHH86] H. Edelsbrunner, G. Haring, and D. Hilbert. Rectangular p oint location in d dimen- sions with applications. Comput. J., 29:76–82, 1986. [EKA84] M. Edahiro, I. Kokub o, and Ta. Asano. A new p oint-location algorithm and its practical efficiency—Comparison with existing algorithms. ACM Trans. Graph., 3:86– 109, 1984. [Goo95] M.T . Go odrich. Planar separators and parallel polygon triangulation. J . Comput. Syst. Sci., 51:374–389, 1995. [GS85] L.J . Guibas and J. Stolfi. Primitives for the manipulation of general sub divisions and the computation ofVoronoi diagrams. ACM Trans. Graph., 4:74–123, 1985. [GT91] M.T . Goodrich and R. Tamassia. Dynamic trees and dynamic p oint location. In Proc. 23rd Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 523–533, 1991. [Hai94] E. Haines. Point in polygon strategies. In P. Heckbert, editor, Graphics Gems IV, pages 24–46. Academic Press, Boston, 1994. [IL00] J. Iacono and S. Langerman. Dynamic point location in fat hyperrectangles with integer coordinates. In Proc. 12th Canad. Conf. Comput. Geom., pages 181–186, 2000. [Kir83] D.G. Kirkpatrick. Optimal search in planar sub divisions. SIAM J. Comput., 12:28–35, 1983. [LP77] D.T. Lee and F.P. Preparata. Location ofa point in a planar sub division and its applications. SIAM J. Comput., 6:594–606, 1977. [LT80] R.J. Lipton and R.E. Tarjan. Applications ofa planar separator theorem. SIAM J. Comput., 9:615–627, 1980. [Meh77] K. Mehlhorn. Best possible b ounds on the weighted path length ofoptimum binary search trees. SIAM J. Comput., 6:235–239, 1977. [Mei93] S. Meiser. Point location in arrangements ofhyperplanes. Inform. Comput., 106:286– 303, 1993. [MS91] K. Mulmuley and S. Sen. Dynamic point location in arrangements ofhyperplanes. In Proc. 7th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 132–141, 1991. [Mul90] K. Mulmuley. A fast planar partition algorithm, I. J. Symbolic Comput., 10(3–4):253– 280, 1990. [Mul93] K. Mulmuley. Computational Geometry: An Introduction through Randomized Algo- rithms. Prentice-Hall, Englewo od Cliffs, 1993. [Pre81] F.P. Preparata. A new approach to planar p oint location. SIAM J. Comput., 10:473– 482, 1981. [Pre90] F.P. Preparata. Planar p oint location revisited. Internat. J . Found. Comput. Sci., 1:71–86, 1990. [PT89] F.P. Preparata and R. Tamassia. Fully dynamic p oint location in a monotone sub di- vision. SIAM J. Comput., 18:811–830, 1989. [Pug90] W. Pugh. Skip lists: a probabilistic alternative to balanced trees. Commun. ACM, 33:668–676, 1990. [SA96] R. Seidel and C.R. Aragon. Randomized search trees. Algorithmica , 16:464–497, 1996. [SA00] R. Seidel and U. Adamy. On the exact worst case query complexity ofplanar p oint location. J. Alg., 37:189–217, 2000. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 784
Chapter 34: Point location 785 [Sam90] H. Samet. The Design and Analysis of Spatial Data Structures. Addison-Wesley, Reading, 1990. [Sei91] R. Seidel. A simple and fast incremental randomized algorithm for computing trape- zoidal decomp ositions and for triangulating polygons. Comput. Geom. Theory Appl., 1:51–64, 1991. [Sei93] R. Seidel. Backwards analysis ofrandomized geometric algorithms. In J. Pach, edi- tor, New Trends in Discrete and Computational Geometry, volume 10 of Algorithms Combin., pages 37–68. Springer-Verlag, Berlin, 1993. [ST83] D.D. Sleator and R.E. Tarjan. A data structure for dynamic trees. J . Comput. Syst. Sci., 26:362–381, 1983. [ST85] D.D. Sleator and R.E. Tarjan. Self-adjusting binary search trees. J. Assoc. Comput. Mach., 32:652–686, 1985. [ST86] N. Sarnak and R.E . Tarjan. Planar point location using persistent search trees. Com- mun. ACM, 29:669–679, 1986. [Ste91] A.J . Stewart. Robust p oint location in approximate polygons. In Proc. 3rd Canad. Conf. Comput. Geom., pages 179–182, 1991. [SvK97] J. Snoeyink and M. van Kreveld. Linear-time reconstruction ofDelaunay triangula- tions with applications. In Proc.Annu.EuropeanSympos.Algorithms, volume 1284 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 459–471. Springer-Verlag, Berlin, 1997. [TV01] R. Tamassia and L. Vismara. A case study in algorithm engineering forgeometric computing. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 11:15–70, 2001. [vEKZ77] P. van Emde Boas, R. Kaas, and E. Zijlstra. Design and implementation ofan efficient priority queue. Math. Syst. Theory, 10:99–127, 1977. [Wei94] K. Weiler. An incremental angle point in polygon test. In P. Heckbert, editor, Graphics Gems IV, pages 16–23. Academic Press, Boston, 1994. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 785
786
35 COLLISION AND PROXIMITY QUERIES Ming C. Lin and Dinesh Manocha INTRODUCTION In a geometric context, a collision or proximity query reports informationabout the relative configuration or placement of two objects. Some of the common ex- amples of such queries include checking whether two objects overlap in space, or whether their boundaries intersect, or computing the minimum Euclidean separa- tion distance between their boundaries. Hundreds of papers have been published on different aspects of these queries in computational geometry and related areas such as robotics, computer graphics, virtual environments, and computer-aided design. These queries arise in different applications including robot motion planning, dy- namic simulation, haptic rendering, virtual prototyping, interactive walkthroughs, computer gaming, and molecular modeling. For example, a large-scale virtual en- vironment, e.g., a walkthrough, creates a model of the environment with virtual objects. Such an environment is used to give the user a sense of presence in a syn- thetic world and it should make the images of both the user and the surrounding objects feel solid. The objects should not pass through each other, and objects should move as expected when pushed, pulled, or grasped; see Fig. 35 .0 .1. Such actions require fast and accurate collision detection between the geometric repre- sentations of both real and virtual objects. Another example is rapid prototyping, where digital representations of mechanical parts, tools, and machines, need to be tested for interconnectivity, functionality, and reliability. In Fig. 35 .0 .2, the mo- tion of the pistons within the combustion chamber wall is simulated to checkfor tolerances and verify the design. This chapter provides an overview of different queries and the underlying al- gorithms. It includes algorithms for collision detection and distance queries among convex polytopes (Section 35.1), nonconvex polygonal models (Section 35.2), pene- tration depth queries (Section 35.3), curved objects (Section 35.4), dynamic queries (Section 35.5), and large environments composed of multiple objects (Section 35.6). Finally, it briefly describes different software packages available to perform some of the queries (Section 35.7). PROBLEM CLASSIFICATION Collision Detection: Checks whether two objects overlap in space or their boundaries share at least one common point. Separation Distance: Length of the shortest line segment joining two sets of points, A and B : dist(A, B) = min a∈A min b∈B |a−b|. 787 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 787
788 M.C. Lin and D. Manocha FIGURE 35.0 .1 A hand reaching toward a chair on a virtual porch, at top. The corresponding image of the user in the real world is shown on the bottom. Darkened finger tips indicate contacts between the user’s hand and the virtual chair. Hausdorff distance: Maximum deviation of one set from the other: haus(A, B) = max a∈A min b∈B |a−b|. Spanning Distance: Maximum distance between the points of two sets: span(A, B) = max a∈A max b∈B |a−b|. Penetration Depth: Minimum distance needed to translate one set to make it disjoint from the other: pen(A, B) = minimum ||v|| such that min a∈A min b∈B |a−b+v|>0. There are two forms of collision detection query: Boolean and enumerative.The Boolean distance query computes whether the two sets have at least one pointin common. The enumerative form yields some representation of the intersection set. There are at least three forms of the distance queries: exact, approximate, and Boolean. The exact form asks for the exact distance between the objects. The approximate form yields an answer within some given error tolerance of the true measure—the tolerance could be specified as a relative or absolute error. The Boolean form reports whether the exact measure is greater or less than a given value. Furthermore, the norm by which distance is defined may be varied. The Euclidean norm is the most common, but in principle other norms are possible, such as the L1 and L∞ norms. Each of these queries can be augmented by adding the element of time. If the tra jectories of two objects are known, then the next time can be determined at which a particular Boolean query (collision, separation distance, or penetration) will become true or fa l s e . In fact, this “time-to-next-event” query can have exact, © 2004 by Chapman & Hall/CRC 788
Chapter 35: Collision and proximity queries 789 FIGURE 35.0 .2 In this virtual prototyping application, the motion of the pistons is simulated to check for tolerances by performing distance queries. TABLE 35.0 .1 Classification of Proximity Queries. CRITERIA TYPES Rep ort Boolean, exact, approximate, enumerative Measure Separation, span, Hausdorff, penetration, collision Multiplicity 2-body, n-body Temp orality Static, dynamic Representation Polyhedra, convex objects, implicit, parametric, NURBS, quadrics, set-theoretic combinations Dimension 2,3,d approximate, and Boolean forms. These queries are called dynamic queries, whereas the ones that do not use motion information are called static queries. In the case where the motion of an object can not be represented as a closed-form function of time, the underlying application often performs static queries at specific time steps in the application. These measures, as defined above, apply only to pairs of sets. However, some applications work with many objects, and need to find the proximity information among all or a subset of the pairs. Thus, most of the query types listed above have associated N -body variants. Finally, the primitives can be represented in different forms. They may be con- vex polytopes, general polygonal models, curved models represented using paramet- ric or implicit surfaces, set-theoretic combination of objects, etc. Different set of algorithms are known for each representation. A classification of proximity queries based on these criteria is shown in Table 35.1 .1. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 789
790 M.C. Lin and D. Manocha 35.1 CONVEX POLYTOPES In this section, we give a brief survey of algorithms for collision detection and separation-distance computation between a pair of convex polytopes. A numb er of algorithms with good asymptotic performance have been proposed. The algorithm with the current best runtime for Boolean collision queries takes O(log 2 n) time, where n is the number of features [DK90]. It precomputes the Dobkin-Kirkpatrick (DK) hierarchy for each polytope and uses it to perform the query. In practice, three classes of algorithms are commonly used for convex polytopes: linear programming, Minkowski sums, and tracking closest features based on Voronoi diagrams. LINEAR PROGRAMMING The problem of checking whether two convex polytopes intersect or not can be posed as a linear programming (LP) problem. In particular, two convex polytopes do not overlap if and only if there exists a separation plane between them. The coefficients of the separation plane equation are treated as unknowns. Linear con- straints result by requiring that all vertices of the first polytope lie in one halfspace of this plane and those of the other polytope lie in the other halfspace. The linear programming algorithms are used to check whether there is any feasible solution to the given set of constraints. Given the fixed dimension of the problem, some of the well-known linear programming algorithms (e.g., [Sei90]; cf. Chapter 45) can be used to perform the Boolean collision query in expected linear-time. By caching the last pair of witness points to compute the new separating planes, Chung and Wang [CW96] proposed an iterative method that can quickly update the separat- ing axis or the separating vector in nearly “constant time” in dynamic applications with high motion coherence. MINKOWSKI SUMS AND CONVEX OPTIMIZATION Collision and distance queries can be performed based on the Minkowski sum of two objects. It has been shown [CC86] that the minimum separation distance between two objects is the same as the minimum distance from the origin of the Minkowski sums of A and −B to the surface of the sums. The Minkowski sum is also referred to as the translational C-space obstacle (TCSO). While the Minkowski sum of two convex polytopes can have O(n 2) features [DHKS93], a fast algorithm for separation-distance computation based on convex optimization that exhibits linear-time performance in practice has been proposed by Gilbert et al. [GJK88], also known as the GJK algorithm. It uses pairs of vertices from each object that define simplices within each polytope and a corresponding simplex in the TCSO. Initially the simplex is set randomly and the algorithm refines it using local optimization, until it computes the closest point on the TCSO from the origin of the Minkowski sums. The algorithm assumes that the origin is not inside the TCSO. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 790
Chapter 35: Collision and proximity queries 791 FIGURE 35.1 .1 A walk across external Voronoi region of Object A.V er tex Vb of Object B lies in the Voronoi region of Ea . R1 R2 Fa CP Object B Object A Vb Pa Ea TRACKING CLOSEST FEATURES USING GEOMETRIC LO- CALITY AND MOTION COHERENCE Lin and Canny [LC91] proposed a distance-computation algorithm between non- overlapping convex polytopes. Often referred to as the LC algorithm, it tracks the closest features between the polytopes. This is the first approach that explicitly takes advantages of motion coherence and geometric locality. The featuresmay correspond to a vertex, face, or an edge on each polytope. It precomputes the external Voronoi region for each polytope. At each time step, it starts with a pair of features and checks whether they are the closest features, based on whether they lie in each other’s Voronoi region. If not, it performs a local walk on the boundary of each polytope until it finds the closest features. See Figure 35.1 .1 . In applications with high motion coherence, the local walk typically takes nearly “constant time” in practice. Typically the number of neighbors for each feature of a polytope is constant and the extent of “local walk” is proportional to the amount of the relative motion undergone by the polytopes. Mirtich [Mir98] further optimized this algorithm by proposing a more robust variation that avoids some geometric degeneracies during the local walk, without sacrificing the accuracy or correctness of the original algorithm. Guibas et al. [GHZ99] proposed an approach that exploits both coherence of motion using LC and hierarchical representations by Dobkin and Kirkpatrick [DK90] to reduce the runtime dependency on the amount of the local walks. Ehmann and Lin [EL00] modified the LC algorithm and used an error-bounded level-of-detail (LOD) hierarchy to perform different types of proximity queries, using the progressive refinement framework (cf. Chapter 54). The implementation of this technique, “multi-level Voronoi Marching,” outperforms the existing libraries for collision detection between convex polytopes. It also uses an initialization technique based on directional lookup using hashing, resembling that of [DZ93]. By taking the similar philosophy as LC, Cameron [Cam97] presented an ex- tension to the basic GJK algorithm by exploiting motion coherence and geometric locality in terms of connectivity between neighboring features. The algorithm tracks © 2004 by Chapman & Hall/CRC 791
792M.C. Lin and D. Manocha the witness points, a pair of points from the two objects that realize the minimum separation distance between them. Rather than starting from a random simplex in the TCSO, the algorithm starts with the witness points from the previous iteration and performs hill climbing to compute a new set of witness points for the current configuration. The running time of this algorithm is a function of the numberof refinement steps that the algorithm performs. TABLE 35.1 .1 Algorithms for convex polytopes. METHOD FEATURES DK O(log2 n) query time, collision query only LP Linear running time, collision query GJK Linear-time behavior in practice, collision and separation-distance queries LC Expected constant-time in coherent environments, collision and separation-distance queries KINETIC DATA STRUCTURES Recently a new class of algorithms using “kinetic data structures” (or KDS for short) have been proposed for collision detection between moving convex polygons and polyhedra [BEG+99, EGSZ99, KSS02] (cf. Chapter 50). These algorithms are based on the formal framework of KDS to keep track of closest features of polytopes during their motion and exploits motion coherence and geometric locality.Th e performance of KDS-based algorithms is separation sensitive, and may depend on the amount of the minimum distance between the objects during their motion, relative to their size. The type of motion includes straight-line linear motion, translation along an algebraic tra jectory, or algebraic rigid motion (including both rotation and translation). 35.2 GENERAL POLYGONAL MODELS Algorithms for collision and separation-distance queries between general polygon models can be classified based whether they assume closed polyhedral models, or are represented as a collection of polygons. The latter, also referred to as “polygon soups,” make no assumption related to the connectivity among different faces or whether they represent a closed set. Some of the most common algorithms for collision detection and separation- distance computation use spatial partitioning or bounding volume hierarchies (BVHs). The spatial subdivisions are a recursive partitioning of the embedding space, whereas bounding volume hierarchies are based on a recursive partitioning of the primitives of an object. These algorithms are based on the divide-and- conquer paradigm. Examples of spatial partitioning hierarchies include k-D trees © 2004 by Chapman & Hall/CRC 792
Chapter 35: Collision and proximity queries 793 and octrees [Sam89], R-trees and their variants [HKM95], cone trees, BSPs [NAT90] and their extensions to multi-space partitions [WG91]. The BVHs use bounding volumes (BVs) to bound or contain sets of geometric primitives, such as triangles, polygons, curved surfaces, etc. In a BVH, BVs are stored at the internal nodes of a tree structure. The root BV contains all the primitives of a model, and children BVs each contain separate partitions of the primitives enclosed by the parent. Leaf node BVs typically contain one primitive. In some variations, one may place sev- eral primitives at a leaf node, or use several volumes to contain a single primitive. BVHs are used to perform collision and separation-distance queries. Thesein- clude sphere-trees [Hub95, Qui94], AABB-trees [BKSS90, HKM95, PML97], OBB- trees [GLM96, BCG+96, Got00], spherical shell-trees [KPLM98, KGL+98], k -DOP- trees [HKM96, KHM+98], SSV-trees[LGLM99], multiresolution hierarchies [OL03], and convex hull-trees [EL01], as shown in Table 35.2 .1 . TABLE 35.2 .1 Types of bounding volume hierarchies. NAME TYPE OF BOUNDING VOLUME Sphere-tree Sphere AABB-tree Axis-aligned b ounding box (AABB) OBB-Tree Oriented bounding box (OBB) Spherical shell-tree Spherical shell k-DOP-tree Discretely oriented polytope defined by k vectors (k-DOP) SSV-Tree Swept-sphere volume (SSV) Convex hull-tree Convex polytope COLLISION DETECTION Collision queries are performed by traversing the BVHs. Two models are compared by recursively traversing their BVHs in tandem. Each recursive step tests whether BVs A and B, one from each hierarchy, overlap. If they do not, the recursion branch is terminated. But if A and B overlap, the enclosed primitives may overlap and the algorithm is applied recursively to their children. If A and B are both leaf nodes, the primitives within them are compared directly. SEPARATION-DISTANCE COMPUTATION The structure of the separation-distance query is very similar to the collision query. As the query proceeds, the smallest distance found from comparing primitives is maintained in a variable δ. At the start of the query, δ is initialized to ∞,ortothe distance between an arbitrary pair of primitives. Each recursive call withBVsA and B must determine if some primitive within A and some primitive within B are closer than, and therefore will modify, δ . The call returns trivially if BVs A and B are farther than the current δ, as this precludes any primitives within them being closer than δ. Otherwise the algorithm is applied recursively to its children. For © 2004 by Chapman & Hall/CRC 793
794 M.C. Lin and D. Manocha FIGURE 35.2 .1 L is a separating axis for OBBs A and B be- cause projection onto L renders them disjoint intervals. B A B A r a11 a22 rB b22 11 b L T L T A A B leaf nodes it computes the exact distance between the primitives, and if the new computed distance is less than δ,itupdatesδ. To perform an approximate distance query, the distance between BVs A and B is used as a lower limit to the exact distances between their primitives. If this bound prevents δ from being reduced by more than the acceptable tolerance, that recursion branch is terminated. QUERIES ON BOUNDING VOLUMES Algorithms for collision detection and distance computation need to perform the underlying queries on the BVHs, including whether two BVs overlap, or computing the separation distance between them. The performance of the overall proximity query algorithm is governed largely by the performance of the subalgorithms used for proximity queries on a pair of BVs. A number of specialized and highly optimized algorithms have been proposedto perform these queries on different BVs. It is relatively simple to check whether two spheres overlap. Two AABBs can be checked for overlap by comparing their dimen- sions along the three axes. The separation distance between them can be computed based on the separation along each axis. The overlap test can be easily extended to k-DOPs, where their pro jections are checked along the k fixed axis [KHM+98]. An efficient algorithm to test two OBBs for overlap based on the separating axis theorem (SAT) has been presented in [GLM96, Got00]. It computes the pro jection of each OBB along 15 axes in 3D. The 15 axes are computed from the face normals of the OBBs (6 face normals) and by taking the cross-products of the edges of the OBBs (9 cross-products). It is shown that two OBBs overlap if and only if their pro jection along each of these axes overlap. Furthermore, an efficient algorithm that performs overlap tests along each axis has been described. In practice, it can take anywhere from 80 to 240 arithmetic operations to check whether two OBBs overlap. The computation is robust and works well in practice [GLM96]. Figure 35.2 .1shows one of the separating axis tests for two rectangles in 2D. Algorithms based on different swept-sphere volumes (SSVs) have been pre- sented in [LGLM99]. Three types of SSVs are suggested: point swept-sphere (PSS), line swept-sphere (LSS), and a rectangular swept-sphere (RSS). Each BV is formu- © 2004 by Chapman & Hall/CRC 794
Chapter 35: Collision and proximity queries 795 lated by taking the Minkowski sum of the underlying primitive—a point, line, or a rectangle in 3D, respectively—with a sphere. Algorithms to perform collision or distance queries between these BVs can be formulated as computing the distance between the underlying primitives. Larsen et al. [LGLM99] have presented an effi- cient and robust algorithm to compute distance between two rectangles in 3D (as well rectangles degenerating to lines and points). Moreover, they used priority di- rected search and primitive caching to lower the number of bounding volume tests for separation-distance computations. In terms of higher-order bounding volumes, fast overlap tests based on spher- ical shells have been presented in [KPLM98, KGL+98]. Each spherical shell cor- responds to a portion of the volume between two concentric spheres. The overlap test between two spherical shells takes into account their structure and reduces to checking whether there is a point contained in a circle that lies in the positive halfplane defined by two lines. The two lines and the circles belong to the same plane. PERFORMANCE OF BOUNDING VOLUME HIERARCHIES The performance of BVHs on proximity queries is governed by a number of de- sign parameters, including techniques to build the trees, the maximum number of children per node, and the choice of BV type. An additional design choice is the descent rule. This is the policy for generating recursive calls when a comparison of two BVs does not prune the recursion branch. For instance, if BVs A and B failed to prune, one may recursively compare A with each of the children of B, B with each of the children of A, or each of the children of A with each of the children of B. This choice does not affect the correctness of the algorithm, but may impact the performance. Some of the commonly used algorithms assume that the BVHs are binary trees and each primitive is a single triangle or a polygon. The cost of performing the proximity query is given as [GLM96, LGLM99]: T=Nbv×Cbv+Np×Cp, where T is the total cost function for proximity queries, Nbv is the number of bounding volume pair operations, and Cbv is the total cost of a BV pair operation, including the cost of transforming each BV for use in a given configuration ofthe models, and other per BV-operation overhead. Np is the number of primitive pairs tested for proximity, and Cp is the cost of testing a pair of primitives for proximity (e.g ., overlaps or distance computation). Typically, for tight-fitting bounding volumes, e.g ., oriented bounding boxes (OBBs), Nbv and Np are relatively small, whereas Cbv is relatively high. In contrast, Cbv is low while Nbv and Np may be larger for simple BV types like spheres and axis-aligned bounding boxes (AABBs). Due to these opposing trends, no single BV yields optimum performance for proximity queries in all situations. 35.3 PENETRATION-DEPTH COMPUTATION In this section, we briefly review penetration depth (PD) computation algorithms between convex polytopes and general polyhedral models. The PD of two inter- © 2004 by Chapman & Hall/CRC 795
796 M.C. Lin and D. Manocha FIGURE 35.3 .1 Penetration depth is applied to virtual exploration of a digestive system using haptic interaction to feel and examine different parts of the model. The distance computation and penetration depth computation algorithms are used for disjoint (D) and penetrating (P) situations, respectively, to compute the forces at the contact areas. penetrating objects A and B is defined as the minimum translation distance that one object undergoes to make the interiors of A and B disjoint. It can be also defined in terms of the TCSO. When two objects are overlapping, the origin of the Minkowski sum of A and −B is contained inside the TCSO. The penetra- tion depth corresponds to the minimum distance from the origin to the surface of TCSO [Cam97]. PD computation is often used in motion planning [HKL+98], contact resolution for dynamic simulation [MZ90, ST96] and force computation in haptic rendering [KOLM02]. Fig. 35 .3 .1 shows a haptic rendering application of penetration-depth and separation-distance computation. For example, computa- tion of dynamic response in penalty-based methods often needs to perform PD queries for imposing the nonpenetration constraint for rigid body simulation. In addition, many applications, such as motion planning and dynamic simulation, re- quire a continuous distance measure when two (nonconvex) objects collide for a well-posed computation. Several algorithms for PD computation involve computing Minkowski sums and the closest point on its surface from the origin. The worst-case complexity of the overall PD algorithm is dominated by computing Minkowski sums, which can be Ω(n2 ) for convex polytopes and Ω(n6 ) for general (or nonconvex) polyhedral models [DHKS93]. Given the complexity of Minkowski sums, many approximation algorithms have been proposed in the literature for fast PD estimation. CONVEX POLYTOPES Dobkin et al. [DHKS93] proposed a hierarchical algorithm to compute the direc- tional PD using Dobkin and Kirkpatrick polyhedral hierarchy. For any direction d, it computes the directional penetration depth in O(log n log m) time for polytopes with m and n vertices. Agarwal et al. [AGHP+00] designed a randomized approach to compute the PD values [AGHP+00], achieving O(m 3 4+n 3 4+ +m1+ +n1+) expected time for any positive constant . Cameron [Cam97] presented an exten- © 2004 by Chapman & Hall/CRC 796
Chapter 35: Collision and proximity queries 797 sion to the GJK algorithm [GJK88] to compute upper and lower bounds on the PD between convex polytopes. Bergen further elaborated this idea in an expand- ing polytope algorithm [Ber01]. The algorithm iteratively improves the result of the PD computation by expanding a polyhedral approximation of the Minkowski sums of two polytopes. Kim et al. [KLM02] presented an incremental algorithm that marches toward a “locally optimal” solution by walking on the surface of the Minkowski sum. The surface of the TCSO is implicitly computed by constructing a local Gauss map and performing a local walk on the polytopes. POLYHEDRAL MODELS Algorithms for penetration-depth estimation between general polygonal models are based on discretization of the object space containing the objects, or use of dig- ital geometric algorithms that perform computations on a finite resolutiongrid. Fisher and Lin [FL01] presented a PD estimation algorithm based on the distance- field computation using the fast marching level-set method. It is applicable to all polyhedral objects as well as deformable models, and it can also check for self- penetration. Hoff et al. [HZLM01, HZLM02] proposed an approach based on per- forming discretized computations on graphics rasterization hardware. It uses multi- pass rendering techniques for different proximity queries between general rigid and deformable models, including penetration depth estimation. Kim et al. [KLM02] presented a fast approximation algorithm for general polyhedral models using a combination of object-space as well as discretized computations. Given the global nature of the PD problem, it decomposes the boundary of each polyhedron into convex pieces, computes the pairwise Minkowski sums of the resulting convex poly- topes and uses graphics rasterization hardware to perform the closest-point query up to a given discretized resolution. The results obtained are refined usingalocal walking algorithm. To further speed up this computation and improve the esti- mate, the algorithm uses a hierarchical refinement technique that takes advantage of geometry culling, model simplification, accelerated ray-shooting, and local refine- ment with greedy walking. The overall approach combines discretized closest-point queries with geometry culling and refinement at each level of the hierarchy.Its accuracy can vary as a function of the discretization error. OTHER METRICS Other metrics to characterize the intersection between two objects include the growth distance defined by Gilbert and Ong [GO94]. This is a consistent dis- tance measure regardless of whether the objects are disjoint or overlapping; it is differs from the PD between two interpenetrating convex objects. 35.4 SPLINE AND ALGEBRAIC OBJECTS Most of the algorithms highlighted above are limited to polygonal objects. In many applications of geometric and solid modeling, curved objects whose boundaries are described using rational splines or algebraic equations are used (cf. Chapter 53). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 797
798 M.C. Lin and D. Manocha Algorithms to perform different proximity queries on these objects may be classified by subdivision methods, tracing methods, and analytic methods. See [Pra86, Hof89, Man92] for surveys. Next, we briefly enumerate these methods. SUBDIVISION METHODS All subdivision methods for parametric surfaces work by recursively subdividing the domain of the two surface patches in tandem, and examining the spatial relationship between patches [LR80]. Depending on various criteria, the domains are further subdivided and recursively examined, or the given recursion branch is terminated. In all cases, whether it is the intersection curve or the distance function, the solution is known only to some finite precision. TRACING METHODS The tracing method begins with a given point known to be on the intersection curve [BFJP87, MC91, KM97]. Then the intersection curve is traced in sufficiently small steps until the edge of the patch is found, or until the curve loops back to itself. In practice, it is easy to check for intersections with a patch boundary, but difficult to know when the tracing point has returned to its starting position. Frequently this is posed as an initial-value differential equations problem [KPW90], or as solving a system of algebraic equations [MC91, KM97, LM97]. At the intersection point on the surfaces, the intersection curve must be mutually orthogonal to the normals of the surfaces. Consequently, the vector field which the tracing point must follow is given by the cross product of the normals. ANALYTIC METHODS Analytic methods usually involve implicitizing one of the parametric surfaces— obtaining an implicit representation of the model [SAG84, MC92]. The paramet- ric surface is a mapping from (u, v)-space to (x, y , z)-space, and the implicit sur- face is a mapping from (x, y , z )-space to IR. Substituting the parametric functions fx(u, v),fy(u, v),fz(u, v)forx, y, z of the implicit function leads to a scalar function in u and v. The locus of roots of this scalar function map out curves in the (u, v) plane which are the preimages of the intersection curve [KPP90, MC91, KM97, Sar83]. Based on its representation as an algebraic plane curve, efficient algorithms have been proposed by a number of researchers [AB88, KM97, KCMh99]. 35.5 DYNAMIC QUERIES In this section we give a brief overview of algorithms used to perform dynamic queries. Unlike static queries, which check for collisions or perform separation- distance queries at discrete instances, these algorithms use continuous techniques based on the object motion to compute the time of first collision. Many algorithms assume that the motion of the objects can be expressed as a closed-form function of time. Cameron [Cam90] has presented algorithms that © 2004 by Chapman & Hall/CRC 798
Chapter 35: Collision and proximity queries 799 pose the problem as interference computation in a 4-dimensional space. Given a parametric representation of each object’s boundary as well as its motion, Herzen et al. [HBZ90] presented a collision detection algorithm that subdivides the domain of the surface, including the time dimension. They use Lipschitz conditions, based on bounds on the various derivatives of the mapping, to compute bounds on the extent of the resulting function. The bounds are used to check two objects for over- lap. Snyder et al. [Sea93] improved the runtime performance of this algorithm by introducing more conditions that prune the search space for collisions and combined it with interval arithmetic [Moo79]. Other continuous techniques use the object motion to estimate the time of first contact. For prespecified tra jectories consisting of a sequence of individual translations and rotations about an arbitrary axis, Boyse [Boy79] presented an al- gorithm for detecting and analyzing collisions between a moving and a stationary objects. Canny [Can86] described an algorithm for computing the exact points of collision for objects that are simultaneously translating and rotating. It can deal with any path in the space that can be expressed as a polynomial function of time. Given bounds on the maximum velocity and acceleration of the objects are known, Lin [Lin93] presented a scheduling scheme that maintains a priority queue and sorts the object based on approximate time to collision. The approximation is computed from the separation distance as well as from bounds on velocity and acceleration. Redon et al. [RKC00] proposed an algorithm that replaces the unknown motion between two discrete instances by an arbitrary rigid motion. It reduces theprob- lem of computing the time of collision to computing a root of a univariate cubic polynomial. 35.6 LARGE ENVIRONMENTS Large environments are composed of multiple moving objects. Different methods have been proposed to overcome the bottleneck of O(n2) pairwise tests in an en- vironment composed of n objects. The problem of performing proximity queries in large environments is typically divided into two parts [Hub95, CLMP95]:the broad phase, in which we identify the pair of objects on which we need to perform different proximity queries, and the narrow phase, in which we perform the exact pairwise queries. An architecture for multi-body collision detection algorithm is shown in Figure 35.6.1 . In this section, we present a brief overview of algorithms used in the broad phase. The simplest algorithms for large environments are based on spatial subdi- visions. The space is divided into cells of equal volume, and at each instance the objects are assigned to one or more cells. Collisions are checked between all object pairs belonging to each cell. In fact, Overmars presented an efficient al- gorithm based on hash table to efficiently perform point location queries in fat subdivisions [Ove92] (see also Chapter 34). This approach works well for sparse environments in which the objects are uniformly distributed through the space. Another approach operates directly on 4D volumes swept out by object motion over time [Cam90]. Efficient algorithms for maintenance and self-collisiontest- ing for kinematic chains composed of multiple links have been been presented in [LSHL02]. Several algorithms compute an axis-aligned bounding box (AABB) for each © 2004 by Chapman & Hall/CRC 799
800 M.C. Lin and D. Manocha FIGURE 35.6 .1 Typically, the object’s motion is constrained by collisions with other objects in the simulated envi- ronment. Depending on the outcome of the proximity queries, the resulting simulation computes an appropriate response. Architecture for Multi-body Collision Detection Simulation Pruning Multi-body Pairs Pairwise Exact Collision Detection object transformations overlapping pairs colliding pairs Analysis/ Response response parameters object, based on their extremal points along each direction. Given n bounding boxes, they check which boxes overlap in space. A number of efficient algorithms are known for the static version of this problem. In 2D, the problem reduces to checking 2D intervals for overlap using interval trees and can be performed in O(n log n + s) where s is the total number of intersecting rectangles [Ede83]. In 3D, algorithms of complexity O(n log 2 n + s) complexity are known, where s is the number of overlapping pairwise bounding boxes [HSS83, HD82]. Algorithms for N -body proximity queries in dynamic environments are based on the sweep and prune approach [CLMP95]. This incrementally computes the AABBs for each object and checks them for overlap by computing the pro jection of the bounding boxes along each dimension, and sorting the interval endpoints using insertion sort or bubble sort [MD76, Bar92, CLMP95]. In environments where the objects make relatively small movements between successive frames, the lists can be sorted in expected linear time, leading to expected-time O(n + m), where m is the number of overlapping intervals along any dimension. These algorithms are limited to envi- ronments where objects undergo rigid motion. Govindaraju et al. [GRLM03] have presented a general algorithm for large environments composed of rigid as well as nonrigid motion. This algorithm uses graphics hardware to prune the numberof objects that are in close proximity and eventually checks for overlapping triangles between the objects. In practice, it works well in large environments composed of nonrigid and breakable objects. However, its accuracy is governed by the resolution of the rasterization hardware. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 800
Chapter 35: Collision and proximity queries 801 OUT-OF-CORE ALGORITHMS In many applications, it may not be possible to load a massive geometric model composed of millions of primitives in the main memory for interactive proximity queries. In addition, algorithms based on spatial partitioning or bounding volume hierarchies also add additional memory overhead. Thus, it is important to de- velop proximity-query algorithms that use a relatively small or bounded memory footprint. Wilson et al. [WLML99] presented an out-of-core algorithm to perform collision and separation-distance queries on large environments. It uses overlap graphs to exploit locality of computation. For a large model, the algorithm automatically en- codes the proximity information between objects and represents it using an overlap graph. The overlap graph is computed off-line and preprocessed using graph parti- tioning, object decomposition, and refinement algorithms. At run time it traverses localized subgraphs and orders the computations to check the corresponding geom- etry for proximity tests, as well as pre-fetch geometry and associated hierarchical data structures. To perform interactive proximity queries in dynamic environ- ments, the algorithm uses the BVHs, modifies the localized subgraph(s) on the fly, and takes advantage of spatial and temporal coherence. 35.7 PROXIMITY QUERY PACKAGES Many systems and libraries have been developed for performing different proximity queries. These include: I-COLLIDE: I-COLLIDEis an interactive and exact collision-detection system for environments composed of convex polyhedra or union of convex pieces. The sys- tem is based on the LC incremental distance computation algorithm [LC91] and an algorithm to check for collision between multiple moving objects [CLMP95]. It takes advantage of temporal coherence. http://gamma.cs .unc .edu/I COLLIDE. RAPID: RAPID is a robust and accurate interference detection library for a pair of unstructured polygonal models. It is applicable to polygon soups—models which contain no adjacency information and obey no topological constraints. It is based on OBBTrees and uses a fast overlap test based on Separating Axis Theorem to check whether two OBBs overlap [GLM96]. http://gamma.cs.unc .edu/OBB/ OBBT.html V-COLLIDE: V-COLLIDEis a collision detection library for large dynamic envi- ronments [HLC+97], and unites the N -body processing algorithm of I-COLLIDE with the pair processing algorithm of RAPID. Consequently, it is designed to op- erate on large numbers of static or moving polygonal objects, and the models may be unstructured. http://gamma.cs .unc .edu/V COLLIDE Enhanced GJK Algorithm: It is a library for distance computation based on the enhanced GJK algorithm [GJK88] developed by Cameron [Cam97]. It takes ad- vantage of temporal coherence between successive frames. http://www.comlab. ox.ac .uk/oucl/users/stephen.cameron/distances.html SOLID: SOLID is a library for interference detection of multiple 3D polygonal objects undergoing rigid motion. The shapes used by SOLID are polygon soups. The library exploits frame coherence by maintaining a set of pairs of proxi- © 2004 by Chapman & Hall/CRC 801
802M.C. Lin and D. Manocha mate objects using incremental sweep and pruning on hierarchies of axis-aligned bounding boxes. Though slower for close proximity scenarios, its performance is comparable to that of V-COLLIDEin other cases. http://www.win.tue.nl/ cs/tt/gino/solid PQP: PQP, a Proximity Query Package, supports collision detection, separation- distance computation or tolerance verification. It uses OBBTree for collision queries and a hierarchy of swept-sphere volumes to perform distance queries [LGLM99]. It assumes that each object is a collection of triangles and can handle polygon soup models. http://gamma.cs .unc .edu/SSV SWIFT: SWIFT a library for collision detection, distance computation, and con- tact determination between 3D polygonal objects undergoing rigid motion.Itas- sumes that the input primitives are convex polytopes or a union of convex pieces. The underlying algorithm is based on a variation of LC [EL00]. The resulting system is faster, more robust, and more memory efficient than I-COLLIDE. http://gamma.cs .unc .edu/SWIFT SWIFT++: SWIFT++ a library for collision detection, approximate and exact distance computation, and contact determination between closed and bounded polyhedral models. It decomposes the boundary of each polyhedra into convex patches and precomputes a hierarchy of convex polytopes [EL01]. It uses the SWIFT library to perform the underlying computations between the bounding volumes. http://gamma.cs .unc .edu/SWIFT++ QuickCD: QuickCD is a general-purpose collision detection library, capable of performing exact collision detection on complex models. The input model isa collection of triangles, with assumptions on the structure or topologies of the model. It precomputes a hierarchy of k-DOPs for each object and uses them to perform fast collision queries [KHM+98]. http://www.ams .sunysb.edu/ ~ jklosow/quickcd/QuickCD.html OPCODE: OPCODEis a collision detection library between general polygonal models. It uses a hierarchy of AABBs. It is memory efficient in comparison to RAPID, SOLID, or QuickCD. http://www.codercorner.com/Opcode.htm DEEP: DEEP estimates the penetration depth and the associated penetration direction between two overlapping convex polytopes. It uses an incremental algorithm the computes a “locally optimal solution” by walking on the surface of the Minkowski sum of two polytopes [KLM02]. http://gamma.cs .unc .edu/ DEEP PIVOT: PIVOT computes generalized proximity information between arbitrary objects using graphics hardware. It uses multipass rendering techniques and accelerated distance computation, and provides an approximate solution for different proximity queries. These include collision detection, distance com- putation, local penetration depth, contact region and normals, etc. [HZLM01, HZLM02]. It involves no preprocessing and can handle deformable models. http://gamma.cs .unc .edu/PIVOT RELATED CHAPTERS Chapter 23. Voronoi diagrams and Delaunay triangulations Chapter 34. Point location © 2004 by Chapman & Hall/CRC 802
Chapter 35: Collision and proximity queries 803 Chapter 38. Geometric intersection Chapter 47. Algorithmic motion planning Chapter 50: Modeling motion Chapter 54. Surface simplification and 3D geometry compression Chapter 64. Software REFERENCES [AB88] S.S. Abhyankar and C.L . Ba jaj. Computations with algebraic curves.InLec t u re Notes Comput. Sci., volume 358, pages 279–284. Springer-Verlag, Berlin, 1988. [AGHP+ 00] P.K . Agarwal, L.J . Guibas, S. Har-Peled, A. Rabinovitch, and M. Sharir. Penetration depth of two convex polytopes in 3d. Nordic J. Computing, 7:227–240, 2000. [Bar92] D. Baraff. Dynamic simulation of non-penetrating rigid body simulation.Ph.D .thesis, Cornell Univ., Ithaca, 1992. [BCG+96] G. Barequet, B. Chazelle, L.J . Guibas, J.S.B. Mitchell, and A. Tal. Boxtree: A hierarchical representation of surfaces in 3D. In Proc. Eurographics ’96, 1996. [BEG+99] J. Basch, J. Erickson, L.J . Guibas, J. Hershberger, and L. Zhang. Kinetic collision detection between two simple polygons. In Proc. 10th Sympos. Discrete Algorithms, pages 102–111, 1999. [Ber01] G. Bergen. Proximity queries and penetration depth computation on 3d game objects. Game Developers Conf., 2001. [BFJP87] R. Barnhill, G. Farin, M. Jordan, and B. Piper. Surface/surface i ntersection. Comput. Aided Geom. Design, 4:3–16, 1987. [BKSS90] N. Beckmann, H. - P. Kriegel, R. Schneider, and B. Seeger. The r*-t ree: An efficient and robust access method for points and rectangles. Proc. SIGMOD Conf. Manage- ment Data, pages 322–331, 1990. [Boy79] J.W. Boyse. Interference detection among solids and surfaces. Commun. ACM, 22:3–9, 1979. [Cam90] S. Cameron. Collision detection by four-dimensional intersection testing. Proc. In- ternat. Conf. Robot. Autom., pages 291–302, 1990. [Cam97] S. Cameron. Enhancing GJK: Computing minimum and penetration distance be- tween convex p olyhedra. Proc. Internat. Conf. Robot. Autom., pages 3112–3117, 1997. [Can86] J.F . Canny. Collision detection for moving polyhedra. IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell., 8:200–209, 1986. [CC86] S. Cameron and R.K. Culley. Determining the minimum translational distance be- tween two convex polyhedra. Proc. Internat. Conf. Robot. Autom., pages 591–596, 1986. [CLMP95] J. Cohen, M.C . Lin, D. Manocha, and M. Ponamgi. I -collide: An interactive and ex- act collision detection system for large-scale environments. In Proc. ACM Interactive 3D Graphics Conf., pages 189–196, 1995. [CW96] K. Chung and W. Wang. Quick collision detection of polytopes in virt ual environ- ments. In Proc. ACM Sympos. Virtual Reality Soft. Tech., 1996. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 803
804 M.C. Lin and D. Manocha [DHKS93] D.P. Dobkin, J. Hershb erger, D.G . Kirkpatrick, and S. Suri. Computing the inter- section-depth of polyhedra. Algorithmi ca, 9:518–533, 1993. [DK90] D.P. Dobkin and D.G. Kirkpatrick. Determining the separation of preprocessed polyhedra—A unified approach. In Proc. 17th Internat. Col loq. Automata Lang. Program., volume 443 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 400–413. Springer-Verlag, Berlin, 1990. [DZ93] P. Dworkin and D. Zeltzer. A new mo del for efficient dynamics simulation. Proc. EG Workshop Comput. Animat. Simul., pages 175–184, 1993. [Ede83] H. Edelsbrunner. A new approach to rectangle intersections, Part I. Internat. J. Comput. Math., 13:209–219, 1983. [EGSZ99] J. Erickson, L.J. Guibas, J. Stolfi, and L. Zhang. Separation sensitive collision detec- tion for convex objects. Proc. 10th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 327–336, 1999. [EL00] S. Ehmann and M.C. Lin. Accelerated proximity queries between convex p olyhedra using multi-level Voronoi marching. Proc. IEEE/RSJ Internat. Conf. Intel l. Robots Sys., pages 2101–2106, 2000. [EL01] S. Ehmann and M.C . Lin. Accurate and fast proximity queries between p olyhedra using convex surface decomposition. Comput. Graph. Forum, 20(3), pages 500–510, 2001. [FL01] S. Fisher and M.C . Lin. Deformed distance fields for simulation of non-penetrating flexible b odies. Proc. EG Workshop Comput. Animat. Simul., pages 99–111, 2001. [GHZ99] L.J . Guibas, D. Hsu, and L. Zhang. H -Walk: Hierarchical distance computation for moving convex bodies. Proc. 15th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 265–273, 1999. [GJK88] E.G. Gilbert, D.W . Johnson, and S.S. Keerthi. A fast pro cedure for computing the distance between ob jects in three-dimensional space. IEEE J. Robot. Autom., RA-4:193–203, 1988. [GLM96] S. Gottschalk, M.C. Lin, and D. Manocha. OBB-Tree: A hierarchical structure for rapid interference detection. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 96, pages 171–180, 1996. [GO94] E.G. Gilbert and C.J . Ong. New distances for the separation and penetration of objects. In Proc. Internat. Conf. Robot. Autom., pages 579–586, 1994. [Got00] S. Gottschalk. Col lision Queries using Oriented Bounding Boxes. Ph.D . thesis, Univ. North Carolina, Chapel Hill, Dept. Computer Science, 2000. [GRLM03] N. Govindra ju, S. Redon, M.C . Lin and D. Mano cha. CULLIDE: Interactive collision detection between complex models in large environments using graphics hardware. In Proc. ACM SIGGRAPH/Eurographics Workshop Graphics Hardware, pages 25–32, 2003. [HBZ90] B.V . Herzen, A.H . Barr, and H.R . Zatz. Geometric collisions for time-dep endent parametric surfaces. Comput. Graph., 24:39–48, 1990. [HD82] H. Six and D. Wood. Counting and rep orting intersections of d-ranges. IEEE Trans. Comput., C-31:181–187, 1982. [HKL+ 98] D. Hsu, L.E. Kavraki, J. - C. Latomb e, R. Motwani, and S. Sorkin. On finding nar- row passages with probabilistic roadmap planners. Proc. 3rd Workshop Algorithmic Found. Robot. , pages 141–154, 1998. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 804
Chapter 35: Collision and proximity queries 805 [HKM95] M. Held, J.T. Klosowski, and J.S.B. Mitchell. Evaluation of collision detection meth- ods for virtual reality fly-throughs. In Proc. 7th Canad. Conf. Comput. Geom., pages 205–210, 1995. [HKM96] M. Held, J.T . Klosowski, and J.S.B. Mitchell. Real-time collision detection for motion simulation within complex environments. In ACM SIGGRAPH 96 Visual Proc., page 151, 1996. [HLC+97] T. Hudson, M.C . Lin, J. Cohen, S. Gottschalk, and D. Mano cha. V-collide: Accel- erated collision detection for vrml. In Proc. VRML Conf., pages 119–125, 1997. [Hof89] C. Hoffmann. Geometric and Solid Modeling. Morgan Kaufmann, San Mateo, 1989. [HSS83] J.E. Hopcroft, J.T. Schwartz, and M. Sharir. Efficient detection of intersections among spheres. Internat. J. Robot. Res., 2:77–80, 1983. [Hub95] P.M. Hubbard. Approximating polyhedra with spheres for time-critical collision detection. ACM Trans. Graphics, 15:179–210, 1995. [HZLM01] K.E. Hoff III, A. Zaferakis, M.C . Lin, and D. Manocha. Fast and simple geomet- ric proximity queries using graphics hardware. Proc. ACM Sympos. Interactive 3D Graphics, pages 145–148, 2001. [HZLM02] K.E. Hoff III, A. Zaferakis, M.C . Lin, and D. Manocha. Fast 3D geometric proximity queries between rigid and deformable models using graphics hardware acceleration. Tech. Rep. TR02-004, Dept. of Comput. Sci., Univ. North Carolina, Chapel Hill, 2002. [KCMh99] J. Keyser, T. Culver, D. Manocha, and S. Krishnan. MAPC: A library for efficient and exact manipulation of algebraic p oints and curves. In Proc. 15th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 360–369, 1999. [KGL+ 98] S. Krishnan, M. Gopi, M.C. Lin, D. Manocha, and A. Pattekar. Rapid and accu- rate contact determination between spline mo dels using shelltrees. Comput. Graph. Fo r u m , 17:C315–C326, 1998. [KHM+ 98] J.T. Klosowski, M. Held, J.S .B. Mitchell, H. Sowizral, and K. Zikan. Efficient collision detection using bounding volume hierarchies of k -DOPs. IEEE Trans. Visualization Comput. Graph., 4:21–37, 1998. [KLM02] Y. Kim, M.C . Lin, and D. Manocha. Deep: An incremental algorithm for penetration depth computation between convex p olytopes. Proc. IEEE Conf. Robot. Autom., pages 921–926, 2002. [KM97] S. Krishnan and D. Manocha. An efficient surface intersection algorithm based on the lower dimensional formulation. ACM Trans. Graph., 16:74–106, 1997. [KOLM02] Y. Kim, M. Otaduy, M.C . Lin, and D. Manocha. 6-DOF haptic display using localized contact computations. Proc. Haptics Sympos., pages 209–216, 2002. [KPLM98] S. Krishnan, A. Pattekar, M.C. Lin, and D. Manocha. Spherical shell: A higher order b ounding volume for fast proximity queries. In Proc. 3rd Internat. Workshop Algorithmic Found. Robot., pages 122–136, 1998. [KPP90] G.A . Kriezis, P.V . Prakash, and N.M. Patrikalakis. Method for intersecting algebraic surfaces with rational polynomial patches. Comput. Aided Design, 22:645–654, 1990. [KPW90] G.A . Kriezis, N.M . Patrikalakis, and F.E. Wolter. Topological and differential equa- tion methods for surface intersections. Comput. Aided Design, 24:41–55, 1990. [KSS02] D.G. Kirkpatrick, J. Snoeyink, and B. Speckmann. Kinetic collision detection for simple polygons. Internat. J . Comput. Geom. Appl., 12:3–27, 2002. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 805
806 M.C. Lin and D. Manocha [LSHL02] I. Lotan, F. Schwarzer, D. Halperin and J.- C . Latombe. Efficient maintenance and self-collision testing for kinematic chains. In Proc. 18th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 43–52, 2002. [LC91] M.C . Lin and J.F. Canny. Efficient algorithms for incremental distance computation. In IEEE Conf. Robot. Autom., pages 1008–1014, 1991. [LGLM99] E. Larsen, S. Gottschalk, M.C. Lin, and D. Manocha. Fast proximity queries with swept sphere volumes. Tech. Rep. TR99-018, Dept. of Comput. Sci., Univ. North Carolina, Chapel Hill, 1999. [Lin93] M.C . Lin. Efficient Col lision Detection for Animation and Robotics.Ph.D . thesis, Dept. Elec. Eng. Comput. Sci., Univ. California, Berkeley, 1993. [LM97] M.C . Lin and D. Manocha. Efficient contact determination b etween geometric mo d- els. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 7:123–151, 1997. [LR80] J.M . Lane and R.F. Riesenfeld. A theoretical development for the computer genera- tion and display of piecewise p olynomial surfaces. IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intel l., 2:150–159, 1980. [Man92] D. Manocha. Algebraic and Numeric Techniques for Modeling and Robotics.Ph.D . thesis, Dept. Elec. Eng. Comput. Sci, Univ. California, Berkeley, 1992. [MC91] D. Manocha and J.F. Canny. A new approach for surface intersection. Internat. Comput. Geom. Appl., 1:491–516, 1991. Special issue on Solid Modeling. [MC92] D. Manocha and J.F. Canny. Algorithms for implicitizing rational parametric sur- faces. Comput. Aided Geom. Design, 9:25–50, 1992. [MD76] M.I . Shamos and D. Hoey. Geometric intersection problems. Proc. 17th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 208–215, 1976. [Mir98] B. Mirtich. V -Clip: Fast and robust p olyhedral collision detection. ACM Trans. Graph., 17:177–208, 1998. [Moo79] R.E. Moore. Methods and Applications of Interval Analysis. SIAM Studies in Applied Mathematics 2. SIAM, Philadelphia, 1979. [MZ90] M. McKenna and D. Zeltzer. Dynamic simulation of autonomous legged lo comotion. Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 90, pages 29–38, 1990. [NAT90] B. Naylor, J. Amanatides, and W. Thibault. Merging bsp trees yield polyhedral mo deling results. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 90, pages 115–124, 1990. [OL03] M. Otaduy and M.C . Lin. CLODs: Dual hierarchies for multiresolution collision detection. In Proc. Eurographics Sympos. Geom. Processing, pages 94–101, 2003. [Ove92] M.H . Overmars. Point location in fat subdivisions. Inform. Proc. Lett., 44:261–265, 1992. [PML97] M. Ponamgi, D. Mano cha, and M.C . Lin. Incremental algorithms for collision de- tection between solid mo dels. IEEE Trans. Visualization Comput. Graph., 3:51–67, 1997. [Pra86] M. Pratt. Surface/surface intersection problems. In J.A . Gregory, editor, The Math- ematics of Surfaces II, pages 117–142, Clarendon Press, Oxford, 1986. [Qui94] S. Quinlan. Efficient distance computation between non-convex objects. In Proc. Internat. Conf. Robot. Autom., pages 3324–3329, 1994. [RKC00] S. Redon, A. Kheddar, and S. Coquillart. An algebraic solution to the problem of collision detection for rigid polyhedral ob jects. Proc. IEEE Conf. Robot. Autom., 2000. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 806
Chapter 35: Collision and proximity queries 807 [SAG84] T.W . Sederb erg, D.C . Anderson, and R.N . Goldman. Implicit representation of parametric curves and surfaces. Comput. Vision Graph. Image Process., 28:72–84, 1984. [Sam89] H. Samet. Spatial Data Structures: Quadtree, Octrees and Other Hierarchical Meth- od s . Addison-Wesley, 1989. [Sar83] R.F. Sarraga. Algebraic methods for intersection. Comput. Vision Graph. Image Process., 22:222–238, 1983. [Sea93] J. Snyder, A.R. Woodbury, K. Fleischer, B. Currin, A.H . Barr. Interval methods for multi-p oint collisions b etween time dependent curved surfaces. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 93, pages 321–334, 1993. [Sei90] R. Seidel. Linear programming and convex hulls made easy. In Proc.6thAnnu.ACM Sympos. Comput. Geom., pages 211–215, Berkeley, California, 1990. [ST96] D.E. Stewart and J.C . Trinkle. An implicit time-stepping scheme for rigid body dynamics with inelastic collisions and coulomb friction. Internat. J. Numer. Methods Eng., 39:2673–2691, 1996. [WG91] W. Bouma and G. Vanˇeˇcek. Collision detection and analysis in a physically based simulation. Proc. EG Workshop Comput. Animat. Simul., pages 191–203, 1991. [WLML99] A. Wilson, E. Larsen, D. Manocha, and M.C . Lin. Partitioning and handling massive models for interactive collision detection. Comput. Graph. Forum, 18:319–329, 1999. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 807
808
36 RANGE SEARCHING Pankaj K. Agarwal INTRODUCTION Range searching is one of the central problems in computational geometry, because it arises in many applications and a variety of geometric problems can be formulated as range-searching problems. A typical range-searching problem has the following form. LetSbeasetofnpointsinR d , and let R be a family of subsets of Rd; elements of R are called ranges . We wish to preprocess S into a data structure, so that for a query range γ , the points in S ∩ γ can be reported or counted efficiently. Typical examples of ranges include rectangles, halfspaces, simplices, and balls. If we are only interested in answering a single query, it can be done in linear time, using linear space, by simply checking each point of S whether it lies in the query range. However, most of the applications call for querying the same set S several times (perhaps with periodic insertions and deletions), in which case we would like to answer a query faster by preprocessing S into a data structure. Range counting and range reporting are just two instances of range-searching queries. Other examples include emptiness queries, in which one wants to determine whether S ∩ γ = ∅,andoptimization queries, in which one wants to choose a point with certain property (e.g ., a point in γ with the largest x1 -coordinate). In order to encompass all different types of range-searching queries, a general range-searching problem can be defined as follows. Let (S, +) be a commutative semigroup. For each point p ∈ S , we assign a weight w(p) ∈ S. For any subset S ⊆ S,letw(S )= p∈S w(S), where addition is taken over the semigroup. For a query range γ ∈R, we wish to compute w(S ∩γ). For example, counting queries can be answered by choosing the semigroup to be (Z, +), where + denotes standard integer addition, and setting w(p) = 1 for every p ∈ S ; emptiness queries by choosing the semigroup to be ({0, 1}, ∨) and setting w(p) = 1; reporting queries by choosing the semigroup to be (2S , ∪) and setting w(p)={p}; and optimization queries by choosing the semigroup to be (R, max) and choosing w(p) to be, for example, the x1 -coordinate of p. We can, in fact, define a more general (decomposable) geometric searching problem. Let S be a set of objects in R d (e.g ., points, hyperplanes, balls, or sim- plices), (S, +) a commutative semigroup, w : S → S a weight function, R aset of ranges, and ♦ ⊆ S ×R a “spatial” relation between objects and ranges. Then for a range γ ∈R, we want to compute p♦γ w(p). Range searching is a special case of this general searching problem in which S is a set of points in R d and ♦=∈. Another widely studied searching problem is intersection searching, where p ♦ γ if p intersects γ. As we will see below, range-searching data structures are useful for many other geometric searching problems. The performance of a data structure is measured by the time spent in answer- ing a query, called the query time,bythesize of the data structure, and by the time constructed in the data structure, called the preprocessing time. Since the data structure is constructed only once, its query time and size are generally more 809 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 809
810 P.K. Agarwal important than its preprocessing time. If a data structure supports insertion and deletion operations, its update time is also relevant. We should remark that the query time of a range-reporting query on any reasonable machine depends on the output size, so the query time for a range-reporting query consists of two parts — search time, which depends only on n and d,andreporting time, which depends on n, d, and the output size. Throughout this chapter we will use k to denote the output size. We assume that d is a small fixed constant, and that big-O and big-Omega notation hide constants depending on d. The dependence on d of the performance of almost all the data structures mentioned in this survey is exponential, which makes them unsuitable in practice for large values of d. The size of any range-searching data structure is at least linear, since it has to store each point (or its weight) at least once, and the query time in any reasonable model of computation such as pointer machines, RAMs, or algebraic decision trees is Ω(log n) even when d = 1. Therefore, we would like to develop a linear-size data structure with logarithmic query time. Although near-linear-size data structures are known for orthogonal range searching in any fixed dimension that can answer a query in polylogarithmic time, no similar bounds are known for range searching with more complex ranges such as simplices or disks. In such cases, we seek a tradeoff between the query time and the size of the data structure — How fast can a query be answered using O(npolylog(n)) space, how much space is required to answer a query in O(polylog(n)) time, and what kind of tradeoff between the size and the query time can be achieved? This chapter is organized as follows. In Section 36.1 we describe various models of computation that are used for range searching. In Section 36.2 we review the orthogonal range-searching data structures, and in Section 36.3 we review simplex range-searching data structures. Section 36.4 surveys other variants and extensions of range searching, including multilevel data structures and kinetic range searching. In Section 36.5, we study intersection-searching problems, which can be regarded as a generalization of range searching. Finally, Section 36.6 explores several opti- mization queries. 36.1 MODELS OF COMPUTATION Most geometric algorithms and data structures are implicitly described in the fa- miliar random access machine (RAM) model, or the real RAM model. In the traditional RAM model, memory cells can contain arbitrary (log n)-bit integers, which can be added, multiplied, subtracted, divided (computing x/y ), compared, and used as pointers to other memory cells in constant time. In a real RAM, we also allow memory cells to store arbitrary real numbers (such as coordinates of points). We allow constant-time arithmetic on and comparisons between real numbers, but we do not allow conversion between integers and reals. In the case of range search- ing over a semigroup other than the integers, we also allow memory cells to contain arbitrary values from the semigroup, but only the semigroup-addition operations can be performed on them. Many range-searching data structures are described in the more restrictive pointer-machine model. The main difference between RAM and pointer-machine models is that on a pointer machine, a memory cell can be accessed only through © 2004 by Chapman & Hall/CRC 810
Chapter 36: Range searching 811 a series of pointers, while in the RAM model, any memory cell can be accessed in constant time. In the basic pointer-machine model, a data structure is a directed graph with outdegree 2; each node is associated with a label, which is an integer between 0 and n. Nonzero labels are indices of the points in S , and the nodes with label 0 store auxiliary information. The query algorithm traverses a portion of the graph and for each point in the query range it identifies at least one node that stores the index of that point. Chazelle [Cha88b] defines several generalizations of the pointer-machine model that are more appropriate for answering counting and semigroup queries. In Chazelle’s generalized pointer-machine models, nodes are labeled with arbitrary O(log n)-bit integers. In addition to traversing edges in the graph, the query algorithm is also allowed to perform various arithmetic operations on these integers. An elementary pointer machine (called EPM) can perform addition and comparisons between integers; an arithmetic pointer machine (called APM) can perform subtraction, multiplication, integer division, and shifting (x→2 x ). If the input is too large to fit into main memory, then the data structure must be stored in secondary memory—on disk, for example—and portions of it must be moved into main memory when needed to answer a query. In this case the bottleneck in query and preprocessing time is the time spent in transferring data between main and secondary memory. A commonly used model is the standard two-level memory model, in which one assumes that data is stored in secondary memory in blocks of size B, where B is a parameter. Each access to secondary memory transfers one block (i.e ., B words), and we count this as one input/output (I/O) operation. The size of a data structure is the number of blocks required to store it in secondary memory, and the query (resp. preprocessing) time is defined as the number of I/O operations required to answer a query (resp. to construct the structure). Under this model, the size of any data structure is at least n/B,and the range-reporting query time is at least logB n + k/B. There have been various extensions of this model, including the so-called cache-oblivious model in which one does not know the value of B and the goal is to minimize I/O as well as the total work performed. Most lower bounds, and a few upper bounds, are described in the so-called semigroup arithmetic model, which was originally introduced by Fredman [Fre81a] and refined by Yao [Yao85]. In this model, a data structure can be regarded informally as a set of precomputed partial sums in the underlying semigroup. The size of the data structure is the number of sums stored, and the query time is the minimum number of semigroup operations required (on the precomputed sums) to compute the answer to a query. The query time ignores the cost of various auxiliary operations, including the cost of determining which of the precomputed sums should be added to answer a query. Unlike the pointer-machine model, the semigroup model allows immediate access, at no cost, to any precomputed sum. The informal model we have just described is much too powerful. For example, in this semigroup model, the optimal data structure for range-counting queries consists of the n + 1 integers 0, 1,...,n. To answer a counting query, we simply return the correct answer; since no additions are required, we can answer queries in zero “time,” using a “data structure” of only linear size! We need the notionofa faithful semigroup to circumvent this problem. A commutative semigroup (S, +) is faithful if for each n>0, for any sets of indices I, J ⊆{1,...,n} where I = J , and for every sequence of positive integers αi,βj (i ∈ I, j ∈ J ), there are semigroup © 2004 by Chapman & Hall/CRC 811
812 P.K. Agarwal values s1 ,s2,...,sn ∈ S such that i∈I αisi = j∈J βj sj . For example, (Z, +), (R, min), (N, gcd), and ({0, 1}, ∨) are faithful, but ({0, 1}, + mod 2) is not faithful. Let S = {p1 ,p2 ,...,pn } be a set of objects, S a faithful semigroup, R asetof ranges, and ♦ a relation between objects and ranges. (Recall that in the standard range-searching problem, the objects in S are points, and ♦ is containment.) Let x1 ,x2 ,...,xn be a set of n variables over S, each corresponding to a point in S . A generator g(x1 ,...,xn) is a linear form n i=1 αi xi , where αi’s are nonnegative integers, not all zero. (In practice, the coefficients αi are either 0 or 1.) A storage scheme for (S, S, R, ♦) is a collection of generators {g1,g2,...,gs } with the following property: For any query range γ ∈R, there is a set of indices Iγ ⊆{1, 2,...,s} and a set of labeled nonnegative integers {βi | i ∈ Iγ } such that the linear forms pi ♦γ xi and i∈Iγ βi gi are identically equal. In other words, the equation pi ♦γ w(pi)= i∈Iγ βigi (w(p1 ),w(p2 ),...,w(pn )) holds for any weight function w : S → S. (Again, in practice, βi = 1 for all i ∈ Iγ .) The size of the smallest such set Iγ is the query time for γ; the time to actually choose the indices Iγ is ignored. The space used by the storage scheme is measured by the number of generators. There is no notion of preprocessing time in this model. The semigroup model is formulated slightly differently for off-line range-search- ing problems. Here we are given a set of weighted points S and a finite set of query ranges R, and we want to compute the total weight of the points in each query range. This is equivalent to computing the product Aw, where A is the incidence matrix of the points and ranges, and w is the vector of weights. In the off-line semigroup model, introduced by Chazelle [Cha97, Cha01], an algorithm can be described as a circuit with one input for every point and one output for every query range, where every gate performs a binary semigroup addition. The running time of the algorithm is the total number of gates. A serious weakness of the semigroup model is that it does not allow subtractions even if the weights of points belong to a group. Therefore, we will also consider the group model, in which both additions and subtractions are allowed [Cha98]. Almost all geometric range-searching data structures are constructed by subdi- viding space into several regions with nice properties and recursively constructing a data structure for each region. Range queries are answered with such a data structure by performing a depth-first search through the resulting recursive space partition. The partition-graph model, introduced by Erickson [Eri96a, Eri96b], formalizes this divide-and-conquer approach, at least for simplex range searching data structures. The partition graph model can be used to study the complexity of emptiness queries, unlike the semigroup arithmetic and pointer machine models, in which such queries are trivial. We conclude this section by noting that most of the range-searching data struc- tures discussed in this paper (halfspace range-reporting data structures being a no- table exception) are based on the following general scheme. Given a point set S , the structure precomputes a family F = F (S)ofcanonical subsets of S and store the weight w(C)= p∈C w(p) of each canonical subset C ∈F. For a query range γ, the query procedure determines a partition Cγ = C(S, γ) ⊆F of S ∩ γ and adds © 2004 by Chapman & Hall/CRC 812
Chapter 36: Range searching 813 the weights of the subsets in Cγ to compute w(S ∩ γ). We will refer to such a data structure as a decomposition scheme. There is a close connection between the decomposition schemes and the storage schemes of the semigroup arithmetic model described earlier. Each canonical subset C = {pi | i ∈ I}∈F, where I ⊆{1, 2,...,n}, corresponds to the generator i∈I xi . How exactly the weights of canonical subsets are stored and how Cγ is computed depends on the model of computation and on the specific range-searching problem. In the semigroup (or group) arithmetic model, the query time depends only on the number of canonical subsets in Cγ , regardless of how they are computed, so the weights of canonical subsets can be stored in an arbitrary manner. In more realistic models of computation, however, some additional structure must be imposedon the decomposition scheme in order to efficiently compute Cγ .I nahierarchical decomposition scheme, the weights are stored in a tree T .E a c hnod evofTis associated with a canonical subset Cv ∈F, and the children of v are associated with subsets of Cv . Besides the weight of Cv , some auxiliary information is also stored at v, which is used to determine whether Cv ∈Cγ for a query range γ .Ifthe weight of each canonical subset can be stored in O(1) memory cells and if we can determine in O(1) time whether Cw ∈Cγ where w is a descendent of a given node v, we call the hierarchical decomposition scheme efficient. The total size of an efficient decomposition scheme is simply O(|F |). For range-reporting queries, in which the “weight” of a canonical subset is the set itself, the size of the data structure is reduced to O(|F |) by storing the canonical subsets implicitly. Finally, let r>1 be a parameter, and set Fi = {C ∈F |r i−1 ≤|C|≤r i }. We call a hierarchical decomposition scheme r-convergent if there exist constants α ≥ 1andβ>0 so that the degree of every node in T is O(rα ) and for all i ≥ 1, |Fi| = O((n/ri )α) and, for all query ranges γ, |Cγ ∩Fi| = O((n/ri )β ), i.e ., the number of canonical subsets in the data structure and in any query output decreases exponentially with their size. We will see below in Section 36.4 that r-convergent hierarchical decomposition schemes can be cascaded together to construct multilevel structures that answer complex geometric queries. To compute pi∈γ w(pi ) for a query range γ using a hierarchical decomposition scheme T , a query procedure performs a depth-first search on T , starting from its root. At each node v, using the auxiliary information stored at v, the procedure determines whether γ contains Cv , whether γ intersects Cv but does not contain Cv , or whether γ is disjoint from Cv .Ifγ contains Cv , then Cv is added to Cγ (rather, the weight of Cv is added to a running counter). Otherwise, if γ intersects Cv , the query procedure identifies a subset of children of v,say{w1 ,...,wa},so that the canonical subsets Cwi ∩ γ ,for1≤ i ≤ a, form a partition of Cv ∩ γ. Then the procedure searches each wi recursively. The total query time is O(log n + |Cγ |), provided constant time is spent at each node visited. 36.2 ORTHOGONAL RANGE SEARCHING In d-dimensional orthogonal range searching, the ranges are d-rectangles, each of the form d i=1 [ai ,bi] where ai ,bi ∈ R. This is an abstraction of multikey search- ing. For example, the points of S may correspond to employees of a company, each coordinate corresponding to a key such as age, salary, experience, etc. Queries of the form, e.g ., “report all employees between the ages of 30 and 40 who earn more © 2004 by Chapman & Hall/CRC 813
814 P.K. Agarwal than $30, 000 and who have worked for more than 5 years,” can be formulated as orthogonal range-reporting queries. Because of its numerous applications, orthog- onal range searching has been studied extensively. In this section we review recent data structures and lower bounds. UPPER BOUNDS Most orthogonal range-searching data structures are based on ran g e t ree s ,intro- duced by Bentley [Ben80]. For a set S of n points in R 2 , therangetreeTofSisa minimum-height binary tree with n leaves whose ith leftmost leaf stores the point of S with the ith smallest x-coordinate. Each interior node v of T is associated with a canonical subset Cv ⊆ S containing the points stored at leaves in the subtree rooted at v.Letav (resp. bv ) be the smallest (resp. largest) x-coordinate of any point in Cv . The interior node v stores the values av and bv and the set Cv in an array sorted by the y-coordinates of its points. The size of T is O(n log n), and it can be constructed in time O(n log n). The range-reporting query for a rectangle q =[a1 ,b1] × [a2,b2] can be answered by traversing T as follows. Suppose we are at anodev.Ifv is a leaf, then we report the point stored at v if it lies inside q.Ifv is an interior node and the interval [av ,bv ] does not intersect [a1,b1], there is nothing to do. If [av ,bv ] ⊆ [a1 ,b1], we report all the points of Cv whose y-coordinates lie in the interval [a2 ,b2], by performing a binary search. Otherwise, we recursively visit both children of v. The query time of this procedure is O(log 2 n + k), which can be improved to O(log n + k), using fractional-cascading (Section 34.3). The size of the data structure can be reduced to O(n log n/ log log n), without affecting the asymptotic query time, by constructing a range tree with O(log n) fanout and storing additional auxiliary structures at each node [Cha86]. If the query rectangles are “3-sided rectangles” of the form [a1 ,b1] × [a2, ∞], then one can use a priority search tree of size O(n) to answer a planar range-reporting query in time O(log n + k) [McC85]; see [AE99] for a few other special cases in which the storage can be reduced to linear. All these structures can be implemented in the elementary pointer-machine model and can be dynamized using the standard partial-rebuilding technique [Ove83]. If the preprocessing time of the data struc- ture is P (n), then a point can be inserted into or deleted from the data structure in O((P (n)/n) log n) amortized time. The update time can be made worst-case using the known deamortization techniques [DR91]. If we have a data structure for answering d-dimensional range-reporting queries, one can construct a (d+1)- dimensional range-reporting structure in the EPM model, using multilevel range trees (see Section 36.4), by paying a log n factor in storage, preprocessing time, and query time. IfweusetheRAMmodel,asetSofnpointsinR 2 can be preprocessed into a data structure of size O(n log n)sothatallk points lying inside a query rectangle can be reported in O(log n + k) time. Mortensen [Mor03] has developed a data structure of size O(n log n/ log log n) that can answer a range query in O(log n + k) time and can insert or delete a point in O(log n) time. If the points lie on a n×n grid in the plane, then a query can be answered in O(log log n+ k) time using O(n log n) storage or in time O((log log n)2+k log log n)usingO(n log log n) storage. For points inR 3 , a query can be answered in O(log n + k) time using O(n log 1+ n) storage. As for the data structures in the pointer-machine model, the range reporting data structures in the RAM model can be extended to higher dimensions by paying © 2004 by Chapman & Hall/CRC 814
Chapter 36: Range searching 815 a log n factor in storage and query time for each dimension. Alternatively, a d- dimensional data structure can be extended to a (d+1)-dimensional data structure by paying a log 1+ n factor in storage and a log n/ log log n factor in the query time. TABLE 36.2.1 Upper bounds known on orthogonal range reporting. d MODEL S(n) Q(n) d=2 RAM n logn+klog (2n/k) RAM nloglogn logn+kloglog(4n/k) RAM nlog n logn+k APM n k log(2n/k) EPM n k log 2 (2n/k) EPM nlogn log log n logn+k d=3 RAM nlog1+ n logn+k EPM nlog3n logn+k The two-dimensional range tree described earlier can be used to answer a range counting query in O(log n) time using O(n log n) storage. However, if we use the RAM model in which we assume that each word stores log n bits, the size can be reduced to O(n) by compressing the auxiliary information stored at each node [Cha88b]. TABLE 36.2.2 Upper bounds known on orthogonal semigroup range searching. MODEL S(n) Q(n) arithmetic m nlogn log(2m/n) RAM n log2+ n RAM nloglogn log2nloglogn RAM nlog n log2 n APM n log3 n EPM n log4 n LOWER BOUNDS Fredman [Fre80, Fre81a] was the first to prove nontrivial lower bounds on orthogonal range searching, but he considered the framework in which the points could be inserted and deleted dynamically. He showed that a mixed sequence of n insertions, deletions, and queries takes Ω(n log d n) time. These bounds were extended by Willard [Wil89] to a group model, under some restrictions. Chazelle proved lower bounds for the static version of orthogonal range searching, which almost match the best upper bounds known [Cha90b]. The following theorem summarizes his main result. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 815
816 P.K. Agarwal THEOREM 36.2.1 Chazelle [Cha90b] Let (S, ⊕) be a faithful semigroup, let d be a constant, and let n and m be parame- ters. Then there exists a set S of n weighted points in R d , with weights from S,such that the worst-case query time, under the semigroup model, for an orthogonal range- searching data structure that uses m units of storage is Ω((log n/ log(2m/n))d−1 ). Theorem 36.1 .1 holds even if the queries are quadrants instead of rectangles. In fact, this lower bound applies to answering the dominance query for a ran- domly chosen query point; in this sense the above theorem gives a lower boundon the average-case complexity of the query time. It should pointed out that Theo- rem 36.1 .1 assumes the weights of points in S to be a part of the input. That is, the data structure is not tailored to a special set of weights, and it should work for any set of weights. It is conceivable that a faster algorithm can be developed for answering orthogonal range-counting queries, exploiting the fact that the weight of each point is 1 in this case. None of the known algorithms are able to exploit this fact, however. A rather surprising result of Chazelle [Cha90a] shows that the size of any data structure on a pointer machine that answers a d-dimensional range-reporting query in O(log c n + k) time, for any constant c,isΩ(n(log n/ log log n)d−1). No- tice that this lower bound is greater than the known upper bound for answering two-dimensional reporting queries on the RAM model. These lower bounds do not hold for off-line orthogonal range searching, where given a set of n weighted points in R d and a set of n rectangles, one wants to compute the weight of points in each rectangle. Chazelle [Cha97] proved that the off-line ver- sion takes Ω(n(log n/ log log n)d−1 ) time in the semigroup model and Ω(n log log n) time in the group model. For d = Ω(log n)(resp.d = Ω(log n/ log log n)), the lower bound for the off-line range-searching problem in the group model can be improved to Ω(n log n)(resp.Ω(n log n/ log log n)) [CL01]. The close connection between the lower bounds on range searching and the “discrepancy” of set systems is discussed in Chapter 44. SECONDARY MEMORY STRUCTURES I/O-efficient orthogonal range-searching structures have received much attention re- cently because of massive data sets in spatial databases. The main idea underlying these structures is to construct high-degree trees instead of binary trees. For exam- ple, variants of B-trees are used to answer one-dimensional range-searching queries [Sam90]. Arge et al. [ASV99] developed an external priority search tree so that a 3-sided-rectangle-reporting query can be answered in O(logB ν + κ)I/OsusingO(ν) storage, where ν = n/B and κ = k/B. The main ingredient of their algorithm is a data structure that can store B 2 points using O(B) blocks and can report all points lying inside a 3-sided rectangle in O(1 + κ) I/Os. Combining their external priority search tree with Chazelle’s data structure for range reporting [Cha86], they con- struct an external range tree that uses O(ν logB ν/ log logB ν ) blocks and answers a two-dimensional rectangle reporting query in time O(logB n + κ). By extending the ideas proposed in [Cha90a], it can be shown that any secondary-memory data structure that answers a range-reporting query using O(log c B ν + κ) I/Os requires Ω(ν logB ν/ log logB n) storage. Govindrajan et al. [GAA03] have shown that a two- © 2004 by Chapman & Hall/CRC 816
Chapter 36: Range searching 817 dimensional range counting query can be answered in O(logB ν )I/OsusingO(ν) blocks of storage, assuming that each word can store log n bits. TABLE 36.2 .3 Secondary-memory structures for orthogonal range searching. Here β(n) = log log logB ν . d RANGE Q(n) S(n) d=1 interval logBν+κ ν d =2 3-sided rect logBν+κ ν rectangle logBν+κ ν logB ν/loglogB ν d=3 octant β(ν, B)logB ν + κ νlogν box β(ν, B)logB ν + κ νlog4ν LINEAR-SIZE DATA STRUCTURES None of the data structures described above are used in practice, even in two dimen- sions, because of the polylogarithmic overhead in their size. For a data structure to be used in real applications, its size should be at most cn, where c is a very small constant, the time to answer a typical query should be small—the lower bounds mentioned earlier imply that we cannot hope for small worst-case bounds—and it should support insertions and deletions of points. Keeping these goals in mind, a plethora of data structures have been proposed. The most widely used data structures for answering one-dimensional range queries are B-trees and their variants. Since a B-tree requires a linear order on the input elements, several techniques such as lexicographic ordering, bit interleaving, and space-filling curves have been used define a linear ordering on points in higher dimensions in order to store them in a B-tree. A more efficient approach to answer high-dimensional range queries is to construct a recursive partition of space, typi- cally into rectangles, and to construct a tree induced by this partition. The simplest example of this type of data structure is the quadtree in the plane. A quadtree is a 4-way tree, each of whose nodes is associated with a square Rv . Rv is partitioned into four equal-size squares, each of which is associated with one of the children of v. The squares are partitioned until at most one point is left inside a square. A range-search query can be answered by traversing the quadtree in a top-down fashion. Because of their simplicity, quadtrees are one of the most widely used data structures for a variety of problems. One disadvantage of quadtrees is that arbitrarily many levels of partitioning may be required to separate tightly clustered points. Finkel and Bentley [FB74] described a variant of the quad tree for range searching, called a point quadtree, in which each node is associated with a rectangle and the rectangle is partitioned into four rectangles by choosing a point in the in- terior and drawing horizontal and vertical lines through that point. Typically the point is chosen so that the height of the tree is O(log n). In order to minimize the number of disk accesses, one can partition the square into many squares (instead of four) by a drawing either a uniform or a nonuniform grid. The grid file data structure, introduced by Nievergelt et al. [NHS84], is based on this idea. Quadtrees and their variants construct a grid on a rectangle containing allthe © 2004 by Chapman & Hall/CRC 817
818 P.K. Agarwal input points. One can instead partition the enclosing rectangle into two rectangles by drawing a horizontal or a vertical line and partitioning each of the two rectan- gles independently. This is the idea behind the k-d-tree data structure of Bentley [Ben75]. In particular, a k-d-tree is a binary tree, each of whose nodes v is asso- ciated with a rectangle Rv .IfRv does not contain any point in its interior, v is a leaf. Otherwise, Rv is partitioned into two rectangles by drawing a horizontal or vertical line so that each rectangle contains at most half of the points; splitting lines are alternately horizontal and vertical. In order to minimize the numb er of disk accesses, Robinson [Rob81] generalized a k-d-tree to a kd-B -tree,inwhich one constructs a B-tree instead of a binary tree on the recursive partition of the enclosing rectangle, so all leaves of the tree are at the same level and each node has between B/2andB children. The rectangles associated with the children are obtained by splitting Rv recursively, as in a k-d-tree. A simple top-down approach to construct a kd-B-tree requires O(ν log2 ν ) I/Os, but the preprocessing cost can be reduced to O(ν logB ν ) I/Os using a more sophisticated approach [AAPV01]. If points are dynamically inserted into a k-d-tree or kd-B -tree, then some of the nodes may have to be split, an expensive operation because splitting a node may require reconstructing the entire subtree rooted at that node. A few variants of k-d-trees have been proposed that can update the structure in O(polylogn) time and can answer a query in O( √n + k) time. On the practical side, many variants of kd-B-trees have also been proposed to minimize the number of splits, to optimize the space, and to improve the query time, most notably buddy trees [SRF87] and hB-trees [LS90, ELS97]. A buddy tree is a combination of quad- and kd-B-trees in the sense that rectangles are split into sub-rectangles only at some specific locations, which simplifies the split procedure. If points are in degenerate position, then it may not be possible to split a square into two halves by a line. Lomet and Salzberg [LS90] circumvent this problem by introducing a new data structure, calledanhB- tree, in which the region associated with a node is allowed to be R1 \ R2 where R1 and R2 are rectangles. A more refined version of this data structure, known as an hB Π -tree, is presented in [ELS97]. All the data structures described in this section for d-dimensional range search- ing construct a recursive partition of Rd . There are other data structures that con- struct a hierarchical cover of Rd , most popular of which is the R-tree, originally introduced by Guttman [Gut84]. An R-tree is a B-tree, each of whose nodes stores a set of rectangles. Each leaf stores a subset of input points, and each input point is stored at exactly one leaf. For each node v,letRv be the smallest rectangle containing all the rectangles stored at v; Rv is stored at the parent of v (along with the pointer to v). Rv induces the subspace corresponding to the subtree rooted at v, in the sense that for any query rectangle intersecting Rv , the subtree rooted at v is searched. Rectangles stored at a node are allowed to overlap. Although allowing rectangles to overlap helps reduce the size of the data structure, answering a query becomes more expensive. Guttman suggests a few heuristics to construct an R-tree so that the overlap is minimized. Several better heuristics for improving the performance minimizing the overlap have been proposed, including R∗ -a nd Hilbert-R -trees. An R-tree also may be constructed on a set of rectangles. Agar- wal et al. [AdBG+02] showed how to construct an R-tree on a set of n rectangles inR d so that all k rectangles intersecting a query rectangle can be reported in O(n1−1/d + k) time. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 818
Chapter 36: Range searching 819 PARTIAL-SUM QUERIES Partial-sum queries require preprocessing a d-dimensional array A with n entries, in an additive semigroup, into a data structure, so that for a d-dimensional rectangle γ =[a1,b1] × ...× [ad,bd], the sum σ(A, γ)= (k1,k2,...,kd)∈γ A[k1 ,k2,...,kd] can be computed efficiently. In the off-line version, given A and m rectangles γ1 ,γ2 ,...,γm , we wish to compute σ(A, γi)foreachi. This is just a special case of orthogonal range searching, where the points lie on a regular d-dimensional lattice. Partial-sum queries are widely used for on-line analytical processing (OLAP) of commercial databases. OLAP allows companies to analyze aggregate databases built from their data warehouses. A popular data model for OLAP applications is the multidimensional database, known as data cube [GBLP96], which represents the data as d-dimensional array. Thus, an aggregate query can be formulated as a partial-sum query. Driven by this application, several heuristics have been proposed to answer partial-sum queries on data cubes [HBA97, HAMS97] and the references therein. Yao [Yao82] showed that, for d = 1, a partial-sum query can be answered in O(α(n)) time using O(n) space, where α(n) is the inverse Ackermann function. If the additive operator is max or min, then a partial-sum query can be answered in O(1) time under the RAM model using a Cartesian tree, developed by Vuillemin [Vui80]. Fo r d>1, Chazelle and Rosenberg [CR89] developed a data structure of size O(n log d−1 n) that can answer a partial-sum query in time O(α(n) log d−2 n). They also showed that the off-line version that answers m given partial-sum queries on n points takes Ω(n+mα(m, n)) time for any fixed d ≥ 1. If points are allowed to insert into S , the query time is Ω(log n/ log log n) [Fre79, Yao85] for the one-dimensional case; the bounds were extended by Chazelle [Cha90b] to Ω((log n/ log log n)d), for any fixed dimension d. 36.3 SIMPLEX RANGE SEARCHING Unlike orthogonal range searching, no simplex range-searching data structure is known that can answer a query in polylogarithmic time using near-linear storage. In fact, the lower bounds stated below indicate that there is little hope of obtaining such a data structure, since the query time of a linear-size data structure, under the semigroup model, is roughly at least n1−1/d (thus only saving a factor of n1/d over the naive approach). Because the size and query time of any data structure have to be at least linear and logarithmic, respectively, we consider these two ends of the spectrum: (i) how fast a simplex range query can be answered using a linear-size data structure; and (ii) how large the size of a data structure should be in order to answer a query in logarithmic time. Combining these two extreme cases leadstoa space/query-time tradeoff. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 819
820 P.K. Agarwal GLOSSARY Arrangements: The arrangement of a set H of hyperplanes in R d is the subdi- vision of Rd into cells of dimension k,for0≤ k ≤ d, each cell of dimension k<d being a maximal connected set contained in the intersection of a fixed subsetof H and not intersecting any other hyperplane of H . See Chapter 24. 1/r-cutting: Let H be a set of n hyperplanes in R d andlet1≤r≤nbea parameter. A (1/r)-cutting of H is a set of (relatively open) disjoint simplices covering Rd so that each simplex intersects at most n/r hyperplanes of H. Duality: The dual of a point (a1, ... ,ad) ∈ Rd is the hyperplane xd = −a1x1 − ··· − ad−1xd−1 + ad, and the dual of a hyperplane xd = b1x1 + ···+ bd is the point (b1, ... ,bd−1 ,bd). LINEAR-SIZE DATA STRUCTURES Most of the linear-size data structures for simplex range searching are based on partition trees, originally introduced by Willard [Wil82] for a set of points in the plane. Roughly speaking, a partition tree is a hierarchical decomposition scheme (in the sense described in Section 36.1) that recursively partitions the points into canonical subsets and encloses each canonical subset by a simple convex region (e.g. simplex), so that any hyperplane intersects only a fraction of the regions associ- ated with the “children” of a canonical subset. A query is answered as described in Section 36.1 . The query time depends on the maximum number of children regions of a node that a hyperplane can intersect. The partition tree proposed by Willard partitions each canonical subsets into four children, each contained in a wedge so that any line intersects at most three of them. As a result, the time spent in reporting all k points lying inside a triangle is O(n0.792 + k). A number of partition trees with improved query time were introduced later, but a ma jor breakthrough in simplex range searching was made by Haussler and Welzl [HW87]. They formulated range searching in an abstract setting and, using elegant proba- bilistic methods, gave a randomized algorithm to construct a linear-size partition tree with O(nα) query time, where α =1− 1 d(d−1)+1 + for any >0. The best linear-size data structure known for simplex range searching, which almost matches the lower bounds mentioned below, is by Matouˇsek [Mat93]. He showed that a sim- plex range-counting (resp. range-reporting) query in R d can be answered in time O(n1−1/d)(resp.O(n1−1/d + k)). His algorithm is based on a stronger version of the following theorem. THEOREM 36.3.1 Matouˇsek [Mat92] LetSbeasetofnpointsinR d ,andlet1 <r≤ n/2 be a given parameter. Then there exists a family of pairs Π={(S1 , ∆1), ... ,(Sm , ∆m)} such that Si ⊆ S lies inside simplex ∆i , n/r ≤|Si|≤2n/r, Si ∩ Sj = ∅ for i = j , and every hyperplane crosses at most cr1−1/d simplices of Π;herec is a constant. If r is a constant, then Π can be constructed in O(n) time. Using this theorem, a partition tree T can be constructed as follows. Each interior node v of T is associated with a subset Sv ⊆ S and a simplex ∆v containing Sv; the root of T is associated with S and R d . Choose r to be a sufficiently large © 2004 by Chapman & Hall/CRC 820
Chapter 36: Range searching 821 constant. If |S|≤4r, T consists of a single node, and it stores all points of S. Otherwise, we construct a family of pairs Π = {(S1 , ∆1), ... ,(Sm , ∆m)} using Theorem 36.3.1 . We recursively construct a partition tree Ti for each Si and attach Ti as the ith subtree of u. The root of Ti also stores ∆i . The total size of the data structure is linear, and it can be constructed in time O(n log n). Since any hyperplane intersects at most cr1−1/d simplices of Π, the query time of simplex range reporting is O(n 1−1/d · n logr c + k); the logr c factor can be reduced to any arbitrarily small positive constant by cho osing r sufficiently large. Although the query time can be improved to O(n1−1/d log c n+k)bychoosingrtoben,a stronger version of Theorem 36.3 .1, which was proved in [Mat93], and some other sophisticated techniques are needed to obtain O(n1−1/d + k) query time. If the points in S lie on a b-dimensional algebraic surface of constant degree, a simplex range-counting query can be answered in time O(n1−γ ) using linear space, where γ =1/ (d + b)/2 . Better bounds can be obtained for halfspace range report- ing, using filtering search; see Table 36.3.1 . A halfspace range-reporting query in the I/O model can be answered in O(logB ν +κ)I/OsusingO(ν)(resp.O(ν logB ν )) blocks of storage for d = 2 (resp. d = 3) [AAE+00]. TABLE 36.3.1 Near-linear-size data structures for halfspace range searching. d S (n) Q(n) NOTES d=2 n logn+k reporting n log n emptiness d=3 nloglogn logn+k reporting n log2n+k reporting n log n emptiness d>3 nloglogn n1−1/d/2logcn+k reporting n n1−1/d 2O(log ∗ n) emptiness even d n n1−1/d/2logcn+k reporting DATA STRUCTURES WITH LOGARITHMIC QUERY TIME For the sake of simplicity, we first consider the halfspace range-counting problem. Using a standard duality transform, this problem can be reduced to the following: Given a set H of n hyperplanes, determine the number of hyperplanes of H lying above a query point. Since the same subset of hyperplanes lies above all points in a single cell of A(H), the arrangement of H , we can answer a halfspace range-counting query by locating the cell of A(H) that contains the point dual to the hyperplane bounding the query halfspace. The following theorem of Chazelle [Cha93] yields an O((n/ log n)d)-size data structure, with O(log n) query time, for halfspace range counting. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 821
822 P.K. Agarwal THEOREM 36.3.2 Chazelle [Cha93] LetHbeasetof nhyperplanesandr≤naparameter. Sets= log2r .There exist k cuttings Ξ1 ,...,Ξs so that Ξi is a (1/2i)-cutting of size O(2id), each simplex of Ξi is contained in a simplex of Ξi−1 , and each simplex of Ξi−1 contains a constant number of simplices of Ξi . Moreover, Ξ1,...,Ξs can be computed in time O(nrd−1 ). The above approach can be extended to the simplex range-counting problem as well. That is, store the solution of every combinatorially distinct simplex (two simplices are combinatorially distinct if they do not contain the same subset of S). Since there are Θ(nd(d+1)) combinatorially distinct simplices, such an approach will require Ω(nd(d+1)) storage. Chazelle et al. [CSW92] showed that the size can be reduced to O(nd+ ), for any >0, using a multilevel data structure, with each level composed of a halfspace range-counting data structure. The space bound can be reduced to O(nd ) by increasing the query time to O(log d+1 n) [Mat93]. Halfspace range-reporting queries can be answered in O(log n + k) time, using O(n d/2 polylogn) space. A space/query-time tradeoff for simplex range searching can be attained by combining the linear-size and logarithmic query-time data structures. The known results on this tradeoff are summarized in Table 36.3 .2 . Q(m, n) is the query time on n points using m units of storage. TABLE 36.3.2 Space/query-time tradeoff. RANGE MODE Q(m, n) Simplex reporting n m1/d logd+1 m n +k Simplex counting n m1/d logd+1 m n Halfspace reporting n m1/ d/2 log c n+k Halfspace emptiness n m1/ d/2 log c n Halfspace counting n m1/d log m n LOWER BOUNDS Fredman [Fre81b] showed that a sequence of n insertions, deletions, and halfplane queries on a set of points in the plane requires Ω(n4/3) time, in the semigroup model. His technique, however, does not extend to static data structures. In a series of papers, Chazelle has proved nontrivial lower bounds on the complexity of on-line simplex range searching, using various elegant mathematical techniques. The following theorem is perhaps the most interesting result on lower bounds. THEOREM 36.3.3 Chazelle [Cha89] Le t (S, ⊕) be a faithful semigroup, let n, m be positive integers such that n ≤ m ≤ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 822
Chapter 36: Range searching 823 nd ,andletS be a random set of weighted points in [0, 1]d with weights from S.If only m words of storage is available, then with high probability, the worst-case query time for a simplex range query in S is Ω(n/√ m) for d =2,orΩ(n/(m1/d log n)) for d ≥ 3, in the semigroup model. It should be pointed out that this theorem holds even if the query ranges are wedges or strips, but it does not hold if the ranges are hyperplanes. Chazelle and Rosenberg [CR96] proved a lower bound of Ω(n1− /m + k) for simplex range reporting under the pointer-machine model. These lower bounds do not hold for halfspace range searching. A somewhat weaker lower bound for halfspace queries was proved by Br̈onnimann et al. [BCP93]. As we saw earlier, faster data structures are known for halfspace emptiness queries. A series of papers by Erickson established the first nontrivial lower bounds for on-line and off-line emptiness query problems, in the partition-graph model of computation. He first considered this model for Hopcroft’s problem—Given a set of n points and m lines, does any point lie on a line?—for which he obtained a lower bound of Ω(n log m + n2/3 m2/3 + m log n) [Eri96b], almost matching the best known upper bound O(n log m + n2/3 m2/32O(log ∗ (n+m)) + m log n), due to Ma- touˇsek [Mat93]. He later established lower bounds on a tradeoff between space and query time, or preprocessing and query time, for on-line hyperplane emptiness queries [Eri00]. For d-dimensional hyperplane queries, Ω(nd /polylogn) preprocess- ing time is required to achieve polylogarithmic query time, and the best possible query time is Ω(n1/d/polylogn) if only O(npolylogn) preprocessing time is allowed. More generally, in two dimensions, if the preprocessing time is p, the query time is Ω(n/√ p). Table 36.3 .3 summarizes the best lower bounds known for on-line simplex queries. Lower bounds for emptiness problems apply to counting and reporting problems as well. TABLE 36.3 .3 Lower bounds for on-line simplex range searching using O(m) space. Range Problem Model Query Time Simplex Semigroup Semigroup(d =2) n/√m Semigroup Semigroup(d>2) n/(m1/d log n) Reporting Pointer machine n1− /m1/d + k Hyperplane Semigroup Semigroup (n/m1/d )2/(d+1) Emptiness Partition graph (n/ log n) d2 +1 d2 +d · (1/m1/d) Halfspace Semigroup Semigroup (n/ log n) d2 +1 d2 +d · (1/m1/d) Emptiness Partition graph (n/ log n) δ2+1 δ2+δ · (1/m1/δ), where d ≥ δ(δ +3)/2 OPEN PROBLEMS 1. Bridge the gap between the known upper and lower bounds in the group model. Even in the semigroup model there is a small gap between the known bounds. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 823
824 P.K. Agarwal 2. Can a halfspace range-reporting query be answered in O(n1−1/ d/2 + k) time using linear space if d is odd? 36.4 VARIANTS AND EXTENSIONS In this section we review a few extensions of range-searching data structures: mul- tilevel structures, semialgebraic range searching, and kinetic range searching. GLOSSARY Semialgebraic set: A subset of Rd obtained as a finite Boolean combination of sets of the form {f ≥ 0}, where f is a d-variate polynomial (see Chapter 29). Tarski cells: A simply connected real semialgebraic set defined by a constant number of polynomials, each of constant degree. MULTI-LEVEL STRUCTURES A powerful property of data structures based on decomposition schemes (described in Section 36.1) is that they can be cascaded together to answer more complex queries, at the increase of a logarithmic factor per level in their performance. The real power of the cascading property was first observed by Dobkin and Edelsbrun- ner [DE87], who used this property to answer several complex geometric queries. Since their result, several papers have exploited and extended this property to solve numerous geometric-searching problems. We briefly sketch the general cascading scheme. Let S be a set of weighted objects. Recall that a geometric-searching problem P , with underlying relation ♦, requires computing p♦γ w(p) for a query range γ.LetP 1 and P 2 be two geometric-searching problems, and let ♦1 and ♦2 be the corresponding relations. Then we define P 1 ◦P2 to be the conjunction of P 1 and P2 , whose relation is ♦ 1 ∩♦2 . That is, for a query range γ ,wewanttocompute p♦1γ,p♦2 γ w(p). Suppose we have hierarchical decomposition schemes D1 and D2 for problems P1 and P2.L e tF 1 = F 1(S) be the set of canonical subsets constructed by D1, and for a range γ ,letC 1 γ = C1(S, γ) be the corresponding partition of {p ∈ S | p ♦1 γ} into canonical subsets. For each canonical subset C ∈F1 ,letF 2(C) be the collection of canonical subsets of C constructed by D2, and let C2(C, γ) be the corresponding partition of {p ∈ C | p ♦2 γ} into level- two canonical subsets. The decomposition scheme D1 ◦D2 for the problem P 1 ◦P2 consists of the canonical subsets F = C ∈F 1 F 2(C). For a query range γ , the query output is Cγ = C∈C1 γ C 2(C, γ). We can cascade any number of decomposition schemes in this manner. If we view D1 and D2 as tree data structures, then cascading the two decom- position schemes can be regarded as constructing a two-level tree, as follows. We first construct the tree induced by D1 on S .Eachnodev of D1 is associated with a canonical subset Cv . We construct a second-level tree D2 v onCvandstoreD2 vatv as its secondary structure. A query is answered by first identifying the nodes that © 2004 by Chapman & Hall/CRC 824
Chapter 36: Range searching 825 correspond to the canonical subsets Cv ∈C1 γ and then searching the corresponding secondary trees to compute the second-level canonical subsets C 2(Cv ,γ). Suppose the size and query time of each decomposition scheme are at most S(n)andQ(n), respectively, and D1 is efficient and r-convergent (cf. Section 36.1), for some constant r>1. Then the size and query time of the decomposition scheme D are O(S(n) logr n)andO(Q(n) logr n), respectively. If D2 is also efficient and r-convergent, then D is efficient and r-convergent. In some cases, the logarithmic overhead in the query time or the space can be avoided. The real power of multilevel data structures stems from the fact that there are no restrictions on the relations ♦1 and ♦2 . Hence, any query that can be represented as a conjunction of a constant number of “primitive” queries, each of which admits an efficient, r -convergent decomposition scheme, can be answered by cascading individual decomposition schemes. We will describe a few multilevel data structures in this and the following sections. SEMIALGEBRAIC RANGE SEARCHING So far we have assumed that the ranges were bounded by hyperplanes, but in many applications one has to deal with ranges bounded by nonlinear functions. For example, a query of the form, “for a given point p and a real number r, find all points of S lying within distance r from p,” is a range-searching problem in which the ranges are balls. As shown below, ball range searching in R d can be formulated as an instance of the halfspace range searching in R d+1 . So a ball range-reporting (resp. range- counting) query in R d can be answered in time O(n/m1/ d/2 log c n + k)(resp. O(n/m1/(d+1) log(m/n))), using O(m) space; somewhat better performance can be obtained using a more direct approach (Table 36.4.1). However, relatively little is known about range-searching data structures for more general ranges. A natural class of nonlinear ranges is the family of Tarski cells. It suffices to consider the ranges bounded by a single polynomial because the ranges bounded by multiple polynomials can be handled using multilevel data structures. We assume that the ranges are of the form Γf(a)={x ∈ Rd |f(x, a) ≥0}, where f is a (d+p)-variate polynomial specifying the type of ranges (disks, cylinders, cones, etc.), and a is a p-tuple specifying a specific range of the given type (e.g ., a specific disk). We will refer to the range-searching problem in which the ranges are from the set Γf as Γf -range searching. One approach to answering Γf -range queries is linearization. We represent the polynomial f (x, a)intheform f (x, a)=ψ0(a)+ψ1(a)φ1(x)+···+ ψλ(a)φλ(x) where φ1 , ... ,φλ,ψ0, ... ,ψλ are real functions. A point x ∈ Rd is mapped to the point φ(x)=(φ1(x),φ2(x), ... ,φλ(x)) ∈ Rλ . Then a range γf(a)={x ∈ Rd | f(x, a) ≥ 0} is mapped to a halfspace φ#(a):{y ∈ Rλ | ψ0(a)+ψ1(a)y1 + ···+ ψλ(a)yλ ≥ 0}; © 2004 by Chapman & Hall/CRC 825
826 P.K. Agarwal TABLE 36.4 .1 Semialgebraic range counting; λ is the dimension of linearization. d RANGE S (n) Q(n) NOTES d=2 disk nlogn nlogn d ≤ 4 Tarski cell n n1−1/d+ partition tree d ≥ 4 Tarski cell n n 1−1 2d−4 + partition tree Tarski cell n n 1−1 λ+ linearization disk n n 1−1 d+ linearization λ is called the dimension of linearization. For example, a set of spheres in R d admit a linearization of dimension d + 1, using the well-known lifting transform. Agarwal and Matouˇsek [AM94] have described an algorithm for computing a lin- earization of the smallest dimension under certain assumptions on φi ’s and ψi ’s. If f admits a linearization of dimension λ,aΓf -range query can be answered using a λ-dimensional halfspace range-searching data structure. Agarwal and Matouˇsek [AM94] have also proposed another approach to answer Γf -range queries, by ex- tending Theorem 36.3 .1 to Tarski cells and by constructing partition treesusing this extension. Table 36.4 .1 summarizes the known results on Γf -range-counting queries. The bounds mentioned in the third row of the table rely on the resultby Koltun [Kol01] on the vertical decomposition of arrangements of surfaces. KINETIC RANGE SEARCHING Let S = {p1,...,pn} be a set of n points in R 2 , each moving continuously. Let pi (t) denote the position of pi at time t, and let S(t)={p1 (t),...,pn (t)}.W e assume that each point pi is moving with fixed velocity, i.e ., pi(t)=ai + bi t for ai,bi ∈ R2 , and the trajectory of a point pi is a line pi .LetL denote the set of lines corresponding to the tra jectories of points in S . We consider the following two range-reporting queries: Q1. Given an axis-aligned rectangle R in the xy-plane and a time value tq , report all points of S that lie inside R at time tq, i.e ., report S(tq) ∩ R; tq is called the time stamp of the query. Q2. Given a rectangle R and two time values t1 ≤ t2 , report all points of S that lie inside R at any time between t1 and t2 , i.e ., report t2 t=t1 (S(t) ∩ R). Two general approaches have been proposed to preprocess moving points for range searching. The first approach, which is known as the time-oblivious approach, regards time as a new dimension and stores the tra jectories ̄pi of input points pi . One can either preprocess the tra jectories themselves using various techniques, or one can work in a parametric space, map each tra jectory to a point in this space, and build a data structure on these points. An advantage of the time-oblivious scheme is that the data structure is updated only if the tra jectory of a point changes or if a point is inserted into or deleted from the index. Since this approach preprocesses either curves in R 2 or points in higher dimensions, the query time tends to be large. For example, if S is a set of points moving in R 1 , then the tra jectory of each point © 2004 by Chapman & Hall/CRC 826
Chapter 36: Range searching 827 isalineinR 2 and a Q1 query corresponds to reporting all lines of L that intersect a query segment σ parallel to the x-axis. As we will see below, L can be preprocessed into a data structure of linear size so that all lines intersecting σ can be reported in O(n1/2+ + k) time. A similar structure can answer Q2 queries within the same asymptotic time bound. The lower bounds on simplex range searching suggest that one cannot hope to answer a query in O(log n + k) time using this approach. If S is a set of points moving in R 2 , then a Q1 query asks for reporting all lines of L that intersect a query rectangle R parallel to the xy-plane (in the xyt-space). A line in R 3 (xyt-space) intersects R if and only if their pro jections onto the xt- and yt-planes both intersect. Using this observation one can construct a two-level partition tree of size O(n)toreportinO(n1/2+ + k) time all lines of L intersecting R [AAE03]. Again a Q2 query can be answered within the same time bound. The second approach, based on the kinetic-data-structure framework [Gui98], builds a dynamic data structure on the moving points (see Chapter 50). Roughly speaking, at any time it maintains a data structure on the current configuration of the points. As the points move, the data structure evolves. The main observation is that although the points are moving continuously, the data structure is updated only at discrete time instances when certain events occur, e.g ., when any of the coordinates of two points become equal. This approach leads to fast query time, but at the cost of updating the structure periodically even if the tra jectory of no point changes. Another disadvantage of this approach is that it can answer a query only at the current configurations of points, though it can be extendedto handle queries arriving in chronological order, i.e., the time stamps of queries are in nondecreasing order. In particular, if S is a set of points moving in R 1 , using a kinetic B-tree, a one-dimensional Q1 query can be answered in O(log n + k) time. The data structure processes O(n2 ) events, each of which requires O(log n) time. Similarly, by kinetizing range trees, a two-dimensional Q1 query can be answered in O(log n + k) time; the data structure processes O(n2) events, each of which requires O(log 2 n/ log log n) time [AAE03]. Since range trees are too complicated, a more practical approach is to use the kinetic-data-structure framework on k-d-trees, as proposed by Agarwal et al. [AGG02]. They propose two variants of of kinetic k-d-trees, each of which answers Q1 queries that arrive in chronological order in O(n1/2+ ) time, for any constant >0, pro- cess O(n2 ) kinetic events, and spend O(polylogn) time at each event. Since kinetic k-d-trees process too many events because of the strong invariants they maintain, kinetic R-trees have also been proposed [JLL00, PAHP02], which typically require weaker invariants and thus are updated less frequently. OPEN PROBLEMS 1. Can a ball range-counting query be answered in O(log n) time using O(n2 ) space? 2. If the hyperplanes bounding the query halfspaces satisfy some property—e.g ., all of them are tangent to a given sphere—can a halfspace range-counting query be answered more efficiently? 3. Is there a simple, linear-size kinetic data structure that can answer Q1 queries © 2004 by Chapman & Hall/CRC 827
828 P.K. Agarwal in O( √n + k) time and processes near-linear events, each requiring O(log c n) time? 36.5 INTERSECTION SEARCHING A general intersection-searching problem can be formulated as follows: Given a set S of objects in R d , a semigroup (S, +), and a weight function w : S → S;wewish to preprocess S into a data structure so that for a query object γ,wecancompute the weighted sum w(p), where the sum is taken over all objects of S that intersect γ. Range searching is a special case of intersection-searching in which S is a set of points. An intersection-searching problem can be formulated as a semialgebraic range- searching problem by mapping each object p ∈ S to a point φ(p) in a parametric space R λ and every query range γ to a semialgebraic set ψ(γ) so that p intersects γ if and only if φ(p) ∈ ψ(γ). For example, let both S and the query ranges be sets of segments in the plane. Each segment e ∈ S with left and right endpoints (px ,py ) and (qx ,qy ), respectively, can be mapped to a point φ(e)=(px ,py ,qx ,qy ) inR 4 , and a query segment γ can be mapped to a semialgebraic region ψ(γ)so that γ intersects e if and only if ψ(γ) ∈ φ(e). A shortcoming of this approach is that λ, the dimension of the parametric space, is typically much larger than d, and thereby affecting the query time aversely. The efficiency can be significantly improved by expressing the intersection test as a conjunction of simple primitive tests (in low dimensions) and using a multilevel data structure to perform these tests. For example, a segment γ intersects another segment e if the endpoints of e lie on the opposite sides of the line containing γ and vice versa. We can construct a two-level data structure—the first level sifts the subset S1 ⊆ S of all the segments that intersect the line supporting the query segment, and the second level reports those segments of S1 whose supporting lines separate the endpoints of γ.E a c h level of this structure can be implemented using a two-dimensional simplex range- searching searching structure, and hence a reporting query can be answeredin O(n/√ m log c n + k) time using O(m) space. It is beyond the scope of this chapter to cover all intersection-searching prob- lems. Instead, we discuss a selection of basic problems that have been studied extensively. All intersection-counting data structures described here can answer intersection-reporting queries at an additional cost proportional to the output size. In some cases an intersection-reporting query can be answered faster. Moreover, using intersection-reporting data structures, intersection-detection queries can be answered in time proportional to their query-search time. Finally, all the data structures described in this section can be dynamized at the expense of an O(n ) factor in the storage and query time. POINT INTERSECTION SEARCHING Preprocess a set S of objects (e.g., balls, halfspaces, simplices, Tarski cells) in R d into a data structure so that the objects of S containing a query point can be reported (or counted) efficiently. This is the inverse of the range-searching problem, and it © 2004 by Chapman & Hall/CRC 828
Chapter 36: Range searching 829 can also be viewed as locating a point in the subdivision induced by the objects in S. Table 36.5 .1 gives some of the known results. TABLE 36.5 .1 Point intersection searching. d OBJECTS S(n) Q(n) NOTES d=2 disks m (n/√m)4/3 counting disks nlogn logn+k reporting triangles m n √m log3 n counting fat triangles n log2 n log3n+k reporting Tarski cells n2+ log n counting d =3 functions n1+ logn+k reporting Tarski cells n3+ log n counting d≥3 simplices m n m1/d logd+1 n counting balls nd+ log n counting balls m n m1/ d/2 log c n+k reporting d ≥ 4 Tarski cells n2d−4+ log n counting SEGMENT INTERSECTION SEARCHING Preprocess a set of objects in R d into a data structure so that the objects of S intersected by a query segment can be reported (or counted) efficiently. See Ta- ble 36.5 .2 for some of the known results on segment intersection searching. For the sake of clarity, we have omitted polylogarithmic factors from the query-search time whenever it is of the form n/mα . TABLE 36.5 .2 Segment intersection searching. d OBJECTS S(n) Q(n) NOTES d =2 simple p olygon n (k +1)logn reporting segments m n/√m counting circles n2+ log n counting circular arcs m n/m1/3 counting d=3 planes m n/m1/3 counting spheres m n/m1/3 counting triangles m n/m1/4 counting A special case of segment intersection searching, in which the objects are hor- izontal segments in the plane and query ranges are vertical segments, has been widely studied. In this case a query can be answered in time O(log n + k)using © 2004 by Chapman & Hall/CRC 829
830 P.K. Agarwal O(n log log n) space and O(n log n) preprocessing (in the RAM model), and a point can be inserted or deleted in O(log n) time [Mor03]. Slightly weaker bounds are known in the pointer-machine model. COLORED INTERSECTION SEARCHING Preprocess a given set S of colored objects in R d (i.e., each object in S is assigned a color) so that we can report (or count) the colors of the objects that intersect the query range. This problem arises in many contexts in which one wants to an- swer intersection-searching queries for nonconstant-size input objects. For example, given a set P = {P1 , ... ,Pm} of m simple polygons, one may wish to report all polygons of P that intersect a query segment; the goal is to return the indices, and not the description, of these polygons. If we color the edges of Pi with color i,the problem reduces to colored segment intersection searching in a set of segments. A colored orthogonal range searching query for points on a two-dimensional grid [0,U]2 canbeansweredinO(log log U + k) time using O(n log 2 U ) storage and O(n log n log 2 U ) preprocessing [AGM02]. On the other hand, a set S of n colored rectangles in the plane can be stored into a data structure of size O(n log n) so that the colors of al rectangles in S that contain a query point can be reported in time O(log n + k) [BKMT97]. If the vertices of the rectangles in S and all the query points lie on the grid [0,U]2, the query time can be improved to O(log log U + k) by increasing the storage to O(n1+ ). Gupta et al. [GJS94] have shown that the colored halfplane-reporting queries in the plane can be answered in O(log 2 n +k)usingO(n log n) space. Agarwal and van Kreveld [AvK96] presented a linear-size data structure with O(n1/2+ + k) query time for colored segment intersection-reporting queries amidst a set of segments in the plane, assuming that the segments of the same color form a connected planar graph or the boundary of a simple polygon; these data structures can also handle insertions of new segments. 36.6 OPTIMIZATION QUERIES In optimization queries, we want to return an object that satisfies certain conditions with respect to a query range. The most common example of optimization queries is, perhaps, ray-shooting queries. Other examples include segment-dragging and linear-programming queries. RAY-SHOOTING QUERIES Preprocess a set S of objects in R d into a data structure so that the first object (if one exists) intersected by a query ray can be reported efficiently. This problem arises in ray tracing, hidden-surface removal, radiosity, and other graphics problems. Efficient solutions to many geometric problems have also been developed using ray- shooting data structures. A general approach to the ray-shooting problem, using segment intersection- detection structures and Megiddo’s parametric-searching technique (Chapter 37), © 2004 by Chapman & Hall/CRC 830
Chapter 36: Range searching 831 was proposed by Agarwal and Matouˇsek [AM93]. The basic idea of their approach is as follows. Suppose we have a segment intersection-detection data structure for S, based on partition trees. Let ρ be a query ray. Their algorithm maintains a segment ab ⊆ ρ so that the first intersection point of ab with S is the same as that of ρ.Ifa lies on an object of S, it returns a. Otherwise, it picks a point c ∈ ab and determines, using the segment intersection-detection data structure, whether the interior of the segment ac intersects any object of S. If the answer is yes,it recursively finds the first intersection point of ac with S; otherwise, it recursively finds the first intersection point of cb with S. Using parametric searching, the point c at each stage can be chosen so that the algorithm terminates after O(log n) steps. In some cases the query time can be improved by a polylogarithmic factor using a more direct approach. TABLE 36.6 .1 Ray shooting. d OBJECTS S (n) Q(n) d=2 simple p olygon n log n s disjoint polygons n √slogn s disjoint polygons (s2 + n)logs log s log n s convex polygons snlogs logslogn segments m n/√m circlular arcs m n/m1/3 disjoint arcs n √n d=3 convex polytope n log n c-oriented polytopes n log n s convex polytopes s2 n2+ log2 n halfplanes m n/√m terrain m n/√m triangles m n/m1/4 spheres m n/m1/3 d>3 hyperplanes m n/m1/d hyperplanes nd logd− n log n convex polytope m n/m1/ d/2 Table 36.6.1 gives a summary of known ray-shooting results. For the sake of clarity, we have ignored the polylogarithmic factors in the query time whenever it is of the form n/mα . Like simplex range searching, many practical data structures have been pro- posed that, despite having poor worst-case performance, work well in practice. One common approach is to construct a subdivision of Rd into constant-size cells so that the interior of each cell does not intersect any object of S. A ray-shooting query can be answered by traversing the query ray through the subdivision until we find an object that intersects the ray. The worst-case query time is proportional to the maximum number of cells intersected by a segment that does not intersect anyob- ject in S . Hershberger and Suri [HS95] showed that a triangulation with O(log n) © 2004 by Chapman & Hall/CRC 831
832 P.K. Agarwal query time can be constructed when S is the boundary of a simple polygon in the plane. Agarwal et al. [AAS95] proved worst-case bounds for many cases on the num- ber of cells in the subdivision that a line can intersect. Aronov and Fortune[AF99] have obtained a bound on the expected number of cells in the subdivision thata line can intersect. LINEAR-PROGRAMMING QUERIES LetSbeasetofnhalfspacesinR d . We wish to preprocess S into a data structure so that for a direction vector v, we can determine the first point of h∈S h in the direction v. Fo r d ≤ 3, such a query can be answered in O(log n) time using O(n) storage, by constructing the normal diagram of the convex polytope h∈S h and preprocessing it for point-location queries. For higher dimensions, Ramos [Ram00] has proposed two data structures. His first structure can answer a query in time (log n)O(log d) using n d/2 log O(1) n space and preprocessing, and his second struc- ture can answer a query in time n1−1/ d/2 2O(log ∗ n) using O(n) space and O(n1+ ) preprocessing. SEGMENT-DRAGGING QUERIES Preprocess a set S of objects in the plane so that for a query segment e and a ray ρ, the first position at which e intersects any object of S as it is translated (dragged) along ρ can be determined quickly. This query can be answered in O((n/√ m) log c n) time, with O(m) storage, using segment-intersection searching structures and the parametric-search technique. Chazelle [Cha88a] gave a linear-size, O(log n) query- time data structure for the special case in which S is a set of points, e is a horizontal segment, and ρ is the vertical direction. Instead of dragging a segment along a ray, one can ask the same question for dragging along a more complex tra jectory (along a curve, and allowing both translation and rotation). These problems arise naturally in motion planning and manufacturing. 36.7 SOURCES AND RELATED MATERIAL RELATED READING Books and Monographs [Meh84]: Multidimensional searching and computational geometry. [dBvKOS97]: Basic topics in computational geometry. [Mul93]: Randomized techniques in computational geometry. Chapters 6 and8 cover range-searching, intersection-searching, and ray-shooting data structures. [Cha01]: Covers lower bound techniques, -nets, cuttings, and simplex range search- ing. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 832
Chapter 36: Range searching 833 [MTT99, Sam90]: Range-searching data structures in spatial database systems. Survey Papers [AE99, Mat94]: Range-searching data structures. [GG98, NW00, ST99] Indexing techniques used in databases. [AP02]: Range-searching data structures for moving points. [Arg02]: Secondary-memory data structures. [Chan01]: Ray-shooting data structures. RELATED CHAPTERS Chapter 24: Arrangements Chapter 34: Point location Chapter 37: Ray shooting and lines in space Chapter 39: Nearest-neighbor searching in high dimensions Chapter 44: Geometric discrepancy theory and uniform distribution Chapter 50: Modeling motion REFERENCES [AAE03] P.K . Agarwal, L. Arge, and J. Erickson. Indexing moving points. J. Comput. Syst. Sci., 66:207–243, 2003. [AAE+ 00] P.K . Agarwal, L. Arge, J. Erickson, P.G. Franciosa, and J.S. Vitter. Efficient search- ing with linear constraints. J. Comput. Syst. Sci., 61:194–216, 2000. [AAPV01] P.K . Agarwal, L. Arge, O. Procopiuc, and J.S . Vitter. A framework for index bulk loading and dynamization. In Proc. 28th Internat. Conf. Automata Program. Langs., pages 115–127, 2001. [AAS95] P.K . Agarwal, B. Aronov, and S. Suri. Stabbing triangulations by lines in 3d. In Proc. 11th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 267–276, New York, 1995. [AdBG+02] P.K . Agarwal, M. de Berg, J. Gudmundsson, M. Hammar, and H.J. Haverkort.Box- trees and R-trees with near-optimal query time. Discrete Comput. Geom., 26:291– 312, 2002. [AE99] P.K . Agarwal and J. Erickson. Geometric range searching and its relatives. In B. Chazelle, J.E. Goodman, and R. Pollack, editors, Advances in Discrete and Com- putational Geometry, volume 223 of Contemporary Mathematics, pages 1–56. Amer. Math. So c., Providence, 1999. [AGG02] P.K . Agarwal, J. Gao, and L.J . Guibas. Kinetic medians and kd-trees. In Proc. 10th European Sympos. Algorithms, pages 15–26, 2002. [AGM02] P.K . Agarwal, S. Govindara jan, and S. Muthukrishnan. Range searching in cat- egorical data: Colored range searching on grid. In Proc. 10th European Sympos. Algorithms, pages 17–28, 2002. [AM93] P.K . Agarwal and J. Matouˇsek. Ray shooting and parametric search. SIAM J. Comput., 22:794–806, 1993. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 833
834 P.K. Agarwal [AM94] P.K . Agarwal and J. Matouˇsek. On range searching with semialgebraic sets. Discrete Comput. Geom., 11:393–418, 1994. [AP02] P.K . Agarwal and C.M. Procopiuc. Advances in indexing mobile objects. IEEE Bul l Data Eng., 25:25–34, 2002. [AvK96] P.K . Agarwal and M. van Kreveld. Polygon and connected component int er sec tion searching. Algorithmica , 15:626–660, 1996. [Arg02] L. Arge. External memory data structures. In J. Abello, P.M. Pardalos, and M.G .C . Resende, editors, Handbook of Massive Data Sets, pages 313–358. Kluwer Academic Publishers, Boston, 2002. [ASV99] L. Arge, V. Samoladas, and J.S. Vitter. On two-dimensional indexability and optimal range search indexing. In Proc. Annu. ACM Sympos. Principles Database Syst., pages 346–357, 1999. [AF99] B. Aronov and S.J. Fortune. Approximating minimum-weight triangulations in three dimensions. Discrete Comput. Geom., 21:527–549, 1999. [Ben75] J.L . Bentley. Multidimensional binary search trees used for asso ciative searching. Commun. ACM, 18:509–517, 1975. [Ben80] J.L . Bentley. Multidimensional divide-and-conquer. Commun. ACM, 23:214–229, 1980. [BKMT97] P. Bozanis, N. Ktsios, C. Makris, and A. Tsakalidis. New results onintersection query problems. Comput. J., 40:22–29, 1997. [BCP93] H. Br̈onnimann, B. Chazelle, and J. Pach. How hard is halfspace range searching. Discrete Comput. Geom., 10:143–155, 1993. [Chan01] A.Y . Chang. A survey of geometric data structures for ray tracing.Tech.Report TR-CIS-2001-06, Polytechnic Univ., New York, 2001. [CL01] B. Chazelle and A. Lvov. A trace bound for hereditary discrepancy. Discrete Comput. Geom., 26:221–232, 2001. [Cha86] B. Chazelle. Filtering search: a new approach to query-answering. SIAM J. Comput., 15:703–724, 1986. [Cha88a] B. Chazelle. An algorithm for segment-dragging and its implementation. Algorith- mica, 3:205–221, 1988. [Cha88b] B. Chazelle. A functional approach to data structures and its use in multidimensional searching. SIAM J. Comput., 17:427–462, 1988. [Cha89] B. Chazelle. Lower bounds on the complexity of polytope range searching. J. Amer. Math. Soc., 2:637–666, 1989. [Cha90a] B. Chazelle. Lower b ounds for orthogonal range searching, I: The reporting case. J. Assoc. Comput. Mach., 37:200–212, 1990. [Cha90b] B. Chazelle. Lower bounds for orthogonal range searching, II: The arithmetic model. J. Assoc. Comput. Mach., 37:439–463, 1990. [Cha93] B. Chazelle. Cutting hyperplanes for divide-and-conquer. Discrete Comput. Geom., 9:145–158, 1993. [Cha97] B. Chazelle. Lower b ounds for off-line range searching. Discrete Comput. Geom., 17:53–66, 1997. [Cha98] B. Chazelle. A sp ectral approach to lower b ounds with applicationstogeometric searching. SIAM J. Comput., 27:545–556, 1998. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 834
Chapter 36: Range searching 835 [Cha01] B. Chazelle. The Discrepancy Method: Randomness and Complexity. Cambridge University Press, 2001. [CR89] B. Chazelle and B. Rosenberg. Computing partial sums in multidimensional arrays. In Proc. 5th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 131–139, 1989. [CR96] B. Chazelle and B. Rosenberg. Simplex range reporting on a p ointer machine. Comput. Geom. Theory Appl., 5:237–247, 1996. [CSW92] B. Chazelle, M. Sharir, and E. Welzl. Quasi-optimal upper bounds for simplex range searching and new zone theorems. Algorithmi ca, 8:407–429, 1992. [dBvKOS97] M. de Berg, M. van Kreveld, M.H. Overmars, and O. Schwarzkopf. Computational Geometry: Algorithms and Applications. Springer-Verlag, Berlin, 1997. [DR91] P.F. Dietz and R. Raman. Persistence, amortization and randomization. In Proc. ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 78–88. 1991. [DE87] D.P. Dobkin and H. Edelsbrunner. Space searching for intersecting objects. J. Algorithms , 8:348–361, 1987. [Eri96a] J. Erickson. New lower bounds for halfspace emptiness. In Proc. 37th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 472–481, 1996. [Eri96b] J. Erickson. New lower bounds for Hopcroft’s problem. Discrete Comput. Geom., 16:389–418, 1996. [Eri00] J. Erickson. Space-time tradeoffs for emptiness queries. SIAM J. Comput., 19:1968– 1996, 2000. [ELS97] G. Evangelidis, D.B. Lomet, and B. Salzberg. The hBΠ - tree: A multi-attribute index supporting concurrency, recovery and node consolidation. VLDB J., 6:1–25, 1997. [FB74] R.A. Finkel and J.L . Bentley. Quad trees: a data structure for retrieval on comp osite keys. Acta Inform., 4:1–9, 1974. [Fre79] M.L . Fredman. The complexity of maintaining an array and computingitspartial sums. J. Assoc. Comput. Mach., 29:250–260, 1979. [Fre80] M.L . Fredman. The inherent complexity of dynamic data structures which accom- modate range queries. In Proc. 21st Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 191–199, 1980. [Fre81a] M.L . Fredman. A lower b ound on the complexity of orthogonal range queries. J. Assoc. Comput. Mach., 28:696–705, 1981. [Fre81b] M.L . Fredman. Lower b ounds on the complexity of some optimal data structures. SIAM J. Comput., 10:1–10, 1981. [GG98] V. Gaede and O. G ̈unther. Multidimensional access methods. ACM Comput. Surv., 30:170–231, 1998. [GAA03] S. Govindara jan, P.K. Agarwal, and L. Arge. CRB-tree: An efficient indexing scheme for range aggregate queries. In Proc. 9th Internat. Conf. Database Theory, 2003. [GBLP96] J. Gray, A. Bosworth, A. Layman, and H. Patel. Data cub e: A relational aggrega- tion op erator generalizing group-by, cross-tab, and sub-totals. In Proc. 12th IEEE Internat. Conf. Data Eng., pages 152–159, 1996. [Gui98] L.J . Guibas. Kinetic data structures—a state of the art rep ort. In P.K . Agarwal, L.E . Kavraki, and M. Mason, editors, Proc. Workshop Algorithmic Found. Robot., pages 191–209. A .K . Peters, Wellesley, 1998. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 835
836 P.K. Agarwal [GJS94] P. Gupta, R. Janardan, and M. Smid. Efficient algorithms for generalized inter- section searching on non-iso-oriented objects. In Proc. 10th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 369–378, 1994. [Gut84] A. Guttmann. R -trees: A dynamic index structure for spatial searching. In Proc. ACM SIGMOD Conf. Principles Database Syst., pages 47–57, 1984. [HW87] D. Haussler and E. Welzl. Epsilon-nets and simplex range queries. Discrete Comput. Geom., 2:127–151, 1987. [HS95] J. Hershberger and S. Suri. A pedestrian approach to ray sho oting: Shoot a ray, take a walk. J. Algorithms, 18:403–431, 1995. [HAMS97] C.- T . Ho, R. Agrawal, N. Megiddo, and R. Srikant. Range queries in OLAP data cub es. In Proc. ACM SIGMOD Conf. Management Data, pages 73–88, 1997. [HBA97] C.- T . Ho, J. Bruck, and R. Agrawal. Partial-sum queries in OLAP data cub es using covering codes. In Proc. Annu. ACM Sympos. Principles Database Syst., pages 228– 237, 1997. [Kol01] V. Koltun. Almost tight upper bounds for vertical decompositions in four dimen- sions. In Proc. 42nd Sympos. Found. Comput. Sci., pages 56–65, 2001. [LS90] D.B. Lomet and B. Salzberg. The hB-tree: A multiattribute indexing method with good guaranteed performance. ACM Trans. Database Syst., 15:625–658, 1990. [MTT99] Y. Manolopoulos, Y. Theodoridis, and V.J. Tsotras. Advanced Database Indexing. Kluwer Academic Publishers, Boston, 1999. [Mat92] J. Matouˇsek. Efficient partition trees. Discrete Comput. Geom., 8:315–334, 1992. [Mat93] J. Matouˇsek. Range searching with efficient hierarchical cuttings. Discrete Comput. Geom., 10:157–182, 1993. [Mat94] J. Matouˇsek. Geometric range searching. ACM Comput. Surv., 26:421–461, 1994. [McC85] E.M. McCreight. Priority search trees. SIAM J. Comput., 14:257–276, 1985. [Meh84] K. Mehlhorn. Data Structures and Algorithms 3: Multi-dimensional Searching and Computational Geometry, volume 3 of EATCS Monographs on Theoretical Computer Science. Springer-Verlag, Heidelberg, 1984. [Mor03] C.W . Mortensen. Fully-dynamic two dimensional orthogonal range and line seg- ment intersection rep orting in logarithmic time. In Proc. 14th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, 2003. [Mul93] K. Mulmuley. Computational Geometry: An Introduction through Randomized Al- gorithms. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1993. [NHS84] J. Nievergelt, H. Hinterberger, and K.C . Sevcik. The grid file: An adaptable, sym- metric multi-key file structure. ACM Trans. Database Syst., 9:38–71, 1984. [NW00] J. Nievergelt and P. Widmayer. Spatial data structures: Concepts and design choices. In J. - R. Sack and J. Urrutia, editors, Handbook of Computational Geometry, pages 725–764. Elsevier North-Holland, Amsterdam, 2000. [Ove83] M.H . Overmars. The Design of Dynamic Data Structures, volume 156of Lec t u re Notes Comput. Sci. Springer-Verlag, Heidelberg, 1983. [PAHP02] C.M. Pro copiuc, P.K . Agarwal, and S. Har-Peled. Star-tree: An efficient self- adjusting index for moving points. In Proc. 4th Workshop Algorithm Eng. Experi- ments, pages 178–193, 2002. [Ram00] E.A. Ramos. Linear programming queries revisited. In Proc. 16th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 176–181, 2000. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 836
Chapter 36: Range searching 837 [Rob81] J.T . Robinson. The k -d -b -tree: a search structure for large multidimensional dy- namic indexes. In Proc. ACM SIGMOD Conf. Management Data, pages 10–18, 1981. [ST99] B. Salzberg and V.J . Tsotras. A comparison of access methods for time evolving data. ACM Comput. Surv., 31:158–221, 1999. [Sam90] H. Samet. The Design and Analysis of Spatial Data Structures. Addison-Wesley, Reading, 1990. [SRF87] T. Sellis, N. Roussop oulos, and C. Faloutsos. The R + -tree: A dynamic index for multi-dimensional objects. In Proc. 13th VLDB Conf., pages 507–517, 1987. [JLL00] S. ˇ Saltenis, C.S. Jensen, S.T . Leutenegger, and M.A . Lopez. Indexing the positions of continuously moving objects. In Proc. ACM SIGMOD Internat. Conf. Management Data, pages 331–342, 2000. [Vui80] J. Vuillemin. A unifying look at data structures. Commun. ACM, 23:229–239, 1980. [Wil89] D.E. Willard. Lower bounds for the addition-subtraction operations in orthogonal range queries and related problems. Inform. Comput., 82:45–64, 1989. [Wil82] D.E. Willard. Polygon retrieval. SIAM J. Comput., 11:149–165, 1982. [Yao82] A.C . Yao. Space-time trade-off for answering range queries. In Proc. 14th Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 128–136, 1982. [Yao85] A.C . Yao. On the complexity of maintaining partial sums. SIAM J. Comput., 14:277–288, 1985. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 837
838
37 RAY SHOOTING AND LINES IN SPACE Marco Pellegrini INTRODUCTION The geometry of lines in 3-space has been a part of the body of classical algebraic geometry since the pioneering work of Pl̈ucker. Interest in this branch of geometry has been revived in recent years by several converging trends in computer science. The discipline of computer graphics (Chapter 49) has pursued the task of rendering realistic images by simulating the flow of light within a scene according to the laws of elementary optical physics. In these models light moves along straight lines in 3- space and a computational challenge is to find efficiently the intersections of a very large number of rays with the objects comprising the scene. In robotics (Chapters 47 and 48) the chief problem is that of moving 3D objects without collisions. Effects due to the edges of objects have been studied as a special case of the more general problem of representing and manipulating lines in 3-space. Computational geom- etry (whose core is better termed “design and analysis of geometric algorithms”) has moved recently from the realm of planar problems to tackling directly prob- lems that are specifically 3D. The new and sometimes unexpected computational phenomena generated by lines (and segments) in 3-space have emerged as a main focus of research. In this chapter we will survey the present state of the art on lines and ray shooting in 3-space from the point of view of computational geometry. The empha- sis is on provable nontrivial bounds for the time and storage used by algorithms for solving natural problems on lines, rays, and polyhedra in 3-space. We start by mentioning different possible choices of coordinates for lines (Section 37.1). This is an essential initial step because different coordinates highlight different properties of the lines in their interaction with other geometric objects. Here a special role is played by Pl̈ucker coordinates [Plu65] (Section 37.1), which represent the starting point for many of the most recent results. Then we consider how lines interact with each other (Section 37.2). We are given a finite set of lines L that act as obstacles and we will define other (infinite) sets of lines induced by L that capture some of the important properties of visibility and motion problems. We show boundson the storage required for a complete description of such sets. Then we move a step forward by considering the same sets of lines when the obstacles are polyhedral sets, more commonly encountered in applications. We arrive in Section 37.3atthe ray-shooting problem and its variants (on-line, off-line, arbitrary direction, fixed direction, and shooting with objects other than rays). Again, the obstacles are usually polyhedral objects, but in one case we are able to report a ray-shooting result on spheres. Section 37.4is devoted to the problem of collision-free movements (arbitrary or translation only) of lines among obstacles. This problem arises, for example, when lines are used to model radiation or light beams (e.g ., lasers). In Section 37.5 we define a few notions of distance among lines, and as a consequence we have several 839 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 839
840 M. Pellegrini natural proximity problems for lines in 3-space. Finding the closest pair in a set of lines is the most basic of such problems. In Section 37.6 we survey what is known about the “dominance” relation among lines. This relation is central for many visibility problems in graphics. It is used, for example, in the painter’s algorithm for hidden surface removal (Chapter 49). Another direction of research has explored the relation between lines in 3-space and their orthogonal pro jections. A central topic here is realizability: Given a set of planar lines together with a relation, does there exist a corresponding set of lines in 3-space whose dominance is consistent with the given relation? 37.1 COORDINATES OF LINES GLOSSARY Homogeneous coordinates: A point (x, y , z) in Cartesian coordinates has homogeneous coordinates (x0 ,x1,x2 ,x3 ), where x = x1/x0, y = x2 /x0 ,and z = x3/x0. Oriented lines: A line may have two distinct orientations. A line and an ori- entation form an oriented line. Unoriented line: A line for which an orientation is not distinguished. (I) Canonical coordinates by pairs of planes. The intersection of two planes with equations y = az + b and x = cz + d is a nonhorizontal line in 3-space, uniquely defined by the four parameters (a, b, c, d). Thus these parameters can be taken as coordinates of such lines. In fact, the space of nonhorizontal lines is homeomorphic toR 4 . Results on ray shooting among boxes and some lower bounds on stabbing are obtained using these coordinates. (II) Canonical coordinates by pairs of points. Given two parallel horizontal planes, z =1 andz = 0, the intersection points of a nonhorizontal line l with the two planes uniquely define that line. If (x0 ,y0, 0) and (x1,y1 , 1) are two such points for l, then the quadruple (x0,y0 ,x1 ,y1 ) can be used as coordinates of l. Results on sets of horizontal polygons are obtained using these coordinates. Although four is the minimum number of coordinates needed to represent an un- oriented line, such parametrizations have proved useful only in special cases. Many interesting results have been derived using instead a five-dimensional parametriza- tion for oriented lines, called Pl̈ucker coordinates. (III) Pl̈ucker co ordinates of lines. An oriented line in 3-space can be given by the homogeneous coordinates of two of its points. Let l be a line in 3-space and let a =(a0 ,a1 ,a2 ,a3 )andb =(b0 ,b1 ,b2 ,b3) be two distinct points in homogeneous coordinates on l. We can represent the line l, oriented from a to b, by the matrix l= a0a1a2a3 b0b1b2b3 , with a0,b0 > 0. By taking the determinants of the six 2 × 2 submatrices of the above 2 × 4matrix © 2004 by Chapman & Hall/CRC 840
Chapter 37: Ray shooting and lines in space 841 we obtain the homogeneous Pl̈ucker coordinates of the line: p(l)=(ξ01 ,ξ02 ,ξ03,ξ12 ,ξ31 ,ξ23 ), with ξij = det ai aj bi bj . The six numbers ξij are interpreted as homogeneous coordinates of a point in 5- space. For a given line l the six numbers are unique modulo a positive multiplicative factor, and they do not depend on the particular distinct points a and b that we have chosen on l. We call p(l)thePl̈ucker point of l in pro jective 5-dimensional space P 5 . We also define the Pl̈ucker hyperplane of the line l to be the hyperplane inP 5 with vector of coefficients v(l)=(ξ23 ,ξ31,ξ12 ,ξ03 ,ξ02 ,ξ01 ). So the Pl̈ucker hyperplane is: h(l)={p∈P5|v(l)·p =0}. Fo r e a ch P l ̈ucker hyperplane we have a positive and a negative halfspace given by h+(l)={p∈P5|v(l)·p≥0}andh − (l)={p∈P5|v(l)·p≤0}. Not everytuple of 6 real numbers corresponds to a line in 3-space since the Pl̈ucker coordinates must satisfy the condition ξ01ξ23 + ξ02ξ31 + ξ03ξ12 =0. (37.1.1) The set of points in P 5 satisfying Equation 37.1 .1 forms the so-called Pl̈ucker hypersurface Π; it is also called the Klein quadric or the Grassmannian (manifold). The converse is also true: every tuple of six real numbers satisfying Equation 37.1.1 is the Pl̈ucker point of some line in 3-space. Given two lines l and l , they intersect or are parallel (i.e., they intersect at infinity) when the four defining points are coplanar. In this case the determinant of the 4 ×4matrix formed by the 16 homogeneous coordinates of the four points is zero. In terms of Pl̈ucker coordinates we have the following basic lemmas. LEMMA 37.1.1 Lines l and l intersect or are paral lel (meet at infinity) if and only if p(l) ∈ h(l ). Note that Equation 37.1 .1 states in terms of Pl̈ucker coordinates the fact that any line always meets itself. LEMMA 37.1.2 Le t l be an oriented line and t a triangle in Cartesian 3-space with vertices (p0 ,p1 ,p2 ). Le t li be the oriented line through (pi ,pi+1 ) (indices mod 3). Then l intersects t if and only if either p(l) ∈ h+(l0) ∩ h+(l1) ∩ h+(l2) or p(l) ∈ h−(l0) ∩ h−(l1) ∩ h−(l2). These two lemmas allow us to map combinatorial and algorithmic problems involving lines (and polyhedral sets) in 3-space into problems involving sets of hy- perplanes and points in pro jective 5-space (Pl̈ucker space). The main advantage is that we can use the rich collection of results on the combinatorics of highdi- mensional arrangements of hyperplanes (see Chapter 24). The main drawbackis that we are using five (nonhomogeneous) parameters, instead of four which isthe minimum number necessary. This choice has a potential for increasing the time bounds of line algorithms. We are rescued by the following theorem: © 2004 by Chapman & Hall/CRC 841
842 M. Pellegrini THEOREM 37.1.3 [APS93] Given a set H of n hyperplanes in 5-dimensional space, the complexity of the cells of the arrangement A(H) intersected by the Pl̈ucker hypersurface Π (also called the zone of Π in A(H))isO(n4 log n). Although the entire arrangement A(H) can be of complexity Θ(n5 ), if we are working only with Pl̈ucker points we can limit our constructions to the zone of Π, the complexity of which is one order of magnitude smaller. Theorem 37.1 .3is especially useful for deriving ray-shooting results. The list of coordinatizations discussed in this section is by no means exhaustive. Other parametrizations are used, for example, in [Ame92], [AAS97], and [AS96]. A TYPICAL EXAMPLE A typical example of the use of Pl̈ucker coordinates in 3D problems is the result for fast ray shooting among polyhedra (see Table 37.3 .1). We triangulate the faces of the polyhedra and extend each edge to a full line. Each such line is mapped to a Pl̈ucker hyperplane. Lemma 37.1 .2 guarantees that each cell in the resulting arrangement of Pl̈ucker hyperplanes contains Pl̈ucker points that pass through the same set of triangles. Thus to answer a ray-shooting query, we first locate the query Pl̈ucker point in the arrangement, and then search the list of triangles associated with the retrieved cell. This final step is accomplished using a binary search strategy when the polyhedra are disjoint. Theorem 37.1 .3 guarantees that we need to build a point location structure only for the zone of the Pl̈ucker hypersurface, thus saving an order of magnitude over general point location methods for arrangements(see Sections 21.3 and 30.7). 37.2 SETS OF LINES IN 3-SPACE With Pl̈ucker coordinates (III) to represent oriented lines, we can use the topology induced by the standard topology of 5-dimensional pro jective space P 5 onΠas a natural topology on sets of oriented lines. Using the four-dimensional coordi- natizations (I) or (II), we can impose the standard topology of R4 on the set of nonhorizontal unoriented lines. Thus we can define the concepts of “neighbour- hood,” “continuous path,” “open set,” “closed set,” “boundary,” “path-connected component,” and so on, for the set L of lines in 3-space. The distinction between oriented lines and unoriented lines is mainly technical and the complexity bounds hold in either case. GROUPS OF LINES INDUCED BY A FINITE SET OF LINES GLOSSARY Semialgebraic set: The set of all points that satisfy a Boolean combination of a finite number of algebraic constraints (equalities and inequalities) in the Cartesian coordinates of Rd . See Chapter 33. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 842
Chapter 37: Ray shooting and lines in space 843 Path-connected component: A maximal set of lines that can be connected by a path of lines, a continuous function from the interval [0, 1] to the space of lines. Positively-oriented lines: Oriented lines l1 and l2 on the xy-plane are posi- tively-oriented if the triple scalar product of vectors parallel to l1 , l2 , and the positive z-axis is positive. Consistently-oriented lines: An oriented line l in 3-space is oriented consis- tently with a 3D set L of oriented lines if the pro jection l of l onto a plane is positively-oriented with the pro jection of every line in L. A finite set L of n lines in 3-space can be viewed as an obstacle to the free movement of other lines in 3-space. Many applications lead to defining groups of lines with some special properties with respect to the fixed lines L. The resources used by algorithms for these applications are often bounded by the “complexity” of such groups. The boundary of a semialgebraic set in R 4 is partitioned into a finite number of faces of dimension 0, 1, 2, and 3, each of which is also a semialgebraic set.The number of faces on the boundary of a semialgebraic set is the complexity of that set. The groups of lines that we consider are represented in R 4 by semialgebraic sets, with the coefficients of the corresponding algebraic constraints a function of the given finite set of lines L. The set Miss(L) consists of lines that do not meet any line in L.Th es e ts Ve r t ( L) and Free(L) consists of lines that may be translated to infinity without collision with lines in L. The basic complexities displayed in Table 37.2.1 are derived from [CEGS96, Pel94b, Aga94]. TABLE 37.2 .1 Complexity of groups of lines defined by lines. SET OF LINES DEFINITION COMPLEXITY Miss(L) do not meet any line in L Θ(n4 ) 1 component of Miss(L) 1 path-connected component Θ(n2 ) Vert(L) can be translated vertically to ∞ Θ(n3 ) Free(L) can be translated to ∞ in some direction Ω(n3),O(n3 log n) VertCO(L) above L and oriented consistently with L Θ(n2 ) MEMBERSHIP TESTS Given L, we can build a data structure during a preprocessing phase so that when presented with a new (query) line l, we can decide efficiently whether l is in one of the sets defined in the previous section. Such an algorithm implements a member- ship test for a group of lines. Table 37.2 .2 shows the main results. GROUPS OF LINES INDUCED BY POLYHEDRA GLOSSARY : A positive real number, which we may choose arbitrarily close to zero for each © 2004 by Chapman & Hall/CRC 843
844 M. Pellegrini TABLE 37.2 .2 Membership tests for groups of lines defined by lines. SET OF LINES QUERY TIME PREPROC/STORAGE SOURCE Miss(L) O(log n) O(n4+ ) [Pel93b, AM93] 1 component of Miss(L) O(log n) O(n2+ ) [Pel91] Ve r t ( L), VertCO(L) O(log n) O(n2+ ) [CEGS96] Free(L) O(log n) O(n3+ ) [Pel94b] algorithm or data structure. A caveat is that the multiplicative constant implicit in the big-O notation depends on and its value increases when tends to zero. α( · ): The inverse of Ackermann’s function. α(n) grows very slowly and is at most 4for any practical value of n. See Section 47.4. β( · ): β(n)=2 c √log n for a constant c. β(·) is a function that is smaller than any polynomial but larger than any polylogarithmic factor. Formally we have thatforeverya,b>0,log a n≤β(n)≤nb forany n≥n0(a,b). Polyhedral set P: A region of 3-space bounded by a collection of interior-disjoint vertices, segments, and planar polygons. We denote with n the total number of vertices, edges, and faces. Star-shaped polyhedron: A polyhedron P for which there exists a point o ∈ P such that for every point p ∈ P , the open segment op is contained in P . Terrain: When the star-shaped polyhedron is unbounded and o is at infinity we obtain a terrain, a monotone surface (cf. Section 26.1). A collection of polyhedra in 3-space may act as obstacles limiting the collision- free movements of lines. Following the blueprint of the previous section, the com- plexity of some interesting groups of lines induced by polyhedra are displayed in Table 37.2.3 (see [HS94, Pel94b, Aga94]). TABLE 37.2 .3 Complexity of groups of lines defined by polyhedra. SET OF LINES DEFINITION COMPLEXITY Miss(P ) do not meet polyhedron P Θ(n4 ) Vert(P) can be translated vertically to ∞ Ω(n3 ), O(n3β(n)) Free(P) can be translated to ∞ in some direction Ω(n3 ) Miss(Q), Fr e e ( Q) Q star-shaped polyhedron or a terrain Ω(n2 α(n)), O(n3 log n) Similarly, we can define groups of 3D segments defined by polyhedra in 3D. The set of relatively open segments that miss P is also a semialgebraic set, known as the 3D Visibility skeleton (see [DDP97, Dur99]). Its combinatorial complexity is Θ(n4 ). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 844
Chapter 37: Ray shooting and lines in space 845 OPEN PROBLEMS 1. Find an almost cubic upper bound on the complexity of the group of lines Free(P ) for a polyhedron P . 2. Close the gap between the quadratic lower and the cubic upper bound for the group Free(T ) induced by a terrain T (Table 37.2 .3). SETS OF STABBING LINES GLOSSARY Stabber: A line l that intersects every member of a collection P = {P1, ..., Pk } of polyhedral sets. The sum of the sizes of the polyhedral sets in P is n.The set of lines stabbing P is denoted S(P ). Box: A parallelepiped each of whose faces is orthogonal to one of the three Cartesian axes. c-oriented: Polyhedra whose face normals come from a set of c fixed directions. Table 37.2.4lists the worst-case complexity of the set S(P ) and the time to find a witness stabbing line. TABLE 37.2 .4 Complexity of the set of stabbing lines and detection time. OBJECTS COMPLEXITY OF S(P) FIND TIME SOURCES Convex polyhedra Ω(n3 ), O(n3 log n) O(n3 β(n)) [PS92, Pel93a, Aga94] Boxes O(n2 ) O(n) [Ame92, Meg91] c-oriented polyhedra O(n2 ) O(n2) [Pel91] Horiz polygons Θ(n2 ) O(n) [Pel91] Note that in some cases (boxes, parallel polygons) a stabbing line can be found in linear time, even though the best bound known for the complexity of the stabbing set is quadratic. These results are obtained using linear programming techniques (Chapter 45). We can determine whether a given line l is a stabber for a preprocessed set P of convex polyhedra in time O(log n), using data structures of size O(n2+ ) that can be constructed in time O(n2+ ) [PS92]. For a n oriented stabber l and a set O of k disjoint convex bodies in Rd ,the order of the intersection of the objects along l is called a geometric permutation (cf. Chapter 4). A recent advance of Zhou and Suri [ZS01] shows that for ballsof unit radius and k large enough there are at most 4geometric permutations. For k rectangular boxes there are at most 2d−1 geometric permutations, which is tight (see also [OR01]). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 845
846 M. Pellegrini OPEN PROBLEMS 1. Can linear programming techniques yield a linear-time algorithm for c-oriented polyhedra? 2. The lower bound for S(P) for a set of pairwise disjoint convex polyhedra is only Ω(n2 ) [PS92]. Close the gap between this and the cubic upper bound. 37.3 RAY SHOOTING Ray shooting is an important operation in computer graphics and a primitiveop- eration useful in several geometric computations (e.g ., hidden surface removal, and detecting and computing intersections of polyhedra). The problem is defined as follows. Given a large collection P of simple polyhedral objects, we want to know, for a given point p and direction d, the first object in P intersected by the ray defined by the pair p, d. A single polyhedron with many faces can be represented without loss of generality by the collection of its faces, each treated as a separate polygon. ON-LINE RAY SHOOTING IN AN ARBITRARY DIRECTION Here we consider the on-line model in which the set P is given in advance and a data structure is produced and stored. Afterward we are given the query rays one-by-one and the answer to one query must be produced before the next query is asked. Table 37.3 .1 summarizes the known complexity bounds on this problem. For a given class of objects we report the query time, the storage, and the preprocessing time of the method with the best bound. In this table and in the following oneswe omit the big-O symbols. Again, n denotes the sum of the sizes of all the polyhedra in P . The main references on ray shooting (Table 37.3 .1) are in [Pel93b, dBH+94] (boxes), [AM93, AM94, Pel93b, dBH+94, AS93b] (polyhedra), [Pel96] (horizontal polygons), [AAS97, MS97] (spheres), and [DK85, AS96a] (convex polyhedra). GLOSSARY Fat horizontal polygons: Convex polygons contained in planes parallel to the xy-plane, with a lower bound on the size of their minimum interior angle. Curtains: Polygons in 3-space bounded by one segment and by two vertical rays from the endpoints of the segment. Axis-oriented curtains: Curtains hanging from a segment parallel to the x-or y-axis. When we drop the fatness assumption for horizontal polygons we obtain bounds that depend on K , the complexity of the set of lines missing the edges of the polygons. K is in the range [n2 , ..., n4 ] and reaches the upper end of the range only when the polygons are very long and thin. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 846
Chapter 37: Ray shooting and lines in space 847 TABLE 37.3 .1 On-line ray shooting in an arbitrary direction. OBJECTS QUERY STORAGE PREPROCESSING Boxes, terrains, curtains log n n2+ n2+ Boxes n1+ /m1/2 n≤m≤n2 m1+ Polyhedra log n n4+ n4+ Polyhedra n1+ /m1/4 n≤m≤n4 m1+ Fat horiz polygons log n n2+ n2+ Horiz p olygons log3 n n3+ +K n3+ +Klogn Spheres log4 n n3+ n3+ 1 convex polyhedron log n n nlogn s convex polyhedra log2 n n2+ s2 n2+ s2 Most of the data structures for ray shooting mentioned in Table 37.3 .1 can be made dynamic (under insertion and deletion of objects in the scene) by using general dynamization techniques (see [Meh84]) and other more recent results [AEM92]. ON-LINE RAY SHOOTING IN A FIXED DIRECTION We can usually improve on the general case if the direction of the rays is fixed a priori, while the source of the ray can lie anywhere in R 3 . See Table 37.3 .2; here k is the number of vertices, edges, faces, and cells of the arrangement of the (possibly intersecting) polyhedra. References for ray shooting in a fixed direction (Table 37.3.2) are [dB93, dBGH94]. TABLE 37.3 .2 On-line ray shooting in a fixed direction. OBJECTS QUERY TIME STORAGE PREPROCESSING Boxes log n n1+ n1+ Boxes log n(log log n)2 nlogn nlog2n Axis-oriented curtains log n nlogn nlogn Polyhedra log2 n n2+ +k n2+ +klogn Polyhedra n1+ /m1/3 n≤m≤n3 m1+ OFF-LINE RAY SHOOTING IN AN ARBITRARY DIRECTION In the previous section we considered the on-line situation when the answertothe query must be generated before the next question is asked. In many situations we do not need such strict requirements. For example, we might know all the queries from the start and are interested in minimizing the total time needed to answer all of the queries (the off-line situation). In this case there are simpler algorithms that improve on the storage bounds of on-line algorithms: THEOREM 37.3.1 Given a polyhedral set P with n vertices, edges, and faces, and given m rays off- © 2004 by Chapman & Hall/CRC 847
848 M. Pellegrini line, we can answer the m ray-shooting queries in time O(m0.8n0.8+ + m log 2 n+ log n log m) using O(n + m) storage. One of the most interesting applications of this result is the current asymptotically fastest algorithm for detecting whether two nonconvex polyhedra in 3-space inter- sect, and to compute their intersection. See Table 37.3 .3; here k is the size of the intersection. TABLE 37.3 .3 Detection and computation of intersection among polyhedra. OBJECTS DETECTION COMPUTATION SOURCES Polyhedra n1.6+ n1.6+ +klog2n [Pel93b] Terrains n4/3+ n4/3+ + k1/3n1+ + k log2 n [CEGS94, Pel94b] Lower bounds on off-line ray-shooting and intersection problems in 3D are difficult to prove. It has been shown in [Eri95] that many such problems are at least as hard as Hopcroft’s incidence problem (in the appropriate ambient space). RAY-SHOOTING IN SIMPLICIAL COMPLEXES If we have a subdivision of the free space R 3 \P into a simplicial complex we can answer ray-shooting queries by locating the tetrahedron containing the source of the ray and tracing the ray in the complex at cost O(1) for each visited face of the complex. There are scenes P for which any simplicial complex has some line meeting Ω(n) faces of the complex. The average time for tracing a ray in a simplicial complex is proportional to the sum of the areas of all faces in the complex. Itis possible to find a complex of total surface within a constant multiplicative factor of the minimum, with O(n3 log n) simplices in time O(n3 log n) for general P .For P a point set or a single polyhedron O(n2 log n) time suffices (see [AAS95, AF99, CD99]). These results are obtained via a generalization of Eppstein’s method for two-dimensional Minimum Weighted Steiner Triangulation (2D-MWST) of a point set [Epp94]. In the 3D context the weight is the surface of the 2D faces of the complex. Starting from the set P of polyhedral obstacles in R3, an oct-tree-based decomposition of R3 is produced which is “balanced” and “smooth.” It is then proved, via a charging argument, that the sum of the surfaces of all the boxes in the decomposition is within a constant factor of the surface of any Minimum Surface Steiner Simplicial Complex compatible with P . From the oct-tree the final complex is derived within just a constant factor increase in the total surface. EXTENSIONS AND ALTERNATIVE METHODS Some ray-shooting results of Agarwal and Matouˇsek are obtained from the obser- vation that a ray is traced by a family of segments ρ(t), where one endpoint is the ray source and the second endpoint lies on the ray at distance t from the source. Using param e t ri c s earch techniques (Chapter 43), Agarwal and Matouˇsek compute the first value of t for which ρ(t) intersects P , and thus answer the ray-shooting query. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 848
Chapter 37: Ray shooting and lines in space 849 An interesting extension of the concept of shooting rays against obstaclesis obtained by shooting triangles and more generally simplices. We consider a family of simplices s(t), indexed by real parameter t ∈ R+ , where t is the volume of the simplex s(t), such that the simplices form a chain of inclusions: t1 ≤ t2 ⇒ s(t1 ) ⊂ s(t2), Intuitively we grow a simplex until it first meets one of the obstacles. Surprisingly, when the obstacles are general polyhedra, shooting simplices is not harder than shooting rays. THEOREM 37.3.2 [Pel94a] Given a set of polyhedra P with n edges we can preprocess it in time O(m1+ ) into a data structure of size m, such that the following queries can be answered in time O(n1+ /m1/4): Given a simplex s,doess avoid P ? Given a family of simplices s(t) as above, which is the first value of t for which s(t) intersects P ? Computing the interaction between beams and polyhedral objects is a central problem in radio-therapy and radio-surgery (see e.g . [SAL93] [For99] [CHX00]). Other popular methods for solving ray-shooting problems are based binary space partitions, kD-trees, solid modeling schemes, etc. These methods, although important in practice, are usually not fully analyzable a priori using algorithmic analysis. In [AB+02] Aronov et al. propose techniques that give a posteriori esti- mates of the cost of ray shooting. OPEN PROBLEMS 1. Find time and storage bounds for ray-shooting general polyhedra that are sensitive to the actual complexity of a group of lines (as opposed to the worst case bound on such a complexity). 2. For a collection of s convex polyhedra there is a wide gap in storage and preprocessing between the special case s = 1 and the case for general s.It would be interesting to obtain a bound that depends smoothly on s. 3. No lower bound on time or storage required for ray shooting is known. 37.4 MOVING LINES AMONG OBSTACLES ARBITRARY MOTIONS So far we have treated lines as static objects. In this section we consider moving lines. A laser beam in manufacturing or a radiation beam in radiation therapy can be modeled as lines in 3-space moving among obstacles. The main computational problem is to decide whether a source line l1 can be moved continuously until it coincides with a target line l2 so that it avoids a set of obstacles P . We consider the following situation where the set of obstacles P is given in advance and preprocessed to obtain a data structure. When the query lines l1 and l2 are given the answer is produced before a new query is accepted. We have the results shown in Table 37.4 .1, where K is the complexity of the set of lines missing the edges of the polygons (cf. Section 37.2). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 849
850 M. Pellegrini TABLE 37.4 .1 On-line collision-free movement of lines among obstacles. OBJECTS QUERY TIME STORAGE PREPROC SOURCES Polyhedra log n n4+ n4+ [Pel93b] Horiz polygons log3 n n3+ +K n3+ +Klogn [Pel96] OPEN PROBLEMS It is not known how to trade off storage and query time, or whether better bounds can be obtained in an off-line situation. TRANSLATIONS We now restrict the type of motion and consider only translations of lines. The first result is negative: there are sets of lines which cannot be split by any collision- free translation. There exists a set L of 9 lines such that, for all directions v and all subsets L1 ⊂ L, L1 cannot be translated continuously in direction v without collisions with L \ L1 [SS93]. Positive results are displayed in Table 37.4 .2. GLOSSARY Towering property: Two sets of lines L1 and L2 are said to satisfy the towering property if we can translate simultaneously all lines in L1 in the vertical direction without any collision with any lines in L2 . Separation property: Two sets of lines satisfy the separation property if they satisfy the towering property in some direction (not necessarily vertical). TABLE 37.4 .2 Separating lines by translations. PROPERTY TIME TO CHECK PROPERTY SOURCES Towering O(n4/3+ ) [CEGS96] Separation O(n3/2+ ) [Pel94b] 37.5 CLOSEST PAIR OF LINES GLOSSARY Distance between lines: The Euclidean distance between two lines l1 and l2 in 3-space is the length of the shortest segment with one endpoint on l1 and the other on l2. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 850
Chapter 37: Ray shooting and lines in space 851 Vertical distance between lines: The length of the vertical segment with one endpoint on l1 and one endpoint of l2 (provided a unique such segment exists). Vertical distance between segments: The length of the vertical segment with one endpoint in s1 and one in s2 . If a unique such vertical segment does not exist the vertical distance is undefined. TABLE 37.5 .1 Closest and farthest pair of lines and segments. PROBLEM OBJECTS TIME SOURCES Smallest distance lines O(n8/5+ ) [CEGS93] Smallest vertical distance lines, segments O(n8/5+ ) [Pel94a] Largest vertical distance lines, segments O(n4/3+ ) [Pel94a] Any centrally symmetric convex polyhedron C in 3D defines a metric LC .IfC has constant combinatorial complexity, then the complexity of the Voronoi diagram of n lines in 3-space is O(n2 α(n) log n) [CKS+98]. For Euclidean distance the best bound is O(n3+ ). OPEN PROBLEM 1. Finding an algorithm with subquadratic time complexity for the smallest distance among segments (and more generally, among polyhedra) is a notable open question. 2. Close the gap between the complexity of Voronoi diagrams of lines induced by polyhedral metrics and the Euclidean metric. 37.6 DOMINANCE RELATION AND WEAVINGS GLOSSARY Dominance relation: Given a finite set L of nonvertical disjoint lines in R 3 , define a dominance relation ≺ among lines in L as follows: l1 ≺ l2 if l2 lies above l1, i.e ., if, on the vertical line intersecting l1 and l2, the intersection with l1 has a smaller z-coordinate than does the intersection with l2 . Weaving: A weavingis a pair(L,≺) whereL isaset oflineson the plane and ≺ is an anti-symmetric nonreflexive binary relation ≺ ⊂ L × L among the linesinL. Realizable: A weaving is realizable if there exists a set of lines L in 3-space such that L is the pro jection of L and ≺ is the image of the dominance relation ≺ for L. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 851
852 M. Pellegrini Elementary cycle: A cycle in the dominance relation such that the pro jections of the lines in such a cycle bound a cell of the arrangement of pro jected lines. Perfect: A weaving (L , ≺ ) is perfect if each line l alternates below and above the other lines in the order they cross l (see Figure 37.6 .1a). Bipartite weaving: Two families of segments in 3-space such that, when pro- jecting on the xy-plane, each segment does not meet segments from its own family and meets all the segments from the other family. (A bipartite weaving of size 4 × 4is shown in Figure 37.6 .1b.) Perfect bipartite weaving: Every segment alternates above and below the segments of the other family (see Figure 37.6 .1b). FIGURE 37.6 .1 (a) A perfect weaving; (b) a perfect bipartite weaving. a b v 4 3 2 12 3 h h h h1 v v v4 The dominance relation is possibly cyclic, that is, there may be three lines such that l1 ≺ l2 ≺ l3 ≺ l1 . Some results in [CEG+92, PPW93, dBOS94, Sol98] related to dominance are the following: 1. How fast can we generate a consistent linear extension if the relation ≺ is acyclic? O(n4/3+ ) time is sufficient for the case of lines. This result has been extended to the case of segments and polyhedra. If an ordering is given as input, it is possible to verify that it is a linear extension of ≺ in time O(n4/3+ ). 2. How many elementary cycles in the dominance relation can n lines define? In the case of bipartite weavings, the dominance relation can have O(n3/2) elementary cycles and there is a family of bipartite weavings attaining the lower bound Ω(n4/3). For general weavings there is a construction attaining Ω(n3/2). 3. If we cut the segments to eliminate cycles, how many “cuts” are necessary to eliminate al l cycles? From the previous result we have that sometimes Ω(n4/3) cuts are necessary since a single cut can eliminate only one elementary cycle. In order to eliminates all cycles (including the nonelementary ones) in a bipartite weaving, O(n9/5) cuts are always sufficient. 4. How fast can we find those cuts? There is an algorithm to find cuts in bipartite weavings in time O(n9/5 log n). In a general weaving, calling μ is the minimum number of cuts, there is an algorithm to cut all cycles in time O(n4/3+ μ1/3) that produces O(n 1+ μ1/3) cuts. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 852
Chapter 37: Ray shooting and lines in space 853 5. The fraction of realizable weavings over all possible weavings of n lines tends to 0 exponentially as n tends to ∞. 6. A perfect weaving of n ≥ 4lines is not realizable. 7. Perfect bipartite weavings are realizable only if one of the families has fewer than four segments. 37.7 SOURCES AND RELATED MATERIAL FURTHER READING Books and Surveys. [Som51, HP52, Jes03]: Extensive book-length treatments of the geometry of lines in space. [Sto89, Sto91]: Algorithmic aspects of computing in pro jective spaces. [BR79, Shi78]: Uses of the geometry of lines in robotics. For uses in graphics see [FVFH90]. [dB93]: A detailed description of many ray-shooting results. [Spe92, Dur99, Hav01]: Pointers to the vast related literature on pragmatic aspects of ray shooting. RELATED CHAPTERS Chapter 24: Arrangements Chapter 34: Point location Chapter 36: Range searching Chapter 38: Geometric intersection Chapter 43: Parametric search Chapter 47: Algorithmic motion planning Chapter 49: Computer graphics REFERENCES [AAS95] P.K . Agarwal, B. Aronov, and S. Suri. Stabbing triangulations by lines in 3D. In Proc. 11th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 267–276, 1995. [AAS97] P.K . Agarwal, B. Aronov, and M. Sharir. Computing envelopes in four dimensions with applications. SIAM J. Comput., 26:1714–1732, 1997. [AEM92] P.K . Agarwal, D. Eppstein, and J. Matouˇsek. Dynamic half-space range searching, ge- ometric optimization and minimum spanning trees. In Proc. 33rd Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 80–89, 1992. [Aga94] P.K . Agarwal. On stabbing lines for convex p olyhedra in 3D. Comp. Geom. Theory Appl., 4:177–189, 1994. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 853
854 M. Pellegrini [AM93] P.K . Agarwal and J. Matouˇsek. Ray shooting and parametric search. SIAM J. Comput., 22:794–806, 1993. [AM94] P.K . Agarwal and J. Matouˇsek. Range searching with semialgebraic sets. Discrete Comput. Geom., 11:393–418, 1994. [Ame92] N. Amenta. Finding a line transversal of axial ob jects in three dimensions. In Proc. 3rd ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 66–71, 1992. [AF99] B. Aronov and S.J . Fortune. Approximating minimum-weight triangulations in three dimensions. Discrete Comput. Geom., 21:527–549, 1999. [APS93] B. Aronov, M. Pellegrini, and M. Sharir. On the zone of an algebraic surface in a hyperplane arrangement. Discrete Comput. Geom., 9:177–188, 1993. [AB+02] B. Aronov, H. Br̈onnimann, A.Y . Chang, and Y. - J . Chiang. Cost prediction for ray shooting. In Proc. 18th Annu. ACM Sympos. Geom. Comput., pages 293–302, 2002. [AS96a] P.K . Agarwal and M. Sharir. Ray shooting amidst convex polyhedra and polyhedral terrains in three dimensions. SIAM J. Comput., 25:100–116, 1996. [AS93b] P.K . Agarwal and M. Sharir. Applications of a new space partitioning technique. Discrete Comput. Geom., 9:11–38, 1993. [AS96] P.K . Agarwal and M. Sharir. Efficient randomized algorithms for some geometric optimization problems. Discrete Comput. Geom., 16:317–337, 1996. [BR79] O. Bottema and B. Roth. Theoretical Kinematics. North-Holland, Amsterdam, 1979. [CEG+92] B. Chazelle, H. Edelsbrunner, L.J . Guibas, R. Pollack, R. Seidel, M. Sharir, and J. Snoeyink. Counting and cutting cycles of lines and rods in space. Comput. Geom. Theory Appl., 1:305–323, 1992. [CEGS96] B. Chazelle, H. Edelsbrunner, L.J. Guibas, and M. Sharir. Lines in space: combina- torics and algorithms. Algorithmi ca, 15:428–447, 1996. [CEGS93] B. Chazelle, H. Edelsbrunner, L.J . Guibas, and M. Sharir. Diamet er, width, closest line pair and parametric search. Discrete Comput. Geom., 10:183–196, 1993. [CEGS94] B. Chazelle, H. Edelsbrunner, L.J. Guibas, and M. Sharir. Algorithms for bichromatic line segment problems and polyhedral terrains. Algorithmi ca, 11:116–132, 1994. [CHX00] D.Z. Chen, X. Hu, and J. Xu. Optimal beam p enetrations in two and three dimensions. Proc. ISAAC 2000, Lecture Notes Comput. Sci., volume 1969, pages 491–502, Springer- Verlag, Berlin, 2000. [CD99] S.W. Cheng and T.K . Dey. Approximate minimum weight Steiner triangulation in three dimensions. In Proc. 10th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 205–214, 1999. [CKS+98] L.P. Chew, K. Kedem, M. Sharir, B. Tagansky, and E. Welzl. Voronoi diagrams of lines in 3-space under polyhedral convex distance functions. J. Algorithms, 29:238–255, 1998. [dB93] M. de Berg. Ray Shooting, Depth Orders and Hidden Surface Removal, volume 703 of Lecture Notes Comput. Sci. Springer-Verlag, New York, 1993. [dBGH94] M. de Berg, L.J . Guibas, and D. Halperin. Vertical decompositions for triangles in 3-space. In Proc. 10th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 1–10, 1994. [dBH+94] M. de Berg, D. Halperin, M.H . Overmars, J. Sno eyink, and M. van Kreveld. Efficient ray-sho oting and hidden surface removal. Algorithmi ca , 12:31–53, 1994. [dBOS94] M. de Berg, M.H . Overmars, and O. Schwarzkopf. Computing and verifying depth orders. SIAM J. Comput., 23:437–446, 1994. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 854
Chapter 37: Ray shooting and lines in space 855 [DK85] D.P. Dobkin and D.G. Kirkpatrick. A linear algorithm for determining the separation of convex p olyhedra. J . Algorithms, 6:381–392, 1985. [DDP97] F. Durand, G. Drettakis, and C. Puech. The visibility skeleton: a p owerful and efficient multi-purpose global visibility tool. Comput. Graph. 31:89–100, 1997. [Dur99] F. Durand. 3D Visibility: Analytical Study and Applications. Ph.D. thesis, Univ. J . Fourier, Grenoble, 1999. [Epp94] D. Eppstein. Approximating the minimum weight Steiner triangulation. Discrete Com- put. Geom. 11:163–191, 1994. [EE99] D. Eppstein and J. Erickson. Raising roofs, crashing cycles, and playing pool: appli- cations of a data structure for finding pairwise interactions. Discrete Comput. Geom., 22:569–592, 1999. [Eri95] J. Erickson. The relative complexities of some geometric problems. In Proc. 7th Canad. Conf. Comput. Geom., pages 85–90, 1995. [For99] S.J. Fortune. Topological b eam tracing. In Proc. 15th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 59–68, 1999. [FVFH90] J.D. Foley, A. van Dam, S.K . Feiner, and J.F. Hughes. Computer Graphics: Principles and Practice. Addison-Wesley, Reading, 1990. [Hav01] V. Havran. Heuristic Ray Shooting Algorithms. Ph.D. thesis, Czech Technical Univ., Praha, Czech Republic, 2001. [HP52] W.V.D. Hodge and D. Pedoe. Methods of Algebraic Geometry. Cambridge University Press, 1952. [HS94] D. Halperin and M. Sharir. New bounds for lower envelop es in three dimensions, with applications to visibility in terrains. Discrete Comput. Geom., 12:313–326, 1994. [Jes03] C.M. Jessop. A Treatise on the Line Complex. Cambridge University Press, 1903. [Meg91] N. Megiddo. Personal communication, 1991. [Meh84] K. Mehlhorn. Multidimensional Searching and Computational Geometry. Springer- Verlag, Berlin, 1984. [MS97] S. Mohaban and M. Sharir. Ray-shooting amidst spheres in three-dimensions and related problems. SIAM J. Comput. 26:654–674, 1997. [OR01] J. O’Rourke. Computational geometry column 41. Internat. J . Comp. Geom. Appl., 11:239–242, 2001. Also in SIGACT News, 32:53–55 (Issue 118), 2001. [Pel91] M. Pellegrini. Combinatorial and Algorithmic Analysis of Stabbing and Visibility Prob- lems in 3-Dimensional Space. Ph.D. thesis, Courant Institute, New York Univ., 1991. Robotics Lab Tech. Rep. 241 . [Pel93a] M. Pellegrini. Lower b ounds on stabbing lines in 3-space. Comput. Geom. Theory Appl., 3:53–58, 1993. [Pel93b] M. Pellegrini. Ray shooting on triangles in 3-space. Algorithmi ca , 9:471–494, 1993. [Pel94a] M. Pellegrini. On collision-free placements of simplices and the closest pair of lines in 3-space. SIAM J. Comput., 23:133–153, 1994. [Pel94b] M. Pellegrini. On lines missing polyhedral sets in 3-space. Discrete Comput. Geom., 12:203–221, 1994. [Pel96] M. Pellegrini. On point location and motion planning in arrangements of simplices. SIAM J. Comput., 25:1061–1081, 1996. [Plu65] J. Pl̈ucker. On a new geometry of space. Philos. Trans. Royal Soc. London, 155:725– 791, 1865. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 855
856 M. Pellegrini [PPW93] J. Pach, R. Pollack, and E. Welzl. Weaving patterns of lines and line segments in space. Algorithmi ca , 9:561–571, 1993. [PS92] M. Pellegrini and P.W. Shor. Finding stabbing lines in 3-space. Discrete Comput. Geom., 8:191–208, 1992. [SAL93] A. Schweikard, J.R. Adler, and J. - C. Latomb e. Motion Planning in Stereotaxic Radio- surgery. IEEE Trans. Robot. Autom., 9:764–774, 1993. [Shi78] B.E . Shimano. The Kinematic Design and Force Control of Computer Control led Ma- nipulators. Ph.D. thesis, Dept. of Mechanical Engineering, Stanford Univ., 1978. [Sol98] A. Solan. Cutting Cycles of Rods in Space. In Proc. 14th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 135–142, 1998. [Som51] D.M.Y . Sommerville. Analytical Geometry of Three Dimensions. Cambridge University Press, 1951. [Spe92] R. Speer. An updated cross-indexed guide to the ray-tracing literature. Comput. Graphics, 26:41–72, 1992. [SS93] J. Snoeyink and J. Stolfi. Objects that cannot be taken apart with two hands. In Proc. 9th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 246–256, 1993. [Sto89] J. Stolfi. Primitives for computational geometry. Tech. Rep. 36, Digital Systems Re- search Center, Palo Alto, 1989. [Sto91] J. Stolfi. Oriented Projective Geometry: A Framework for Geometric Computations. Academic Press, San Diego, 1991. [ZS01] Y. Zhou and S. Suri. Shape Sensitive Geometric Permutations.InProc. 12th ACM- SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 234–243, 2001. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 856
38 GEOMETRIC INTERSECTION David M. Mount INTRODUCTION Detecting whether two geometric objects intersect and computing the region of intersection are fundamental problems in computational geometry. Geometric in- tersection problems arise naturally in a number of applications. Examples include geometric packing and covering, wire and component layout in VLSI, map overlay in geographic information systems, motion planning, and collision detection. In solid modeling, computing the volume of intersection of two shapes is an important step in defining complex solids. In computer graphics, detecting the objects that overlap a viewing window is an example of an intersection problem, as is computing the first intersection of a ray and a collection of geometric solids. Intersection problems are fundamental to many aspects of geometric comput- ing. It is beyond the scope of this chapter to completely survey this area. Instead we illustrate a number of the principal techniques used in efficient intersection algorithms. This chapter is organized as follows. Section 38.1 discusses intersec- tion primitives, the low-level issues of computing intersections that are common to high-level algorithms. Section 38.2 discusses detecting the existence of intersec- tions. Section 38.3 focuses on issues related to counting the number of intersections and reporting intersections. Section 38.4 deals with problems related to construct- ing the actual region of intersection. Section 38.5 considers methods for geometric intersections based on spatial subdivisions. 38.1 INTERSECTION PREDICATES GLOSSARY Geometric predicate: A function that computes a discrete relationship be- tween basic geometric objects. Boundary elements: The vertices, edges, and faces of various dimensions that make up the boundary of an object. Complex geometric objects are typically constructed from a number of primitive objects. Intersection algorithms that operate on complex objects often work by breaking the problem into a series of primitive geometric predicates acting on basic elements, such as points, lines and curves, that form the boundary of the objects involved. Examples of geometric predicates include determining whether two line segments intersect each other or whether a point lies above, below, or on a given line. 857 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 857
858 David M. Mount Computing these predicates can be reduced to computing the sign of a polynomial, ideally of low degree. In many instances the polynomial arises as the determinant of a symbolic matrix. Computing geometric predicates in a manner that is efficient, accurate, and robust can be quite challenging. Floating-point computations are fast but suffer from round-off errors, which can result in erroneous decisions. These errors in turn can lead to topological inconsistencies in object representations, and these inconsistencies can cause the run-time failures. Some of the approaches used to address robustness in geometric predicates include approximation algorithm that are robust to floating-point errors [SI94], computing geometric predicates exactly using adaptive floating-point arithmetic [Cla92, ABD+97], exact arithmetic com- bined with fast floating-point filters [BKM+[95, FV96], and designing algorithms that are based on a restricted set of geometric predicates [BS00]. We will concentrate on geometric intersections involving flat objects (line seg- ments, polygons, polyhedra), but there is considerable interest in computing in- tersections of curves and surfaces. Predicates for curve and surface intersections are particularly challenging, because the intersection of surfaces of a given algebraic degree generally results in a curve of a significantly higher degree. Computing inter- section primitives typically involves solving an algebraic system equations, which can be performed either exactly by algebraic and symbolic methods [Yap93] or approximately by numerical methods [Hof89, MC91]. See Chapter 41. 38.2 INTERSECTION DETECTION GLOSSARY Polygonal chain: A sequence of line segments joined end-to-end. Self-intersecting: Said of a polygonal chain if any pair of nonadjacent edges intersects one another. Bounding box: A rectangular box surrounding an object, usually axis-aligned (isothetic). Intersection detection, the easiest of all intersection tasks, requires merely de- termining the existence of an intersection. Nonetheless, detecting intersections effi- ciently in the absence of simplifying geometric structure can be challenging. As an example, consider the following fundamental intersection problem, posedbyJohn Hopcroft in the early 1980’s. Given a set of n points and n lines in the plane, does any point lie on any line? See Figure 38.2 .1 . A series of efforts to solve Hopcroft’s problem culminated in the best algorithm known for this problem to date, due to Matouˆsek [Mat93], which runs in O(n4/3)2O(log ∗ n) . There is reason to believe that this may be close to optimal; Erickson [Eri96] has shown that, in certain models of computation, Ω(n4/3) is a lower bound. Agarwal and Sharir [AS90] have shown that, given two sets of line segments denoted red and blue, it is possible to deter- mine whether there is any red-blue intersection in O(n4/3+ ) time, for any positive constant . © 2004 by Chapman & Hall/CRC 858
Chapter 38: Geometric intersection 859 FIGURE 38.2 .1 Hopcroft’s Problem. The types of objects considered in this section are polygons, polyhedra, and line segments. Let P and Q denote the two objects to be tested for intersec- tion. Throughout, np and nq denote the combinatorial complexity of P and Q, respectively, that is, the number of vertices, edges, and faces (for polyhedra). Let n = np + nq denote the total complexity. Table 38.2 .1 summarizes a number of results on intersection detection, which will be discussed further in this section. In the table, the terms convex and simple refer to convex and simple polygons, respectively. The notation (s(n),q(n)) in the “Time” column means that the solution involves preprocessing, where a data structure of size O(s(n)) is constructed so that intersection detection queries can be answered in O(q(n)) time. TABLE 38.2 .1 Intersection detection. DIM OBJECTS TIME SOURCE 2 convex-convex log n [DK83] simple-simple n [Cha91] simple-simple (n, s log2 n) [Mou92] line segments nlogn [SH76] Hopcroft’s problem n4/32O(log ∗ n) [Mat93] 3 convex-convex n [DK85] convex-convex (n, log np log nq) [DK90] INTERSECTION DETECTION OF CONVEX POLYGONS Perhaps the most easily understood example of how the structure of geometric objects can be exploited to yield an efficient intersection test is that of detecting the intersection of two convex polygons. There are a number of solutions to this problem that run in O(log n) time. We present one due to Dobkin and Kirkpatrick [DK83]. Assume that each polygon is given by an array of vertex coordinates, sorted in counterclockwise order. The first step of the algorithm is to find the vertices of each of P and Q with the highest and lowest y-coordinates. This can be done in O(log n) time by an appropriate modification of binary search and consideration of the direction of the edges incident to each vertex [O’R98, Section 7.6]. After these vertices are located, the boundary of each polygon is split into two semi- infinite convex chains, denoted PL , PR and QL, QR (see Figure 38.2 .2(a)). P and Q intersect if and only if PL and QR intersect, and PR and QL intersect. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 859
860 David M. Mount FIGURE 38.2 .2 Intersection detection for two convex polygons. L PR PL P L Q R L P R Q P P (a)( b)( c)( d) QR q e ep ep q e Consider the case of PL and QR . The algorithm applies a variant of binary search. Consider the median edge ep of PL and the median edge eq of QR (shown as heavy lines in the figure). By a simple analysis of the relative positions of these edges and the intersection point of the two lines on which they lie, it is possible to determine in constant time either that the polygons intersect, or that half of at least one of the two boundary chains can be eliminated from further consideration. The cases that arise are illustrated in Figure 38.2.2(b)-(d). The shaded regions indicate the portion of the boundary that can be eliminated from consideration. SIMPLE POLYGONS Without convexity, it is generally not possible to detect intersections in sublinear time without preprocessing; but efficient tests do exist. One of the important intersection questions is whether a closed polygonal chain defines the edges of a simple polygon. The problem reduces to detecting whether the chain is self-intersecting. This problem can be solved efficiently by supposing that the polygonal chain is a simple polygon, attempting to triangulate the polygon, and seeing whether anything goes wrong in the process. Some triangulation algorithms can be modified to detect self intersections. In particular, the problem canbesolved in O(n) time by modifying Chazelle’s linear-time triangulation algorithm [Cha91]. See Section 25.2 . Another variation is that of determining the intersection of two simple polygons. Chazelle observed that this can also be reduced to testing self intersections in O(n) time by joining the polygons into a single closed chain by a narrow channel asshown in Figure 38.2 .3 . FIGURE 38.2 .3 Intersection detection for two simple polygons. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 860
Chapter 38: Geometric intersection 861 DETECTING INTERSECTIONS OF MULTIPLE OBJECTS In many applications it is important to know whether any pair of a set of objects intersects one another. Shamos and Hoey showed that the problem of detecting whether a set of n line segments in the plane have an intersecting pair can be solved in O(n log n) time [SH76]. This is done by plane sweep, which will be dis- cussed below. They also showed that the same can be done for a set of circles. Reichling showed that this can be generalized to detecting whether any pairofm convex n-gons intersects in O(m log m log n) time, and whether they all share a common intersection point in O(m log 2 n) time [Rei88]. Hopcroft, Schwartz, and Sharir [HSS83] showed how to detect the intersection of any pair of n spheres in 3-space in O(n log 2 n) time and O(n log n) space by applying a 3D plane sweep. INTERSECTION DETECTION WITH PREPROCESSING If preprocessing is allowed, then significant improvements in intersection detection time may be possible. One of the best-known techniques is to filter complex in- tersection tests is to compute an axis-aligned bounding box for each object. Two objects need to be tested for intersection only if their bounding boxes intersect. It is very easy to test whether two such boxes intersect by comparing their pro jections on each coordinate axis. For example, in Figure 38.2 .4, of the 15 possible pairs of object intersections, all but 3 may be eliminated by the bounding box filter. FIGURE 38.2 .4 Using bounding boxes as an intersection filter. It is hard to prove good worst-case bounds for the bounding-box filter since it is possible to create instances of n disjoint objects in which all O(n2) pairs of bounding boxes intersect. Nonetheless, this popular heuristic tends to perform well in practice. Suri and others [SHH99, ZS99] provided an explanation for this. They proved that if the boxes have bounded aspect ratio and the relative object sizes are within a constant factor each other, then (up to an additive linear term)the number of intersecting boxes is proportional to the number of intersecting object pairs. Combining this with Dopkin and Kirkpatrick’s results leads to an algorithm, which given n convex polytopes in dimension d, reports all k intersecting pairs in time O(n log d−1 n+klog d−1 m), where m is the maximum number of vertices in any polytope. Another example is that of ray shooting in a simple polygon. This is a planar version of a well-known 3D problem in computer graphics. The problem is to preprocess a simple polygon so that given a query ray, the first intersectionofthe ray with the boundary of the polygon can be determined. After O(n) preprocessing it is possible to answer ray-shooting queries in O(log n) time. A particularly elegant © 2004 by Chapman & Hall/CRC 861
862 David M. Mount solution was given by Hershberger and Suri [HS95]. The polygon is triangulated in a special way, called a geodesic triangulation, so that any line segment that does not intersect the boundary of the polygon crosses at most O(log n) triangles. Ray-shooting queries are answered by locating the triangle that contains the origin of the ray, and “walking” the ray through the triangulation. See also Section 25.4 . Mount showed how the geodesic triangulation can be used to generalize the bounding box test for the intersection of simple polygons. Each polygon is prepro- cessed by computing a geodesic triangulation of its exterior. From this it is possible to determine whether they intersect in O(s log 2 n) time, where s is the minimum number of edges in a polygonal chain that separates the two polygons [Mou92]. Separation sensitive intersections of polygons has been studied in the context of kinetic algorithms for collision detection. See Chapter 50. CONVEX POLYHEDRA IN 3-SPACE Extending a problem from the plane to 3-space often involves in a significantin- crease in difficulty. Nonetheless, Dobkin and Kirkpatrick showed that this detection can be performed efficiently by adapting Kirkpatrick’s hierarchical decomposition of planar triangulations. Given two polyhedra P and Q having boundary complex- ity np and nq , respectively, their algorithm runs in O(log np log nq ) time, assuming that each polyhedron has been preprocessed in linear time and space [DK90]. DOBKIN-KIRKPATRICK DECOMPOSITION Before describing the intersection algorithm, it is important to understand how the hierarchical representation works. Let P = P0 be the initial polyhedron. Assume that P ’s faces have been triangulated. The vertices, edges, and faces of P ’s bound- ary define a planar graph with triangular faces. Let n denote the number of vertices in this graph. An important fact is that every planar graph has an independent set (a subset of pairwise nonadjacent vertices) that contains a constant fraction of the vertices formed entirely from vertices of bounded degree. Such an independent set is computed and is removed along with any incident edges and faces from P . Then any resulting “holes” in the boundary of P are filled in with triangles, resulting in a convex polyhedron with fewer vertices (cf. Section 34.6). These holes can be triangulated independently of one another, each in constant time. The resulting convex polyhedron is denoted P1 . The process is repeated until reaching a polyhedron having a constant number of vertices. The result is a sequence of polyhedra, P0 ,P1 ,...,Pk , called the Dobkin-Kirkpatrick hier- archy. Because a constant fraction of vertices are eliminated at each stage, the depth k of the hierarchy is O(log n). The hierarchical decomposition is illustrated in Figure 38.2.5 . The vertices that are eliminated at each stage, which forman independent set, are highlighted in the figure. INTERSECTION DETECTION ALGORITHM Suppose that the hierarchical representations of P and Q have already been com- puted. The intersection detection algorithm actually computes the separation, that is, the minimum distance between the two polyhedra. First consider the taskof determining the separation between P and a triangle T in 3-space. We start with © 2004 by Chapman & Hall/CRC 862
Chapter 38: Geometric intersection 863 FIGURE 38.2 .5 Dobkin-Kirkpatrick decomposition of a convex polyhedron. the top of the hierarchy, Pk . Because Pk and T are both of constant complexity, the separation between Pk and T can be computed in constant time. Given the separation between Pi and T , it is possible to determine the separation between Pi−1 and T in constant time. This is done by a consideration of the newly added boundary elements of Pi−1 that lie in the neighborhood of the two closest points. Given the hierarchical decompositions of two polyhedra P and Q, the Dobkin- Kirkpatrick intersection algorithm begins by computing the separation at the high- est common level of the two hierarchies (so that at least one of the decomposed polyhedra is of bounded complexity). They show that in O(log np + log nq ) time it is possible to determine the separation of the polyhedra at the next lower level of the hierarchies. This leads to a total running time of O(log np log nq ). OPEN PROBLEM Is it possible to detect the intersection of two preprocessed convex polyhedra in O(log(np + nq )) time using linear space? 38.3 INTERSECTION COUNTING AND REPORTING GLOSSARY Plane sweep: An algorithm paradigm based on simulating the left-to-right sweep of the plane with a vertical sweepline. See Figure 38.3 .1 . Red-blue intersection: Segment intersection between segments of two colors, where only intersections between segments of different colors are to be reported. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 863
864 David M. Mount In many applications geometric intersections can be viewed as a discrete set of entities to be counted or reported. The problems of intersection counting and re- porting have been heavily studied in computational geometry from the perspective of intersection searching, employing preprocessing and subsequent queries (Chap- ter 36). We limit our discussion here to batch problems, where the geometric objects are all given at once. In many instances, the best algorithms known for batch counting and reporting reduce the problem to intersection searching. Table 38.3 .1 summarizes a number of results on intersection counting and re- porting. The quantity n denotes the combinatorial complexity of the objects, d denotes the dimension of the space, and k denotes the number of intersections. Because every pair of elements might intersect, the number of intersections k may generally be as large as O(n2), but it is frequently much smaller. TABLE 38.3 .1 Intersection counting and reporting. PROBLEM DIM OBJECTS TIME SOURCE Rep orting 2 line segments nlogn+k [CE92][Bal95] 2 red-blue segments (general) n4/3 logO(1) n + k [Aga90][Cha93] 2 red-blue segments (disjoint) n + k [FH95] d orthogonal segments nlogd−1n+k [EM81] Counting 2 line segments n4/3 logO(1) n [Aga90][Cha93] 2 red-blue segments (general) n4/3 logO(1) n [Aga90][Cha93] 2 red-blue segments (disjoint) n log n [CEGS94] d orthogonal segments n logd−1 n [EM81, Cha88] REPORTING LINE SEGMENT INTERSECTIONS Consider the problem of reporting the intersections of n line segments in the plane. This problem is an excellent vehicle for introducing the powerful technique of plane sweep (Figure 38.3 .1). The plane-sweep algorithm maintains an active list of seg- ments that intersect the current sweepline, sorted from bottom to top by inter- section point. If two line segments intersect, then at some point prior to this intersection they must be consecutive in the sweep list. Thus, we need only test consecutive pairs in this list for intersection, rather than testing all O(n2) pairs. At each step the algorithm advances the sweepline to the next event: a line segment endpoint or an intersection point between two segments. Events are stored in a priority queue by their x-coordinates. After advancing the sweepline to the next event point, the algorithm updates the contents of the active list, tests new consecutive pairs for intersection, and inserts any newly-discovered events in the priority queue. For example, in Figure 38.3 .1 the locations of the sweepline are shown with dashed lines. Bentley and Ottmann showed that by using plane sweep it is possible to report all k intersecting pairs of n line segments in O((n + k) log n) time [BO79]. If the number of intersections k is much less than the O(n2 ) worst-case bound, then this is great savings over a brute-force test of all pairs. For many years the question of whether this could be improved to O(n log n +k) © 2004 by Chapman & Hall/CRC 864
Chapter 38: Geometric intersection 865 FIGURE 38.3 .1 Plane sweep for line segment intersection. was open, until Edelsbrunner and Chazelle presented such an algorithm [CE92]. This algorithm is optimal with respect to running time because at least Ω(k) time is needed to report the result, and it can be shown that Ω(n log n) time is needed to detect whether there is any intersection at all. However, their algorithm uses O(n + k) space. Balaban [Bal95] how to achieve the same running time using only O(n) space. Clarkson and Shor [CS89] and later Mulmuley [Mul91] presented simpler, randomized algorithms with the same expected running time but using only O(n) space. Mulmuley’s algorithm is particularly elegant. It involves maintaining a trape- zoidal decomposition , a subdivision which results by shooting a vertical ray up and down from each segment endpoint and intersection point until it hits another segment. The algorithm inserts the segments one by one in random order by “walk- ing” each segment through the subdivision and updating the decomposition as it goes. (This is shown in Figure 38.3 .2, where the broken horizontal line on the left is being inserted and the shaded regions on the right are the newly created trapezoids.) FIGURE 38.3 .2 Incremental construction of a trapezoidal decomposition. RED-BLUE INTERSECTION PROBLEMS Among the numerous variations of the segment intersection problem, the most widely studied is the problem of computing intersections that arise between two sets of segments, say red and blue, whose total size is n. The goal is to compute all bichromatic intersections, that is, intersections that arise when a red segment intersects a blue segments. Let k denote the number of such intersections. The case where there are no monochromatic (blue-blue or red-red) intersections is particularly important. It arises, for example, when two planar subdivisions are © 2004 by Chapman & Hall/CRC 865
866 David M. Mount overlaid, called the map overlay problem in GIS applications, as well as in many intersection algorithms based on divide-and-conquer. (See Figure 38.3 .3 .) In this case the problem can be solved by in O(n log n + k) time by any optimal monochro- matic line-segment intersection algorithm. This problem seems to be somewhat simpler than the monochromatic case, because Mairson and Stolfi [MS88] showed the existence of an O(n log n + k) algorithm prior to the discovery of these opti- mal monochromatic algorithms. Chazelle et al. [CEGS94] presented an algorithm based on a simple but powerful data structure, called the hereditary segment tree. Chan [Cha94] presented a practical approach based on a plane sweep of the trape- zoidal decomposition of the two sets. Guibas and Seidel [GS87] showed that,ifthe segments form a simple connected convex subdivision of the plane, the problem can be solved more efficiently in O(n + k) time. This was extended to simply connected subdivisions that are not necessarily convex by Finke and Hinrichs [FH95]. FIGURE 38.3 .3 Overlaying planar subdivisions. The problem is considerably more difficult if monochromatic intersections exist. This is because there may be quadratically many monochromatic intersections, even if there are no bichromatic intersections. Agarwal [Aga90] and Chazelle [Cha93] showed that the k bichromatic intersections can be reported in O(n4/3 log O(1) n+ k) time through the use of a partitioning technique called cuttings.B a s c he t al. [BGR96] showed that if the set of red-segments forms a connected set and the blue set does as well, then it is possible to report all bichromatic intersections in O((n + k) log O(1) n) time. Agarwal et al. [AdBH+02] and Gupta et al. [GJS99] con- sidered a multi-chromatic variant in which the input consists of m convex polygons and the objective is to report all intersections between pairs of polygons. They show that many of the same techniques can be applied to this problem and present algorithms with similar running times. COUNTING LINE SEGMENT INTERSECTIONS Efficient intersection counting often requires quite different techniques from report- ing because it is not possible to rely on the lower bound of k needed to report the results. Nonetheless, a number of the efficient intersection reporting algorithms can be modified to count intersections efficiently. For example, methods based on cuttings [Aga90, Cha93] can be used to count the number of intersections among n planar line segments and bichromatic intersections between n red and blue seg- ments in O(n4/3 log O(1) n) time. If there are no monochromatic intersections then the hereditary segment tree [CEGS94] can be used to count the number bichromatic intersections in O(n log n) time. Many of the algorithms for performing segment intersection exploit the observa- tion that if the line segments span a closed region, it is possible to infer the number © 2004 by Chapman & Hall/CRC 866
Chapter 38: Geometric intersection 867 of segment intersections within the region simply by knowing the order in which the lines intersect the boundary of the region. Consider, for example, the problem of counting the number of line intersections that occur within a vertical strip in the plane. This problem can be solved in O(n log n) time by sorting the points ac- cording to their intersections on the left side of the strip, computing the associated permutation of indices on the right side, and then counting the number inversions in the resulting sequence [DMN92, Mat91]. An inversion is any pair of values that are not in sorted order. See Figure. 38 .3 .4. Inversion counting can be performed by a simple modification of the Mergesort algorithm. It is possible to generalization this idea to regions whose boundary is not simply connected [Asa94, MN01]. FIGURE 38.3 .4 Intersections and inversion counting. 5 4 5 1 2 2 3 4 1 3 INTERSECTION SEARCHING AND RANGE SEARCHING Range and intersection searching are powerful tools that can be applied to more complex intersection counting and reporting problems. This fact was first observed by Dobkin and Edelsbrunner [DE87], and has been applied to many other intersec- tion searching problems since. As an illustration, consider the problem of counting all intersecting pairs from asetofn rectangles. Edelsbrunner and Maurer [EM81] observed that intersections among orthogonal objects can be broken down to a set of orthogonal search queries (see Figure 38.3 .5). For each rectangle x we can count all the intersecting rect- angles of the set satisfying each of these conditions and sum them. Each of these counting queries can be answered in O(log n) time after O(n log n) preprocessing time [Cha88], leading to an overall O(n log n) time algorithm. This counts every intersection twice and counts self intersections, but these are easy to factor out from the final result. Generalizations to hyperrectangle intersection counting in higher dimensions are straightforward, with an additional factor of log n in time and space for each increase in dimension. We refer the reader to Chapter 36 for more information on intersection searching and its relationship to range searching. FIGURE 38.3 .5 Types of intersections between rectangles x and y. x x y y x y x y © 2004 by Chapman & Hall/CRC 867
868 David M. Mount 38.4 INTERSECTION CONSTRUCTION GLOSSARY Regularization: Discarding measure-zero parts of the result of an operation by taking the closure of the interior. Clipping: Computing the intersection of each of many polygons with an axis- aligned rectangular viewing window. Kernel of a polygon: The set of points that can see every point of the polygon. (See Section 26.1 .) Intersection construction involves determining the region of intersection be- tween geometric objects. Many of the same techniques that are used for computing geometric intersections are used for computing Boolean operations in general (e.g ., union and difference). Many of the results presented here can be applied to these other problems as well. Typically intersection construction reduces to the following tasks: (1) compute the intersection between the boundaries of the objects; (2) if the boundaries do not intersect then determine whether one object is nested within the other; and (3) if the boundaries do intersect then classify the resulting boundary fragments and piece together the final intersection region. When Boolean operations are computed on solid geometric objects, it is pos- sible that lower-dimensional “dangling” components may result. It is common to eliminate these lower-dimensional components by a process called regularization (see Section 56.1.1). The regularized intersection of P and Q, denoted P ∩∗ Q,is defined formally to be the closure of the interior of the standard intersection P ∩ Q (see Figure 38.4.1). FIGURE 38.4 .1 Regularized intersection: (a) Polygons P and Q; (b)P∩Q;(c)P∩∗Q. (c) (a) (b) Q P Some results on intersection construction are summarized in Table 38.4.1, where n is the total complexity of the objects being intersected, and k is the number of pairs of intersecting edges. CONVEX POLYGONS Determining the intersection of two convex polygons is illustrative of many intersec- tion construction algorithms. Observe that the intersection of two convex polygons having a total of n edges is either empty or a convex polygon with at most n edges. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 868
Chapter 38: Geometric intersection 869 TABLE 38.4 .1 Intersection construction. DIM OBJECTS TIME SOURCE 2 convex-convex n [SH76, OCON82] 2 simple-simple n log n + k [CE92] 2 kernel n [LP79] 3 convex-convex n [Cha92] O’Rourke et al. present an O(n) time algorithm, which given two convex polygons P and Q determines their intersection [OCON82]. The algorithm can be viewed as a geometric generalization of merging two sorted lists. It performs a counterclockwise traversal of the boundaries of the two polygons. The algorithm maintains a pair of edges, one from each polygon. From a consideration of the relative positions of these edges the algorithm advances one of them to the next edge in counterclockwise order around its polygon. Intuitively, this is done in such a way that these two edges effectively “chase” each other around the boundary of the intersection polygon (see Figure 38.4.2(a)-(i)). FIGURE 38.4 .2 Convex polygon intersection construction. (j) (i) (h) (g) (f) (a) (b) (c) (d) (e) OPEN PROBLEM Reichling has shown that it is possible to detect whether m convex n-gons share a common point in O(m log 2 n) time [Rei88]. Is there an output-sensitive algorithm of similar complexity for constructing the intersection region? SIMPLE POLYGONS AND CLIPPING As with convex polygons, computing the intersection of two simple polygonsre- duces to first computing the points at which the two boundaries intersect and then classifying the resulting edge fragments. Computing the edge intersections and edge fragments can be performed by any algorithm for reporting line segment intersec- © 2004 by Chapman & Hall/CRC 869
870 David M. Mount tions. Classifying the edge fragments is a simple task. Margalit and Knott describe a method for edge classification that works not only for intersection, but for any Boolean operation on the polygons [MK89]. Clipping a set of polygons to a rectangular window is a special case of sim- ple polygon intersection that is particularly important in computer graphics (see Section 49.3). One popular algorithm for this problem is the Sutherland-Hodgman algorithm [FvD+90]. It works by intersecting each polygon with each of the four halfplanes that bound the clipping window. The algorithm traverses the bound- ary of the polygon, and classifies each edge as lying either entirely inside, entirely outside, or crossing each such halfplane. An elegant feature of the algorithm is that it effectively “pipelines” the clipping process by clipping each edge against one of the window’s four sides and then passing the clipped edge, if it is nonempty, to the next side to be clipped. This makesthe algorithm easy to implement in hardware. An unusual consequence, however, is that if a polygon’s intersection with the window has multiple connected components (as can happen with a nonconvex polygon), then the resulting clipped polygon consists of a single component connected by one or more “invisible” channels that run along the boundary of the window (see Figure 38.4 .3). FIGURE 38.4 .3 Clipping using the Sutherland-Hodgman algorithm. INTERSECTION CONSTRUCTION IN HIGHER DIMENSIONS Intersection construction in higher dimensions, and particularly in dimension 3, is important to many applications such as solid modeling. The basic paradigm of computing boundary intersections and classifying boundary fragments applies here as well. Muller and Preparata gave an O(n log n) algorithm that computes the intersection of two convex polyhedra in 3-space (see [PS85]). The existence of a linear-time algorithm remained open for years until Chazelle discovered such an algorithm [Cha92]. He showed that the Dobkin-Kirkpatrick hierarchical representa- tion of polyhedra can be applied to the problem. A particularly interesting element of his algorithm is the use of the hierarchy for representing the interior ofeach polyhedron, and a dual hierarchy for representing the exterior of each polyhedron. Dobrindt, Mehlhorn, and Yvinec [DMY93] presented an output-sensitive algorithm for intersecting two polyhedra, one of which is convex. Another class of problems can be solved efficiently are those involving polyhedral terrains, that is, a polyhedral surface that intersects every vertical line in at most one point. Chazelle et al. [CEGS94] show that the hereditary segment tree can be applied to compute the smallest vertical distance between two polyhedral terrains in roughly O(n4/3) time. They also show the the upper envelope of two polyhedral terrains can be computed in O(n3/2+ + k log 2 n) time, where is an arbitrary constant and k is the number of edges in the upper envelope. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 870
Chapter 38: Geometric intersection 871 KERNELS AND THE INTERSECTION OF HALFSPACES Because of the highly structured nature of convex polygons, algorithms forconvex polygons can often avoid additional O(log n) factors that seem to be necessary when dealing with less structured objects. An example of this structure arises in computing the kernel of a simple polygon: the (possibly empty) locus of points that can see every point in the polygon (the shaded region of Figure 38.4 .4). Put another way, the kernel is the intersection of inner halfplanes defined by all the sides of P . The kernel of P is a convex polygon having at most n sides. Lee and Preparata gave an O(n) time algorithm for constructing it [LP79] (see also Table 26.3.1). Their algorithm operates by traversing the boundary of the polygon, and incrementally updating the boundary of the kernel as each new edge is encountered. FIGURE 38.4 .4 The kernel of a simple polygon. The general problem of computing the intersection of halfplanes, when the halfplanes do not necessarily arise from the sides of a simple polygon, requires Ω(n log n) time. See Chapter 22 for more information on this problem. 38.5 METHODS BASED ON SPATIAL SUBDIVISIONS So far we have considered methods with proven worst-case asymptotic efficiency. However, there are numerous approaches to intersection problems for whichworst- case efficiency is hard to establish, but that practical experience has showntobe quite efficient on the types of inputs that often arise in practice. Most of these methods are based on subdividing space into disjoint regions, or ce l l s . Intersec- tions can be computed by determining which objects overlap each cell, and then performing primitive intersection tests between objects that overlap the same cell. GRIDS Perhaps the simplest spatial subdivision is based on “bucketing” with square grids. Space is subdivided into a regular grid of squares (or generally hypercubes) of equal side length. The side length is typically chosen so that either the total number of cells is bounded, or the expected number of objects overlapping each cell is bounded. Edahiro et al. [ETHA89] showed that this method is competitive with and often performs much better than more sophisticated data structures for reporting intersections between randomly generated line segments in the plane. Conventional wisdom is that grids perform well as long as the objects are small on average and their distribution is roughly uniform. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 871
872 David M. Mount HIERARCHICAL SUBDIVISIONS The principle shortcoming of grids is their inability to deal with nonuniformly distributed objects. Hierarchical subdivisions of space are designed to overcome this weakness. There is quite a variety of different data structures based on hierarchical subdivisions, but almost all are based on the principal of recursively subdividing space into successively smaller regions, until each region is sufficiently simple in the sense that it overlaps only a small number of objects. When a region is subdivided, the resulting subregions are its children in the hierarchy. Well-known examples of hierarchical subdivisions for storing geometric objects include quadtrees and k-d trees, R-trees, and binary space partition (BSP) trees. See [Sam90b] for a discussion of all of these. Intersection construction with hierarchical subdivisions can be performed by a process of merging the two hierarchical spatial subdivisions. This method is described by Samet for quadtrees [Sam90a] and Naylor et al. [NAT90] for BSP trees. To illustrate the idea on a simple example, consider a quadtree representation of two black-and-white images. The problem is to compute the intersection of the two black regions. For example, in Figure 38.5 .1 the two images on the left are intersected, resulting in the image on the right. FIGURE 38.5 .1 Intersection of images using quadtrees. The algorithm recursively considers two overlapping square regions from each quadtree. A region of the quadtree is black if the entire region is black, white if the entire region is white, and gray otherwise. If either region is white, then the result is white. If either region is black, then the result is the other region. Otherwise both regions are gray, and we apply the procedure recursively to each of the four pairs of overlapping children. 38.6 SOURCES Geometric intersections and related topics are covered in general sources on compu- tational geometry [dBvK+00, O’R98, Mul93, Ede87, PS85, Meh84]. A good source of information on the complexity of the lower envelopes and faces in arrangements is the book by Sharir and Agarwal [SA95]. Intersections of convex objects are © 2004 by Chapman & Hall/CRC 872
Chapter 38: Geometric intersection 873 discussed in the paper by Chazelle and Dobkin [CD87]. For information on data structures useful for geometric intersections see Samet’s books [Sam90a, Sam90b]. Sources on computing intersection primitives include O’Rourke’s book on com- putational geometry [O’R98], Yap’s book [Yap93] on algebraic algorithms,and most texts on computer graphics, for example [FvD+90]. For 3D surface intersec- tions consult books on solid modeling, including those by Hoffmann [Hof89] and M̈antyl̈a[M̈ an88]. The Graphics Gems series (e.g., [Pae95]) contains a number of excellent tips and techniques for computing geometric operations including inter- section primitives. RELATED CHAPTERS Chapter 22: Convex hull computations Chapter 24: Arrangements Chapter 25: Triangulations Chapter 36: Range searching Chapter 37: Ray shooting and lines in space Chapter 49: Computer graphics Chapter 53: Splines and geometric modeling REFERENCES [ABD+97] F. Avnaim, J. -D . Boissonnat, O. Devillers, F.P. Preparata, and M. Yvinec. Evaluating signs of determinants using single-precision arithmetic. Algorithmi ca , 17:111–132, 1997. [AdBH+02] P.K . Agarwal, M. de Berg, S. Har-Peled, M.H . Overmars, M. Sharir, and J. Va h r e n - hold. Rep orting intersecting pairs of convex polytop es in two and three dimensions. Comput. Geom. Theory Appl., 23:197–207, 2002. [Aga90] P.K . Agarwal. Partitioning arrangements of lines: I I. Applications. Discrete Comput. Geom., 5:533–573, 1990. [AS90] P.K . Agarwal and M. Sharir. Red-blue intersection detection algorithms, with appli- cations to motion planning and collision detection. SIAM J. Comput., 19:297–321, 1990. [Asa94] Te. Asano. Rep orting and counting intersections of lines within a polygon. In Proc. 5th Annu. Internat. Sympos. Algorithms Comput., volume 834 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 652–659. Springer-Verlag, Berlin, 1994. [Bal95] I.J . Balaban. An optimal algorithm for finding segment intersections. In Proc. 11th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 211–219, 1995. [BGR96] J. Basch, L.J. Guibas, and G.D . Ramkumar. Rep orting red-blue intersections b etween two sets of connected line segments. In Proc. 4th Annu. European Sympos. Algorithms, volume 1136 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 302–319. Springer-Verlag, Berlin, 1996. [BKM+[95] C. Burnikel, J. K ̈onnemann, K. Mehlhorn, S. N̈aher, S. Schirra, and C. Uhrig. Exact geometric computation in LEDA. In Proc. 11th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages C18–C19, 1995. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 873
874 David M. Mount [BO79] J.L . Bentley and T.A . Ottmann. Algorithms for reporting and counting geometric intersections. IEEE Trans. Comput., C-28:643–647, 1979. [BS00] J. - D. Boissonnat and J. Sno eyink. Efficient algorithms for line and curve segment intersection using restricted predicates. Comput. Geom. Theory Appl., 16:35–52, 2000. [CD87] B. Chazelle and D.P. Dobkin. Intersection of convex objects in two and three dimen- sions. J. Assoc. Comput. Mach., 34:1–27, 1987. [CE92] B. Chazelle and H. Edelsbrunner. An optimal algorithm for intersecting line segments in the plane. J. Assoc. Comput. Mach., 39:1–54, 1992. [CEGS94] B. Chazelle, H. Edelsbrunner, L.J . Guibas, and M. Sharir. Algorithms for bichromatic line segment problems and polyhedral terrains. Algorithmi ca , 11:116–132, 1994. [Cha88] B. Chazelle. A functional approach to data structures and its use in multidimensional searching. SIAM J. Comput., 17:427–462, 1988. [Cha91] B. Chazelle. Triangulating a simple polygon in linear time. Discrete Comput. Geom., 6:485–524, 1991. [Cha92] B. Chazelle. An optimal algorithm for intersecting three-dimensional convex polyhe- dra. SIAM J. Comput., 21:671–696, 1992. [Cha93] B. Chazelle. Cutting hyperplanes for divide-and-conquer. Discrete Comput. Geom., 9:145–158, 1993. [Cha94] T.M. Chan. A simple trap ezoid sweep algorithm for reporting red/blue segment intersections. In Proc. 6th Canad. Conf. Comput. Geom., pages 263–268, 1994. [Cla92] K.L . Clarkson. Safe and effective determinant evaluation. In Proc. 33rd Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 387–395, October 1992. [CS89] K.L . Clarkson and P.W . Shor. Applications of random sampling in computational geometry, II. Discrete Comput. Geom., 4:387–421, 1989. [dBvK + 00] M. de Berg, M. van Kreveld, M.H. Overmars, and O. Schwarzkopf. Computational Geometry: Algorithms and Applications, 2nd edition. Springer-Verlag, Berlin, 2000. [DE87] D.P. Dobkin and H. Edelsbrunner. Space searching for intersecting objects. J. Algo- rithms, 8:348–361, 1987. [DK83] D.P. Dobkin and D.G. Kirkpatrick. Fast detection of polyhedral int ersection. Theoret. Comput. Sci., 27:241–253, 1983. [DK85] D.P. Dobkin and D.G. Kirkpatrick. A linear algorithm for determining the separation of convex p olyhedra. J. Algorithms, 6:381–392, 1985. [DK90] D.P. Dobkin and D.G. Kirkpatrick. Determining the separation of preprocessed polyhedra—a unified approach. In Proc. 17th Internat. Col loq. Automata Lang. Pro- gram., volume 443 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 400–413, Springer-Verlag, Berlin, 1990. [DMN92] M.B . Dillencourt, D.M. Mount, and N.S. Netanyahu. A randomized algorithm for slop e selection. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 2:1–27, 1992. [DMY93] K. Dobrindt, K. Mehlhorn, and M. Yvinec. A complete and efficient algorithm for the intersection of a general and a convex polyhedron. In Proc. 3rd Workshop Algorithms Data Struct., volume 709 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 314–324, Springer- Verlag, Berlin, 1993. [Ede87] H. Edelsbrunner. Algorithms in Combinatorial Geometry, volume 10 of EATCS Monogr. Theoret. Comput. Sci. Springer-Verlag, Heidelb erg, 1987. [EM81] H. Edelsbrunner and H.A . Maurer. On the intersection of orthogonal ob jects. Inform. Process. Lett., 13:177–181, 1981. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 874
Chapter 38: Geometric intersection 875 [Eri96] J. Erickson. New lower bounds for Hopcroft’s problem. Discrete Comput. Geom., 16:389–418, 1996. [ETHA89] M. Edahiro, K. Tanaka, R. Hoshino, and Ta. Asano. A bucketing algorithm for the orthogonal segment intersection search problem and its practical efficiency. Algorith- mica, 4:61–76, 1989. [FH95] U. Finke and K. Hinrichs. Overlaying simply connected planar subdivisions in linear time. In Proc. 11th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 119–126, 1995. [FV96] S.J . Fortune and C.J . van Wyk. Static analysis yields efficient exact integer arithmetic for computational geometry. ACM Trans. Graph., 15:223–248, 1996. [FvD + 90] J.D. Foley, A. van Dam, S.K. Feiner, and J.F . Hughes. Computer Graphics: Principles and Practice. Addison-Wesley, Reading, 1990. [GJS99] P. Gupta, R. Janardan, and M. Smid. Efficient algorithms for counting and reporting pairwise intersections b etween convex polygons. Inform. Process. Lett., 69:7–13, 1999. [GS87] L.J . Guibas and R. Seidel. Computing convolutions by recipro cal search. Discrete Comput. Geom., 2:175–193, 1987. [Hof89] C. Hoffmann. Geometric and Solid Modeling. Morgan Kaufmann, San Mateo, 1989. [HS95] J. Hershb erger and S. Suri. A pedestrian approach to ray sho oting: Shoot a ray, take a walk. J. Algorithms, 18:403–431, 1995. [HSS83] J.E. Hop croft, J.T . Schwartz, and M. Sharir. Efficient detection of intersections among spheres. Internat. J . Robot. Res., 2:77–80, 1983. [LP79] D.T . Lee and F.P. Preparata. An optimal algorithm for finding the kernel of a polygon. J . Assoc. Comput. Mach., 26:415–421, 1979. [M̈an88] M. M̈antyl̈a. An Introduction to Solid Modeling. Computer Science Press, Rockville, 1988. [Mat91] J. Matouˇsek. Randomized optimal algorithm for slope selection. Inform. Process. Lett., 39:183–187, 1991. [Mat93] J. Matouˇsek. Range searching with efficient hierarchical cuttings. Discrete Comput. Geom., 10:157–182, 1993. [MC91] D. Manocha and J.F. Canny. A new approach for surface intersection. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 1:491–516, 1991. [Meh84] K. Mehlhorn. Multi-dimensional Searching and Computational Geometry,volume3 of Data Structures and Algorithms. Springer-Verlag, Heidelberg, 1984. [MK89] A. Margalit and G.D. Knott. An algorithm for computing the union, intersection or difference of two polygons. Comput. & Graph., 13:167–183, 1989. [MN01] D.M . Mount and N.S. Netanyahu. Efficient randomized algorithms for robust esti- mation of circular arcs and aligned ellipses. Comput. Geom. Theory Appl., 19:1–33, 2001. [Mou92] D.M . Mount. Intersection detection and separators for simple polygons. In Proc. 8th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 303–311, 1992. [MS88] H.G. Mairson and J. Stolfi. Rep orting and counting intersections b etween two sets of line segments. In R.A. Earnshaw, editor, Theoretical Foundations of Computer Graph- ics and CAD, volume F40 of NATO ASI, pages 307–325. Springer-Verlag, Berlin, 1988. [Mul91] K. Mulmuley. A fast planar partition algorithm, I I. J. Assoc. Comput. Mach., 38:74– 103, 1991. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 875
876 David M. Mount [Mul93] K. Mulmuley. Computational Geometry: An Introduction Through Randomized Al- gorithms. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1993. [NAT90] B. Naylor, J.A . Amatodes, and W. Thibault. Merging BSP trees yields polyhedral set operations. Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 90, pages 115–124, 1990. [OCON82] J. O’Rourke, C.- B. Chien, T. Olson, and D. Naddor. A new linear algorithm for intersecting convex p olygons. Comput. Graph. Image Process., 19:384–391, 1982. [O’R98] J. O’Rourke. Computational Geometry in C, Second Edition. Cambridge University Press, 1998. [Pae95] A.W. Paeth, editor. Graphics Gems V. Academic Press, Boston, 1995. [PS85] F.P. Preparata and M.I . Shamos. Computational Geometry: An Introduction. Springer-Verlag, New York, 1985. [Rei88] M. Reichling. On the detection of a common intersection of k convex ob jects in the plane. Inform. Process. Lett., 29:25–29, 1988. [SA95] M. Sharir and P.K . Agarwal. Davenport-Schinzel Sequences and Their Geometric Applications. Cambridge University Press, 1995. [Sam90a] H. Samet. Applications of Spatial Data Structures. Addison-Wesley, Reading, 1990. [Sam90b] H. Samet. The Design and Analysis of Spatial Data Structures. Addison-Wesley, Reading, 1990. [SH76] M.I . Shamos and D. Hoey. Geometric intersection problems. In Proc. 17th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 208–215, 1976. [SHH99] S. Suri, P.M. Hubbard, and J.F. Hughes. Analyzing bounding boxes for object inter- section. ACM Trans. Graphics, 18:257–277, 1999. [SI94] K. Sugihara and M. Iri. A robust topology-oriented incremental algorithm for Voronoi diagrams. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 4:179–228, 1994. [Yap93] C.K . Yap. Fundamental Problems in Algorithmic Algebra. Princeton University Press, Princeton, 1993. [ZS99] Y. Zhou and S. Suri. Analysis of a bounding box heuristic for object intersection. J. Assoc. Comput. Mach., 46:833–857, 1999. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 876
39 NEAREST NEIGHBORS IN HIGH-DIMENSIONAL SPACES Piotr Indyk INTRODUCTION In this chapter we consider the following problem: given a set P of points in a high-dimensional space, construct a data structure which given any query point q finds the point in P closest to q. This problem, called nearest neighbor search 1 , is of significant importance to several areas of computer science, including pattern recognition, searching in multimedia data, vector compression [GG91], computa- tional statistics [DW82], and data mining. Many of these applications involve data sets which are very large (e.g ., a database containing Web documents could contain over one billion documents). Moreover, the dimensionality of the points is usually large as well (e.g ., in the order of a few hundred). Therefore, it is crucial to design algorithms which scale well with the database size as well as with the dimension. The nearest-neighbor problem is an example of a large class of proximity problems, which, roughly speaking, are problems whose definitions involve the notion of distance between the input points. Apart from nearest-neighbor search, the class contains problems like closest pair, diameter, minimum spanningtreeand variants of clustering problems. Many of these problems were among the first investigated in the field of compu- tational geometry. As a result of this research effort, many efficient solutions have been discovered for the case when the points lie in a space of constant dimension. For example, if the points lie in the plane, the nearest-neighbor problem can be solved with O(log n) time per query, using only O(n) storage [SH75, LT80]. Similar results can be obtained for other problems as well. Unfortunately, as the dimen- sion grows, the algorithms become less and less efficient. More specifically, their space or time requirements grow exponentially in the dimension. In particular, the nearest-neighbor problem has a solution with O(dO(1) log n) query time, but using roughly nO(d) space [Cla88, Mei93]. Alternatively, if one insists on linear or near- linear storage, the best known running time bound for random input is of the form min(2O(d) ,dn), which is essentially linear in n even for moderate d. Worse still, the exponential dependence of space and/or time on the dimension (called the “curse of dimensionality”) has been observed in applied settings as well. Specifically, it is known that many popular data structures (using linear or near-linear storage), ex- hibit query time linear in n when the dimension exceeds a certain threshold (usually 10–20, depending on the number of points), e.g., see [W+98] for more information. The lack of success in removing the exponential dependence on the dimension led many researchers to conjecture that no efficient solutions exists for these prob- lems when the dimension is sufficiently large (e.g., see [MP69]). At the same time, 1 Many other names occur in literature, including best match, post office problem and nearest neighbor. 877 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 877
878 Piotr Indyk it raised the question: Is it possible to remove the exponential dependenceond, if we allow the answers to be approximate. The notion of approximation is best explained for nearest-neighbor search: instead of reporting a point p closest to q, the algorithm is allowed to report any point within distance (1+ ) times the dis- tance from q to p. Similar definitions can be naturally applied to other problems. Note that this approach is similar to designing efficient approximation algorithms for NP-hard problems. During recent years, several researchers have shown that indeed in many cases approximation enables reduction of the dependence on dimension from exponential to polynomial. In this chapter we will survey these results. In addition, we will discuss the issue of proving that the curse of dimensionality is inevitable if one insists on exact answers, and survey the known results in this direction. Although this chapter is devoted almost entirely to approximation algorithms with running times polynomial in the dimension, the notion of approximate nearest neighbor was first formulated in the context of algorithms with exponential query times. Chapter 51.7 of this Handbook covers those results in more detail. Before proceeding further, we mention that our treatment of the topic is pri- marily theoretical. For experimental evaluations and applications of the algorithms described in this chapter, see e.g., [GIM99, CD+00, HGI00, Shi00, Buh01, BT01, Ya01, Buh02, O+02, GS+03]. In addition, we focus on algorithms operating in main memory. For external memory algorithms, see e.g ., recent proceedings of SIGMOD and VLDB conferences. 39.1 APPROXIMATE NEAR NEIGHBOR Almost all algorithms for proximity problems in high-dimensional spaces proceed by reducing the problem to the problem of finding an approximate near neighbor, which is the decision version of the approximate nearest-neighbor problem. Thus, we start from describing the results for the former problem. For the definitions of metric spaces and normed spaces, see Chapter 8. GLOSSARY Approximate Near Neighbor, or (r, c)-NN: Given a set P on n points in a metric space M =(X, D), design a data structure that supports the following operation: For any query q ∈ X , if there exists p ∈ P such that D(p, q) ≤ r, find a pointp ∈P suchthatD(q,p)≤cr Dynamic problems: Problems which involve designing a data structure for a set of points (e.g ., approximate near neighbor) and support insertions and deletions of points. We distinguish dynamic problems from their static versions by adding the word “Dynamic” (or letter “D”) in front of their names (or acronyms). E .g ., the dynamic version of the approximate near-neighbor problem is denoted by (r, c)-DNN. Hamming metric: A metric (Σd,D) where Σ is a set of symbols,andforany p,q ∈Σd, D(p,q)isequal to the number of i∈{1...d} such that pi = qi. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 878
Chapter 39: Nearest neighbors in high-dimensional spaces 879 TABLE 39.1 .1 Approximate Near Neighbors. # APPROX. QUERY TIME SPACE UPDATE TIME 1a Source: [KOR00] (cf. [HIM03]); Randomness: Monte Carlo 1+ d log n/ min( 2 , 1) nO(1/ 2+log(1+ )/(1+ )) nO(1/ 2 +log(1+ )/(1+ )) 1b Source: [Ind01a]; Randomness: Monte Carlo 1+ n O( 1+log(1+ ) 1+ ) dn d logO(1) n 2 Source: [HIM03]; Randomness: Monte Carlo 1+ dn1/(1+ ) n1+1/(1+ ) + dn dn1/(1+ ) 3 Source: [Ind00]; Randomness: Las Vegas 1+ (d log n/ )O(1) n1/ O(1) static 4 Source: [Ind00]; Randomness: Deterministic 3+ (d log n/ )O(1) n1/ O(1) static RANDOM PROJECTION APPROACH The first algorithms for (r, c)-NN in high dimensions were obtained by using the technique of random pro jections. This technique is applicable if the underlying metric D is induced by an lp norm, for p ∈ [0, 2]. We first focus on the case where all input and query points are binary vectors from {0, 1}d ,andD is the Hamming distance (or equivalently, the metric is induced by the l1 norm). The parameters of the algorithms discovered for this case are presented in Table 39.1 .1 . We mention that the idea of using random pro jections for high-dimensional approximate nearest neighbor first appeared in the paper by Kleinberg [Kle97]. Although his algorithms still suffered from the curse of dimensionality (i.e ., used exponential storage or had Ω(n) query time), his ideas provided inspiration for designing improved algorithms. Dimensionality reduction. The key technique used to obtain results (1a), (1b), (3), and (4) is dimensionality reduction , i.e., a randomized procedure which reduces the dimension of Hamming space from d to k = O(log n/ 2), while preserving a certain range of distances between the input points and the query up to a factor of 1+ This notion has been introduced earlier in Chapter 8 in the context of Euclidean space. In case of Hamming space, [KOR00] showed the following. THEOREM 39.1.1 For any given r ∈{1 ...d}, ∈ (0, 1] and P ∈ (0, 1),one can construct a distri- bution over mappings A : {0, 1}d →{0, 1}k , k = O(log(1/P )/ 2),and a “scaling factor” S,so that for any p, q ∈{0, 1}d,if D(p, q) ∈ [r, 10r],then D(A(p),A(q)) = S·D(p,q)(1± ) with probability at least 1−P . The factor 10 can be replaced by any constant. As in the case of Euclidean norm, the mapping A is linear. However, unlike in the Euclidean case where the mapping was defined over the set of reals R, the mapping A is defined over GF (2) © 2004 by Chapman & Hall/CRC 879
880 Piotr Indyk (i.e., over the set {0, 1} with addition and multiplication taken modulo 2). The k × n matrix A is obtained by choosing each entry of A independently at random from the set {0, 1}. The probability that an entry is equal to 1is roughly r/d. A different method of generating mapping A was proposed in [Ind00]. The mapping is nonlinear, but somewhat easier to analyze (and derandomize). Itis based on “Locality-Sensitive Hashing,” described later in this section. Algorithm (1a) is an immediate application of Theorem 39.1 .1. Specifically, it allows us to reduce the (r, c + )-NN problem in d-dimensional space to (r, c)- NN problem in k-dimensional space. Since the exact nearest-neighbor problem in k-dimensional space can be solved by storing the answers to all 2k queries q,the bound follows. Algorithm (1b) is follows by using a variation of this approach. Algorithms (3) and (4) are obtained by using a deterministic version of Theo- rem 39.1 .1 [Ind00]. We note that one can apply the same approach to solve the near-neighbor prob- lem in the Euclidean space. In particular, it is fairly easy to solve the (r, 1+ )-NN problem in ld 2 using n(1/ )O(d) space [HIM03]. Applying the Johnson-Lindenstrauss lemma leads to an algorithm with storage bound similar (although slightly worse) to the bound of algorithm (1a) [HIM03]. Locality-Sensitive Hashing. As may have been noticed, the storage bounds for algorithms (1a), (3) and (4) are quite high. On the other hand, the query time of algorithm (1b) is low only for fairly large values of [Ind01a]. In this context, algorithm (2) provides an attractive tradeoff, since even for small values of (e.g ., =1.0) its running time is fairly low (e.g ., d √n). The algorithm is based on the concept of Locality-Sensitive Hashing,orLSH [HIM03] (see also [K+95, Bro00]). A family of hash functions h : {0, 1}d → U is called (r1 ,r2 ,P1 ,P2)-sensitive (for r1 <r2 and P1 >P2) if for any q,p ∈{0,1}d • If D(p, q) ≤ r1 then Pr[h(q)=h(p)] ≥ P1 , • If D(p, q) >r2 then Pr[h(q)=h(p)] ≤ P2 where Pr[·] is defined over the random choice of h. We note that the notion of locality-sensitive hashing can be defined for any metric space D in a natural way (see [Cha02] for sufficient and necessary conditions for existence of LSH for D). However, for Hamming space, LSH families are particularly easy: it is sufficient to take all functions hi, i =1...d, such that hi(p)=pi , p ∈{0, 1}d. Because Pr[h(p)=h(q)] = 1 − D(p, q)/d, it is immediate that this family is sensitive. If we are provided with an LSH family with a “large” gap between P1 and P2, the (r2 /r1 ,r1 )-NN problem can be solved in the following way. During preprocess- ing, all input points p are hashed to the bucket h(p). In order to answer the query q, the algorithm retrieves the points in the bucket h(q) and checks if any one of them is close to q. If the gap between P1 and P2 is sufficiently large, this approach can be shown to result in sublinear query time. Unfortunately, the P1/P2 gap guaranteed by the above LSH family is not large enough. However, the gap can be amplified by concatenating several independently chosen hash functions h1 ...hl (i.e., hashing the points using functions h such that h (p)=(h1(p),...,hl(p)). Details can be found in [HIM03]. A somewhat similar hashing-based algorithm (for the closest-pair problem) was earlier proposed in [K+95], and also in [Bro00]. Due to different problem formulation and analysis, comparing their performance with the guarantees of the © 2004 by Chapman & Hall/CRC 880
Chapter 39: Nearest neighbors in high-dimensional spaces 881 LSH approach seems difficult. We also mention that the above algorithm can be modified to solve the ap- proximate nearest -neighbor problem, within the same time bounds (i.e., without incurring any additional overhead, as is the case for the reductions presented in the next section). Details can be found in [Cha02]. Extensions to lp norms. The approximate near-neighbor problem under lp norms, for p ∈ [1, 2], can reduced to the same problem in Hamming space. The re- duction is particularly easy for the ld 1 norm. If we assume that all points of interest p have coordinates in the range {1 ...M}, then if we define U (p)=(U (p1 ),...,U(pd )) where U (x)isastringofx ones followed by M − x zeros, we get p − q 1 = D(U (p),U(q)). In general, M could be quite large, but can be reduced to dO(1) in the context of approximate near neighbor [HIM03]. Thus we can reduce (r, c)-NN under l1 to (r, c)-NN in Hamming space. In order to obtain algorithms for lp norm where p ∈ (1, 2], we use the fact that ld p can be embedded into l O(d) 1 with bounded distortion (see Chapter 8). Alternatively, for p = 2, one can solve the problem directly in Euclidean space [HIM03], as described earlier. DIVIDE-AND-CONQUER APPROACH The dimensionality reduction and locality-sensitive hashing techniques have natu- ral limitations. In particular, they cannot be used for solving the near-neighbor problem under the l∞ norm. Fortunately, this norm has other nice properties which makes designing approximate nearest-neighbor data structures possible. The only algorithm known for solving (r, c)-NN under the ld ∞ norm [Ind01b] has the following parameters, for any ρ>0: • Approximation factor: c = O(4 log1+ρ log 4d ); if ρ = log d then c =3 • Space: dn1+ρ • Query time: O(d log n) for the static, or (d + log n)O(1) for the dynamic case • Update time: dO(1) nρ (described in [Ind01a]) The basic idea of the algorithm is to use a divide and conquer approach. In particular, consider hyperplanes H consisting of all points with one (say the ith) coordinate equal to the same value. The algorithm tries to find a hyperplane H having the property that the set of points PL ⊂ P which are on the left side of H and within distance ≥ r from H , is not “much smaller” than the set PM of points within distance r from H . Moreover, a similar condition has to be satisfied for an analogously defined set PR of points on the right side of H . If such H exists, we dividePintoP1 = PL∪PM and setP2 = P\PL andbuildthedata structure recursively on P1 and P2. It is easy to see that while processing a query q, it suffices to recurse on either P1 or P2, depending on the side of H the query q lies on. Also, one can prove that the increase in storage caused by duplicating PM is moderate. On the other hand, if H does not exist, one can prove that a large subset C of P has O(r) diameter. In such a case we can pick any point from C as its representative, and apply the algorithm recursively on P \ C . © 2004 by Chapman & Hall/CRC 881
882 Piotr Indyk GLOSSARY Product metrics: An f -product of metrics M1 ,...Mk with distance functions D1,...Dk is a metric over M1 × ... × Mk with distance function D such that D((p1 ,...,pk), (q1 ,...,qk)) = f(D1(p1,q1),...,Dk(pk ,qk)). Although the l∞ data structure seems to rely on the geometry of the l∞ norm, it turns out that it can be used in a much more general setting. In particular, assume that we are given k metrics M1 ...Mk such that for each metric Mi we have a data structure for (a variant of ) (r, c)-NN in metric Mi , with Q(n) query time and S(n) space. In this setting, it is possible to construct a data structure solving (r, O(c log log n))-NN in the max-product metric M of M1 ,...,Mk (i.e., an f -product with f computing the maximum of its arguments) [Ind02]. The data structure for M achieves query time roughly O(Q(n) log n + k log n) and space O(kS(n)n 1+δ ), for any constant δ>0. The data structure could be viewed as an abstract version of the data structure for the l∞ norm (note that the ld ∞ norm is a max-product of l1 p norms). For the particular case of the ld ∞ norm, it is easy to verify that the result of [Ind02] provides a O(log log n)-approximate algorithm using space polynomial in n. At the same time, the algorithm of [Ind01b] has O(log log d)- approximation guarantee when using the same amount of space. Interestingly, the former data structure gives an approximation bound comparable to the latter one, while being applicable in a much more general setting. EXTENSIONS VIA EMBEDDINGS Most of the algorithms described so far work only for lp norms. However, they can be used for other metric spaces M , by using low-distortion embeddings of M into lp norms. See Chapter 8 for more information. AVERAGE-CASE ALGORITHMS The approximate algorithms described so far are designed to work for any (i.e ., worst-case) input. However, researchers have also investigated exact algorithms for the NN problem, which achieve fast query times for average input. Below we describe three such results. Near-neighbor in Hamming space. Consider the point set P where each point is chosen independently and uniformly at random from the set {0, 1}d .In addition, assume that the nearest neighbor p of the query point q is located within distance r from q. In this setting, it was shown in [GP+94] that q can be retrieved in O(dnr/d) time, using a data structure which requires O(dn1+r/d) space. The basic idea of their approach is similar to the locality-sensitive hashing approach of [HIM03]; however, the set of pro jected coordinates is chosen in a deterministic fashion, to optimize certain parameters. Nearest neighbor in the ld 2 norm. Consider the “continuous” version of the Hamming distance scenario, such that each point in P is chosen independently and uniformly at random from the set [−1, 1]d. In addition, assume that the nearest © 2004 by Chapman & Hall/CRC 882
Chapter 39: Nearest neighbors in high-dimensional spaces 883 neighbor p of the query point q is located within distance r =2b √ d for some (small) constant b. The value of b is always small enough so that r does not exceed the average distance between two random points. Under these assumptions, it was shown in [Yia00] that the k-d-tree data struc- ture (augmented in a proper way) enjoys O(dnρ) query time, where ρ is a function of b. The analysis in the paper is idealized (i.e., uses approximations not shown to be rigorous). We note that if d is large enough, then the distance between the query point and any data point is sharply concentrated around its mean (say 2t √ d). In this case, if r =2bt √ d, b ∈ (0, 1), then by using locality-sensitive hashing with approximation factor 1/b, one obtains an algorithm with query time dnb . It appears that this bound outperforms the computational bound given in [Yia00]. However, the k-d - tree data structure used in [Yia00] uses only linear space, unlike the LSH-based approach. Nearest neighbor in the ld ∞ norm. Consider a point set generated as before, but with the query point generated from the same distribution as the input points (and independently from the latter). In this setting, it was shown [AHL01, HL02] that there is a nearest-neighbor data structure using O(dn) space, with query time O(n log d). Note that a naive algorithm would suffer from query time of O(nd). The algorithm uses a clever pruning approach to quickly eliminate points that cannot be nearest neighbors of the query point. 39.2 REDUCTIONS TO APPROXIMATE NEAR NEIGHBOR GLOSSARY We define the following problems, for a given set of points P in a metric space M =(X, D): Approximate Closest Pair, or c-CP: Find a pair of points p ,q ∈ P such that D(p ,q ) ≤ c minp,q∈P,p=q D(p, q) Approximate Close Pair, or (r, c)-CP: If there exists p, q ∈ P, p = q , such that D(p,q)≤r, find apairp,q∈P,p =q , suchthatD(q,p)≤cr. Approximate Chromatic Closest Pair, or c-CCP: Assume that each point p ∈ P is labeled with a color c(p). The goal is to find a pair of points p, q such that c(p) = c(q)andD(p, q) is approximately minimal (as in the definition of c-CP). Approximate Bichromatic Closest Pair, or c-BCP: As above, but c(p)as- sumes only two values. Approximate Chromatic/Bichromatic Close Pair, or (r, c)-CCP/(r, c)- BCP: Decision versions of c-CCP or c-BCP (as in the definition of (r, c)-CP). Approximate Furthest Pair, or Diameter, or c-FP: Find p, q ∈ P such that D(p, q) ≥ maxp ,q ∈P D(p ,q )/c. The decision problem, called Approximate Fa r Pa i r ,or(r, c)-FP, is defined in the natural way. approximate Furthest Neighbor, or c-FN: A maximization version of the Ap- proximate Near Neighbor. The decision problem, called Approximate Far Neigh- © 2004 by Chapman & Hall/CRC 883
884Piotr Indyk boror(r, c)-FN, is defined in a natural way. Approximate Minimum Spanning Tree, or c-MST: Find a tree T spanning all points in P whose weight w(T )= (p,q)∈T D(p, q) is at most c times larger than the weight of any tree spanning P . approximate Bottleneck Matching, or c-BM: Assuming |P | is even, find a set of |P |/2 non-incident edges E joining points in P (i.e., a matching), such that the following function is minimized (up to factor of c) max {p,q}∈E D(p, q) Approximate Facility Location, or c-FL: Find a set F ⊂ P such that the following function is minimized (up to factor of c), given the cost function c : P→R+ p∈F c(p)+ p∈P min f∈F D(p,f) In general, we could have two sets: Pc of cities and Pf of facilities; in this case we require that F ⊂ Pf and we are only interested in the cost of Pc . Spread (of a point set): The ratio between the diameter of the set to the distance between its closest pair of points. In this section we show that the problems defined above can be efficiently re- duced to the approximate near-neighbor problem discussed in the previous section. First, we observe that any problem from the above list, say c(1+ δ)-P for some δ>0, can be easily reduced to its decision version (say (r, c)-P), if we assume that the spread of P ∪{q} is always bounded by some value, say ∆. For simplicity, assume that the minimum distance between the points in P is 1. The reduction proceeds by building (or maintaining) O(log1+δ ∆) data structures for (r, c)-P, where r takes values (1+ δ)i/2fori =0, 1 .... It is not difficult to see that a query to c(1+ δ)-P can be answered by O(log log1+δ ∆) calls to these structures for (r, c)-P, via binary search. In general, the spread of P could be unbounded. However, in many cases it is easy to ensure that ∆ ≤ nO(1) . This can be accomplished, for example, by “discretizing” the input to c-MST or c-FL . In those cases, the above reduction is very efficient. Reductions from other problems are specified in the following table. The bounds for the time and space used by the algorithm in the “To” column are denoted by T (n)andS(n), respectively. We mention that a few other reductions have been given in [KOR00, B+99b]. For the problems discussed in this section, they are less efficient than the reduc- tions in the above table. Additionally, [B+99b] reduces the problems of computing approximate agglomerative clustering and sparse partitions to O(n log O(1) n) calls to a dynamic approximate nearest-neighbor data structure. See [B+99b] for the definitions and algorithms. Also, we mention that a reduction from (1+ )-approximate furthest neighbor to (1+ )-approximate nearest neighbor (for the static case and under the l2 norm) has been given in [GIV01]. However, a direct (and dynamic) algorithm for the approximate furthest neighbor in ld 2 , achieving a better query and update times of dn1/(1+ )2 , has been recently given in [Ind03]. The former paper also presents an © 2004 by Chapman & Hall/CRC 884
Chapter 39: Nearest neighbors in high-dimensional spaces 885 TABLE 39.2.1 Reductions to Approximate Near Neighbors. # FROM TO TIME SPACE 1 Source: [HIM03]. c(1 + δ)-NN (r, c)-NN T (n)logO(1) n S (n)logO(1) n 2 Source: [Epp95]; amortized time. c-DBCP c-DNN T (n)logO(1) n S (n)logO(1) n (r, c)-DBCP (r, c)-DNN T (n)logO(1) n S (n)logO(1) n 3 Source: [HIM03]; via Kruskal alg. c(1 + δ)-MST (r, c)-DBCP nT (n)logO(1) n 4 Source: [GIV01, Ind01a]; via Primal-Dual 3c3 (1 + δ)-FL (r, c)-DBCP nT (n)logO(1) n 5 Source: [GIV01, Ind01a]. 2c-BM c-DBCP nT (n)logO(1) n algorithm for computing a √ 2+ -approximate diameter (for any >0) of a given pointset in dn log O(1) n time. We now describe briefly the main techniques used to achieve the above results. Nearest neighbor. We start from the reduction of c-NN to (r, c)-NN. As we have seen already, the reduction is easy if the spread of P is small. Otherwise, it is shown that the data set can be clustered into n/2 clusters, in such a way that: • If the query point q is “close” to one of the clusters, it must be far away from a constant fraction of points in P ; thus, we can ignore these points in the search for an approximate nearest neighbor. • If the query point q is “far” from a cluster, then all points in the clusters are equally good candidates for the approximate nearest neighbor; thus we can replace the cluster by its representative point. These ideas were originally introduced in [IM98], but their data structurewas quite complex and inefficient. In [HP01] Har-Peled presented a considerably simpler data structure, achieving better time and space bounds. Bichromatic closest pair. A very powerful reduction from various variants of c-DBCP to c-DNN was given in [Epp95]. His algorithm was originally designed for the case c = 1, but it can be verified to work also for general c ≥ 1[Epp99]. Moreover, as mentioned in the original paper, the reduction does not require the distance function D() be a metric. The basic idea of the algorithm is to try to maintain a graph that contains an edge connecting the two closest bichromatic points. A natural candidate for such a graph is the graph formed by connecting each point to its nearest neighbor. This, however, does not work, because a vertex in such a graph can have very high degree, leading to high update cost. Another option would be to maintain a single path, such that the ith vertex points to its nearest neighbor of the opposite color, chosen from points not yet included in the path. This graph has low degree, but its rigid © 2004 by Chapman & Hall/CRC 885
886 Piotr Indyk structure makes it difficult to update it at each step. So the actual data structure is based on the path idea but allows its structure to degrade in a controlled way, a n d only rebuilds it when it gets too far degraded, so that the rebuilding work is spread over many updates. Then, however, one needs to keep track of the information from the degraded parts of the path, which can be done using a second shorter path, and so on. The constant factor reduction in the lengths of each successive path means the total number of paths is only logarithmic. Minimum spanning tree. Many existing algorithms for computing MST (e.g ., Kruskal’s algorithm) can be expressed as a sequence of operations on a CCP data structure. For example, Kruskal’s algorithm repetitively seeks the lightest edge whose endpoints belong to different components, and then merges the components. These operations can be easily expressed as operations on a CCP data structure, where each component has a different color. The contribution of [HIM03] was to show that in case of Kruskal’s algorithm, using an approximate c-CCP data structure enables one to compute an approximate c-MST. Also, note that c-CCP can be implemented by log nc-BCP data structures [HIM03]. Other reductions from c-MST to c-BCP are given in [B+99b, IST99]. Minimum bottleneck matching. The main observation behind this algorithm is that a matching is also a spanning forest with the property that any connected component has even cardinality (call it an even forest). At the same time, it is possible to convert any even forest to a matching, in a way that increases the length of the longest edge by at most a factor of 2. Thus, it suffices to find an even forest with minimum edge length. This can be done by including longer and longer edges to the graph, and stopping at the moment when all components have even cardinality. It is not difficult to implement this procedure as a sequence of c-CCP (or c-BCP) calls. Other algorithms. The algorithm for the remaining problem (c-FL) is obtained by implementing the primal-dual approximation algorithm [JV99]. Intuitively, the algorithm proceeds by maintaining a set of balls of increasing radii. The latter pro- cess can be implemented by resorting to c-CCP. The approximation factor follows from the analysis of the original algorithm. 39.3 LOWER BOUNDS In the previous sections we presented many algorithms solving approximate ver- sions of proximity problems. The main motivation for designing approximation algorithms was the “curse of dimensionality” conjecture, i.e ., the conjecture that finding exact solutions to those problems requires either superpolynomial (in d) query time, or superpolynomial (in n) space. In this section we state the conjec- ture more rigorously, and describe the progress toward proving it. We start from the exact near-neighbor problem. For this problem, the curse of dimensionality can be formalized as follows. Assume that d = n o(1), but d = ω (log n). Conjecture 1 Any data structure for (r, 1)-NN in Hamming space over {0, 1}d, with dO(1) query time,must use nω(1) space. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 886
Chapter 39: Nearest neighbors in high-dimensional spaces 887 The conjecture as stated above is probably the weakest version of the “curse of dimensionality” phenomenon for the near-neighbor problem. It is plausible that other (stronger) versions of the conjecture could hold. In particular, at present, we do not know any data structure which simultaneously achieves o(dn) query time and 2o(d) space for the above range of d. At the same time, achieving O(dn) query time with space dn,orO(d) query time with space 2d is quite simple (via linear scan or using exhaustive storage). Also note that if d = O(log n), achieving 2o(d) = o(n) space is impossible via a simple incompressibility argument. Below we describe the work toward proving the conjecture. The first result addresses the complexity of a simpler problem, namely the partial match problem. This problem is of importance in databases and other areas and has been long inves- tigated (e.g ., see [Riv74]). Thus, the lower bounds for this problem are interesting in their own right. GLOSSARY Partial match: Given a set P of n vectors from {0, 1}d , design a data structure that supports the following operation: For any query q ∈{0, 1, ∗}d , check if there exists p ∈ P such that for all i =1...d,ifqi = ∗ then pi = qi. It is not difficult to see that any data structure solving (r, 1)-NN in the Ham- ming metric {0, 1}d, can be used to solve the partial match problem using essentially the same space and query time. Thus, any lower bound for partial match problem implies a corresponding lower bound for the near-neighbor problem. The best cur- rently known lower bound for the partial match has been established in [B+99a], following earlier work of [M+94]. Their lower bound holds in the cel l - probe model, a very general model of computation, capturing e.g ., the standard Random Access Machine model. Specifically, they show that any (possibly randomized) cell-probe algorithm for the partial match problem, in which the algorithm is allowed to re- trieve at most O(n1− ) bits from any memory cell in one step for >0, must either have Ω(log d) query time or use nΩ(log d) memory cells. For the exact near-neighbor problem, an exponentially larger bound was given in [BR00]. They showed that any (possibly randomized) cell-probe algorithm for (r, 1)-NN in d-dimensional Hamming space, with cell size restriction as above, must either have query time >t,oruse2Ω(d/t) space. Thus, if t = o(d/ log n), the space used must be superpolynomial in n. The two aforementioned lower bounds are proved in a very general model, using the tools of communication complexity. As a result, they cannot yield lower bounds of ω(d/ log n) for the required query time, assuming nΘ(1) space, as we now explain. The communication complexity approach interprets the data structure as a communication channel between Alice (holding the query point q) and Bob (hold- ing the database P ). The goal of the communication (for Alice) is to learn the nearest neighbor of q. Since the data structure has polynomial size, each access to one of its memory cell is equivalent to Alice sending O(log n) bits of information to Bob. If we show that Alice needs to send at least b bits to Bob to solve the prob- lem, we obtain Ω(b/ log n) lower bound for the query time. However, b ≤ d, since Alice can always choose to transmit the whole input vector q.Thus,Ω(d/ log n) lower bound is the best result one can achieve using the communication complexity approach. A partial step toward removing this obstacle was made in [BV02], em- © 2004 by Chapman & Hall/CRC 887
888 Piotr Indyk ploying the branching programs model of computation. In particular, they focused on randomized algorithms that have very small (inversely polynomial in n)prob- ability of error. They showed that any algorithm for the (r, 1)-NN problem in the Hamming metric over {1 ...d6}d , has either Ω(d log(d log d/S)) query time or uses Ω(S) space. This holds for n =Ω(d6). Thus, if the query time is o(d log d), then the data structure must use 2dΩ(1) space. This completes the survey of lower bounds for the exact near-neighbor search. For the approximate version of this problem a cell-probe-based lower boundwas shownin[CC+99]. Specifically, the authors show that any deterministic data struc- ture for the c-approximate nearest neighbor {0, 1}d requires either Ω(log log d/ log log log d) query time, or use n ω (1) space. They assume that a mem- ory cell can contain up to dO(1) bits accessible in one step. Moreover, the approxi- mation factor c can be as high as 2(log d)1− for any >0. For comparison, if randomization is allowed, then by using Theorem 39.1 .1 combined with binary search one can get a data structure for the same problem (for any fixed c>1), with polynomial size and query time O(log logc d). Note that the assumption c>1is crucial for those algorithms to achieve polynomial space bound. REDUCTIONS Despite the recent progress toward resolving the “curse of dimensionality” conjec- ture and the widespread belief in its validity, proving it seems currently beyond reach. Nevertheless, it is natural to assume the validity of the conjecture (or its variants), and see what conclusions can be derived from this assumption. Below we survey a few results of this type. In order to describe the results, we need to state another conjecture. Conjecture 2 Let d = n o(1)butd=log ω (1) n. Any data structure for the partial match problem with parameters d and n which provides dO(1) query time must use 2dΩ(1) space. Note that, for the same ranges2 of d, Conjecture 2 is analogous to Conjecture 1, but much stronger: it considers an easier problem, and states stronger bounds. However, since the partial match problem was extensively investigated on its own, and no algorithm with bounds remotely resembling the above have been discovered (cf. [CIP02] for a survey), Conjecture 2 is believed to be true. Assuming Conjecture 2, it is possible to show lower bounds for some of the approximate nearest-neighbor problems discussed in Section 39.1 . In particular, it was shown [Ind01b] that any data structure for (r, c)-NN under ld ∞ for c<3can be used to solve the partial match problem with parameter d, using essentially the same query time and storage (the number of points in the database is the same in both cases). Thus, unless Conjecture 2 is false, the 3-approximation algorithm from Section 39.1is optimal, in the sense that it provides the smallest approximation factor possible while preserving polynomial (in d) query time and subexponential (in d) storage. Note that this result resembles the non-approximability results based on the P = NP conjecture. On the other hand, it was shown [CIP02] that the exact near-neighbor problem 2Fo r d =logO(1) n, Conjecture 2 is true by a simple incompressibility argument. At the same time, the status of Conjecture 1 for d ∈ [ω(log n), logO(1) n] is still unresolved. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 888
Chapter 39: Nearest neighbors in high-dimensional spaces 889 under the lk ∞ norm can be reduced to solving the partial match problem with the parameter d =(k + log n)O(1) ; the number of points n is the same for both problems. In fact, the same holds for a more general problem of orthogonal range queries. Thus, Conjecture 2, and its variant for the (r, 1)-NN under ld ∞ (or for orthogonal range queries), are equivalent. This strengthens the belief in the validity of Conjecture 2, since the exact nearest neighbor under l∞ norm and the orthogonal range query problem received additional attention in the Computational Geometry community. 39.4 LOW VS. HIGH DIMENSIONS IN COMPUTATIONAL GEOMETRY It is apparent that nearest neighbors and related problems in high dimensions enjoy properties quite different from their low-dimensional counterparts (see Chapter 51). Among the main differences are: • Exact computation seems (and is conjectured to be) intractable in high dimen- sions; on the other hand, very efficient algorithms exists in low-dimensional cases. • The core problem that seems to capture the computational difficulty is the near-neighbor problem in Hamming space {0, 1}d , a problem trivial for con- stant dimension. • Unlike the low-dimensional case, the tools of combinatorial geometry are rarely used to design or analyze algorithms in high dimensions. This phe- nomenon seems to reflect the fact that the typical tools (such as complexity of arrangements, or packing bounds) lead to exponential algorithmic com- plexity. Instead, tools from functional analysis (most notably embeddings) are used. Nevertheless, there seem to be interesting connections between low and high dimensional scenarios. For example, the key component of several reductions given in Section 39.2 is the result of Eppstein [Epp95]. His algorithm was originally developed with low-dimensional applications in mind; however, its framework was sufficiently general to be useful in the high-dimensional case as well. As an example of impact in the other direction, one could mention the nearest- to-near neighbor reduction of [IM98]. When applied in the low-dimensionalcase, their result gave the first algorithm for (1+ )-approximate nearest neighbor, with polynomial space and polylogarithmic query time, for dimension d up to O(log n) (earlier results could provide that bound only for d = O(log log n), due to exponen- tial dependence of the query time on the dimension). These results were further refined in the low-dimensional context in [HP01, AM02], yielding an efficientap- proximate nearest-neighbor data structure for low dimensions. Finally, we mention an example of a fruitful marriage between low- and high- dimensional techniques. Consider the following problem. For a constant d, assume we are given n (d−1)-dimensional flats H1 ...Hn living in Rd ,aswellasasetP of n points P in Rd. The goal is to compute a tree spanning the points in P , such that the total number of times a tree edge crosses a flat is as small as possible. In [HPI00], the authors provided a c-approximate algorithm for this problem, with running time O(n2d/(d+1)+δ + n1+1/c log O(1) n), for any δ>0 (the factors © 2004 by Chapman & Hall/CRC 889
890 Piotr Indyk polynomial in 1/(c − 1) are omitted). Note that this time is subquadratic for any constant d and c>1. The main idea of the algorithm is to observe that the number of flats crossed on the way from point p to p is a metric, and moreover, this metric can be isometrically embedded into n-dimensional Hamming space. This allows one to use the high-dimensional approximate MST algorithms from Section 39.2 .T o make that algorithm run fast, one needs to perform the dimensionality reduction before computing MST (essentially as in Theorem 39.1 .1). However, just computing the n-dimensional representation of each of n points in P requires Ω(n2 ) time. To avoid this bottleneck, the dimensionality reduction is performed on “implicit” n- dimensional representations of the points in P , by using the partition trees of Matouˇsek. RELATED CHAPTERS Chapter 8: Low-distortion embeddings of discrete metric spaces Chapter 24: Arrangements Chapter 36: Range searching Chapter 51: Pattern Recognition REFERENCES [AHL01] H. Alt and L. Heinrich-Litan. Exact l∞ -nearest neighbor search in high dimensions. Proc. 17th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 157–163, 2001. [AM02] S. Arya and T. Malamatos. Linear-size approximate Voronoi diagrams. Proc. 13th Annu. ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 147–155, 2002. [B+99a] A. Borodin, R. Ostrovsky, and Y. Rabani. Lower b ounds for high dimensional nearest neighbor search and related problems. Proc. 31st Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 312–321, 1999. [B+99b] A. Borodin, R. Ostrovsky, and Y. Rabani. Subquadratic approximation algorithms for clustering problems in high dimensional spaces. Proc. 31st Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 435–444, 1999. [BR00] O. Barkol and Y. Rabani. Tighter bounds for nearest neighbor search and related prob- lems in the cell prob e model. Proc. 32nd Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 388–396, 2000. [Bro00] A. Broder. Identifying and filtering near-duplicate documents. In Proc. 11th Annu. Sympos. Combin. Pattern Matching, volume 1848 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 1–10, Springer-Verlag, Berlin, 2000. [BT01] J. Buhler and M. Tompa. Finding motifs using random pro jections. Proc. Annu. Inter- nat. Conf. Comput. Molec. Biology, pages 69–76, 2001. [Buh01] J. Buhler. Efficient large-scale sequence comparison by locality-sensitive hashing. Bioin- formatics, 17:419–428, 2001. [Buh02] J. Buhler. Provably sensitive indexing strategies for biosequence similarity search. Proc. Annu. Internat. Conf. Comput. Molec. Biology (RECOMB02), pages 90–99, 2002. [BV02] P. Beame and E. Vee. Time-space tradeoffs, multiparty communication complexity, and nearest-neighbor problems. Proc. 34th Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 688–697, 2002. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 890
Chapter 39: Nearest neighbors in high-dimensional spaces 891 [CC+99] A. Chakrabarti, B. Chazelle, B. Gum, and A. Lvov. A lower bound on the complexity of approximate nearest-neighbor searching on the Hamming cub e. Proc. 31st Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 305–311, 1999. [CD+00] E. Cohen, M. Datar, S. Fujiwara, A. Gionis, P. Indyk, R. Motwani, J.D . Ullman, and C. Yang. Finding interesting associations without support pruning. Proc. 16th Internat. Conf. Data Eng. (ICDE), pages 64–78, 2000. [Cha02] M. Charikar. Similarity estimation techniques from rounding. Proc. 34th Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 380–388, 2002. [CIP02] M. Charikar, P. Indyk, and R. Panigrahy. New algorithms for subset query, partial match, orthogonal range searching and related problems. Proc. Internat. Colloq. Automata Lang. Program., pages 451–462, 2002. [Cla88] K.L . Clarkson. A randomized algorithm for closest-point queries. SIAM J. Comput., 17:830–847, 1988. [DW82] L. Devroye and T.J . Wagner. Nearest neighbor methods in discrimination. Handbook of Statistics, volume 2, P.R. Krishnaiah and L.N . Kanal, editors, Elsevier North-Holland, Amsterdam, 1982. [Epp95] D. Eppstein. Dynamic Euclidean minimum spanning trees and extrem a of binary func- tions. Discrete Comput. Geom., 13:111–122, 1995. [Epp99] D. Eppstein. Personal communication. 1999. [GG91] A. Gersho and R.M. Gray. Vector Quantization and Data Compression.KluwerAcad., Boston, 1991. [GIM99] A. Gionis, P. Indyk, and R. Motwani. Similarity search in high dimensions via hashing. Proc. 25th Internat. Conf. Very Large Data Bases (VLDB), pages 518–529, 1999. [GIV01] A. Goel, P. Indyk, and K.R. Varadara jan. Reductions among high-dimensional geometric problems. Proc. 12th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 769–778, 2001. [GP+94] D.H. Greene, M. Parnas, and F.F. Yao. Multi-index hashing for information retrieval. Proc. 35th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 722–731, 1994. [GS+03] B. Georgescu, I. Shimshoni, and P. Meer. Mean shift based clustering in high dimensions: A texture classification example. Proc. 9th Internat. Conf. Comput. Vision, pages 456– 463, 2003. [GW97] M.X. Go emans and D.P. Williamson. The primal-dual method for approximation algo- rithms and its application to network design problems. In Approximation Algorithms for NP-Hard Problems, PWS Publishing, Boston, pages 144–191, 1997. [HGI00] T. Haveliwala, A. Gionis, and P. Indyk. Scalable techniques for clustering the web. WebDB Workshop, pages 129–134, 2000. [HIM03] S. Har-Peled, P. Indyk, and R. Motwani. Approximate nearest neighbors: Towards removing the curse of dimensionality. Manuscript, 2003. [HL02] L. Heinrich-Litan. Exact l∞ -nearest neighbor search in high dimensions. Proc. 18th European Workshop Comput. Geom., pages 61–64, 2002. [HP01] S. Har-Peled. A replacement for Voronoi diagrams of near linear size. 42th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 94–103, 2001. [HPI00] S. Har-Peled and P. Indyk. When crossings count—approximating the minimum span- ning tree. Proc. 18th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 166–175, 2000. [IM98] P. Indyk and R. Motwani. Approximate nearest neighbor: towards removing the curse of dimensionality. Proc. 30th Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 604–613, 1998. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 891
892 Piotr Indyk [Ind00] P. Indyk. Dimensionality reduction techniques for proximity problems. Proc. 9th ACM- SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 371–378, 2000. [Ind01a] P. Indyk. High-dimensional computational geometry. Ph.D . thesis, Dept. of Comput. Sci., Stanford Univ., 2001. [Ind01b] P. Indyk. On approximate nearest neighbors in l∞ norm. J. Comput. Syst. Sci., 63:627– 638, 2001. [Ind02] P. Indyk. Approximate nearest neighbor algorithms for Frechet metric via product metrics. Proc. 18th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 102–106, 2002. [Ind03] P. Indyk. Better algorithms for high-dimensional proximity problems via asymmetric embeddings. Proc. 14th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 539–545, 2003. [IST99] P. Indyk, S.E. Schmidt, and M. Thorup. On reducing approximate MST to closest pair problems in high dimensions. Manuscript, 1999. [JV99] K. Jain and V. Vazirani. Primal-dual approximation algorithms for metric facility lo- cation and k-median problems. 40th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 2–13, 1999. [Kle97] J. Kleinberg. Two algorithms for nearest-neighbor search in high dimensions. Proc. 29th Annu. ACM Sympos. Theory Computing, pages 599–608, 1997. [KOR00] E. Kushilevitz, R. Ostrovsky, and Y. Rabani. Efficient search for approximate nearest neighbor in high dimensional spaces. SIAM J. Comput., 30:457–474, 2000. [K+ 95] R.M. Karp, O. Waarts, and G. Zweig. The bit vector intersection problem. Proc. 36th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 621–630, 1995. [LT80] R.J. Lipton and R.E. Tarjan. Applications of a planar separator theorem. SIAM J. Comput., 9:615–627, 1980. [Mei93] S. Meiser. Point location in arrangements of hyperplanes. Inform. Comput., 106:286–303, 1993. [M+94] P.B . Miltersen, N. Nisan, S. Safra, and A. Wigderson. On data structures and asymmetric communication complexity. Proc. 26th Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 103–111, 1994. [MP69] M. Minsky and S. Papert. Perceptrons. MIT Press, Cambridge, 1969. [O+ 02] Z. Ouyang, N. Memon, T. Suel, and D. Trendafilov. Cluster-Based Delta Compression of Collections of Files. Proc. Internat. Conf. Web Inform. Sys. Eng. (WISE), pages 257–268, 2002. [Riv74] R.L . Rivest. Analysis of Associative Retrieval Algorithms. Ph.D. thesis, Dept. of Comput. Sci., Stanford Univ., 1974. [SH75] M.I . Shamos and D. Hoey. Closest p oint problems. Proc. 16th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 152–162, 1975. [Shi00] N. Shivakumar. Detecting digital copyright violations on the Internet. Ph.D. thesis, Dept. of Comput. Sci., Stanford Univ., 2000. [W+98] R. Weber, H.J . Schek, and S. Blott. A quantitative analysis and performance study for similarity-search methods in high-dimensional spaces. Proc. 24th Internat. Conf. Very Large Data Bases (VLDB), pages 194–205, 1998. [Ya01] C. Yang. MACS: Music Audio Characteristic Sequence Indexing for Similarity Retrieval. Proc. Workshop Appl. Signal Proc. Audio Acoustics, pages 361–370, 2001. [Yia00] P.N . Yiannilos. Lo cally lifting the curse of dimensionality for nearest neighbor search. Proc. 11th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 361–370, 2000. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 892
893 COMPUTATIONAL TECHNIQUES
894
40 RANDOMIZATION AND DERANDOMIZATION Otfried Cheong, Ketan Mulmuley, and Edgar Ramos INTRODUCTION Randomized (or probabilistic) algorithms and constructions were applied success- fully in many areas of theoretical computer science before they were used widely in computational geometry. Following influential work in the mid-1980s, randomized algorithms became popular in geometry, and now a significant proportion of pub- lished research in computational geometry employs randomized algorithmsorproof techniques. For many problems the best algorithms known are randomized, and even if both randomized and deterministic algorithms of comparable asymptotic complexity are available, the randomized algorithms are often much simpler and more efficient in an actual implementation. In some cases, the best deterministic al- gorithm known for a problem has been obtained by “derandomizing” a randomized algorithm. This chapter focuses on the randomized algorithmic techniques being used in computational geometry, and not so much on particular results obtained using these techniques. Efficient randomized algorithms for specific problems are discussed in the relevant chapters throughout this Handbook. GLOSSARY Probabilistic or “Monte Carlo” algorithm: Traditionally, any algorithm that uses random bits. Now often used in contrast to randomized algorithm to denote an algorithm that is allowed to return an incorrect or inaccurate result, or fail completely, but with small probability. Monte Carlo methods for numerical integration provide an example. Algorithms of this kind are not used frequently in computational geometry. Randomized or “Las Vegas” algorithm: An algorithm that uses random bits and is guaranteed to produce a correct answer; its running time and space re- quirements may depend on random choices. Typically, one tries to bound the expected running time (or other resource requirements) of the algorithm. In this chapter, we will only consider randomized algorithms in this sense. Expected running time: The expected value of the running time of the algo- rithm, that is, the average running time over all possible choices of the random bits used by the algorithm. No assumptions are made about the distribution of input objects in space. When expressing bounds as a function of the input size, the worst case over all inputs of that size is given. Normally the random choices made by the algorithm are hidden from the outside, in contrast with average running time. Average running time: The average of the running time, over all possible in- puts. Some suitable distribution of inputs is assumed. To illustrate the difference between expected running time and average running © 2004 by Chapman & Hall/CRC 895
896 O. Cheong, K. Mulmuley, and E. Ramos time, consider the Quicksort algorithm. If it is implemented so that the pivot element is the first element of the list (and the assumed input distribution is the set of all possible permutations of the input set), then it has O(n log n) average running time. By providing a suitable input (here, a sorted list), an adversary can force the algorithm to perform worse than the average. If, however, Quicksort is implemented so that the pivot element is chosen at random, thenit has O(n log n) expected running time, for any possible input. Since the random choices are hidden, an adversary cannot force the algorithm to behave badly, although it may perform poorly with some positive probability. Randomized divide-and-conquer: A divide-and-conquer algorithm that uses a random sample to partition the original problem into subproblems (Section 40.1). Randomized incremental algorithm: An incremental algorithm where the order in which the objects are examined is a random permutation (Section 40.2). Tail estimate: A bound on the probability that a random variable deviates from its expected value. Tail estimates for the running time of randomized algorithms are useful but seldom available (Section 40.10). High-probability bound: A strong tail estimate, where the probability of devi- ating from the expected value decreases as a fast-growing function of the input size n. The exact definition varies between authors, but a typical example would be to ask that for any α>0, there exists a β>0 such that the probability that the random variable X (n) exceeds αE[X(n)] be at most n−β . Derandomization: Obtaining a deterministic algorithm by “simulating” a ran- domized one (Section 40.6). Trapezoidal map: A planar subdivision T (S) induced by a set S of line segments with disjoint interiors in the plane (cf. Section 34.3). T (S) can be obtained by passing vertical attachments through every endpoint of the given segments, extending upward and downward until each hits another segment, or extending to infinity; see Figure 40.0.1 . Every face of the subdivision is a trapezoid (possibly degenerated to a triangle, or with a missing top or bottom side), hence the name. FIGURE 40.0 .1 The trapezoidal map of a set of 6 line segments. We will use the problem of computing the trapezoidal map of a set of line seg- ments with disjoint interiors as a running example throughout this chapter. We assume for presentation simplicity that no two distinct endpoints have the same x-coordinate, so that every trapezoid is adjacent to at most four segments. (This can be achieved by slight rotation of the vertical direction.) The trapezoidal map can also be defined for intersecting line segments. In that situation, vertical attachments must be added to intersection points as well, © 2004 by Chapman & Hall/CRC 896
Chapter 40: Randomization and derandomization 897 and the map may consist of a quadratic number of trapezoids. The trapezoidal map is also called the vertical decomposition of the set of line segments. Decompositions similar to this play an important role in randomized algorithms, because most algorithms assume that the structure to be computed has been subdivided into elementary objects. (Section 40.5 explains why this assumption is necessary.) 40.1 RANDOMIZED DIVIDE-AND-CONQUER GLOSSARY Top-down sampling: Sampling with small, usually constant-size random sam- ples, and recursing on the subproblems. Cutting: A subdivision Ξ of space into simple cells ∆ (of constant description complexity, most often simplices). The size of a cutting is the number of cells. - cutting Ξ: ForasetX of n geometric objects, a cutting such that every cell ∆ ∈ Ξ intersects at most n/r of the objects in X (also called a 1/r-cutting with =1/r when convenient). See also Section 36.3 . Bottom-up sampling: Sampling with random samples large enough that the subproblems may be solved directly (without recursion). Bernoulli sampling: The “standard” way of obtaining a random sample of size r from a given n-element set uses a random number generator to choose among all the possible subsets of size r, with equal probability for each subset (also obtained as the first r elements in a random permutation of n elements). In Bernoulli sampling, we instead toss a coin for each element of the set independently, and accept it as part of the sample with probability r/n. While the size of the sample may vary, its expected size is r, and essentially all the bounds and results of this chapter hold for both sampling models. Gradation: A hierarchy of samples for a set X of objects obtained by bottom-up sampling: X=X1⊃X2⊃X3⊃···⊃Xr−1⊃Xr =∅. With Bernoulli sampling, a new element can be inserted into the gradation by flipping a coin at most r times, leading to efficient dynamic data structures (Section 40.1). Geometric problems lend themselves to solution by divide-and-conquer algo- rithms. It is natural to solve a geometric problem by dividing space into regions (perhaps with a grid), and solving the problem in every region separately. When the geometric objects under consideration are distributed uniformly over the space, then gridding or “slice-and-dice” techniques seem to work well. However, when object density varies widely throughout the environment, then the decomposition has to be fine in the areas where objects are abundant, while it may be coarse in places with low object density. Random sampling can help achieve this: the density of a random sample R of the set of objects will approach that of the original set. Therefore dividing space according to the sample R will create small regions where the geometric objects are dense, and larger regions that are sparsely populated. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 897
898 O. Cheong, K. Mulmuley, and E. Ramos We can distinguish two main types of randomized divide-and-conquer algo- rithm, depending on whether the size of the sample is rather small or quite large. TOP-DOWN SAMPLING Top-down sampling is the most common form of random sampling in computational geometry. It uses a random sample of small, usually constant, size to partition the problem into subproblems. We sketch the technique by giving an algorithm for the computation of the trapezoidal map of a set of segments in the plane. Given a set S of n line segments with disjoint (relative) interiors, we take a sample R ⊂ S consisting of r segments, where r is a constant. We compute the trapezoidal map T (R)ofR. It consists of O(r) trapezoids. For every trapezoid ∆ ∈T(R), we determine the conflict list S∆, the list of segments in S intersecting ∆. We construct the trapezoidal map of every set S∆ recursively, clip it to the trapezoid ∆, and finally glue all these maps together to obtain T (S). The running time of this algorithm can be analyzed as follows. Because r is a constant, we can afford to compute T (R) and the lists S∆ naively, in time O(r2 )and O(nr) respectively. Gluing together the small maps can be done in time O(n). But what about the recursive calls? If we denote the size of S∆ by n∆ , then bounding the n∆ becomes the key issue here. It turns out that the right intuition is to assume that the n∆ are about n/r. Assuming this, we get the recursion T(n)≤O(r 2 + nr)+O(r)T (n/r), which solves to T (n)=O(n1+ ), where >0 is a constant depending on r.By increasing the value of r, can be made arbitrarily small, but at the same time the constant of proportionality hidden in the O-notation increases. The truth is that one cannot really assume that n∆ = O(n/r) holds for every trapezoid ∆ at the same time. Valid bounds are as follows. For randomly chosen R of size r,wehave: The pointwise bound: With probability increasing with r, n∆≤C n r log r, (40.1.1) for all ∆ ∈T(R), where the constant C does not depend on r and n. The higher-moments bound: For any constant c ≥ 1, there is a constant C (c) (independent of r and n) such that ∆∈T (R) (n∆ )c = C(c) n r c |T (R)|. (40.1.2) In other words, while the maximum n∆ can be as much as O((n/r) log r), on the average the n∆ behave as if they indeed were O(n/r). Both bounds can be used to prove that T (n)=O(n1+ ), with the dependence on being somewhat better using the latter bound. The difference between the two bounds becomes more marked for larger values of r, as will be detailed below. (For amoregeneralresultthatsubsumesthesetwobounds,seeTheorem40.5.2 .) The same scheme used to compute T (S) will also give a data structure for point location in the trapezoidal map. This data structure is a tree, constructed as follows. If the set S is small enough, simply store T (S) explicitly. Otherwise, © 2004 by Chapman & Hall/CRC 898
Chapter 40: Randomization and derandomization 899 take a random sample R, and store T (R) in the root node. Subtrees are created for every ∆ ∈T(R). These subtrees are constructed recursively, using the sets S∆. By the pointwise bound, the depth of the tree is O(log n) with high probability, and therefore the query time is also O(log n). The storage requirement is easily seen to be O(n1+ )asabove. The algorithmic technique described in this section is surprisingly robust. It works for a large number of problems in computational geometry, and for many problems it is the only known approach to solve the problem. It does have two ma jor drawbacks, however. First, it seems to be difficult to remove the -term in the exponent, and truly optimal random-sampling algorithms are scarce. Second, the practicality of this method remains to be established. If the size of the random sample is chosen too small, then the problem size may not decrease fast enough to guarantee a fast-running algorithm, or even termination. Few papers in the liter- ature calculate this size constant, and so for most applications it remains unclear whether the size of the random sample can be chosen considerably smaller than the problem size in practice. CUTTINGS The only use of randomization in the above algorithm was to subdivide the plane into a number of simply-shaped regions ∆, such that every region is intersected by only a few line segments. Such a subdivision is called a cutting Ξ for the set X of n segments; if every ∆ ∈ Ξ intersects at most n/r of the objects in X ,itis a1/r-cutting. Cuttings are interesting in their own right, and have been studied intensively. This research has led to a number of results on the deterministic con- struction of efficient cuttings, with useful properties that go beyond thoseofthe simple cutting based on a random sample discussed above (Section 40.7). Cuttings form the basis for many algorithms and search structures in computational geom- etry; see Section 36.2. As a result, most recent geometric divide-and-conquer algo- rithms no longer explicitly use randomization, and randomized divide-and-conquer is currently in the process of being replaced by divide-and-conquer based on cut- tings. In practice, however, cuttings may still be constructed most efficiently using random sampling. There are two basic techniques, which we illustrate againusing asetX of n line segments with disjoint interiors in the plane. -n et based cuttings: The easiest way to obtain a 1/r-cutting is to take a random sample N ⊂ X of size O(r log r). If N is a 1/r-net for the range space (X, Γ) (defined in Section 40.4 and Section 36.2), then the trapezoidal map of N is a 1/r-cutting of size O(r log r). If not, we try a different sample. Splitting the excess: The construction based on -nets can be improved as follows. First take a random sample N of X of size O(r), and compute its trapezoidal map. Every trapezoid ∆ may be intersected by O((n/r) log r) segments. If we take a random sample of these segments, and form their trape- zoidal map again (restricted to ∆), the pieces obtained are intersected by at most n/r segments. The size of this cutting is only O(r), which is optimal. Har-Peled [HP00] investigates the constants achievable for cuttings of lines in the plane. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 899
900 O. Cheong, K. Mulmuley, and E. Ramos BOTTOM-UP SAMPLING In bottom-up sampling, the random sample is so large that the resulting subprob- lems are small enough to be solved directly. However, it is no longer trivialto compute the auxiliary structures needed to subdivide the problem. We again illus- trate with the trapezoidal map. Given a set S of n line segments, we take a sample R of size n/2, and compute the trapezoidal map of R recursively. For every ∆ ∈T(R), we compute the list S∆ of segments in S \ R intersecting ∆. This can be done by locating an endpoint of every segment in S \ R in T (R) and traversing T (R) from there. If we use a planar point location structure (Section 34.3), this takes time O(n log n + ∆∈T (R) n∆). For every ∆, we then compute the trapezoidal map T (S∆), and clip it to ∆. This can be done naively in time O(n2 ∆). Finally, we glue together all the little maps. The running time of the algorithm is bounded by the recursion T(n)≤T(n/2)+O(nlog n)+ ∆∈T (R) O(n 2 ∆). The pointwise bound shows that with high probability, n∆ = O(log n)for all ∆. That would imply that the last term in the recursion is O(n log 2 n). Here, the higher-moments bound turns out to give a strictly better result, as it shows that the expected value of that term is only O(n). The recursion therefore solves to O(n log 2 n). Bottom-up sampling has the potential to lead to more efficient algorithms than top-down sampling, because it avoids the blow-up in problem size that man- ifests itself in the n -term in top-down sampling. However, it needs more refined ingredients—as the constructions of T (R) and the lists S∆ demonstrate—and there- fore seems to apply to fewer problems. As with top-down sampling, bottom-up sampling can be used for point location. These search structures have the advantage that they can often easily be made dynamic (Section 40.3). 40.2 RANDOMIZED INCREMENTAL ALGORITHMS GLOSSARY Backwards analysis: Analyzing the time complexity of an algorithm by viewing it running backwards in time [Sei93]. Conflict graph: A bipartite graph whose arcs represent conflicts (usually inter- sections) between objects to be added and objects already constructed. History graph: A directed, acyclic graph that records the history of changes in the geometric structure being maintained. Also known as an influence graph or I-DAG (influence-directed acyclic graph). Many problems in computational geometry permit a natural computation by an incremental algorithm. Incremental algorithms need only process one new object at a time, which often implies that changes in the geometric data structure remain localized in the neighborhood of the new object. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 900
Chapter 40: Randomization and derandomization 901 As an example, consider the computation of the trapezoidal map of a set of linesegments(cf.Fig.34 .3.2;foranotherexample,seeSection22.3).Toadda new line segment s to the map, one would first identify the trapezoids of the map intersected by s. Those trapezoids must be split, creating new trapezoids, some of which then must be merged along the segment s. All these update operations can be accomplished in time linear in the sum of the number of old trapezoids thatare destroyed and the number of new trapezoids that are created during the insertion of s. This quantity is called the structural change. This results in a rather simple algorithm to compute the trapezoidal map of a set of line segments. Starting with the empty set, we treat the line segments one-by-one, maintaining the trapezoidal map of the set of line segments inserted so far. However, a general disadvantage of incremental algorithms is that the total structural change during the insertions of n objects, and hence the running time of the algorithm, depends strongly on the order in which the objects are processed. In our case, it is not difficult to devise a sequence of n line segments leading to a total structural change of Θ(n2). Even if we know that a good order of insertion exists (one that implies a small structural change), it seems difficult to determine this order beforehand. And this is exactly where randomization can help: we simply treat the n objects in random order. In the case of the trapezoidal map, we will showbelowthatifthen segments are processed in random order, the expected structural change in every step of the algorithm is only constant. BACKWARDS ANALYSIS An easy way to see this is via backwards analysis. We first observe that it suffices to bound the number of trapezoids created in each stage of the algorithm. All these trapezoids are incident to the segment inserted in that stage. We imagine the algorithm removing the line segments from the final map one-by-one. In each step, we must bound the number of trapezoids incident to the segment s removed. Now we make two observations: The trapezoidal map is a planar graph, with every trapezoid incident to at most 4 segments. Hence, if there are m segments in the current set, the total number of trapezoid-segment incidences is O(m). Since the order of the segments is a random permutation of the set of segments, each of the m segments is equally likely to be removed. These two facts suffice to show that the expected number of trapezoids incident to s is constant. In fact, this number is bounded by the average degree of a segment in a trapezoidal map. It follows that the expected total structural change during the course of the algorithm is O(n). To obtain an efficient algorithm, however, we need a second ingredient: whenever a new segment s is inserted, we need to identify the trapezoids of the old map intersected by s. Two basic approaches are known to solve this problem: the conflict graph and the history graph. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 901
902 O. Cheong, K. Mulmuley, and E. Ramos CONFLICT GRAPH A conflict graph is a bipartite graph whose nodes are the not-yet-added segments on one side and the trapezoids of the current map on the other side. There is an arc between a segment s and a trapezoid ∆ if and only if s intersects ∆, in which case we say that s is in conflict with ∆. It is possible to maintain the conflict graph during the course of the incremental algorithm. Whenever a new segment is inserted, all the conflicts of the newly- created trapezoids are found. This is not difficult, because a segment can only conflict with a newly-created trapezoid if it was previously in conflict with the old trapezoids at the same place. Thus the trapezoids intersected by the new segment s are just the neighbors of s in the conflict graph. The time necessary to maintain the conflict graph can be bounded by summing the number of conflicts of all trapezoids created during the course of the algorithm. It follows from the higher-moments bound (Eq. 40 .1 .2) that the average number of conflicts of the trapezoids present after inserting the first r segments—note that these segments form a random sample of size r of S—is O(n/r). Intuitively, we can assume that this is also correct if we look only at the trapezoids that are created by the insertion of the rth segment. Since the expected number of trapezoids created in every step of the algorithm is constant, the expected total time is n i=1 O(n/r)= O(n log n). Note that an algorithm using a conflict graph needs to know the entire set of objects (segments in our example) in advance. HISTORY GRAPH A different approach uses a history graph, which records the history of changes in the maintained structure. In our example, we can maintain a directed acyclic graph whose nodes corre- spond to trapezoids constructed during the course of the algorithm. The leaves are the trapezoids of the current map; all inner nodes correspond to trapezoids that have already been destroyed (with the root corresponding to the entire plane). When we insert a segment s, we create new nodes for the newly-created trapezoids, and create a pointer from an old trapezoid to every new one that overlaps it. Hence, there are at most four outgoing pointers for every inner node of the history graph. We can now find the trapezoids intersected by a new segment s by performing a graph search from the root, using say, depth-first search on the connected subgraph consisting of all trapezoids intersecting s. Note that this search performs precisely the same computations that would have been necessary to maintain the conflict graph during the sequence of updates, but at a different time. We can therefore consider a history graph as a lazy implementation of a conflict graph: it postpones each computation to the moment it is actually needed. Consequently, the analysis is exactly the same as for conflict graphs. Algorithms using a history graph are on-line or semidynamic in the sense that they do not need to know about a point until the moment it is inserted. ABSTRACT FRAMEWORK AND ANALYSIS Most randomized incremental algorithms in the literature follow the framework sketched here for the computation of the trapezoidal map: the structure to be © 2004 by Chapman & Hall/CRC 902
Chapter 40: Randomization and derandomization 903 computed is maintained while the objects defining it are inserted in random order. To insert a new object, one first has to find a “conflict” of that object (the location step ), then local updates in the structure are sufficient to bring it up to date (the update step ). The cost of the update is usually linear in the size of the change in the combinatorial structure being maintained, and can often be bounded using backwards analysis. The location step can be implemented using either a conflict graph or a history graph. In both cases, the analysis is the same (since the actual computations performed are also often identical). To avoid having to prove the same bounds repeatedly for different problems, researchers have defined an axiomatic framework that captures the combinatorial essence of most randomized incremental algorithms. This framework, which uses configuration spaces , provides ready-to-use bounds for the expected running time of most randomized incremental algorithms. SeeSection40.5 . POINT LOCATION THROUGH HISTORY GRAPH In our trapezoidal map example, the history graph may be used as a point location structure for the trapezoidal map: given a query point q, find the trapezoid contain- ing q by following a path from the root to a leaf node of the history graph. At each step, we continue to the child node corresponding to the trapezoid containing q. The search time is clearly proportional to the length of the path. Backwards analysis shows that the expected length of this path is O(log n) for any fixed query point. Even stronger, one can show that the maximum length of any search path in the history graph is O(log n) with high probability. If point location is the goal, the history graph can be simplified: instead of storing trapezoids, the inner nodes of the graph can denote two different kinds of elementary tests (“Does a point lie to the left or right of another point?” and “Does a point lie above or below a line?”). The final result is then an efficient and practical planar point location structure [Sei91]. This observation can also lead to a somewhat different location step inside the randomized incremental algorithm. Instead of performing a graph search with the whole segment s, point location can be used to find the trapezoid containing one endpoint of s. From there, a traversal of the trapezoidal map allows locating all trapezoids intersected by s. APPLICATIONS The randomized incremental framework has been successfully applied to a large variety of problems. We list a number of important such applications. Details on the results can be found in the chapters dealing with the respective area, orinone of the surveys cited in Section 40.12 . Trapezoidal decomposition formed by segments in the plane, and point location structures for this decomposition (Section 34.3). Triangulation of simple polygons: an optimal randomized algorithm with lin- ear running time, and a simple algorithm with running time O(n log ∗ n) (Sec- tion 26.2). Convex hulls of points in d-dimensional space, output-sensitive convex hulls © 2004 by Chapman & Hall/CRC 903
904 O. Cheong, K. Mulmuley, and E. Ramos inR 3 (Section 22.3). Voronoi diagrams in different metrics, including higher order and abstract Voronoi diagrams (Section 23.3). Linearprogramminginfinite-dimensionalspace(Chapter45). Generalized linear programming: optimization problems that are combinatori- ally similar to linear programming (Section 45.4). Hiddensurfaceremoval(Section28.8andChapter49). Constructing a single face in an arrangement of (curved) segments in the plane, or in an arrangement of triangles or surface patches in R 3 (Sections 24.5 and 47.2); computing zones in an arrangement of hyperplanes in R d (Sec- tion 24.4). 40.3 DYNAMIC ALGORITHMS DYNAMIC RANDOMIZED INCREMENTAL Any on-line randomized incremental algorithm can be used as a semidynamic al- gorithm, a dynamic algorithm that can only perform insertions of objects. The bound on the expected running time of the randomized incremental algorithm then turns into a bound on the average running time, under the assumption that every permutation of the input is equally likely. (The relation between the two uses of the algorithms is similar to that between randomized and ordinary Quicksort as mentioned in the Introduction.) This observation has motivated researchers to extend randomized incremental algorithms so that they can also manage deletions of objects. Then bounds onthe average running time of the algorithm are given, under the assumption that the input sequence is a random update sequence . In essence, one assumes that for an addition, every object currently not in the structure is equally likely to be inserted, while for a deletion every object currently present is equally likely to be removed (the precise definition varies between authors). Two approaches have been suggested to handle deletions in history-graph based incremental algorithms. The first adds new nodes at the leaf level of the history graph for every deletion. This works for a wide variety of problems and is relatively easy to implement, but after a number of updates the history graph will become “dirty”: it will contain elements that are no longer part of the current structure but which still must be traversed by the point-location steps. Therefore, the his- tory graph needs periodic “cleaning.” This can be accomplished by discarding the current graph, and reconstructing it from scratch using the elements currently present. In the second approach, for every deletion the history graph is transformedto the state it would have been had the object never been inserted. The history graph is therefore always “clean.” However, in this model deletions are more complicated, and it therefore seems to apply to fewer problems. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 904
Chapter 40: Randomization and derandomization 905 DYNAMIC SAMPLING AND GRADATIONS A rather different approach permits a number of search structures based on bottom- up sampling to be dynamized surprisingly easily. Such a search structure consists of a gradation using Bernoulli sampling (Section 40.1): The gradation is a hier- archy of O(log n) levels. Every object is included in the first level, and is chosen independently to be in the second level with probability 1 2 . Every object in the second level is propagated to level 3 with probability 1 2 , and so forth. Whenever an object is added to or removed from the current set, the search structure is updated to the proper state. When adding an object, it suffices to flip a coin at most log n times to determine where to place the object. Using this technique, it is possible to give high-probability bounds on the search time and sometimes also on the update time [Mul93]. 40.4 RANGE SPACES “Pointwise bounds” of the form in Equation 40.1 .1 can be proved in the axiomatic framework of range spaces, which then leads to immediate application to a wide variety of geometric settings. GLOSSARY Rang e space : A pair (X, Γ), with X a universe (possibly infinite), and Γ a family of subsets of X . The elements of Γ are called ranges. Typical examples of range spaces are of the form (Rd , Γ), where Γ is a set of geometric figures, such as all line segments, halfspaces, simplices, balls, etc. (cf. Section 36.2). Shattered: AsetA ⊆ X is shattered if every subset A of A canbeexpressedas A =A∩γ,forsomerangeγ∈Γ. In the range space (R2 , H), where H is the set of all closed halfplanes, a set of three points in convex position is shattered. However, no set of four pointsis shattered. See Figure 40.4.1: whether the point set is in convex position or not, there always is a subset (encircled) that cannot be expressed as A ∩ h for any halfplane h. FIGURE 40.4 .1 No set of four points can be shattered by halfplanes. In the range space (R2 , C), where C is the set of all convex polygons, any set of points lying on a circle is shattered. Vapnik-Chervonenkis dimension (VC-dimension): The VC-dimension of a range space (X, Γ) is the smallest integer d such that there is no shattered subset A ⊆ X of size d + 1. If no such d exists, the VC-dimension is said to be infinite. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 905
906 O. Cheong, K. Mulmuley, and E. Ramos Range spaces (Rd , Γ), where Γ is the set of line segments, of simplices, of balls, or of halfspaces, have finite VC-dimension. For example, the range space (R2 , H) has VC-dimension 3. The range space (R2 , C ), however, has infinite VC-dimension. Shatter function: For a range space (X, Γ), the shatter function πΓ(m) is defined as πΓ(m) = max A⊂X,|A|=m |{A∩γ|γ∈Γ}|. If the VC-dimension of the range space is infinite, then πΓ (m)=2 m . Otherwise the shatter function is bounded by O(md ), where d is the VC-dimension. (So the shatter function of any range space is either exponential or polynomially bounded.) If the shatter function is polynomial, the VC-dimension is finite. The order of magnitude of the shatter function is not necessarily the same as the VC-dimension; for instance, the range space (R2 , H) has VC-dimension 3 and shatter function O(m2 ). Since the VC-dimension is often difficult to compute, some authors have defined the VC-exponent as the order of magnitude of the shatter-function. -net: AsubsetN⊆Xiscalledan -netfortherangespace(X,Γ)ifN∩γ=∅ for every γ ∈ Γ with |γ|/|X| > (here, ∈ [0, 1) and X is finite). It is often more convenient to write 1/r for , with r>1. - approximation: A subset A ⊆ X is called an -approximation for the range space (X, Γ) if, for every γ ∈ Γ, we have |A∩γ| |A| − |γ| |X| ≤. An -approximation is also an -net, but not necessarily vice versa. Linear range space: The range space (Rd ,Ld k ), where Ld k consists of unions of polytopes of total complexity at most k in R d . Linearizable range space: A typical range space (X , XC ) is defined by a set of geometric “objects” X and a set of geometric “cells” C : A cell ∆ ∈Cdefines a range X∆ that consists of all the objects x ∈X that intersect ∆. (X , XC )is linearizable if it can be embedded into a linear range space, that is, if there are constants d, k and maps φ : X→R d andψ:C→Ld k, such that for x ∈X and ∆∈C, x∩∆=∅iffφ(x)∈ψ(∆)[YY85,AM94]. - NETS AND -APPROXIMATIONS The pointwise bound translates into the abstract framework of range spacesas follows: THEOREM 40.4.1 Le t (X, Γ) be a range space with X finite and of finite VC-dimension d.Then a random sample R ⊂ X of size C(d)r log r is a 1/r-net for (X, Γ) with probability whose complement to 1 is polynomially smal l in r.The constant C(d) depends only on d. This theorem forms the basis for “traditional” randomized divide-and-conquer algorithms, such as the one for the trapezoidal map of line segments sketched in © 2004 by Chapman & Hall/CRC 906
Chapter 40: Randomization and derandomization 907 Section 40.1 . The pointwise bound used there follows from the theorem. Consider the range space (S, Γ), where Γ := {γ(∆) | ∆anopentrapezoid},andγ(∆) is the set of all segments in S intersecting ∆. The VC-dimension of this range space is finite. The easiest way to see this is by looking at the shatter function. Consider asetofm line segments. Extend them to full lines, pass 2m vertical lines through all endpoints, and look at the arrangement of these 3m lines. Clearly, for any two trapezoids ∆ and ∆ whose corners lie in the same faces of this arrangement we have γ(∆) = γ(∆ ). Consequently, there are at most O(m8 ) different ranges, and that crudely bounds the shatter function as O(m8 ). Thus the VC-dimension is finite and Theorem 40.4 .1 applies: with probability increasing rapidly with r,the sample R of size r is an -net for S with = Ω((1/r) log r). Assume this is the case, and consider some trapezoid ∆ ∈T(R). The interior of ∆ does not intersect any segment in R, so by the property of -nets, the range γ(∆) can intersect at most n segments of S. And so we have n∆ = O((n/r) log r). The construction of -nets has been so successfully derandomized that -nets now are used routinely in deterministic algorithms (Section 40.7). At least in theory, the top-down sampling algorithm of Section 40.1 need no longer be considered a randomized algorithm. - approximations are used in the deterministic computation of -nets (Sec- tion 40.7). They are also interesting in their own right, since some geometric problems—for instance, the computation of centerpoints or ham-sandwich cuts (seeSection14.2)—canbesolvedapproximatelybysolvingthemexactlyforan - approximation. A 1/r-approximation can be found by taking a random sample of size O(r2 log r). This bound is not tight. VC-dimension and -nets are also frequently used in statistics [VC71] (from which they derive) and in learning theory. LINEARIZING RANGE SPACES Most range spaces that appear in geometric problems can be linearized. A gen- eral procedure to obtain φ and ψ is the following [MS96]: Start with a first-order predicate Π in the theory of closed fields—one formed from polynomial inequalities using Boolean connectives and quantifiers, where the parameters defining x are re- garded as variables, and the parameters defining ∆ are regarded as constants—that describes when x ∩ ∆ = ∅; then, using a quantifier elimination method, rewrite Π as a disjunction of several conjunctions of polynomial inequalities; finally, by intro- ducing a variable for each monomial that appears in the polynomial inequalities, obtain linear inequalities that correspond to a linear cell. For example, consider a set S of line segments and let R ⊆ S; we are interested in the conflict sets S∆ for ∆ ∈T(R). Whether a segment s = uv ∈ S intersects ∆ ∈T(R) can be written as a predicate in which the parameters defining s are regarded as variables, and the parameters defining ∆ are regarded as constants: eitheru∈∆,orv∈∆,oruvintersectsoneoftheedgesof∆. In specific cases, a more efficient embedding (with smaller values of d and k)is possible. An important example is the range space defined on points in R d by balls. It can be linearized by lifting the points to the paraboloid xd+1 = x2 1+···+x2 d inR d+1 . One application of linearization is the computation of conflict lists. Consider the computation of the conflict lists S∆ for ∆ ∈T(R), R ⊆ S. By linearization, S∆ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 907
908O.Cheong,K.Mulmuley,andE.Ramos isequaltothesetφ(S)∩ψ(∆).Wehavenowtheproblemoflocatingthepoints φ(S)inthearrangementofthehyperplanesHinR d thatboundthelinearcells ψ(∆).WeconstructapointlocationdatastructureforthearrangementofH,and useittolocateeachofthepointsφ(s),s∈S.Ifr=|T(R)|andn=|S|,thenthe costofthisprocedureisO(rd+1+nlogr+k),wherekisthenumberofconflicts reported.Thisapproachisverygeneralandeasilyparallelizable;ontheotherhand, itcanberelativelyinefficientincomparisonwithotherproblem-specificmethods thatmakemoreuseoftheparticulargeometryoftheproblem. Linearizationisalsousedinthedeterministicconstructionofcuttings(Sec- tion40.7). OPENPROBLEM Forgeneralrangespaces,theboundO(rlogr)inTheorem40.4.1isthebestpossi- ble.However,formanygeometrically-definedspacesthebestlowerboundisΩ(r). Cantheupperboundbeimprovedforsomegeometricrangespaces?Thisisperhaps adifficultproblem[MSW90]. 40.5CONFIGURATIONSPACES Theframeworkofconfigurationspacesissomewhatmorecomplicatedthanrange spaces,butfacilitatesprovinghigher-momentboundsasinEquation40.1.2 .Termi- nology,axiomatics,andnotationvarywidelybetweenauthors.Notethattheterm “configurationspace”isusedinroboticswithadifferentmeaning(seeChapters47 and48). GLOSSARY Configuration space: A four-tuple (X, T ,D,K). X is a finite set of geometric objects (the universe of size n). T is a mapping that assigns to every subset S ⊆ X asetT (S); the elements of T (S) are called configurations.Π(X):= S⊆X T (S) is the set of all configurations occurring over some subset of X. D and K assign to every configuration ∆ ∈ Π(X) subsets D(∆) and K(∆) of X . Elements of the set D(∆) are said to define the configuration (they are also called triggers) and the elements of the set K(∆) are said to kill the configuration (they are also said to be in conflict with the configuration and are sometimes called stoppers). Conflict size of ∆: The number of elements of K(∆). We will require the following axioms: (i) The number d = max{|D(∆)| ∆ ∈ Π(X)} is a constant (called the maxi- mum degree or the dimension of the configuration space). Moreover, the number of configurations sharing the same defining set is bounded by a con- stant. (ii) Forany∆∈T(S),D(∆)⊆SandS∩K(∆)=∅. (iii) If ∆ ∈T(S)andD(∆) ⊆ S ⊆ S, then ∆ ∈T(S ). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 908
Chapter 40: Randomization and derandomization 909 (iii)IfD(∆)⊆SandK(∆)∩S=∅,then∆∈T(S). Note that axiom (iii) follows from (iii ); see below. EXAMPLES 1. Trapezoidal map. The universe X is a set of segments in the plane, and T (S) is the set of trapezoids in the trapezoidal map of S. The defining set D(∆) is the set of segments that are necessary to define ∆ (at most four segments suffice, so d = 4), and the killing set K (∆) is the set of segments that intersect the trapezoid. It is easy to verify that conditions (i), (ii), (iii), (iii ) all hold. 2. Delaunay triangulation. X is a set of points in the plane (assume that no four points lie on a circle), and T (S) is the set of triangles of the Delaunay triangulation of S. D(∆) consists of the vertices of triangle ∆ (so d = 3), while K(∆) is the set of points lying inside the circumcircle of the triangle. Again, axioms (i), (ii), (iii), (iii ) all hold. 3. Convex hulls in 3D. The universe X is a set of points in 3D (assume that no four points are coplanar), and T (S) is the set of facets of the convex hull of S. The defining set of a facet ∆ is the set of its vertices (d = 3), and the killing set is the set of points lying in the outer open halfspace defined by ∆. Note that there can be two configurations sharing the same defining set. Again, axioms (i)–(iii ) all hold. 4. Single cell. The universe X is a set of possibly intersecting segments in the plane, and T (S) is the set of trapezoids in the trapezoidal map of S that belongs to the cell of the line segment arrangement containing the origin (Figure 40.5 .1). The defining and killing sets are defined as in the case of the trapezoidal map of the whole arrangement above. In this situation, ax- iom (iii ) does not hold. Whether or not a given trapezoid appears in T (S) depends on segments other than the ones in D(∆) ∪ K(∆). Axioms (i), (ii), (iii) are nevertheless valid. FIGURE 40.5 .1 A single cel l in an arrangement of line segments. 5. Counterexample. Let X be a set of line segments, and let T (S) be a decom- position of the arrangement that is obtained by drawing vertical extensions for faces with an even number of edges, and horizontal extensions for faces © 2004 by Chapman & Hall/CRC 909
910 O. Cheong, K. Mulmuley, and E. Ramos with an odd number of edges. Axioms (i) and (ii) hold, but neither (iii) nor (iii ) is satisfied. Note that when (ii) and (iii ) both hold, then ∆ ∈T(S) if and only if D(∆) ⊆ S and K(∆) ∩ S = ∅. In other words, the mapping T is then completely defined by the functions D and K . In fact, in the first three examples we can decide from local information alone whether or not a configuration appears in T (S). For instance, a triangle ∆ is in the Delaunay triangulation of S if and only if the vertices of ∆ are in S , and no point of S lies in the circumcircle of ∆. As mentioned above, axiom (iii) follows from (iii ), but not conversely. Ax- iom (iii) requires a kind of monotonicity: if ∆ occurs in T (S) for some S , then we cannot destroy it by removing elements from S unless we remove some element in D(∆). We may say that the configuration spaces of the first three examples are defined locally and canonically . The fourth example is canonical , but nonlocal . The last example is not canonical and cannot be treated with the methods described here. (Fortunately, this is an artificial example with no practical use—but see the open problems below.) HIGHER-MOMENTS AND EXPONENTIAL DECAY LEMMA The higher-moments bound for configuration spaces generalizes the bound for trape- zoidal maps, Equation 40.1 .2: THEOREM 40.5.1 Higher-moments bound Le t (X, T ,D,K) be a configuration space satisfying axioms (i), (ii), (iii), and let R be a random sample of X of size r.For any constant c, we have E   ∆∈T (R) |K(∆)|c   = O((n/r) c E[|T (R)|]). (Technically, rather than R, a sample R of size r/2 should appear on the right, but E[|T (R )|]=O(E[|T (R)|]) in all cases of interest). In other words, as far as the cth-degree average is concerned, the conflict size behaves as if it were O(n/r), instead of O((n/r) log r) from the pointwise bound. Let (X, T ,D,K)andR be as in Theorem 40.5 .1 . For any natural number t,we define Tt(R) to be the subset of configurations of T (R) whose conflict size exceeds the “natural” value n/r by at least the factor t: Tt(R):={∆ ∈T(S) ||K(∆)|≥tn/r}. The following exponential-decay lemma [AMS98] states that the number of such configurations decreases exponentially with t: THEOREM 40.5.2 Exponential decay lemma Le t (X, T ,D,K) be a configuration space satisfying axioms (i), (ii), (iii), and let RbearandomsampleofXofsizer.For anytwith1≤t≤r/d(wheredisasin axiom (i)), we have E[|Tt(R)|]=O(2−t )·E[|T(R)|], © 2004 by Chapman & Hall/CRC 910
Chapter 40: Randomization and derandomization 911 where R ⊆ X denotes a random sample of size r/t . The exponential decay lemma implies both the higher-moments bound, by adding over t, and the pointwise bound, by Markov’s inequality. RANDOMIZED INCREMENTAL CONSTRUCTION Many, if not most, randomized incremental algorithms in the literature canbe analyzed using the configuration space framework. Given the set X , the goal of the randomized incremental algorithm is to compute T (X). This is done by maintaining T (Xi), for 1 ≤ i ≤ n, where Xi = {x1,x2,...,xi} and the xi form a random permutation of X . To bound the number of configurations created during the insertion of xi into X i−1 , we observe that by axiom (iii) these configurations are exactly those ∆ ∈ T (Xi) with xi ∈ D(∆). The expected number of these can be bounded by d i E[|T (Xi)|] using backwards analysis. Here, d is the maximum degree of the configuration space. The expected total change in the conflict graph or history graph can be bounded by summing |K(∆)| over all ∆ created during the course of the algorithm. Using axioms (i) to (iii ), we can derive the following bound: n i=1 d2n−i i E[|T (Xi)|] i . (The exact form of this expression depends on the model used.) The book [Mul93] treats randomized incremental algorithms systematically using the configuration space framework (assuming axiom (iii )). LAZY RANDOMIZED INCREMENTAL CONSTRUCTION In problems that have nonlocal definition, such as the computation of a single cell in an arrangement of segments, single cells in arrangements of surface patches, or zones in arrangements, the update step of a randomized incremental construction becomes more difficult. Besides the local updates in the neighborhood of the newly inserted object, there may also be global changes. For instance, when a line segment is inserted into an arrangement of line segments, it may cut the single cell being computed into several pieces, only one of which is still interesting. The technique of lazy randomized incremental construction [BDS95] deals with these problems by simply postponing the global changes to a few “clean-up” stages. Since the setting of all these problems is nonlocal, the analysis uses only axioms (i), (ii), (iii). OPEN PROBLEM The canonical framework of randomized incremental algorithms sketched above is sometimes too restrictive. For instance, to make a problem fit into the framework, one often has to assume that objects are in general position. While many algorithms © 2004 by Chapman & Hall/CRC 911
912 O. Cheong, K. Mulmuley, and E. Ramos could deal with special cases (e.g., four points on a circle in the case of Delaunay triangulations) directly, the analysis does not hold for those situations, and one has to resort to a symbolic perturbation scheme to save the analysis. Can a more relaxed framework for randomized incremental construction be given [Sei93]? 40.6 DERANDOMIZATION TECHNIQUES Even when an efficient randomized algorithm for a problem is known, researchers still find it worthwhile to obtain a deterministic algorithm of the same efficiency. The reasons for doing this are varied, from scientific curiosity (what is the real p ower of randomness?), to practical reasons (truly random bits are quite expensive), to a preference for “deterministicity” that may not be strictly rational. Sometimes a deterministic algorithm for a given problem may be obtained by “simulating” or “derandomizing” a randomized algorithm. Derandomization has turned out to be a powerful theoretical tool: for several problems the only known worst-case optimal deterministic algorithm has been obtained by derandomization. The most famous example is computing the convex hull of n points in d-dimensional space (Section 22.3). General derandomization techniques can be used to produce a deterministic counterpart of random sampling in both configuration spaces and range spaces. As a result, it is possible to obtain in polynomial time a sample that satisfies the higher-moment bound, or that is a net or an approximation. Taking advantage of separability and composition properties of approximations, these constructions can be made efficient. In most applications, deterministic sampling is the base of a deterministic divide-and-conquer algorithm or data structure, which is almost as efficient as the randomized counterpart. On the other hand, incremental algorithms are considerably harder to deran- domize: the convex hull algorithm mentioned above is essentially the only success- ful case. The problem is that in an incremental algorithm each insertion must be “globally good,” while in the divide-and-conquer case, items are chosen locally in a neighborhood that shrinks as the algorithm progresses. In some cases, such as linear programming, a derandomized divide-and-conquer approach leads to a deter- ministic algorithm with better dependency on the dimension than previously known methods (prune-and-search), but there still remains a large gap with respect to the best randomized algorithm (which is an incremental one). METHOD OF CONDITIONAL PROBABILITIES The method of conditional probabilities (also called the Raghavan-Spencer method) [Spe87, Rag88] implements a binary search of the probability space to determine an event with the desired properties (guaranteed by a probabilistic anal- ysis). Given a configuration space (X, T ,D,K), the goal is to obtain a random sample of size (approximately) r that satisfies the higher-moments bound. Let X = {x1,...,xn } and Ω be the probability space on {0, 1}n , and consider the probability distribution on Ω induced by selecting each component equal to 1 inde- pendently with probability p = r/n (for convenience, we use Bernoulli sampling). Let F :Ω→ R be the random variable that assigns to the vector (q1,...,qn )the © 2004 by Chapman & Hall/CRC 912
Chapter 40: Randomization and derandomization 913 value ∆∈T (R) f(|K(∆) ∩ X |), where xi ∈ R iff qi =1,andf (x)=xk (for the kth moment; using f(x)=e c(r/n)x with an appropriate constant c, one can achieve the exponential decay bound). We know that E[F ] ≤ M with M = Cf(n/r)t(r), where t(r) is an upper bound for E[|T (R)|]. The method is based on the following relation, for 0 ≤ i<n: E[F|q1 = v1,...qi = vi] = p · E[F|q1 = v1,...qi = vi,qi+1 =1]+ (1 − p) · E[F|q1 = v1,...qi = vi,qi+1 =0] ≥ min{E[F|q1 = v1 ,...qi = vi ,qi+1 =1], E[F|q1 = v1 ,...qi = vi ,qi+1 =0]} If these conditional expectations can be computed efficiently, then this implies an efficient procedure to select vi+1 so that E[F|q1 = v1,...qi = vi] ≥ E[F|q1 = v1,...qi = vi,qi+1 = vi+1]. Iterating this procedure, one finally obtains a solution (v1,...,vn) that satisfies the probabilistic bound M ≥ E[F] ≥ E[F|q1 = v1,...qn = vn]. If the locality property holds, the conditional probabilities involved can indeed be computed in polynomial time: Let Xi = {x1,x2 ,...,xi } and Ri = {xj ∈ X : qj = 1,j≤ i}, then E[F|q1 = v1,...qi = vi] is equal to ∆∈Π(X) Pr{∆ ∈T(R)|q1 = v1,...qi = vi }f(|K(∆) ∩ X|) = ∆∈Π(X):D(∆)∩Xi⊆Ri ,K (∆)∩Ri =∅ p|D(∆)\Si|(1 − p)|K(∆)∩(X\Xi)|f(|K(∆) ∩ X |), which can be approximated with sufficient accuracy. Similarly, (1/r)-nets and (1/r)- approximations of sizes O(r log r)andO(r2 log r) can be computed in polynomial time. k-WISE INDEPENDENT DISTRIBUTIONS The method of conditional probabilities is highly sequential. An approach that is more suitable for parallel algorithms is to construct a probability space of poly- nomial size, and to execute the algorithm on each vector of this space. This is possible, for example, when the variables qi need only be k-wise independent rather than being fully independent: for any indices i1,...,ik , and 0-1 values, v1,...,vk , Pr{qi1 = v1 ,...,qik = vk} =Π k j=1Pr{qij = vij } =Π k j=1 p vj (1 − p)1−vj . A probability space and distribution of size O(nk ) with such k-wise independence can be computed effectively [Jof74, KM94]. Let ρ ≥ n be a prime number and suppose that p1 ,...,pn ∈ [0, 1] satisfy pi = ji/ρ, for some integers ji. Define a probability space with at most nk points, as follows. For each a0 ,a1 ,...,ak−1 in {0, 1,...,ρ − 1}k,let Xi=a0+a1i+a2i 2 + ···+ ak−1i k−1 mod ρ, © 2004 by Chapman & Hall/CRC 913
914 O. Cheong, K. Mulmuley, and E. Ramos for 1 ≤ i ≤ n, assign probability 1/ρk and associate the vector Y1 ,...,Yn where Yi =1ifXi ∈{0, 1,...,ji − 1} and Yi = 0 otherwise. The 0-1 probability space defined by the vectors Y1,...,Yn is a k-wise independent 0-1 probability space for p1 ,...,pn . With this construction, arbitrary probabilities can be approximated (within a factor of 2) by an appropriate choice of ρ. Using a larger space of size O(n2k ), arbitrary probabilities can be achieved exactly [KM94]. For some randomized algorithms one can show that they still work under k- wise independency for an appropriate k. For example, a quasi-random permutation with k-wise independence suffices for the randomized incremental approach to work [Mul96] (thus O(log n) random bits suffice rather than the Ω(n log n) bits needed to define a fully random permutation). To verify that k-wise independence suffices, a tail inequality under k-independence is used [SSS93, BR94]. Let q1 ,...,qn be a sequence of k-wise independent random variables in {0, 1}, with k ≥ 2 even, let Q= n i=1 qi, μ =E[Q] and assume that μ ≥ k, then Pr{Q =0} < Ck μk/2 (40.6.1) where Ck is a constant depending on k.L e tR be a 2k-wise independent ran- dom sample from X with uniform probability p.F o r∆∈ Π(X), note that (no independence assumption needed) Pr{D(∆) ⊆ R, K(∆) ∩ R = ∅} =Pr{D(∆) ⊆ R}·Pr{K(∆) ∩ R = ∅|D(∆) ⊆ R}. Let d be an upper bound on |D(∆)|. The first factor can be computed using 2k-wise independence assuming 2k ≥ d: Pr{D(∆) ⊆ R} = p|D(∆)| . To upper bound the second factor, let t∆ = p|K(∆)|; then using the tail bound above, for t∆ ≥ k: Pr{K(∆) ∩ R = ∅|D(∆) ⊆ R}≤ C t k−d/2 ∆ , since after fixing D(∆) ⊆ R, the remaining random variables are still (2k − d)- wise independent. Choosing k so that c ≤ k − d/2 + 2, one can verify that the cth moment bound holds. Similarly, 1/r-nets and 1/r-approximations with sizes O(rnδ )andO(r2nδ ) can be computed in polynomial time (or fast in parallel with polynomial work), where δ = O(1/k). It does not seem possible, however, to achieve the exponential decay bound with a limited-independence space of polynomial size. For fi x ed k, the size of the space can be reduced if a certain deviation from k- wise independence is allowed [NN90]. Furthermore, the approach of testing all the vectors in the probability space can be combined with the approach of performing a binary search so that even a space of superpolynomial size is usable [MNN89, BRS89]. Still, these approaches do not lead to the exponential decay bound,orto nets or approximations of size matching the probabilistic analysis. CONSTRAINT-BASED PROBABILITY SPACES An alternative approach that is implementable in parallel constructs a probability distribution tailored to a particular algorithm and even to a specific input[Nis92, © 2004 by Chapman & Hall/CRC 914
Chapter40:Randomizationandderandomization915 KM93,KK94,MRS01],leadingtosmallerprobabilityspaces.Theapproachmodels thesamplingprocessusingrandomizedfiniteautomata(RFA),andfoolsthe automatonusingaprobabilitydistributionDnwithsupportofsizeE0thatdepends polynomiallyontheerrorandonthesizeoftheproblem.Oncetheprobability distributionhasbeenconstructed,itisonlyamatteroftestingthealgorithmfor eachpointinDn. Foreachconfiguration∆weconstructanRFAM∆asfollows:Itconsistsof n+1levelsN∆,j,0≤j≤n,eachwithtwostates j,Yes and j,No ,with transitionsthatreflectwhether∆∈T(R): j−1,No isalwaysconnectedto j,No ;ifxj∈D(∆)then j−1,Yes isconnectedto j,Yes underqj=1and to j,No underqj=0;ifxj∈K(∆)then j−1,Yes isconnectedto j,Yes underqj=0andto j,No underqj=1;ifxj∈D(∆)∪K(∆)then j−1,Yes isconnectedto j,Yes ,and j−1,No isconnectedto j,No ,ineithercase. Dnisdeterminedbyarecursiveapproachinwhichthegenericprocedurefool(l,l ) constructsadistributionthatfoolsthetransitionprobabilitiesbetweenlevellandl inalltheRFAsasfollows.Itcomputes,usingfool(l,l )andfool(l, l )recursively, distributionsD1andD2,eachofsizeatmostE0(1+o(1)),thatfoolthetransitions betweenstatesinlevelslandl = (l+l )/2 ,andbetweenstatesinlevelsl and l;aprocedurereduce(D1×D2)thencombinesD1andD2intoadistributionDof sizeatmostE0(1+o(1))thatfoolsthetransitionsbetweenstatesinlevelslandl inalltheRFAs.Let ̃ D=D1×D2betheproductdistributionwithsupport( ̃ D)= {w1w2:wi∈support(Di)}andPr̃D{w1w2}=PrD1{w1}PrD2{w2},arandomized versionofreduceistoretaineachw∈ ̃ Dwithprobabilityq(w)=E0/|support( ̃ D)| intosupport(D)withPrD{w}=Pr̃D{w}/q(w).Thus,forallpairsofstatess,tin theRFAsthetransitionprobabilitiesarepreservedinexpectation: E[PrD{s→t}]= w:s w →t Pr ̃D{w} q(w) q(w)=Pr̃D{s→t},(40.6.2) wherethesumisoverallthestringswthatleadfromstatestostatet.This selectionalsoimpliesthattheexpectedsizeofsupport(D)is wq(w)=E0.This randomizedcombiningcanbederandomizedusinga2-wiseindependentprobability space.Thebottomoftherecursionisreachedwhenthenumberoflevelsbetween landl isatmostlogE0,andthenthedistribution(ofsizeE0)isimplementedby logE0unbiasedbits.E0dependspolynomiallyon1/δ,whereδistherelativeerror thatisallowedforthetransitionprobabilities.Takingδasasmallconstantsuffices toobtainaconstantapproximationofthemomentbounds. Similarly,thismethodcanbeusedtocompute,fastandinparallel,(1/r)-nets and(1/r)-approximationswhosesizesnearlymatchtheprobabilisticbounds. APPLICATIONS Someinterestingexamplesforwhichoptimaldeterministicalgorithmshavebeen obtainedusingderandomizationarethefollowing: Convexhulls:Theonlyoptimaldeterministicalgorithmforthecomputationof theconvexhullofnpointsinR d spaceisthederandomizationofarandomized- incrementalalgorithm.Thereaderisreferredto[BCM99]forthedetails(this referenceismuchmorereadablethantheoriginalpaper[Cha93b])(Chapter22). Output-sensitive convex hull in R d : An optimal algorithm was obtained us- © 2004 by Chapman & Hall/CRC 915
916 O. Cheong, K. Mulmuley, and E. Ramos ing derandomization [CM95]; afterward a surprisingly simple solution avoiding derandomization was found [Cha96]. Diameter of a point set in R d : After a sequence of improvements, an opti- mal algorithm using derandomization was found [Ram01]. Currently, the best solution that avoids derandomization has a running time with an extra log n factor [Bes98]. Linear programming: In R d , the best deterministic solution is achieved through derandomization and has running time O(Cdn) with Cd =exp(O(d log d)) [CM96]; in contrast, with randomization Cd ≈ exp( √ d) is possible [MSW96]. Segment intersection: A first algorithm for reporting segment intersections in linear space and optimal time used derandomization [AGR95], followed shortly by a relatively simple algorithm that avoids derandomization [Bal95]. Optimal parallel algorithms have been obtained with derandomization and have not been matched by other approaches. OPEN PROBLEMS Is derandomization truly necessary to obtain an optimal algorithm in cases such as the convex hull in d dimensions or the diameter in dimension 3? 40.7 DETERMINISTIC APPROXIMATIONS, NETS, AND CUTTINGS APPROXIMATIONS Method of conditional probabilities. Direct application of the method leads to a sequential polynomial-time construction of approximations with optimal size (almost matching the probabilistic bound). A more efficient construction [Mat95, CM96, BCM99] is based on the following two properties, which are easily verified: Separability: Let X1,X2 ⊆ X be disjoint subsets of (almost) equal cardinality with X = X1∪X2, and let Ai be an -approximation for (Xi, ΓXi), for i =1,2. Then A = A1 ∪ A2 is an -approximation for (X, Γ). Composition: Let A1 be an 1 -approximation for (X, Γ) and let A2 be an 2 - approximation for (A1 , ΓA1 ). Then A2 is an ( 1 + 2)-approximation for (X, Γ). Let Poly-Approx(X, r) be an algorithm that computes a (1/r)-approximation forXofsizeCr 2 log r using time O(nD+1), where n = |X|. The two properties naturally lead to a divide-and-conquer approach to compute an approximation: Approx(X, r): If |X|≤Cr2 log r then return X . Split X into two subsets X1 and X2 of (almost) equal size. Let A1 ← Approx(X1 ,r); A2 ← Approx(X2,r). Return Poly-Approx(A1 ∪ A2,r). Approx returns a (1/r )-approximation, where r = r/ log n (an approximation © 2004 by Chapman & Hall/CRC 916
Chapter 40: Randomization and derandomization 917 factor 1/r accumulates over each of the log n levels) of size Cr2 log r. The running time is dominated by the work required at the bottom of the recursion and so is O(n · (r2 log r)D). To obtain the (1/r)-approximation that we actually want it is necessary to decrease the approximation factor as the computation progresses from the bottom to the top of the recursion tree (starting with 1/r at the leaves). This is possible without affecting the running time because the total size of the sets that are handled in each level is decreasing. This approach also leads to fast parallel algorithms, noting that the separability property can be extended to many sets Xi . Construction via simplicial partitions. For linearizable range spaces, includ- ing most applications, a more efficient construction is possible [Mat91b]. Let P be a set of n points in the plane, a simplicial (triangle) partition is a tuple Π=((P1 , ∆1),...,(Pm , ∆m)) where the Pi ’s (classes) form a disjoint partition of P and ∆i is a triangle (simplex) with Pi ⊆ ∆i .Thecrossing number of Π is defined as the maximum number of ∆i ’s that can be simultaneously crossed by a line. Simplicial partitions with small crossing number exist and can be computed efficiently: THEOREM 40.7.1 Simplicial Partition Theorem LetPbeasetofnpointsinR 2 ,lets be an integer parameter with 2 ≤ s<n,andlet r = n/s.Then there exists a partition Π=(P1 ,...,Pm) of P whose classes satisfy s ≤|Pi| < 2s (so m =Θ(r)) and whose crossing number is O(r1/2).Furthermore, the construction can be performed in time O(n log r) for s ≥ nδ ,anyδ>0. The construction makes heavy use of cuttings. Given a set P of n points, the partition Π for parameter s with crossing number κ = O(r1/2), guaranteed by the theorem, can be used to construct an approximation A (with respect to triangles) by taking an arbitrary point from each class into A: Let ∆ be a triangle, the number of classes intersecting the boundary of T is at most 3κ. Therefore, we obtain the following bound for the error: |A∩∆| |A| − |P∩∆| |P| =O κ m =O 1 r1/2 . Thus, this approach provides a (1/r)-approximation of size O(r2). This is interest- ing, of course, only when r is small, r ≤ n 1/2 . The construction time is O(n log r). NETS Method of conditional probabilities. Again, direct application of the method leads to a polynomial-time construction of a (1/r)-net of size O(r log r). A more efficient construction uses the following observation: A (1/2r)-net for a (1/2r)- approximation is a (1/r)-net. Therefore, efficient algorithms for computing ap- proximations translate into efficient algorithms for computing nets. The running time is dominated by the computation of the (1/2r)-approximation. Construction using sensitive approximations. A random sample of size O(r2 log r) satisfies the bound [BCM99]: |A∩R| |A| − |P∩R| |P| ≤ 1 2r |R| |X| + 1 r . © 2004 by Chapman & Hall/CRC 917
918 O. Cheong, K. Mulmuley, and E. Ramos Such a sample is called a sensitive (1/r)-approximation. Sensitive approximations have the separability and composition properties, and can be computed in time O(n· (r2 log r)D) as usual approximations. Now, a sensitive (1/r)-approximation is also a (1/r)2 -net, so a (1/r)-net of size O(r log r) can be computed in time O(n·(r log r)D). For a linearizable range space and r small, construction in time O(n log r) is possible via approximations based on simplicial partitions. Construction using greedy-cover algorithm. The problem of finding a (1/r)- net for a range space (X, Γ) can be posed as the problem of finding a vertex cover for a hypergraph. The latter problem is solved by Lov́asz’s greedy cover algo- rithm, resulting in a sample N of size s = O(r log n). A net of size O(r log r)can be constructed with a modified version of the greedy algorithm [CF90], without recurring to derandomization at all. CUTTINGS Derandomizing constructions. The method of splitting the excess (Section 40.1) can be derandomized in polynomial time to obtain a (1/r)-cutting of optimal size. More efficiently, one can first compute a (1/2r)-approximation and then a (1/2r)- cutting for the approximation. This still does not lead to an optimal running time. For the case of hyperplane arrangements, cuttings of optimal size can be com- puted in optimal time using a hierarchical subdivision [Cha93a]. It uses nets that are sensitive: as expected from a random sample, the number of vertices in the net is proportional to the number of vertices in the original set of hyperplanes. The idea is that the number of “spurious” vertices introduced by the hierarchical subdivision remains asymptotically smaller than the number of vertices actually in the arrangement, as in the “global accounting” technique of Section 40.4. Direct constructions. A cutting for lines in the plane can be obtained without derandomization by splitting the levels in the arrangement of the lines [Mat98]. In higher dimensions, a direct construction is possible that follows the prune-and- search approach of Meggido [Mat91a, DS00]; this method produces cuttings of size much larger than optimal. DETERMINISTIC SAMPLING The basic divide-and-conquer approach uses a sample of size r satisfying the higher- moment bound. Such a “(1/r)-sample” can be constructed deterministically in polynomial time via derandomization. A more efficient construction first constructs a(1/2r)-approximation, and then a (1/2r)-sample for the approximation. The result is a (1/r)-sample. If r ≤ nδ for certain δ>0, then the construction time is dominated by the computation of the (1/2r)-approximation. OPEN PROBLEMS Can one obtain deterministically in polynomial time a sample out of a configuration space satisfying axiom (iii) (but not (iii )), so that the higher-moment bound holds? Can samples be obtained in parallel nearly satisfying the probabilistic bounds using a general approach that does not tailor the space and distribution to the particular algorithm and input? © 2004 by Chapman & Hall/CRC 918
Chapter 40: Randomization and derandomization 919 40.8 OPTIMAL DIVIDE-AND-CONQUER Divide-and-conquer based on sampling, either random or deterministic, rarely re- sults directly in optimal algorithms. As discussed in Section 40.1, the running time includes an extra factor n in most cases. If the size r of the sample is a function of n,sayr = nδ , then the extra factor can often be reduced to log c n. The main problem is the fact that in principle the total conflict list size can grow beyond what is permissible for optimality. We illustrate some tricks that are useful to avoid this, using our running example, the computation of the trapezoidal map of n segments S in the plane. Pruning. We consider the case in which the segments in S are non-intersecting. We want to enforce that the total conflict list size remains O(n). We use a (1/r)- cutting with r = nδ for δ>0 appropriately small. For every trapezoid ∆ ∈T(R), we determine the list S∆ of segments intersecting ∆. Instead of directly recursing on S∆ , we determine those segments in S∆ that have an endpoint in ∆, and those that “cross” ∆, that is, intersect it without having an endpoint in ∆. Some ofthe crossing segments are then used to further subdivide ∆ into noncrossing trapezoids ∆n for which S∆n has only noncrossing segments, and crossing trapezoids ∆c for which S∆c has only crossing segments. This takes time O(n∆ log n∆ ), and we then recurse on the smaller trapezoids ∆n . In a crossing trapezoid, the segments cross without intersecting and so they form a “stair” from which the output can be produced directly. The total conflict size for noncrossing trapezoids is at most 2n at each level, and each level generates crossing trapezoids with total conflict list size O(n). Since the size of a subproblem at the ith level of recursion is at mostni=n(1−) i , then i log ni = O(log n) and the total construction time is O(n log n). This technique has been used in the deterministic computation of 2D Voronoi diagrams [RS92, AGR94] Global accounting. We consider the case in which all the segments intersect. Let T0 consist of a single sufficiently large trapezoid containing all the segments. Given ∆ ∈ Ti−1 ,if|S∆|≤n/ri 0 then ∆ is not subdivided and remains in Ti unaltered, otherwise ∆ is subdivided using a sample N∆ of size CN r0 log r0 , where r0 is a sufficiently, such that (i) R∆ is a (1/r0 )-net for S∆ and (ii) the number of vertices of the arrangement of R∆ inside ∆ is at most twice the expected number for a random sample, that is 2(CN r0 log r0 /|S∆|)2v(S, ∆), where v(S, ∆) is the number of vertices of S inside ∆. The size of the decomposition in ∆ is proportional to the number of vertices of R∆ inside ∆ plus the number of intersections of R∆ with the boundary of ∆. Thus, assuming R∆ has properties (i) and (ii), |Ti|≤ ∆∈Ti−1 A r0 log r0 n∆ 2 v(S,∆)+Br0 logr0 ≤A r0 log r0 n/ri 0 2 ∆∈Ti−1 v(S,∆)+B ∆∈Ti−1 r0 log r0 ≤Ar 2i+2 0 log 2 r0 + Br0 log r0|Ti−1|, using that |S∆|≥n/ri 0 and ∆∈Ti−1 v(S, ∆) ≤ n2 , the total number of vertices in the arrangement. The solution to this recurrence is |Ti| = O(r 2i+2 0 log 2 r0 ), © 2004 by Chapman & Hall/CRC 919
920 O. Cheong, K. Mulmuley, and E. Ramos and so |Tl| = O(n2) for the last level l. This approach can be derandomized, the verification of the number of vertices in the sample is then made with the helpof a suitable approximation (Section 40.7). This approach has been used to compute cuttings of hyperplanes [Cha93a]. Clustering. We consider again the case of non-intersecting segments. The idea is to group trapezoids into subproblems so that the size of the boundary between subproblems is small and, hence, the number of elements shared by subproblems is small. Let T = T (R) be the trapezoidal decomposition for a sample R ⊆ S and let G =(V, E) be the dual graph of T : nodes in G correspond to trapezoids in T , and two nodes are connected by an arc if the corresponding trapezoids sharea vertical edge. The separator theorem for planar graphs guarantees the existence of asetofO( |V |) nodes that separates the graph into two disconnected subgraphs each with at most 1/2 of the nodes and, because of the bounded vertex degree, this implies an arc separator of the same size. The clustering is performed by iterating the separator theorem, until clusters (groups) consisting of at most t nodes are obtained. Thus, with l = log(|V |/t) the total separator size is O l i=0 2i |V| 2i 1/2 =O |V| t1/2 . Let Λ be the set of resulting clusters. For ∈ Λ, let S denote the conflict list of with respect to S (the set of s ∈ S that intersect ). Let’s assume that |S∆|≤κ for ∆ ∈T. To bound ∈Λ |S |, the total conflict list size for the clustering, note that a segment that does not intersect boundaries between clusters conflicts with only one cluster. Thus, ∈Λ |S||=n+O |V| t1/2 ·κ . In our application R is a (1/r)-net, so |V | = O(r log r)andκ = n/r. Choosing t = r1/2 ,wehave ∈Λ |S|=n· 1+O log r r1/4 , and for each ∈ Λ, |S |≤κ · t = n/r1/2. Choosing r = r(n) sufficiently large, r = Ω(log c n) for some constant c, the total subproblem size remains O(n) through all levels of the recursive computation. This approach has been used for computing in parallel convex-hulls in R 3 [DDD+95] and for computing optimally the diameter inR 3 [Ram01]. 40.9 OPTIMIZATION In some problems that seek to optimize some parameter r, randomization is useful to perform efficiently a search for the optimal value r∗ without explicitly building the space in which the search is performed. Normally, the search is among the vertices in an arrangement too large to build explicitly. To obtain a deterministic algorithm, derandomized sampling is often used in combination with parame t r i c search(Chapter43):Derandomizationisusedtoobtainanalgorithmthatdecides © 2004 by Chapman & Hall/CRC 920
Chapter 40: Randomization and derandomization 921 whether the optimal value r∗ is larger than, equal to, or smaller than a given value r, and also another generic algorithm whose computation for the value r∗ is different than for any other r. The decision algorithm is then used as a guiding oracle to run the generic algorithm until the value r∗ is determined. For efficiency, the generic algorithm must perform comparisons that involve r in few batches. Several examples of this application can be found in [CEGS93, AST92]. In some cases parametric search has been successfully replaced with a search in an appropriate cutting of the arrangement in which the search is performed. The slope selection problem is an example of this [BC98]. 40.10 BETTER GUARANTEES Bounds for the expected performance of randomized algorithms are usually avail- able. Sometimes stronger results are desired. If the analysis of the algorithm cannot be extended to provide such bounds, then some techniques may help to achieve them: Randomized space vs. deterministic space. Any randomized algorithm using expected space S and expected time T can be converted to an algorithm that uses deterministic space 2S, and whose expected running time is at most 2T . We simply need to maintain a count of the memory allocated by the algorithm. Whenever it exceeds 2S, we stop the computation and restart it again with fresh choices for the random variables. The expected number of retrials is one. Tail estimates. The knowledge that the expected running time of a given pro- gram is one second does not exclude the possibility that it sometimes takes one hour. Markov’s inequality implies that the probability that this happens is at most 1/3600. While this seems innocuous, it implies that it is likely to occur if we repeat this particular computation, say, 10000 times. For randomized incremental construction, better tail estimates are available only for the space complexity [CMS93, MSW93b], and for the running time of segment intersection in the plane [MSW93a] and LP-type optimization [GW00]. In other cases, one can still apply a simple modification to the algorithm to yield a stronger bound. We run it for two seconds. If it does not finish the computation within two seconds, then we abandon the computation and restart with fresh choices for the random variables. Clearly, the probability that the algorithm doesnot terminate within one hour is at most 2−1800 . Alt et al. [AGM+96] work out this technique in detail. 40.11 PROBABILISTIC PROOF TECHNIQUES Randomized algorithms are related to probabilistic proofs and constructions in combinatorics, which precede them historically. Conversely, the concepts developed to design and analyze randomized algorithms in computational geometry canbe used as tools in proving purely combinatorial results. Many of these results are based on the following theorem: © 2004 by Chapman & Hall/CRC 921
922 O. Cheong, K. Mulmuley, and E. Ramos THEOREM 40.11.1 Le t (X, T ,D,K) be a configuration space satisfying axioms (i), (ii), (iii), and (iii ) ofSection40.5.ForS⊆Xand0≤k≤n,let Πk(S):={∆ ∈ Π(X) |K(∆) ∩ S|≤k } denote the set of configurations with at most k conflicts in S . Then |Πk(S)| = O(kd)E[|T (R)|],whereR is a random sample of S of size n/k, and d is as in axiom (i). Note that Π0(S)=T (S). The theorem relates the number of configurations with at most k conflicts to those without conflict. An immediate application is to prove a bound on the number of vertices of level at most k in an arrangement of lines in the plane (the level of a vertex is the numberoflineslyingaboveit;seeSection21.2).Wedefineaconfigurationspace (X, T ,D,K) where X is the set of lines, T (S) is the set of vertices of the upper envelope of the lines, D(∆) are the two lines forming the vertex ∆ (so d = 2), and K(∆) is the set of lines lying above ∆. Theorem 40.11.1 implies that the number of vertices of level up to k is bounded by O(nk). The same argument works in any dimension. Sharir and others have proved a number of combinatorial results using this technique [Sha94, AES99, ASS96, SS97]. They define a configuration space and need to bound |T (S)|. They do this by proving a geometric relationship between the configurations with zero conflicts (the ones appearing in T (S)) and the con- figurations with at most k conflicts. Applying Theorem 40.11 .1 yields a recursion that bounds |T (S)| in terms of |T (R)|. A refined approach that uses a sample of size n − 1 (instead of n/k) has been suggested by Tagansky [Tag96]. Sharir [Sha01] reviews this technique and gives a new proof for Theorem 40.11 .1 basedontheCrossinglemma(Chapter24). 40.12 SOURCES AND RELATED MATERIAL SURVEYS All results not given an explicit reference above may be traced in these surveys. [Cla92, Mul00]: General surveys of randomized algorithms in computational geom- etry. [Sei93]: An introduction to randomized incremental algorithms using backwards analysis. [GS93]: Surveys computations with arrangements, including randomized algorithms. [AS01] Surveys randomized techniques in geometric optimization problems. [Aga91]: A survey on geometric partitions. [Mul93]: This monograph is an extensive treatment of randomized algorithms in computational geometry. [Mat00]: An introduction to derandomization for geometric algorithms, with many references. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 922
Chapter 40: Randomization and derandomization 923 [Kar91, MR95]: A survey and a book on randomized algorithms and their analysis in computer science, including derandomization techniques. [AS92]: This monograph is a good reference on probabilistic proof techniques in combinatorics. It also deals with derandomization. RELATED CHAPTERS Because randomized algorithms have been used successfully in nearly all areas of computational geometry, they are mentioned throughout Parts C and D of this Handbook. Areas where randomization plays a particularly important role include: Chapter 22: Convex hull computations Chapter 24: Arrangements Chapter 36: Range searching Chapter 45: Linear programming REFERENCES [AES99] P.K . Agarwal, A. Efrat, and M. Sharir. Vertical decomp osition of shallow levels in 3-dimensional arrangements and its applications. SIAM J. Comput., 29:912–953, 1999. [Aga91] P.K . Agarwal. Geometric partitioning and its applications. In J.E. Goodman, R. Pol- lack, and W. Steiger, editors, Computational Geometry: Papers from the DIMACS Spec i al Yea r . Amer. Math. Soc., Providence, 1991. [AGM+96] H. Alt, L.J . Guibas, K. Mehlhorn, R.M. Karp, and A. Wigderson. A method f or obtaining randomized algorithms with small tail probabilities. Algorithmica , 16:543– 547, 1996. [AGR94] N.M. Amato, M.T . Go odrich, and E.A. Ramos. Parallel algorithms forhigher- dimensional convex hulls. In Proc. 35th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 683–694, 1994. [AGR95] N.M. Amato, M.T . Go odrich, and E.A. Ramos. Computing faces in segment and simplex arrangements. In Proc. 27th Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 672–682, 1995. [AM94] P.K . Agarwal and J. Matouˇsek. On range searching with semialgebraic sets. Discrete Comput. Geom., 11:393–418, 1994. [AMS98] P.K . Agarwal, J. Matouˇsek, and O. Schwarzkopf. Computing many faces in arrange- mentsoflinesandsegments. SIAM J. Comput., 27:491–505, 1998. [AS92] N. Alon and J. Spencer. The Probabilistic Method. John Wiley & Sons, New York, 1992. [AS01] P.K . Agarwal and S. Sen. Randomized algorithms for geometric optimization prob- lems. In P.P. and. Rajasekaran, J.H. Reif, and J. Rolim, editors, Handbook of Ran- domization, pages 151–201. Kluwer Academic, Boston, 2001. [ASS96] P.K . Agarwal, O. Schwarzkopf, and M. Sharir. The overlay of lower envelop es and its applications. Discrete Comput. Geom., 15:1–13, 1996. [AST92] P.K . Agarwal, M. Sharir, and S. Toledo. Applications of parametric searching in geometric optimization. In Proc. 3rd ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 72–82, 1992. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 923
924 O. Cheong, K. Mulmuley, and E. Ramos [Bal95] I.J . Balaban. An optimal algorithm for finding segment intersections. In Proc. 11th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 211–219, 1995. [BC98] H. Br̈onnimann and B. Chazelle. Optimal slope selection via cuttings. Comput. Geom. Theory Appl., 10:23–29, 1998. [BCM99] H. Br̈onnimann, B. Chazelle, and J. Matouˇsek. Product range spaces, sensitive sam- pling, and derandomization. SIAM J. Comput., 28:1552–1575, 1999. [BDS95] M. de Berg, K. Dobrindt, and O. Schwarzkopf. On lazy randomized incremental construction. Discrete Comput. Geom., 14:261–286, 1995. [Bes98] S.N . Bespamyatnikh. An efficient algorithm for the three-dimensional diameter prob- lem. In Proc. 9th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 137–146, 1998. [BR94] M. Bellare and J. Rompel. Randomness-efficient oblivious sampling. In Proc. 35th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 276–287, 1994. [BRS89] B. Berger, J. Rompel, and P.W. Shor. Efficient NC algorithms for set cover w ith applications to learning and geometry. In Proc. 30th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., volume 30, pages 54–59, 1989. [CEGS93] B. Chazelle, H. Edelsbrunner, L.J. Guibas, and M. Sharir. Diameter, width, closest line pair and parametric searching. Discrete Comput. Geom., 10:183–196, 1993. [CF90] B. Chazelle and J. Friedman. A deterministic view of random sampling and its use in geometry. Combinatorica, 10:229–249, 1990. [Cha93a] B. Chazelle. Cutting hyperplanes for divide-and-conquer. Discrete Comput. Geom., 9:145–158, 1993. [Cha93b] B. Chazelle. An optimal convex hull algorithm in any fixed dimension. Discrete Comput. Geom., 10:377–409, 1993. [Cha96] T.M. Chan. Optimal output-sensitive convex hull algorithms in twoandthreedimen- sions. Discrete Comput. Geom., 16:361–368, 1996. [Cla92] K.L . Clarkson. Randomized geometric algorithms. In D.- Z . Du and F.K . Hwang, editors, Computing in Euclidean Geometry, volume 1 of Lecture Notes Series on Com- puting, pages 117–162. World Scientific, Singapore, 1992. [CM95] B. Chazelle and J. Matouˇsek. Derandomizing an output-sensitive convex hull algo- rithm in three dimensions. Comput. Geom. Theory Appl., 5:27–32, 1995. [CM96] B. Chazelle and J. Matouˇsek. On linear-time deterministic algorithms for optimization problems in fixed dimension. J. Algorithms, 21:579–597, 1996. [CMS93] K.L . Clarkson, K. Mehlhorn, and R. Seidel. Four results on randomized incremental constructions. Comput. Geom. Theory Appl., 3:185–212, 1993. [DDD+95] F. Dehne, X. Deng, P. Dymond, A. Fabri, and A.A . Khokhar. A randomized parallel 3D convex hull algorithm for coarse grained multicomputers. In Proc. 7th Annu. ACM Sympos. Paral lel Algorithms Architect., pages 27–33, 1995. [DS00] M. Dyer and S. Sen. Fast and optimal parallel multidimensional search in PRAMS with applications to linear programming and related problems. SIAM J. Comput., 30:1443–1461, 2000. [GS93] L.J . Guibas and M. Sharir. Combinatorics and algorithms of arrangements. In J. Pach, editor, New Trends in Discrete and Computational Geometry, volume 10 of Algorithms Combin., pages 9–36 . Springer-Verlag, Heidelberg, 1993. [GW00] B. G̈artner and E. Welzl. Random sampling in geometric optimization: New insights and applications. In Proc. 16th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 91–99, 2000. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 924
Chapter 40: Randomization and derandomization 925 [HP00] S. Har-Peled. Constructing planar cuttings in theory and practice. SIAM J. Comput., 29:2016–2039, 2000. [Jof74] A. Joffe. On a set of almost deterministic k -independent random variables. Ann. Proba b . , 2:161–162, 1974. [Kar91] R.M . Karp. An introduction to randomized algorithms. Discrete Appl. Math., 34:165– 201, 1991. [KK94] D. Karger and D. Koller. (De)randomized construction of small sample spaces in NC. In Proc. 35th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 252–263, 1994. [KM93] D. Koller and N. Megiddo. Constructing small sample spaces satisfying given con- straints. In Proc. 25th Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 268–277, 1993. [KM94] H. Karloff and Y. Mansour. On construction of k –wise independent random variables. In Proc. Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 564–573, 1994. [Mat91a] J. Matouˇsek. Computing the center of planar point sets. In J.E. Goodman, R. Pollack, and W. Steiger, editors, Computational Geometry: Papers from the DIMACS Special Yea r , pages 221–230. Amer. Math. Soc., Providence, 1991. [Mat91b] J. Matouˇsek. Efficient partition trees. In Proc. 7th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 1–9, 1991. [Mat95] J. Matouˇsek. Approximations and optimal geometric divide-and-conquer. J. Comput. Syst. Sci., 50:203–208, 1995. [Mat98] J. Matouˇsek. On constants for cuttings in the plane. Discrete Comput. Geom., 20:427– 448, 1998. [Mat00] J. Matouˇsek. Derandomization in computational geometry. In J.- R. Sack and J. Ur- rutia, editors, Handbook of Computational Geometry, pages 559–595. Elsevier North- Holland, Amsterdam, 2000. [MNN89] R. Motwani, J. Naor, and M. Naor. The probabilistic method yields deterministic parallel algorithms. In Proc. 30th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 8–13, 1989. [MR95] R. Motwani and P. Raghavan. Randomized Algorithms. Cambridge University Press, 1995. [MRS01] S. Maha jan, E.A . Ramos, and K.V . Subramanyam. Solving some discrepancy prob- lems in NC. Algorithmi ca, 29:371–395, 2001. [MS96] J. Matouˇsek and O. Schwarzkopf. A deterministic algorithm for the three-dimensional diameter problem. Comput. Geom. Theory Appl., 6:253–262, 1996. [MSW90] J. Matouˇsek, R. Seidel, and E. Welzl. How to net a lot with little: Small -nets for disks and halfspaces. In Proc. 6th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 16–22, 1990. [MSW93a] K. Mehlhorn, M. Sharir, and E. Welzl. Tail estimates for the efficiency of randomized incremental algorithms for line segment intersection. Comput. Geom. Theory Appl., 3:235–246, 1993. [MSW93b] K. Mehlhorn, M. Sharir, and E. Welzl. Tail estimates for the space complexity of randomized incremental algorithms. Comput. Geom. Theory Appl., 4:185–246, 1993. [MSW96] J. Matouˇsek, M. Sharir, and E. Welzl. A subexponential bound for linear program- ming. Algorithmi ca, 16:498–516, 1996. [Mul93] K. Mulmuley. Computational Geometry: An Introduction Through Randomized Algo- rithms. Prentice-Hall, Englewoo d Cliffs, 1993. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 925
926 O. Cheong, K. Mulmuley, and E. Ramos [Mul96] K. Mulmuley. Randomized geometric algorithms and pseudorandom generators. Al - gorithmica, 16:450–463, 1996. [Mul00] K. Mulmuley. Randomized algorithms in computational geometry. In J. -R . Sack and J. Urrutia, editors, Handbook of Computational Geometry, pages 703–724. Elsevier North-Holland, Amsterdam, 2000. [Nis92] N. Nisan. Pseudorandom generators for space-bounded computation. Combinatorica, 12:449–461, 1992. [NN90] J. Naor and M. Naor. Small-bias probability spaces: Efficient constructions and ap- plications. In Proc. 29th Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 213–223, 1990. [Rag88] P. Raghavan. Probabilistic construction of deterministic algorithms: Approximating packing integer programs. J. Comput. Syst. Sci., 37:130–143, 1988. [Ram01] E.A . Ramos. An optimal deterministic algorithm for computing the diameter of a three-dimensional point set. Discrete Comput. Geom., 26:233–244, 2001. [RS92] J.H. Reif and S. Sen. Optimal parallel randomized algorithms for three-dimensional convex hulls and related problems. SIAM J. Comput., 21:466–485, 1992. [Sei91] R. Seidel. A simple and fast incremental randomized algorithm for computing trap e- zoidal decompositions and for triangulating polygons. Comput. Geom. Theory Appl., 1:51–64, 1991. [Sei93] R. Seidel. Backwards analysis of randomized geometric algorithm s. In J. Pach, edi- tor, New Trends in Discrete and Computational Geometry, volume 10 of Algorithms Combin., pages 37–68. Springer-Verlag, Berlin, 1993. [Sha94] M. Sharir. Almost tight upp er bounds for lower envelopes in higher dimensions. Discrete Comput. Geom., 12:327–345, 1994. [Sha01] M. Sharir. The Clarkson-Shor technique revisited and extended. In Proc. 17th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 252–256, 2001. [Spe87] J. Spencer. Ten lectures on the probabilistic method. CBMS-NSF. SIAM, 1987. [SS97] O. Schwarzkopf and M. Sharir. Vertical decomposition of a single cell in a three- dimensional arrangement of surfaces and its applications. Discrete Comput. Geom., 18:269–288, 1997. [SSS93] J.P. Schmidt, A. Siegel, and A. Srinivasan. Chernoff-Ho effding bounds for applications with limited independence. In Proc. 4th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 331–340, 1993. [Tag96] B. Tagansky. A new technique for analyzing substructures in arrangementsofpiecewise linear surfaces. Discrete Comput. Geom., 16:455–479, 1996. [VC71] V.N . Vapnik and A.Y . Chervonenkis. On the uniform convergence of relative fre- quencies of events to their probabilities. T heor y Pro ba b . A pp l . , 16:264–280, 1971. [YY85] A.C . Yao and F.F. Yao. A general approach to D -dimensional geometric queries. In Proc. 17th Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 163–168, 1985. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 926
41 ROBUST GEOMETRIC COMPUTATION Chee K. Yap INTRODUCTION Nonrobustness refers to qualitative or catastrophic failures in geometric algorithms arising from numerical errors. Section 41.1 provides background on these problems. Although nonrobustness is already an issue in “purely numerical” computation, the problem is compounded in “geometric computation.” In Section 41.2 we character- ize such computations. Researchers trying to create robust geometric software have tried two approaches: making fixed-precision computation robust (Section 41.3), and making the exact approach viable (Section 41.4). Another source of nonro- bustness is the phenomenon of degenerate inputs. General methods for treating degenerate inputs are described in Section 41.5 . 41.1 NUMERICAL NONROBUSTNESS ISSUES Numerical nonrobustness in scientific computing is a well-known and widespread phenomenon. The root cause is the use of fixed-precision numbers to represent real numbers, with precision usually fixed by the machine word size (e.g ., 32 bits). The unpredictability of floating-point code across architectural platforms in the 1980’s was resolved through a general adoption of the IEEE standard 754-1985. But this standard only makes program behavior predictable and consistent across platforms; the errors are still present. Ad hoc methods for fixing these errors (such as treating numbers smaller than some as zero) cannot guarantee their elimination. If nonrobustness is problematic in purely numerical computation, it apparently becomes intractable in “geometric” computation. In Section 41.2, we elucidate the concept of geometric computations. Based on this understanding, we conclude that nonrobustness problems within fixed-precision computation cannot be solved by purely arithmetic solutions (better arithmetic packages, etc.). Rather, a suitable fixed-precision geometry is needed to substitute for the original geometry (which is usually Euclidean). We describe such approaches in Section 41.3 . In Section 41.4, we describe the exact approach for achieving robust geometric computation. This demands some type of big number package as well as further considerations. Indeed, current research is converging on an exciting newformof computational model that we may call guaranteed precision computation . In Section 41.5, we address a different but common cause of numerical nonro- bustness, namely, data degeneracy . Although this problem has some connection to fixed-precision arithmetic, it is an issue even with the exact approach. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 927
928 C.K. Yap GLOSSARY Fixed-precision computation: A mode of computation in which every number is represented using some fixed number L of bits, usually 32 or 64. For floating point numbers, L is partitioned into L = LM + LE for the mantissa and the exponent respectively. Double-precision mode is a relaxation of fixed preci- sion: the intermediate values are represented in 2L bits, but these are finally truncated back to L bits. Nonrobustness: The property of code failing on certain kinds of inputs. Here we are mainly interested in nonrobustness that has a numerical origin: the code fails on inputs containing certain patterns of numerical values. Degenerate inputs are just extreme cases of these “bad patterns.” Benign vs. catastrophic errors: Fixed-precision numerical errors are fully expected and so are normally considered to be “benign.” In purely numerical computations, errors become “catastrophic” when there is a severe loss of preci- sion. In geometric computations, errors are “catastrophic” when the computed results are qualitatively different from the true answer (e.g ., the combinatorial structure is wrong) or when they lead to unexpected or inconsistent states of the programs. Big number packages: Software packages for representing arbitrary precision numbers (usually integers or rational numbers), and in which some basic op- erations on these numbers are performed exactly. For instance, +, −, × are implemented exactly with BigIntegers. With BigRationals, division can also be exact. Other operations such as √ still need approximations or rounding. 41.2 THE NATURE OF GEOMETRIC COMPUTATION If the root cause of numerical nonrobustness is arithmetic, then it may appear that the problem can be solved with the right kind of arithmetic package. We may roughly divide the approaches into two camps, depending on whether one uses finite precision arithmetic or insists on exactness (or at least the possibility of computing to arbitrary precision). While arithmetic is an important topic in its own right, our focus here will be on geometric rather than purely arithmetic approaches for achieving robustness. To understand why nonrobustness is especially problematic for geometric com- putation, we need to understand what makes a computation “geometric.” Indeed, we are revisiting the age-old question “What is Geometry?” that has been asked and answered many times in mathematical history, by Euclid, Descartes, Hilbert, Dieudonńe and others. But as in many other topics, the perspective stemming from modern computational viewpoint sheds new light. Geometric computation clearly involves numerical computation, but there is something more. We use the aphorism geometric = numeric + combinatorial to capture this. Instead of “combinatorial” we could have substituted “discrete” or sometimes “topological.” What is important is that this combinatorial part is concerned with discrete re- lations among geometric objects. Examples of discrete relations are “a point lies on a line,” “a point lies inside a simplex,” “two disks intersect.” The geometric © 2004 by Chapman & Hall/CRC 928
Chapter41:Robustgeometriccomputation929 objects here are points, lines, simplices and disks. Following Descartes, each object is defined by numerical parameters. Each discrete relation is reduced to the truth of suitable numerical inequalities involving these parameters. Geometry arises when such discrete relations are used to characterize configurations of geometric objects. The mere presence of combinatorial structures in a numerical computation does not make a computation “geometric.” There must be some nontrivial consistency condition holding between the numerical data and the combinatorial data. Thus, we would not consider the classical shortest-path problems on graphs to be geo- metric: the numerical weights assigned to edges of the graphs are not restricted by any consistency condition. Note that common restrictions on the weights (positiv- ity, integrality, etc.) are not consistency restrictions. But the related Euclidean shortest-pathproblem(Chapter27)isgeometric.SeeTable41.2 .1forfurther examples from well-known problems. TABLE 41.2 .1 Examples of geometric and nongeometric problems. PROBLEM GEOMETRIC? Matrix multiplication, determinant no Hyperplane arrangements yes Shortest paths on graphs no Euclidean shortest paths yes Point location yes Convex hulls, linear programming yes Minimum circumscribing circles yes Alternatively, we can characterize a computation as “geometric” if it involves constructing or searching a geometric structure (which may only be implicit). The incidencegraphofanarrangementofhyperplanes(Chapter24),withsuitablead- ditional labels and constraints, is a primary example of such a structure. A geo- metric structure is comprised of four components: D =(G, λ, Φ(z),I), (41.2.1) where G =(V, E) is a directed graph, λ is a labeling function on the vertices and edges of G, Φ is the consistency predicate, and I the input assignment. Intuitively, G is the combinatorial part, λ the geometric part, and Φ constrains λ based on the structure of G.Th einput assignment is I : {z1,...,zn}→R where the zi’s are called structural variables . We informally identify I with the sequence “c =(c1,...,cn)” where I(zi)=ci .Theci ’s are called (structural)parameters . For each u ∈ V ∪E, the label λ(u) is a Tarski formula of the form ξ(x, z), where z = (z1,...,zn ) are the structural variables and x =(x1 ,...,xd ). This formula defines asemialgebraicset(Chapter33)parameterizedbythestructuralvariables.For given c, the semialgebraic set is fc(v)={a ∈ Rd | ξ(a, c) holds}. Following Tarski, we are identifing semialgebraic sets in Rd with d-dimensional geometric objects. The consistency relation Φ(z) is another Tarski formula. In practice Φ(z) has the form (∀x1,...,xd )φ(λ(u1),...,λ(um)) where u1 ,...,um ranges over elements of V ∪ E and φ can be systematically constructed from the graph G. As an example of this notation, consider an arrangement S of hyperplanes in Rd . The combinatorial structure D(S) is the incidence graph G =(V, E)of © 2004 by Chapman & Hall/CRC 929
930 C.K. Yap the arrangement and V is the set of faces of the arrangement. The parameter c consists of the coefficients of the input hyperplanes. If z is the corresponding structural parameters then the input assignment is I(z)=c. The geometric data associates to each node v of the graph the Tarski formula λ(v) involving x, z. When c is substituted for z, then the formula λ(v) defines a face fc(v) (or f (v) for short) of the arrangement. We use the convention that an edge (u, v) ∈ E represents an “incidence” from f (u)tof(v), where the dimension of f (u) is one more than that of f(v). So f (v) is contained in the closure of f (u). Let aff (X) denote the affine span of a set X ⊆ Rd. Then (u, v) ∈ E implies aff(f(v)) ⊆ aff(f(u)) and f(u) lies on one of the two open halfspaces defined by aff(f (u)). We let λ(u, v)bethe Tarski formula ξ(x, z) that defines the open halfspace in aff(f (u)) that contains f(u). Again, let f (u, v)=fc(u, v) denote this open halfspace. The consistency requirement is that (a) the set {f (v):v ∈ V } is a partition of Rd, and (b) for each u ∈ V , the set f (u) is nonempty with an irredundant representation of the form f(u)= {f(u, v) | (u, v) ∈ E}. Although the above definition is complicated, all of its elements are necessary in order to capture the following additional concepts. We can suppress the input assignment I , so there are only structural variables z (which is implicit in λ and Φ) but no parameters c. The triple D =(G, λ, Φ(z)) becomes an abstract geometric structure ,andD =(G, λ, Φ(z),I)isanin- stance of D. The structure D in Equation 41.2 .1 is consistent if the predicate Φ(c) holds. An abstract geometric structure D is realizable if it has some consis- tent instance. Two geometric structures D, D are structural ly similar if they are instances of a common abstract geometric structure. We can also introduce metrics on structurally similar geometric structures: if c and c are the parameters of D,D thendefined(D,D)to beEuclidean norm of c− c . 41.3 FIXED-PRECISION APPROACHES This section surveys the various approaches within the fixed-precision paradigm. Such approaches have strong motivation in the modern computing environment where fast floating point hardware has become a de facto standard in every com- puter. If we can make our geometric algorithms robust within machine arithmetic, we are assured of the fastest possible implementation. We may classify the ap- proaches into several basic groups. We first illustrate our classification by con- sidering the simple question: “What is the concept of a line in fixed-precision geometry?” Four basic answers to this question are illustrated in Figure 41.3.1 and inTable41.3 .1 . WHAT IS A FINITE-PRECISION LINE? We call the first approach interval geometry because it is the geometric analogue of interval arithmetic. Segal and Sequin [SS85] and others define a zone surrounding the line composed of all points within some distance from the actual line. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 930
Chapter 41: Robust geometric computation 931 FIGURE 41.3 .1 Four concepts of finite-precision lines. (a) (b) (c) (d) The second approach is called topologically consistent distortion . Greene and Yao [GY86] distorted their lines into polylines, where the vertices of these polylines are constrained to be at grid points. Note that although the “fixed- precision representation” is preserved, the number of bits used to represent these polylines can have arbitrary complexity. TABLE 41.3 .1 Concepts of a finite-precision line. APPROACH SUBSTITUTE FOR IDEAL LINE SOURCE (a) Interval geometry a line fattened into a tubular region [SS85] (b) Topological distortion a p olyline [GY86] (c) Rounded geometry a line whose equation has bounded coefficients [Sug89] (d) Discretization a suitable set of pixels computer graphics The third approach follows a tack of Sugihara [Sug89]. An ideal line is specified by a linear equation, ax + by + c = 0. Sugihara interprets a “fixed-precision line” to mean that the coefficients in this equation are integer and bounded: |a|, |b| < K, |c| <K2 for some constant K . Call such lines representable (see Figure 41.3 .1(c) for the case K = 2). There are O(K4) representable lines. An arbitrary line must be “rounded” to the closest (or some nearby) representable line in our algorithms. Hence we call this rounded geometry . The last approach is based on discretization : in traditional computer graphics and in the pattern recognition community, a “line” is just a suitable collection of pixels. This is natural in areas where pixel images are the central objects of study, but less applicable in computational geometry, where compact line representations are desired. This approach will not be considered further in this chapter. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 931
932 C.K. Yap INTERVAL GEOMETRY In interval geometry, we thicken a geometric object into a zone containing the object. Thus a point may become a disk, and a line becomes a strip between two parallel lines: this is the simplest case and is treated by Segal and Sequin [SS85, Seg90]. They called these “toleranced objects,” and in order to obtain correct predicates, they enforce minimum feature separations . Todothis,featuresthatare too close must be merged (or pushed apart). Guibas, Salesin, and Stolfi [GSS89] treat essentially the same class of thick objects as Segal and Sequin, although their analysis is mostly confined to geometric data based on points. Instead of insisting on minimum feature separations, their predicates are allowed to return the don’t know truth value. Geometric predicates (called -predicates) for objects are systematically treated in this paper. In general we can consider zones with nonconstant descriptive complexity, e.g ., a planar zone with polygonal boundaries. As with interval arithmetic, a zone is generally a conservative estimate because the precise region of uncertainty may b e too complicated to compute or to maintain. In applications where zones expand rapidly, there is danger of the zone becoming catastrophically large: Segal [Seg90] reports that a sequence of duplicate-rotate-union operations repeated eleven times to a cube eventually collapsed it to a single vertex. TOPOLOGICALLY-CONSISTENT DISTORTION Sugihara and Iri [SI89b, SIII00] advocates an approach based on preserving topo- logical consistency. These ideas have been applied to several problems, including geometric modeling [SI89a] and Voronoi diagrams for point sets [SI92]. In their approach, one first chooses some topological property (e.g ., planarity of the under- lying graph) and construct geometric algorithms that preserve the chosen property. Two difficulties in this prescription are (1) how to choose appropriate topologi- cal properties, and (2) in what sense does this “work”? Greene and Yao consider the problem of maintaining certain “topological properties” of an arrangement of finite-precision line segments. They introduce polylines as substitutes for ideal line segments in order to preserve certain properties of ideal arrangements (e.g ., two line segments intersect in a con nec t ed subset). Each polyline is a distortion of an ideal segment σ when constrained to pass through the “hooks” of σ (i.e ., grid points nearest to the intersections of σ with other line segments). But this may gener- ate new intersections (derived hooks) and the cascaded effects must be carefully controlled. The grid model of Greene-Yao has been taken up by several other au- thors [Hob99, GM95, GGHT97]. Extension to higher dimensions is harder: there is a solution of Fortune [For98] in 3-dimension. Further developments include the numerically stable algorithms in [FM91]. The interesting twist here is theuseof pseudolines rather than polylines. Hoffmann, Hopcroft, and Karasick [HHK88] address the problem of intersect- ing polygons in a consistent way. Phrased in terms of our notion of “geometric structure” (Section 41.2) their goal is to compute a combinatorial structure G that is consistent in the sense that G is the structure underlying a consistent geometric structure D =(G, λ, Φ, c ). Here, c need not equal the actual input parameter vector c. They show that the intersection of two polygons R1 ,R2 can be efficiently © 2004 by Chapman & Hall/CRC 932
Chapter 41: Robust geometric computation 933 computed, i.e., a consistent G representing R1 ∩ R2 can be computed. However, in their framework, R1 ∩ (R2 ∩ R3) =(R1 ∩ R2) ∩ R3 . Hence they need to consider the triple intersection R1 ∩ R2 ∩ R3. Unfortunately, this operation seems to require a nontrivial amount of geometric theorem proving ability. This suggests that the problem of verifying consistency of combinatorial struc- tures (the “reasoning paradigm” [HHK88]) is generally hard. Indeed, the NP-hard existential theory of reals can be reduced to such problems. In some sense, the ultimate approach to ensuring consistency is to design “parsimonious algorithms” in the sense of Fortune [For89]. This also amounts to theorem proving as it entails deducing the consequences of all previous decisions along a computation path. STABILITY This is a metric form of topological distortion where we place a priori bounds on the amount of distortion. It is analogous to backward error analysis in numerical analysis. Framed as the problem of computing the graph G underlying some geo- metric structure D (as above, for [HHK88]), we could say an algorithm is -stable if there is a consistent geometric structure D =(G, λ, Φ, c ) such that c − c < where c is the input parameter vector. We say an algorithm has strong (resp. lin- ea r ) stability if is a constant (resp., O(n)) where n is the input size. Fortune and Milenkovic [FM91] provide both linearly stable and strongly stable algorithms for line arrangements. Stable algorithms have been achieved for two other prob- lems on planar point sets: maintaining a triangulation of a point set [For89], and Delaunay triangulations [For92, For95a]. The latter problem can be solved stably using either an incremental or a diagonal-flipping algorithm that is O(n2 )inthe worst case. Jaromczk and Wasilkowski [JW94] presented stable algorithms for con- vex hulls. Stability is a stronger requirement than topological consistency, e.g ., the topological algorithms ([SI92]) have not been proved stable. ROUNDED GEOMETRY Sugihara [Sug89] shows that the above problem of “rounding a line” can be reduced to the classical problem of simultaneous approximation by rationals : given real numbers a1,...,an , find integers p1 ,...,pn and q such that max1≤i≤n |ai q − pi | is minimized. There are no efficient algorithms to solve this exactly, although lattice reduction techniques yield good approximations. The above approach of Greene and Yao can also be viewed as a geometric rounding problem. The “rounded lines” in the Greene-Yao sense is a polyline with unbounded combinatorial complexity; but rounded lines in the Sugihara sense still have constant complexity. Milenkovic and Nackman [MN90] show that rounding a collection of disjoint simple polygons while preserving their combinatorial structure is NP-complete. In Section 41.5, rounded geometry is seen in a different light. ARITHMETICAL APPROACHES Certain approaches might be described as mainly based on arithmetic consider- ations (as opposed to geometric considerations). Ottmann, Thiemt, and Ullrich [OTU87] show that the use of an accurate scalar product operator leads to improved © 2004 by Chapman & Hall/CRC 933
934 C.K. Yap robustness in segment intersection algorithms; that is, the onset of qualitative errors is delayed. A case study of Dobkin and Silver [DS88] shows that permutation of operations combined with random rounding (up or down) can give accurate predic- tions of the total round-off error. By coupling this with a multiprecision arithmetic package that is invoked when the loss in significance is too severe, they are able to improve the robustness of their code. There is a large literature on computation under the interval arithmetic model (e.g ., [Ull90]). It is related to what we call interval geometry above. There are also systems providing programming language support for interval analysis. 41.4 EXACT APPROACH As the name suggests, this approach proposes to compute without any error. The initial interpretation is that every numerical quantity is computed exactly. While this has an natural meaning when all numerical quantities are rational, it is not obvious what this means for values such as √ 2 which cannot be exactly repre- sented “explicitly.” Informally, a number representation is explicit if it facilitates efficient comparison operations. In practice, this amounts to representingnumbers by one or more integers in some positional notation (this covers the usual represen- tation of rational numbers as well as floating point numbers). Although we could achieve numerical exactness in some modified sense, this turns out to be unneces- sary. The solution to the nonrobustness only requires a weaker notion of exactness: it is enough to ensure “geometric exactness.” In the “Geometric = Numeric + Combinatorial” formulation, the exactness is not to be found in the numeric part, but in the combinatorial part, as this encodes the geometric relations. Hence this approach is called Exact Geometric Computation (EGC), and it entails the following: Input is exact. We cannot speak of exact geometry unless this is true. This assumption can be an issue if the input is inherently approximate. Sometimes we can simply treat the approximate inputs as “nominally” exact, as in the case of an input set of points without any constraints. Otherwise, there are two options: (1) “clean up” the inexact input, by transforming it to data that is exact; or (2) formulate a related problem in which the inexact input can be treated as exact (e.g ., inexact input points can be viewed as the exact centers of small balls). So the convex hull of a set of points becomes the convex hull of a set of balls. The cleaning up process in (1) may be nontrivial as it may require perturbing the data to achieve some consistency property and lies outside our present scope. The transformation (2) typically introduces a computationally harder problem. Not much research is currently availablefor such transformed problems. In any case, (1) and (2) still end up with exact inputs for a well-defined computational problem. Numerical quantities may be implicitly represented. This is necessary if we want to represent irrational values exactly. In practice, we will still need ex- plicit numbers for various purposes (e.g., comparison, output, display, etc). So a corollary is that numerical approximations will be important, a remark that was not obvious in the early days of EGC. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 934
Chapter 41: Robust geometric computation 935 All branching decisions in a computation are errorless. At the heart of EGC is the idea that all “critical” phenomena in geometric computations are deter- mined by the particular sequence branches taken in a computation tree .The key observation is that the sequence of branching decisions completely de- cides the combinatorial nature of the output. Hence if we make only errorless branches,thecombinatorialpartofageometricstructureD(seeSection41.2) will be correctly computed. To ensure this, we only need to evaluate test val- ues to one bit of relative precision, i.e., enough to determine the sign correctly. For problems (such as convex hulls) requiring only rational numbers, exact com- putation is possible. In other applications rational arithmetic is not enough. The most general setting in which exact computation is known to be possible is the framework of algebraic problems [Yap97]. GLOSSARY Computation tree: A geometric algorithm in the algebraic framework can be viewed as an infinite sequence T1,T2 ,T3 ,... of computation trees. Each Tn is restricted to inputs of size n, and is a finite tree with two kinds of nodes: (a) nonbranching nodes, (b) branching nodes. Assume the input to Tn is a sequence of n real parameters x1 ,...,xn . A nonbranching node at depth i computes a value vi ,sayvi ← fi(v1,...,vi−1 ,x1 ,...,xn). A branching node tests a previous computed value vi and makes a 3-way branch depending on the sign of vi.Incase vi is a complex value, we simply that the sign of the real part of vi . Call any vi that is used solely in a branching node a test value . The branch corresponding to a zero test value is the degenerate branch . Exact Geometric Computation (EGC): Preferred name for the general ap- proach of “exact computation,” as it accurately identifies the goal of determining geometric relations exactly. The exactness of the computed numbers is either unnecessary, or should be avoided if possible. Composite Precision Bound: This is specified by a pair [r, a] where r, a ∈ R∪{∞}. For any z ∈C,letz[r,a]denote theset of all z ∈C suchthat |z−z|≤ max{2−a , |z|2−r }. When r = ∞, then z[∞,a] comprises all the numbers z that approximates z with an absolute error of 2−a ; we say this approximation z has a absolute bits . Similarly, z[r, ∞] comprises all numbers z that approximates z with a relative error of 2−r ; we say this approximation z has r relative bits . Constant Expressions: Let Ω be a set of complex algebraic operators; each operator ω ∈ Ω is a partial function ω : Ca(ω) →Cwherea(ω)∈Nisthearity of ω .Ifa(ω) = 0, then ω is identified with a complex number. Let E (Ω) be the set of expressions over Ω where an expression E is a rooted DAG (directed acyclic graph) and each node with outdegree n ∈ N is labeled with an operator of Ω of arity n. There is a natural evaluation function va l : E (Ω) → R.IfΩ has partial functions, then val() is also partial. If val(E) is undefined, we write val(E)=↑ and say E is invalid. When Ω = Ω2 = {+, −, ×, ÷, √}∪Zwe get the important class of constructible expressions , so called because their values are precisely the constructible reals. Constant Zero Problem, ZERO(Ω): Given E ∈E(Ω), decide if val(E)=↑;if not, decide if val(E)=0. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 935
936 C.K. Yap Guaranteed Precision Evaluation Problem, GVAL(Ω): Given E ∈E(Ω) and a, r ∈ Z ∪{∞},(a, r) =(∞, ∞), compute some approximate value in val(E)[r, a], Schanuel’s Conjecture: If z1 ,...,zn ∈ C are linearly independent over Q, then the set {z1 ,...,zn ,e z1 ,...,e zn } contains a subset B = {b1 ,...,bn} that is alge- braically independent, i.e ., there is no polynomial P (X1,...,Xn) ∈ Q[X1 ,...,Xn] such that P (b1,...,bn) = 0. This conjecture generalizes several deep results in transcendental number theory, and implies many other conjectures. NAIVE APPROACH For lack of a better term, we call the approach to exact computation in which every numerical quantity is computed exactly (explicitly if possible) the naive approach. Thus an exact algorithm that relies solely on the use of a big number package is probably naive. This approach, even for rational problems, faces the “bugbear of exact computation,” namely, high numerical precision. Using an off-the-shelf big number package does not appear to be a practical option [FvW93a, KLN91, Yu92]. There is evidence (surveyed in [YD95]) that just improving current big number packages alone is unlikely to gain a factor of more than 10. BIG EXPRESSION PACKAGES The most common examples of expressions are determinants and the distance n i=1 (pi − qi)2 b etween two p oints p, q . A big expression package allows a user to construct and evaluate expressions with big number values. They represent the next logical step after big number packages, and are motivated by the observa - tion that the numerical part of a geometric computation is invariably reduced to repeated evaluations of a few variable1 expressions (each time with different con- stants substituted for the variables). When these expressions are test values, then it is sufficient to compute them to one bit of relative precision. Some implementation efforts are shown in Table 41.4 .1 . TABLE 41.4 .1 Expression packages. SYSTEM DESCRIPTION REFERENCES LN Little Numb ers [FvW96] LEA Lazy ExAct Numbers [BJMM93] Real/Expr Precision-driven exact expressions [YD95] LEDA Real Exact numbers of Library of Efficient Data structures and Algorithms [BFMS99, BKM+ 95] Core Library Package with Numerical Accuracy API and C++ interface [KLPY99] 1These expressions involve variables, unlike the constant expressions in E(Ω). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 936
Chapter 41: Robust geometric computation 937 One of LN’s goals is to remove all overhead associated with function calls or dynamic allocation of space for numbers with unknown sizes. It incorporates an ef- fective floating-point filter based on static error analysis. The experience in [CM93] suggests that LN’s approach is too aggressive as it leads to code bloat. The LEA sys- tem philosophy is to delay evaluating an expression until forced to, and to maintain intervals of uncertainty for values. Upon complete evaluation, the expression is dis- carded. It uses root bounds to achieve exactness and floating point filters for speed. The Real/Expr Package is the first system to achieve guaranteed precision for a general class of nonrational expressions. Its introduces the “precision-driven mecha- nism” whereby a user-specified precision at the root of the expression is transformed and downward-propagated toward the leaves, while approximate values generated at the leaves are evaluated and error bounds upward-propagated up to the root. This upward-downward process may need to be iterated. LEDA Real is a number type with a similar mechanism. It is part of a much more ambitious system of datastructuresforcombinatorialandgeometriccomputing(seeChapter65).The semantics of Real/Expr of expression assignment is akin to constraint propagation in the constraint programming paradigm. The Core Library (CORE) is derived from Real/Expr with the goal of making the system as easy to use as possible. The two pillars of this transformation are the adoption of conventional assignment semantics and the introduction of a simple Numerical Accuracy API [Yap98]. The CGAL Library (Chapter 65) is a major library of geometric algorithms which are designed according to the EGC principles. While it has some native num- ber types supporting rational expressions, the current distribution relies on LEDA Real or CORE for more general algebraic expressions. Shewchuk [She96] implements an arithmetic package that uses adaptive-precision floating-point representations. While not a big expression package, it has been used to implement polynomial predicates and shown to be extremely efficient. THEORY The class of algebraic computational problems encompasses most problems in con- temporary computational geometry. Such problems can be solved exactly in singly- exponential space [Yap97]. This general result is based on recent progressinthe decision problem for Tarski’s language, on the associated cell decomposition prob- lems,aswellascelladjacencycomputation(Chapter33).However,generalEGC libraries such as Core Library and LEDA Real depend directly on the algorithms for the guaranteed precision evaluation problem GVAL(Ω) (see Glossary), where Ω is the set of operators in the computation model. The possibility of such algo- rithms can be reduced to the recursiveness of a constellation of problems that might be called the Fundamental Problems of EGC . The first is the Constant Zero Problem ZERO(Ω). But there are two closely related problems. In the Constant Validity Problem VALID(Ω), we are to decide if a given E ∈E(Ω) is valid, i.e ., va l(E) =↑.TheConstant Sign Problem SIGN(Ω) is to compute sign(E)for any given E ∈E(Ω), where sign(E) ∈{↑, −1, 0, +1}. In case val(E) is complex, define sign(E) to be the sign of the real part of val(E). There is a natural hierarchy of the expression classes, each correspondingto a class of complex numbers as shown in 41.4 .2 . In Ω3 , P (X) is any polynomial with integer coefficients and I is some means of identifying a unique root of P (X): I may be an complex interval bounding a unique root of P (X), or an integer i © 2004 by Chapman & Hall/CRC 937
938 C.K. Yap TABLE 41.4 .2 Expression hierarchy. OPERATORS NUMBER CLASS EXTENSIONS Ω0={+,−,×}∪Z Integers Ω1 =Ω0 ∪{÷} Rational Numbers Ω+ 1 =Ω1∪Q Ω2 =Ω1 ∪{√·} Constructible Numb ers Ω+ 2 =Ω2 ∪{k√ · :k≥3} Ω3 =Ω2 ∪{RootOf(P (X),I)} Algebraic Numbers Use of (E1,...,Ed,i), [BFM+01] Ω4 =Ω3 ∪{exp(·), ln(·)} Elementary Numb ers (cf. [Cho99]) to indicate the ith largest real root of P (X). The operator RootOf (P, I)canbe generalized to allow allowing expressions as coefficients of P (X) as in Burnikel et al. [BFM+01], or by introducing systems of polynomial equations as in Richardson [Ric97]. Although Ω4 can be treated as a set of real operators, it is more natural to treat Ω4 (and sometimes Ω3) as complex operators. Thus the elementary functions sin x, cos x, arctan x, etc., are available as expressions in Ω4 . It is clear ZERO(Ω) and VALID(Ω) is reducible to SIGN(Ω). For Ω4, all three problems are recursively equivalent. The fundamental problems related toΩi are decidable for i ≤ 3. It is a major open question whether the fundamental problems for Ω4 are decidable. These questions have been studied by Richardson and others [Ric97, Cho99, MW96]. The most general positive result is that SIGN(Ω3) is decid- able. An intriguing conditional result is that ZERO(Ω4) is decidable if Schanuel’s conjecture is true; this may be deduced from Richardson’s work [Ric97]. CONSTRUCTIVE ROOT BOUNDS In practice, algorithms for the guaranteed precision problem GVAL(Ω3) can exploit the fact that algebraic numbers have computable root bounds. A root bo u nd for Ω is a total function β : E(Ω) → R≥0 such that for all E ∈E(Ω), if E is valid and va l(E) = 0 then |val( E)|≥β(E). More precisely, β is called an exclusion root bound; it is an inclusion root bound when the inequality becomes “|val(E)|≤ β(E).” We use the (exclusion) root bound β to solve ZERO(Ω) as follows: to test if an expression E evaluates to zero, we compute an approximation α to val(E) such that |α − va l(E)| <β(E)/2. While computing α, we can recursively verify the validity of E.IfE is valid, we compare α with β/2. It is easy to conclude that val(E)=0if|α|≤β/2. Otherwise |α| >β/2, and the sign of val(E) is that of α. An important remark is that the root bound β determines the worst-case complexity. This is unavoidable if val(E) = 0. But if val(E) = 0, the worst case may be avoided by iteratively computing αi with increasing absolute precision εi . If for any i ≥ 1, |αi | >εi , we stop and conclude sign(val(E)) = sign(αi ) =0. There is an extensive classical mathematical literature on root bounds, but they are usually not suitable for computation. Recently, new root bounds have been introduced that explicitly depend on the structure of expressions E ∈E(E). In [LY01], such bounds are called constructive in the following sense: (i) There are easy-to-compute recursive rules for maintaining a set of numerical parameters u1 (E),...,um (E) based on the structure of E, and (ii) β(E) is given by an explicit formula in terms of these parameters. The first constructive bounds in EGC were © 2004 by Chapman & Hall/CRC 938
Chapter 41: Robust geometric computation 939 the degree-length and degree-height bounds of Yap and Dub́e [YD95, Yap00] in their implementation of Real/Expr The (Mahler) Measure Bound was introduced even earlier by Mignotte [Mig82, BFMS00] for the problem of “identifying algebraic numbers.” A major improvement was achieved with the introduction of the BFMS Bound [BFMS00]. Li-Yap [LY01] introduced another bound aimed at improving the BFMS Bound in the presence of division. Comparison of these bounds is not easy: but let us say a bound β dominates another bound β if for every E ∈E(Ω2), β(E) ≤ β (E). Burnikel et al. [BFM+01] generalized the BFMS Bound to the BFMSS Bound. Yap noted that if we incorporate a symmetrizing trick for the x/y transformation, then BFMSS will dominate BFMS. Among current constructive root bounds, three are not dominated by other bounds: BFMSS, Measure, and Li- Yap Bounds. In general, BFMSS seems to be the best. Other root bounds include a multivariate root bound of Canny [Can88] (see extension in [Yap00, Chapter XI]) and an Eigenvalue Bound of Scheinerman [Sch00]. A recent factoring technique of Pion and Yap [PY03] can be used to improve the existing bounds (in particular, BFMSS). This technique can exploit the presence of k-ary input numbers, and is thus favorable for the majority of realistic inputs (which are binary or decimal). FILTERS An extremely effective technique for speeding up predicate evaluation is based on the filter concept. Since evaluating the predicate amounts to determining the sign of an expression E , we can first use machine arithmetic to quickly compute an approximate value α of E. For a small overhead, we can simultaneously determine an error bound ε where |val(E) − α|≤ε.If|α| >ε, then the sign of α is the correct one and we are done. Otherwise, we evaluate the sign of E again, this time using a sure-fire if slow evaluation method. The algorithm used in the first evaluation is called a (floating-point) filter . The expected cost of the two-stage evaluation is small if the filter is efficient with a high probability of success. This idea was first used by Fortune and van Wyk [FvW96]. Floating-point filters can be classified along the static-to-dynamic dimension: static filters compute the bound ε solely from information that are known at compile time while dynamic filters depend on information available at run time. There is an efficiency- efficacy tradeoff : static filters (e.g ., FvW Filter [FvW96]) are more efficient, but dynamic filters (e.g., BFS Filter [BFS98]) are more accurate (efficacious). Interval arithmetic has been shown to be an effective way to implement dynamic filters [BBP01]. Automatic tools for generating filter code are treated in [FvW93b, Fun97]. Filters can be elaborated in several ways. First, we can use a cascade of filters [BFS98]. The “steps” of an algorithm which are being filtered can be defined at different levels of granularity. One extreme is to consider an entire algorithm as one step [MNS+96, KW98]. A general formulation “structural filtering” is proposed in [FMN99]. Probabilistic analysis [DP99] shows the efficacy of arithmetic filters. The filtering of determinants is treated in several papers [Cla92, BBP01, PY01,BY00]. Filtering is related to program checking [BK95, BLR93]. View a computational problem P as an input-output relation, P ⊆ I × O where I, O is the input and output spaces, respectively. Let be A a (standard) algorithm for P which, viewed as a total function A : I → O ∪{NaN}, has the property that for all i ∈ I, (i,A(i))∈Piffthereissomeo∈Osuchthat(i,o)∈P.LetH:I→O∪{NaN} be another algorithm with no restrictions; call H a heuristic algorithm for P . © 2004 by Chapman & Hall/CRC 939
940 C.K. Yap Let F : I × O →{true,false}. Then F is checker for P if F computes the characteristic function for P , F (i, o)=true iff (i, o) ∈ P . Note that F is a checker for the problem P , and not for any purported program for P . Hence, unlike program checking, we do not require any special properties of P such as self-reducibility. We call F a filter for P if F (i, o)=true implies (i, o) ∈ P . So filters are less restricted than checkers. A filtered program for P is therefore a triple (H, F, A) where H is heuristic algorithm, A a standard algorithm and F a filter. To run this program on input i, we first compute H (i) and check if F (i, H (i)) is true. If so, we output H (i); otherwise compute and output A(i). Filtered programs can be extremely effective when H, F are both efficient and efficacious. Usually H is easy—it is just a machine arithmetic implementation of an exact algorithm. The filter F can be more subtle, but it is still more readily constructed than any checker. The problem Psdet of computing the sign of determinants illustrates this: the only checker we know here is trivial, amounting to computing the determinant itself. On the other hand, effective filters for Psdet are known [BBP01, PY01]. PRECISION COMPLEXITY An important goal of EGC is to control the cost of high-precision computation. We describe two approaches based on modifying the algorithmic specification. In predicate evaluation, there is an in-built precision of 1-relative bit (this pre- cision guarantees the correct sign in the predicate evaluation). But in construction steps, any precision guarantees must be explicitly requested by the user. Fo r o p - timization problems, a standard method to specify precision is to incorporate an extra input parameter >0. Assume the problem is to produce an output x to minimizes the function μ(x). An -approximation algorithm will output a solution x such that μ(x) ≤ (1 + ε)μ(x∗ ) for some optimum x∗ . An example is the Euclidean Shortest-path Problem in 3-space (3ESP). Since this prob- lem is NP-hard (Section 27.5), we seek an -approximation algorithm. A simple way to implement an -approximation algorithm is to directly implement any exact algorithm in which the underlying arithmetic has guaranteed precision evaluation (using, e.g ., Core Library). However, the bit complexity of such an algorithm may not be obvious. The more conventional approach is to explicitly build the necessary approximation scheme directly into the algorithm. One such scheme was given by Papadimitriou [Pap85] which is polynomial time in n and 1/ε. Choi et al. [CSY97] give an improved scheme, and perform a rare bit-complexity analysis. Another way to control precision is to consider output complexity. In geometric problems, the input and output sizes are measured in two independent ways: com- binatorial size and bit sizes. Let the input combinatorial and input bit sizes be n and L, respectively. By an L-bit input, we mean each of the numerical parameters inthedescriptionofthegeometricobject(seeSection41.2)isanL-bitnumber. Now an extremely fruitful concept in algorithmic design is this: an algorithm is said to be output-sensitive if the complexity of the algorithm can be made a function of the output size as well as of the input size parameters. In the usual view of output-sensitivity, only the output combinatorial size is exploited. Choi et al. [SCY00] introduced the concept of precision-sensitivity to remedy this gap. They presented the first precision-sensitive algorithm for 3ESP, and gave some ex- perimental results. Using the framework of pseudo-approximation algorithms , Asano et al. [AKY04] gave new precision-sensitive algorithms for 3ESP, as well as for an optimal d1 -motion for a rod. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 940
Chapter 41: Robust geometric computation 941 GEOMETRIC ROUNDING We saw rounded geometry as one of the fixed-precision approaches (Section 41.3) to robustness. But geometric rounding is also important in EGC, with a difference. The EGC problem is to “round” a geometric structure (Section 41.2) D to a ge- ometric structure D with lower precision. In fixed-precision computation, one is typically asked to construct D from some input S that implicitly defines D.In EGC, D is explicitly given (e.g ., D may be computed from S by an EGC algo- rithm). The EGC view should be more tractable since we have separated the two tasks: (a) computing D and (b) rounding D. We are only concerned with (b), the pure rounding problem . For instance, if S is a set of lines that are specified by linear equations with L-bit coefficients, then the arrangement D(S)ofS would have vertices with 2L + O(1)-bit coordinates. We would like to round the arrangement, say, back to L bits. Such a situation, where the output bit precision is larger than the input bit precision, is typical. If we pipeline several of these computations in a sequence, the final result could have a very high bit precision unless we perform rounding. If D rounds to D , we could call D a simplification of D. This viewpoint connects to a larger literature on simplification of geometry (e.g ., simplifying geo- metricmodelsincomputergraphicsandvisualization(Chapter54).Twodistinct objectives goals in simplification are combinatorial versus precision simplifica- tion . For example, a problem that has been studied in a variety of contexts (e.g ., Douglas-Peucker algorithm in computational cartography) is that of simplifying a polygonal line P . We can use decimation to reduce the combinatorial complexity (i.e ., number of vertices #(P )), for example, by omitting every other vertex in P . Or we can use clustering to reduce the bit-complexity of P to L-bits, e.g., we col- lapse all vertices that lie within the same grid cell, assuming grid points are L-bit numbers. Let d(P, P ) be the Hausdorff distance between P and another polyline P ; other similar measures of distance may be used. In any simplification P of P , we want to keep d(P, P ) small. In [BCD+02], two optimization problems are stud- ied: in the Min-# Problem , given P and ε, find P to minimize #(P ), subject to d(P, P ) ≤ ε.IntheMin-ε Problem , the roles of #(P )andd(P, P ) are reversed. For EGC applications, optimality can often be relaxed to simple feasibility. Path simplification can be generalized to the simplification of any cell complexes. BEYOND ALGEBRAIC Non-algebraic computation over Ω4 is important in practice. This includes the use of elementary functions such as exp x, ln x, sin x, etc, which are found in stan- dard libraries (math.h in C/C++). Elementary functions can be implemented via their representation as hypergeometric functions , an approach taken by Du et al. [DEMY02]. They described solutions for fundamental issues such as automatic error analysis, hypergeometric parameter processing and argument reduction. If f is a hypergeometric function and x is an explicit number, one can compute f (x)to any desired absolute accuracy. But in the absence of root bounds for Ω4 ,wecan- not solve the guaranteed precision problem GVAL(Ω4). One systematic way to get around this is to invoke the uniformity conjecture [Ric00]: this conjecture provides us with a bound. If this bound ever led to an error, we would have produced a © 2004 by Chapman & Hall/CRC 941
942 C.K. Yap counterexample to the uniformity conjecture. There are situations where we can either avoid the use of transcendental func- tions, or their apparent need turns out to be non-essential (e.g ., in motion planning). For instance, rigid transformations are important in solid modeling, but they in- volve trigonometric functions. We can get arbitrarily good approximations by using rational rigid transformations . Solutions in 2 and 3 dimensions are given by Canny et al. [CDR92] and Milenkovic and Milenkovic [MM93], respectively. APPLICATIONS We now consider issues in implementing specific algorithms under the EGC paradigm. The rapid growth in the number of such algorithms means the following list is quite partial. We attempt to illustrate the range of activities in several groups: (i) The early EGC algorithms produced were those that are easily reduced to integer arith- metic and polynomial predicates, such convex hulls or Delaunay triangulations. The goal was to demonstrate that such algorithms are implementable and rela- tively efficient (e.g ., [FvW96]). To treat irrational predicates, the careful analysis of root bounds were needed to ensure efficiency. Thus, Burnikel, Mehlhorn, and Schirra [BMS94, Bur96] gave sharp bounds in the case of Voronoi diagrams for line segments. Similarly, Dub́e and Yap [DY93] analyzed the root bounds in Fortune’s sweepline algorithm, and first identified the usefulness of floating point approxima- tions in EGC. Another approach is to introduce algorithms that use new predicates with low algebraic degrees. This line of work was initiated by Liotta, Preparata, and Tamassia [LPT97, BS00]. (ii) Polyhedral modeling is a natural domain for EGC techniques. Two efforts are [CM93, For97]. The most general viewpoint here uses Nef polyhedra [See01] in which open, closed or half-open polyhedral sets are represented. This is a radical departure from the traditional solid modeling based on regularized sets and the associated reg ul ari z ed ope rat o r s . The regulariza- tion of a set S ⊆ Rd is obtained as the closure of the interior of S; regularized sets do not allow lower dimensional features, e.g., a line sticking out of a solid is not permitted. Treatment of Nef polyhedra was previously impossible outside the EGC framework. (iii) An interesting domain is optimization problems such as lin- ear and quadratic programming [Gae99, GS00] and the smallest enclosing cylinder problem [SSTY00]. In linear programming, there is a tradition of using benchmark problems for evaluating algorithms and their implementations. But what is lacking in the benchmarks is reference solutions with guaranteed accuracy to (say) 16 digits. One application of EGC algorithms is to produce such solutions. (iv) An area of major challenge is computation of algebraic curves and surfaces. Krishnan et al. [KFC+01] implemented a library of algebraic primitives to support the ma- nipulation of algebraic curves. Algorithms for low degree curves and surfaces are beginning to be addressed, e.g ., [BEH+02, GHS01, Wei02]. (v) The development of general geometric libraries such as CGAL [HHK+01] or LEDA [MN95] exposes a range of issues peculiar to EGC. For instance, in EGC we want a framework where various number kernels and filters can be used for a single algorithm. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 942
Chapter 41: Robust geometric computation 943 41.5 TREATMENT OF DEGENERACIES Suppose the input to an algorithm is a set of planar points. Depending on the con- text, any of the following scenarios might be considered “degenerate”: two cover- tical points, three collinear points, four cocircular points. Intuitively, these are degenerate because arbitrarily small perturbations can result in qualitatively dif- ferent geometric structures. Degeneracy is basically a discontinuity [Yap90b, Sei98]. Sedgewick [Sed83] calls degeneracies the “bugbear of geometric algorithms.” De- generacy is a major cause of nonrobustness for two reasons. First, it presents severe difficulties for approximate arithmetic. Second, even under the EGC paradigm, im- plementors are faced with a large number of special degenerate cases that must be treated (this number grows exponentially in the dimension of the underlying space). Thus there is a need to develop general techniques for handling degeneracies. GLOSSARY Inherent and induced degeneracy: This is illustrated by the planar convex hull problem: an input set S with three collinear points p, q, r is inherently degenerate if it lies entirely in one halfplane determined by the line through p, q, r . If p, q, r are collinear but S does not lie on one side of the line through p, q, r , then we may have an induced degeneracy for a divide-and-conquer algorithm. This happens when the algorithm solves a subproblem S ⊆ S containing p, q, r with all the remaining points on one side. Induced degeneracy is algorithm- dependent. In this chapter, we simply say “degeneracy” for induced degeneracy. More precisely, an input is degenerate if it leads to a path containing a vanishing test value in the computation tree [Yap90b]. A nondegenerate input is also said to be generic . Generic algorithm: One that is only guaranteed to be correct on generic inputs. General algorithm: One that works correctly for all (legal) inputs. Note that “general” and “generic” are often used synonymously in other literature (e.g ., “generic inputs” often means inputs in general position). THE BASIC ISSUES 1. One basic goal of this field is to provide a systematic transformation of a generic algorithm A into a general algorithm A . Since generic algorithms are widespread in the literature, the availability of general tools for this A → A transformation is useful for implementing robust algorithms. 2. Underlying any transformations A → A is some kind of perturbation of the inputs. This raises the issue of control led perturbations . For example, if A is an algorithm for intersecting two convex polytopes, then we would like the perturbation to expand the input polytopes so that the incidence of a vertex in the relative interior of a face will be detected by A . 3. There is a postprocessing issue: although A is “correct” in some technical © 2004 by Chapman & Hall/CRC 943
944 C.K. Yap sense, it need not necessarily produce the same outputs as an ideal algorithm A∗ . For example, suppose A computes the Voronoi diagram of a set of points in the plane. Four cocircular points are a degeneracy and are not treated by A. The transformed A can handle four cocircular points but it may output two Voronoi vertices that have identical coordinates and are connected by a Voronoi edge of length 0. This may arise if we use infinitesimal perturba- tions. The postprocessing problem amounts to cleaning up the output of A (removing the length-0 edges in this example) so that it conforms to the ideal output of A∗ . CONVERTING GENERIC TO GENERAL ALGORITHMS We have two general methods for converting a generic algorithm to a general one: Blackbox sign evaluation schemes. We postulate a sign blackbox that takes as input a function f (x)=f (x1 ,...,xn ) and parameters a =(a1 ,...,an) ∈ Rn , and outputs a nonzero sign (either + or −). In case f (a) = 0, this sign is guaranteed to be the sign of f(a), but the interesting fact is that we get a nonzero sign even if f (a) = 0. We can formulate a consistency property for the blackbox, both in an algebraic setting [Yap90b] or in a geometric setting [Yap90a]. The transformation A → A amounts to replacing all evaluations of test values by calls to this blackbox. In [Yap90b], a family of admissible schemes for blackboxes is given in case the functions f (x) are polynomials. Perturbation toward a nondegenerate instance. A fundamentally different approach is provided by Seidel [Sei98], based on the following idea. For any problem, if we know one nondegenerate input a∗ for the problem, then every other input a can be made nondegenerate by perturbing it in the direction of a∗ . We can take the perturbed input to be a + a∗ for some infinitesimal . For example, for the convex hull of points in Rn ,wecanchoosea∗ to be distinct points on the moment curve (t, t2,...,t n ). We compare these two approaches. We currently only have blackbox schemes for rational functions, while Seidel’s method would apply even in nonalgebraic set- tings. Blackbox schemes are independent of particular problems, while the nonde- generate instances a∗ depend on the problem (and on the input size); no systematic method to choose a∗ is known. The first work in this area is the SoS (“simulation of simplicity”) techniqueof Edelsbrunner and M̈ucke [EM90]. The method amounts to adding powers of an indeterminate to each input parameter. Such -methods were first used in linear programming in the 1950s. The SoS scheme (for determinants) turns out to be an admissible scheme [Yap90b]. Intuitively, sign blackbox invocations should be almost as fast as the actual evaluations with high probability [Yap90b]. But the worst-case exponential behavior led Emiris and Canny to propose more efficient numerical approaches [EC95]. To each input parameter ai in a, they add a pertur- bation bi (where bi ∈ Z and is again an infinitesimal): these are called linear perturbations . In case the test values are determinants, they show that a simple choice of the bi ’s will ensure nondegeneracy and efficient computation. For general rational function tests, a lemma of Schwartz shows that a random choice of the bi ’s © 2004 by Chapman & Hall/CRC 944
Chapter 41: Robust geometric computation 945 is likely to yield nondegeneracy. Emiris, Canny, and Seidel [ECS97, Sei98] give a general result on the validity of linear perturbations, and apply it to common test polynomials. APPLICATIONS AND PRACTICE Michelucci [Mic95] describes implementations of blackbox schemes, basedonthe concept of “ -arithmetic.” One advantage of his approach is the possibility of con- trolling the perturbations. Experiences with the use of perturbation in the beneath- beyond convex hull algorithm in arbitrary dimensions are reported in [ECS97]. Neuhauser [Neu97] improved and implemented the rational blackbox scheme of Yap. He also considered controlled perturbation techniques. Comes and Ziegel- mann [CZ99] implemented the linear perturbation ideas of Seidel in CGAL. In solid modeling systems, it is very useful to systematically avoid degenerate cases (numerous in this setting). Fortune [For97] uses symbolic perturbation to allow an “exact manifold representation” of nonregularized polyhedral solids (see Section56.1).Theideaisthatadanglingrectangularface(forinstance)canbe perturbed to look like a very flat rectangular solid, which has a manifold represen- tation. Here, controlling the perturbation is clearly necessary. Hertling and Weihrauch [HW94] define “levels of degeneracy” and use this to obtain lower bounds on the size of decision computation trees. In contrast to our general goal of eliminating explicit handling of degeneracies, there are a few papers on “perturbation” that proposes to directly handle degen- eracies. Burnikel, Mehlhorn, and Schirra [BMS95] describe the implementation of a line segment intersection algorithm and semidynamic convex hull maintenance in arbitrary dimensions. Based on this experience, they question the usefulness of perturbation methods using three observations: (i) perturbations may increase the running time of an algorithm by an arbitrary amount; (ii) the postprocessing problem can be significant; and (iii) it is not hard to handle degeneracies directly. But the probability of (i) occurring in a drastic way (e.g ., for a degenerate input of n identical points) is so negligible that it may not deter most users when theyhave the option of writing a generic algorithm, especially when the general algorithm is very complex or not readily available. Other experiences suggest that property (iii) is the exception rather than the rule. In any case, users must weigh these considerations (cf. [Sch94]). A weaker form of the [BMS95] approach is illustrated by work of Halperin and co-workers [HS98, Raa99]. Again, the algorithm must explicitly detectthe presence of degeneracies, but now we explicitly perturb the input to remove all degeneracies. Their problem may be framed as follows: given a sequence S = (O1 ,...,On) of geometric objects, let Ai (i =1,...,n) be the arrangement formed by Si =(O1 ,...,Oi). The goal is to compute An = A(Sn). For any object O and ε>0, consider a predicate P1(O, ε) with this monotonicity property :ifε >ε and P1(O, ε ) is true then P1(O, ε) is true. Call P1 an approximate degeneracy predicate .IfP1(O, ε) is true, we say O is ε-degenerate . Also, P1(O, 0+) reduces to standard notions of degeneracy. Such predicates may be defined by a Boolean combination of polynomial inequalities. For instance, let O be a curve and P1(O, ε) istrueiffthereisaδ-ballBcenteredatapointofO,δ≤ε,suchthatB∩Oisnot connected. Thus P1(O, 0+) is the property that O is self-intersecting. In general, let Pk denote an approximate degenerate predicate on k ≥ 1 distinct objects. If Pk and © 2004 by Chapman & Hall/CRC 945
946 C.K. Yap Pk are two such predicates, then so is Pk ∨Pk and Pk ∧Pk . For instance, P2(O1 ,O1 ,ε) might say that O1 ,O2 are ε-close. Fix a collection P of approximate degeneracy predicates. We say that S is ε-degenerate if for some Pk ∈P, Pk(O1,...,Ok ,ε) is true for some choice of k distinct objects O1,...,Ok ∈ S . The following ε-δ perturbation estimation problem is basic: given ε>0, find δ = δ(ε, S, O) > 0 such that if S is non ε-degenerate, and O is any object, with probability > 1/2, a random δ-perturbation O of O will form a non ε-degenerate configuration with S. By general principles, we know that δ exists; but we would like good bounds on δ (say polynomial in |S|, etc). Using this, we can solve the perturbed arrangement problem : given S and ε>0, compute an arrangement A(S ) where S is not ε-degenerate and S is a δ-perturbation of S. The cited papers above solve the perturbed arrangement problem in two situations, when the objects are spheres and polyhedral surfaces, respectively. The idea is to use a form of randomized incremental construction. 41.6 OPEN PROBLEMS 1. The main theoretical question in EGC is whether the Constant Zero Prob- lem for Ω4 is decidable. A related, possibly simpler, question is whether ZERO(Ω3 ∪{sin(·),π}) is decidable. 2. In constructive root bounds, it is unknown if there exists a root bound β : E (Ω2) → R≥0 where − lg(β(E)) = O(D(E)) and D(E) is the degree of E.In current bounds, we only know a quadratic bound, − lg(β(E)) = O(D(E)2). The Uniformity Conjecture of Richardson [Ric00], if true, would be a very deep result with practical applications. 3. Give a optimal algorithm for the guaranteed precision evaluation problem GVAL(Ω) for, say, Ω = Ω2. The solution includes a reasonable cost model. 4. In geometric rounding, we pose two problems: (a) Extend the Greene-Yao rounding problem to non-uniform grids (e.g ., the grid points are L-bit floating point numbers). (b) Round simplicial complexes. The preferred notion of rounding here should not increase combinatorial complexity (unlike Greene- Yao), but rather allow features to collapse (triangles can degenerate to a vertex), but disallow inversion (triangles cannot flip its orientation). 5. Give good bounds for the ε-δ perturbation estimation problem. 6. Give a systematic treatment of inexact (dirty) data. Held [Hel01a, Hel01b] describes the engineering of reliable algorithms to handle such inputs. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 946
Chapter 41: Robust geometric computation 947 41.7 SOURCES AND RELATED MATERIAL SURVEYS Forrest [For87] is an influential overview of the field of computational geometry. He deplores the gap between theory and practice and describes the open problem of robust intersection of line segments (expressing a belief that robust solutions do not exist). Other surveys of robustness issues in geometric computation are Schirra [Sch99], Yap and Dub́e [YD95] and Fortune [For93]. Robust geometric modelers are surveyed in [PCH+95]. RELATED CHAPTERS Chapter 24: Arrangements Chapter 27: Shortest paths and networks Chapter 33: Computational real algebraic geometry Chapter 56: Solid modeling Chapter 64: Computational geometry software Chapter 65: Two computational geometry libraries: LEDA and CGAL REFERENCES [AKY04] Te. Asano, D.G. Kirkpatrick, and C.K . Yap. Pseudo approximation algorithms, with applications to optimal motion planning. Discrete Comput. Geom., 31:131–171, 2004. [BBP01] H. Br̈onnimann, C. Burnikel, and S. Pion. Interval arithmetic yields efficient dynamic filters for computational geometry. Discrete Appl. Math., 109(1–2):25–47, 2001. [BCD+02] G. Barequet, D.Z. Chen, O. Daescu, M.T. Goodrich, and J. Snoeyink. Effici ently approximating polygonal paths in three and higher dimensions. Algorithmi ca , 33:150– 167, 2002. [BEH+02] E. Berberich, A. Eigenwillig, M. Hemmer, S. Hert, K. Mehlhorn, and E. Scḧomer. A computational basis for conic arcs and boolean operations on conic p olygons. Proc. ESA 2002, Lecture Notes Comput. Sci., volume 2461, pages 174–186, Springer-Verlag, Berlin, 2002. [BFM+01] C. Burnikel, S. Funke, K. Mehlhorn, S. Schirra, and S. Schmitt. A separation b ound for real algebraic expressions. Lecture Notes Comput. Sci., volume 2161, pages 254–265, Springer-Verlag, Berlin, 2001. [BFMS99] C. Burnikel, R. Fleischer, K. Mehlhorn, and S. Schirra. Exact geometric computation made easy. Proc. 15th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 341–450, 1999. [BFMS00] C. Burnikel, R. Fleischer, K. Mehlhorn, and S. Schirra. A strong and easily computable separation bound for arithmetic expressions involving radicals. Algorithmica , 27:87–99, 2000. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 947
948 C.K. Yap [BFS98] C. Burnikel, S. Funke, and M. Seel. Exact geometric predicates using cascaded com- putation. Proc. 14th Annu. Sympos. Comput. Geom., pages 175–183, 1998. [BJMM93] M.O . Benouamer, P. Jaillon, D. Michelucci, and J-M. Moreau. A lazy arithmetic library. Proc. IEEE 11th Sympos. Computer Arithmetic, pages 242–269, Windsor, Ontario, 1993. [BK95] M. Blum and S. Kannan. Designing programs that check their work. J. Assoc. Comput. Mach., 42:269–291, 1995. [BKM+95] C. Burnikel, J. K ̈onnemann, K. Mehlhorn, S. N ̈aher, S. Schirra, and C. Uhrig. Exact geometric computation in LEDA. Proc. 11th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages C18–C19, 1995. [BLR93] M. Blum, M. Luby, and R. Rubinfeld. Self-testing and self-correcting programs, with applications to numerical programs. J. Comput. Syst. Sci., 47:549–595, 1993. [BMS94] C. Burnikel, K. Mehlhorn, and S. Schirra. How to compute the Voronoi diagram of line segments: Theoretical and experimental results. Lecture Notes Comput. Sci., volume 855, Springer-Verlag, Berlin, pages 227–239, 1994. [BMS95] C. Burnikel, K. Mehlhorn, and S. Schirra. On degeneracy in geometric computations. Proc. 5th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 16–23, 1995. [BS00] J. - D. Boissonnat and J. Snoeyink. Efficient algorithms for line and curve segment intersection using restricted predicates. Comput. Geom. Theory Appl., 16(1), 2000. [Bur96] C. Burnikel. Exact Computation of Voronoi Diagrams and Line Segment Intersections. Ph.D thesis, Universiẗat des Saarlandes, 1996. [BY00] H. Br̈onnimann and M. Yvinec. Efficient exact evaluation of signs of determinants. Algorithmica, 27:21–56, 2000. [Can88] J.F. Canny. The complexity of robot motion planning. Ph.D. thesis, MIT. ACM Doctoral Dissertion Award Series. The MIT Press, Cambridge, 1988. [CDR92] J.F. Canny, B.R. Donald, and E.K . Ressler. A rational rotation method for robust geometric algorithms. Proc. 8th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 251–160, Berlin, 1992. [Cho99] T.Y . Chow. What is a closed-form number? Amer. Math. Monthly, 106:440–448, 1999. [Cla92] K.L . Clarkson. Safe and effective determinant evaluation. Proc. 33th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., 387–395, 1992. [CM93] J.D . Chang and V.J. Milenkovic. An exp eriment using LN for exact geometric com- putations. Proc. 5th Canad. Conf. Comput. Geom., pages 67–72, Univ. Waterloo, 1993. [CSY97] J. Choi, J. Sellen, and C.K . Yap. Approximate Euclidean shortest pathin 3-space. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 7:271–295, 1997. [CZ99] J. Comes and M. Ziegelmann. An easy to use implementation of linear p erturbations within cgal. Proc. 3rd Workshop Algorithm Eng. (WAE99), Berlin, 1999. Lec t u re Notes Comput. Sci., volume 1668, Springer-Verlag, Berlin, 1999. [DEMY02] Z. Du, M. Eleftheriou, J. Moreira, and C.K . Yap. Hypergeometric f unctions in exact geometric computation. In V. Brattka, M. Scho eder, and K. Weihrauch, editors, Proc. 5th Workshop Comput. Complexity Anal., pages 55–66, 2002. Malaga, 2002. Electr. Notes Theoret. Comput. Sci., 66:1 (2002), http://www.elsevier.nl/locate/entcs/ volume66.html. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 948
Chapter 41: Robust geometric computation 949 [DP99] O. Devillers and F.P. Preparata. Further results on arithmetic filters for geometric predicates. Comput. Geom. Theory Appl., 13:141–148, 1999. [DS88] D.P. Dobkin and D. Silver. Recipes for Geometry & Numerical Analysis—Part I: An empirical study. Proc. 4th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., 93–105, 1988. [DY93] T. Dub́e and C.K. Yap. A basis for implementing exact geometric algorithms (extended abstract),1993.PaperfromURL http://cs.nyu.edu/cs/faculty/yap. [EC95] I.Z. Emiris and J.F. Canny. A general approachto removing degeneracies. SIAM J. Computing, 24:650–664, 1995. [ECS97] I.Z. Emiris, J.F. Canny, and R. Seidel. Efficient perturbations for handling geometric degeneracies. Algorithmi ca , 19:219–242, 1997. [EM90] H. Edelsbrunner and E.P. M ̈ucke. Simulation of simplicity: a technique to cop e with degenerate cases in geometric algorithms. ACM Trans. Graph., 9:66–104, 1990. [FM91] S.J . Fortune and V.J . Milenkovic. Numerical stability of algorithms for line arrange- ments. Proc. 7th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., 334–341, 1991. [FMN99] S. Funke, K. Mehlhorn, and S. N ̈aher. Structural filtering: A paradigm for efficient and exact geometric programs. Proc. 11th Canad. Conf. Comput. Geom., pages 39–42, 1999. [For87] A.R. Forrest. Computational geometry and software engineering: Towards a geometric computing environment. In D.F. Rogers and R.A . Earnshaw, editors, Techniques for Comput. Graph., pages 23–37. Springer-Verlag, Berlin, 1987. [For89] S.J . Fortune. Stable maintenance of point-set triangulations in two dimensions. Proc. 30th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., 494–499, 1989. [For92] S.J . Fortune. Numerical stability of algorithms for 2-d Delaunay triangulations. Proc. 8th Annu. ACM Sympos. Computational Geom., pages 83–92, 1992. [For93]S.J .Fortune.ProgressinComputationalGeometry,chapter3,pages81–127,R.Mar- tin, editor. Information Geometers, Winchester, 1993. [For95a] S.J . Fortune. Numerical stability of algorithms for 2-d Delaunay triangulations. In- ternat. J . Comput. Geom. Appl., 5:193–213, 1995. [For97] S.J . Fortune. Polyhedral modeling with multiprecision integer arithmetic. Comput. Aided Design, pages 123–133, 1997. [For98] S.J . Fortune. Vertex-rounding a three-dimensional polyhedral sub division. Proc. 14th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 116–125, 1998. [Fun97] S. Funke. Exact arithmetic using cascaded computation. Master’s thesis, Max Planck Institute for Computer Science, Saarbr̈ucken, Germany, 1997. [FvW93a] S.J. Fortune and C.J. van Wyk. Efficient exact arithmetic for computational geometry. Proc. 9th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 163–172, 1993. [FvW93b] S.J. Fortune and C.J . van Wyk. LN User Manual, 1993. AT&T Bell Laboratories. [FvW96] S.J. Fortune and C.J. van Wyk. Static analysis yields efficient exact integer arithmetic for computational geometry. ACM Trans. Graph., 15:223–248, 1996. [Gae99] B. G̈artner. Exact arithmetic at low cost—a case study in linear programming. Com- put. Geom. Theory Appl., 13:121–139, 1999. [GGHT97] M.T . Goodrich, L.J . Guibas, J. Hershberger, and P. Tanenbaum. Snap rounding line segments efficiently in two and three dimensions. Proc. 13th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 284–293, 1997. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 949
950 C.K. Yap [GHS01] N. Geismann, M. Hemmer, and E. Scḧomer. Computing a 3-dimensional cell in an arrangement of quadrics: Exactly and actually! Proc. 17th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 264–273, 2001. [GM95] L.J . Guibas and D. Marimont. Rounding arrangements dynamically. Proc. 11th Annu. ACM Sympos. Computational Geom., pages 190–199, 1995. [GS00] B. G̈artner and S. Scḧonherr. An efficient, exact, and generic quadratic programming solver for geometric optimization. Proc. 16th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., 110–118, 2000. [GSS89] L.J . Guibas, D. Salesin, and J. Stolfi. Epsilon geometry: building robust algorithms from imprecise computations. Proc. 5th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., 208– 217, 1989. [GY86] D.H. Greene and F.F. Yao. Finite-resolution computational geometry. Proc. 27th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., 143–152, 1986. [Hel01a] M. Held. FIST: Fast industrial-strengthtriangulation of polygons. Algorithmi ca, 30:563–596, 2001. [Hel01b] M. Held. VRONI: An engineering approachto the reliable and efficient computation of Voronoi diagrams of points and line segments. Comput. Geom. Theory Appl., 18:95– 123, 2001. [HHK88] C. Hoffmann, J.E . Hopcroft, and M. Karasick. Towards implementing robust geometric computations. Proc. 4th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., 106–117, 1988. [HHK+01] S. Hert, M. Hoffmann, L. Kettner, S. Pion, and M. Seel. An adaptable and extensible geometry Kernel. Proc. 5th Internat. Workshop Algorithm Eng. (WAE-01), Aarhus, pages 79–90, Springer-Verlag, Berlin, 2001. [Hob99] J.D. Hobby. Practical segment intersection withfinite precision output. Comput. Geom. Theory Appl., 13:199–214, 1999. [HS98] D. Halperin and C.R. Shelton. A perturbation scheme for spherical arrangements with applications to molecular modeling. Comput. Geom. Theory Appl., 10:273–288, 1998. [HW94] P. Hertling and K. Weihrauch. Levels of degeneracy and exact lower complexity bounds for geometric algorithms. Proc. 6th Canad. Conf. Comput. Geom., pages 237– 242, 1994. [JW94] J.W. Jaromczyk and G.W. Wasilkowski. Computing convex hull in a floating point arithmetic. Comput. Geom. Theory Appl., 4:283–292, 1994. [KFC+ 01] S. Krishnan, M. Foskey, T. Culver, J. Keyser, and D. Mano cha. PRECISE: Effi- cient multiprecision evaluation of algebraic roots and predicates for reliable geometric computation. Proc. 17th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., 274–283, 2001. [KLN91] M. Karasick, D. Lieb er, and L.R. Nackman. Efficient Delaunay triangulation using rational arithmetic. ACM Trans. Graphics, 10:71–91, 1991. [KLPY99] V. Karamcheti, C. Li, I. Pechtchanski, and C.K . Yap. A Core Library for robust numerical and geometric libraries. 15th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 351–359, 1999. [KW98] L. Kettner and E. Welzl. One sided error predicates in geometric computing. In K. Mehlhorn, editor, Proc. 15th IFIP World Computer Congress, Fundamentals— Foundations of Computer Science, pages 13–26, 1998. [LPT97] G. Liotta, F.P. Preparata, and R. Tamassia. Robust proximity queries: an illustration of degree-driven algorithm design. Proc. 13th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., 156–165, 1997. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 950
Chapter 41: Robust geometric computation 951 [LY01] C. Li and C.K . Yap. A new constructive ro ot bound for algebraic expressions. Proc. 12th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 496–505, 2001. [Mic95] D. Michelucci. An epsilon-arithmetic for removing degeneracies. Proc. IEEE 12th Sympos. Computer Arithmetic, pages 230–237, Windsor, Ontario, 1995. [Mig82] M. Mignotte. Identification of algebraic numbers. J. Algorithms, 3:197–204, 1982. [MM93] V.J . Milenkovic and Ve. Milenkovic. Rational orthogonal approximations to orthogonal matrices. Proc. 5th Canad. Conf. Comput. Geom., pages 485–490, Waterlo o, 1993. [MN90] V.J . Milenkovic and L.R. Nackman. Finding compact coordinate representations for polygons and polyhedra. Proc. 6th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., 244–252, 1990. [MN95] K. Mehlhorn and S. N ̈aher. LEDA: a platform for combinatorial and geometric com- puting. Commun. ACM, 38:96–102, 1995. [MNS+96] K. Mehlhorn, S. N ̈aher, T. Schilz, R. Seidel, M. Seel, and C. Uhrig. Checking geo- metric programs or verification of geometric structures. Proc. 12th ACM Symp. on Computational Geom., pages 159–165, 1996. [MW96] A. Macintyre and A. Wilkie. On the decidability of the real exponential field. Kreiseliana, About and Around Georg Kreisel, pages 441–467. A.K . Peters, Welles- ley, 1996. [Neu97] M.A . Neuhauser. Symbolic perturbation and sp ecial arithmetics for controlled han- dling of geometric degeneracies. Proc. 5th Internat. Conf. Central Europe Comput. Graphics Visualization (WSCG’97), pages 386–395, 1997. [OTU87] T.A . Ottmann, G. Thiemt, and C. Ullrich. Numerical stability of geometric algorithms. Proc. 3rd Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 119–125, 1987. [Pap85] C.H . Papadimitriou. An algorithm for shortest-path motion in three dimensions. In- form. Process. Lett., 20:259–263, 1985. [PCH+ 95] N.M. Patrikalakis, W. Cho, C. - Y. Hu, T. Maekawa, E.C . Sherbrooke, and J. Zhou. Towards robust geometric modelers, 1994 progress rep ort. Proc. 1995 NSF Design Manufacturing Grantees Conf., pages 139–140, 1995. [PY01] V.Y . Pan and Y. Yu. Certification of numerical computation of the sign of the deter- minant of a matrix. Algorithmica , pages 708–724, 2001. [PY03] S. Pion and C.K. Yap. Constructive root bound method for k -ary rational input numb er s. Proc. 19th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 256–263, 2003. [Raa99] S. Raab. Controlled perturbation for arrangements of polyhedral surfaces withap- plication to swept volumes. Proc. 15th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 163–172, 1999. [Ric97] D. Richardson. How to recognize zero. J. Symbolic Computation, 24:627–645, 1997. [Ric00] D. Richardson. The uniformity conjecture. In J. Blank, V. Brattka, and P. Hertling, editors, Computability and Complexity in Analysis. Lecture Notes Comput. Sci., vol- ume 2064, pages 253–272, Springer-Verlag, Berlin, 2000. [Sch94] P. Schorn. Degeneracy in geometric computation and the p erturbation approach. Comput. J., 37:35–42, 1994. [Sch99] S. Schirra. Robustness and precision issues in geometric computation. In J.R . Sack and J. Urrutia, editors, Handbook of Computational Geometry. Elsevier Publishers, B.V. North-Holland, Amsterdam, 1999. [Sch00] E.R. Scheinerman. When close enough is close enough. Amer. Math. Monthly, 107:489– 499, 2000. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 951
952 C.K. Yap [SCY00] J. Sellen, J. Choi, and C. Yap. Precision-sensitive Euclidean shortest pathin 3-Space. SIAM J. Computing, 29:1577–1595, 2000. [Sed83] R. Sedgewick. Algorithms . Addison-Wesley, Reading, 1983. [See01] M. Seel. Planar Nef Polyhedra and Generic High-dimensional Geometry. Ph.D. thesis, Universiẗat des Saarlandes, 2001. [Seg90] M.G. Segal. Using tolerances to guarantee valid polyhedral modeling results. Comput. Graph., 24:105–114, 1990. [Sei98] R. Seidel. The nature and meaning of perturbations in geometric computing. Discrete Comput. Geom., 19:1–17, 1998. [She96] J.R. Shewchuk. Robust adaptive floating-point geometric predicates. Proc. 12th ACM Symp. on Computational Geom., pages 141–150, 1996. [SI89a] K. Sugihara and M. Iri. A solid mo deling system free from top ological inconsistency. J. Inform. Proc., Inform. Pro c. So c. Japan, 12:380–393, 1989. [SI89b] K. Sugihara and M. Iri. Two design principles of geometric algorithms in finite preci- sion arithmetic. Appl. Math. Lett., 2:203–206, 1989. [SI92] K. Sugihara and M. Iri. Construction of the Voronoi diagram for ‘one million’ gener- ators in single-precision arithmetic. Proc. IEEE, 80:1471–1484, 1992. [SIII00] K. Sugihara, M. Iri, H. Inagaki, and T. Imai. Top ology-oriented implementation—an approachto robust geometric algorithms. Algorithmi ca, 27, 2000. [SS85] M.G . Segal and C.H . Śequin. Consistent calculations for solids modelling. Proc. 1st Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 29–38, 1985. [SSTY00] E. Scḧomer, J. Sellen, M. Teichmann, and C. Yap. Smallest enclosing cylinders. Algorithmi ca , 27:170–186, 2000. [Sug89] K. Sugihara. On finite-precision representations of geometric ob jects. J. Comput. Syst. Sci., 39:236–247, 1989. [Ull90] C. Ullrich, editor. Computer Arithmetic and Self-validating Numerical Methods.Aca- demic Press, Boston, 1990. [Wei02] R. Wein. Highlevel filtering for arrangements of conic arcs. Proc. 10th European Sympos. Algorithms, volume 2461 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 884–895. Springer-Verlag, Berlin, 2002. [Yap90a] C.K . Yap. A geometric consistency theorem for a symbolic p erturbation scheme. J. Comput. Syst. Sci., 40:2–18, 1990. [Yap90b] C.K . Yap. Symbolic treatment of geometric degeneracies. J. Symbolic Comput., 10:349–370, 1990. [Yap97] C.K . Yap. Towards exact geometric computation. Comput. Geom. Theory Appl., 7:3–23, 1997. [Yap98] C.K . Yap. A new numb er core for robust numerical and geometric libraries. Proc. 3rd CGC Workshop Geom. Comput., 1998. http://www.cs .brown.edu/cgc/ cgc98/home.html. [Yap00] C.K . Yap. Fundamental Problems in Algorithmic Algebra. Oxford University Press, 2000. [YD95] C.K . Yap and T. Dub́e. The exact computation paradigm. In D.- Z . Du and F.K . Hwang, editors, Computing in Euclidean Geometry, 2nd edition, pages 452–486. World Scientific Press, Singapore, 1995. [Yu92] J. Yu. Exact arithmetic solid modeling. Ph.D. thesis, Dept. of Comput. Sci., Purdue Univ., Tech. Rep. CSD-TR-92-037, 1992. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 952
42 PARALLEL ALGORITHMS IN GEOMETRY MichaelT.Goodrich INTRODUCTION The goal of parallel algorithm design is to develop parallel computational methods that run very fast with as few processors as possible, and there is an extensive literature of such algorithms for computational geometry problems. Therearesev- eral different parallel computing models, and in order to maintain a focus in this chapter, we will describe results in the Parallel Random Access Machine (PRAM) model, which is a synchronous parallel machine model in which processors share a common memory address space (and all inter-processor communication takes place through this shared memory). Although it does not capture all aspects of parallel computing, it does model the essential properties of parallelism. Moreover, it is a widely accepted model of parallel computation, and all other reasonable models of parallel computation can easily simulate a PRAM. Interestingly, parallel algorithms can have a direct impact on efficient sequential algorithms, using a technique called param e t r i c s ea rch. This technique, which is discussedinChapter43,involvestheuseofaparallelalgorithmtodirectsearches in a parameterized geometric space so as to find a critical location (e.g ., where an important parameter changes sign or achieves a maximum or minimum value). The PRAM model is subdivided into submodels based on how one wishes to handle concurrent memory access to the same location. The Exclusive-Read, Exclusive-Write (EREW) variant does not allow for concurrent access. The Con- current-Read, Exclusive-Write (CREW) variant permits concurrent memory reads, but memory writes must be exclusive. Finally, the Concurrent-Read, Concurrent- Write (CRCW) variant allows for both concurrent memory reading and writing, with concurrent writes being resolved by some simple rule, such as having anar- bitrary member of a collection of conflicting writes succeed. One can also define randomized versions of each of these models (e.g ., an rCRCW PRAM), where in addition to the usual arithmetic and comparison operations, each processor can generate a random number from 1 to n in one step. Early work in parallel computational geometry, in the way we define it here, began with the work of Chow [Cho80], who designed several parallel algorithms with polylogarthmic running times using a linear number of processors. Subsequent to this work, several researchers initiated a systematic study of work-efficient parallel algorithms for geometric problems, including Aggarwal et al. [ACG+88], Akl [Akl82, Akl84, Akl85], Amato and Preparata [AP92, AP95], Atallah and Goodrich [AG86, Goo87], and Reif and Sen [RS92, Sen89]. In Section 42.1 we give a brief discussion of general techniques for parallel geometric algorithm design. We then partition the research in parallel computa- tional geometry into problems dealing with convexity (Section 42.2), arrangements and decompositions (Section 42.3), proximity (Section 42.4), geometric searching (Section 42.5), and visibility, envelopes, and geometric optimization (Section 42.6). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 953
954 M.T. Goodrich 42.1 SOME PARALLEL TECHNIQUES The design of efficient parallel algorithms for computational geometry problems often depends upon the use of powerful general parallel techniques (e.g ., see [AL93, J́a92, KR90, Rei93]). We review some of these techniques below. PARALLEL DIVIDE-AND-CONQUER Possibly the most general technique is parallel divide-and-conquer. In applying this technique one divides a problem into two or more subproblems, solves the subproblems recursively in parallel, and then merges the subproblem solutions to solve the entire problem. As an example application of this technique, consider the problem of constructing the upper convex hull of a S set of n points in the plane presorted by x-coordinates. Divide the list S into √n contiguous sublists of size √n each and recursively construct the upper convex hull of the points in each list. Assign a processor to each pair of sublists and compute the common upper tangent line for the two upper convex hulls for these two lists, which can be done in O(log n) time using a well-known “binary search” computation [Ede87, O’R98, PS85].By maximum computations on the left and right common tangents, respectively,for each subproblem Si , one can determine which vertices on the upper convex hull of Si belong to the upper convex hull of S. Compressing all the vertices identified to be on the upper convex hull of S constructs an array representation of this hull, completing the construction. The running time of this method is characterized by the recurrence relation T(n) ≤ T( √n)+O(log n), which implies that T (n)isO(log n). It is important to note that the coefficient for the T ( √n) term is 1 even though we had √n subproblems, for all these subproblems were processed simultaneously in parallel. The number of processors needed for this computation can be characterized by the recurrence relation P (n) ≤ max{ √n P( √n),n}, which implies that P (n)is O(n). Thus, the work needed for this computation is O(n log n), which is not quite optimal. Still, this method can be adapted to result in an optimal work bound [BSV96, Che95, GG97]. BUILD-AND-SEARCH Another important technique in parallel computational geometry is the build-and- search technique. It is a paradigm that often yields efficient parallel adaptations of sequential algorithms designed using the powerful plane sweeping technique. In the build-and-search technique, the solution to a problem is partitioned into a build phase, where one constructs in parallel a data structure built from the geometric data present in the problem, and a search phase, where one searches this data structure in parallel to solve the problem at hand. An example of an application of this technique is for the trapezoidal decomposition problem: given a collection of nonintersecting line segments in the plane, determine the first segments intersected by vertical rays emanating from each segment endpoint (cf. Figure 40.0.1).Th e existing efficient parallel algorithm for this problem is based upon first building in parallel a data structure on the input set of segments that allows for such vertical © 2004 by Chapman & Hall/CRC 954
Chapter 42: Parallel algorithms in geometry 955 ray-shooting queries to be answered in O(log n) time by a single processor, and then querying this structure for each segment endpoint in parallel. This results in a parallel algorithm with an efficient O(n log n) work bound and fast O(log n) query time. 42.2 CONVEXITY Results on the problem of constructing the convex hull of n points in R d are sum- marized in Table 42.2 .1, for various fixed values of d, and, in the case of d =2, under assumptions about whether the input is presorted. We restrict our attention to parallel algorithms with efficient work bounds, where we use the term work of an algorithm here to refer to the product of its running time and the number of processors used by the algorithm. A parallel algorithm has an optimal work bound if the work used asymptotically matches the sequential lower bound for the problem. In the table, h denotes the size of the hull, and c is some fixed constant. Also, we use (throughout this chapter) ̄O(f (n)) to denote an asymptotic bound that holds with high probability. TABLE 42.2 .1 Parallel convex hull algorithms. PROBLEM MODEL TIME WORK REF 2D presorted rand-CRCW ̄ O(log ∗ n) ̄ O(n) [GG91] 2D presorted CRCW O(log log n) O(n) [BSV96] 2D presorted EREW O(log n) O(n) [Che95] 2D polygon EREW O(log n) O(n) [Che95] 2D rand-CRCW ̄ O(log n) ̄ O(n log h) [GG91] 2D EREW O(log n) O(n log n) [MS88] 2D EREW O(log2 n) O(n log h) [GG91] 3D rand-CRCW ̄ O(log n) ̄ O(n log n) [RS92] 3D CREW O(log n) O(n1+1/c ) [AP93] 3D EREW O(log2 n) O(n log n) [AGR94] 3D EREW O(log3 n) O(n log h) [AGR94] Fixedd≥4 rand-EREW ̄ O(log2 n) ̄ O(n d/2 ) [AGR94] Even d≥4 EREW O(log2 n) O(n d/2 ) [AGR94] Odd d>4 EREW O(log2 n) O(n d/2 log c n) [AGR94] We discuss a few of these algorithms to illustrate their flavor. 2-DIMENSIONAL CONVEX HULLS The two-dimensional convex hull algorithm of Miller and Stout [MS88] is based upon a parallel divide-and-conquer scheme where one presorts the input and then divides it into many subproblems (O(n1/4) in their case), solves each subproblem independently in parallel, and then merges all the subproblem solutions together © 2004 by Chapman & Hall/CRC 955
956 M.T. Goodrich in O(log n) parallel time. Of course, the difficult step is the merge of all the sub- problems, with the principal difficulty being the computation of common tangents between hulls. The total running time is characterized by the recurrence T(n)≤T(n 1/4)+O(log n), which solves to T (n)=O(log n). 3-DIMENSIONAL CONVEX HULLS All of the 3D convex hull algorithms listed in Table 42.2 .1 are also based upon this many-way, divide-and-conquer paradigm, except that there is no notion of presorting in three dimensions, so the subdivision step also becomes nontrivial. Reif and Sen [RS92] use a random sample to perform the division, and the methods of Amato, Goodrich, and Ramos [AGR94] derandomize this approach. Amato and Preparata [AP93] use parallel separating planes, an approach extended to higher dimension in [AGR94]. LINEAR PROGRAMMING A problem strongly related to convex hull construction, which has also beenad- dressed in a parallel setting, is d-dimensional linear programming, for fixed dimen- sionsd(seeChapter45).Ofcourse,onecouldsolvethisproblembytransforming it to its dual problem, constructing a convex hull in this dual space, and then eval- uating each vertex in the simplex that is dual to this convex hull. This wouldbe quite inefficient, however, for d ≥ 4. The best parallel bounds for this problem are listed in Table 42.2 .2 . See Section 45.6 for a detailed discussion. TABLE 42.2.2 Fixed d-dimensional parallel linear programming. MODEL TIME WORK REF Rand-CRCW ̄ O(1) ̄ O(n) [AM90] CRCW O((log log n)d−1 ) O(n) [GR97] EREW O(log n(log log n)d−1 ) O(n) [Goo96] OPEN PROBLEMS There are a number of interesting open problems regarding convexity: 1. Can d-dimensional linear programming be solved (deterministically) in O(log n) time using O(n) work in the CREW PRAM model? 2. Is there an efficient output-sensitive parallel convex hull algorithm for d ≥ 4? 3. Is there an optimal-work O(log 2 n)-time CREW PRAM convex hull algorithm for odd dimensions greater than 4? © 2004 by Chapman & Hall/CRC 956
Chapter 42: Parallel algorithms in geometry 957 42.3 ARRANGEMENTS AND DECOMPOSITIONS Another important class of geometric problems that has been addressed in the parallel setting are arrangement and decomposition problems, which deal with ways of partitioning space. We review the best parallel bounds for such problemsin Table 42.3.1 . GLOSSARY Arrangement: The partition of space determined by the intersections of a collec- tion of geometric objects, such as lines, line segments, or (in higher dimensions) hyperplanes. In this chapter, algorithms for constructing arrangements produce the incidence graph, which stores all adjacency information between the various primitive topological entities determined by the partition, such as intersection points,edges,faces,etc.SeeSection24.3 .1 . Red-blue arrangement: An arrangement defined by two sets of objects A and B such that the objects in A (resp. B) are nonintersecting. Axis-parallel: All segments/lines are parallel to one of the coordinate axes. Polygon triangulation: A decomposition of the interior of a polygon into tri- anglesbyaddingdiagonalsbetweenvertices.SeeSection26.2 . Trapezoidal decomposition: A decomposition of the plane into trapezoids (and possibly triangles) by adding appropriate vertical line segments incident to ver- tices.SeeSection34.3 . Star-shaped polygon: A (simple) polygon that is completely visible from a single point.Apolygonwithnonemptykernel.SeeSection26.1 . 1/r-cutting: A partition of Rd into O(rd) simplicies such that each simplex in- tersects at most n/r hyperplanes. See Sections 36.2 and 40.1 . TABLE 42.3 .1 Parallel arrangement and decomposition algorithms. PROBLEM MODEL TIME WORK REF d-dim hyperplane arr EREW O(log n) O(nd) [AGR94] 2D seg arr rand-CRCW ̄ O(log n) ̄ O(nlogn+k) [CCT92a, CCT92b] 2D axis-par seg arr CREW O(logn) O(nlogn+k) [Goo91] 2D red-blue seg arr CREW O(log n) O(n log n + k) [GSG92, GSG93, R ̈ub92] 2D seg arr EREW O(log2n) O(nlogn+k) [AGR95] Polygon triangulation CRCW O(log n) O(n) [Goo95] Polygon triangulation CREW O(log n) O(n log n) [Goo89, Yap88] 2D nonint seg trap decomp CREW O(log n) O(n log n) [ACG89] 2D quadtree decomp EREW O(logn) O(nlogn+k) [BET99] We sketch the one randomized algorithm in Table 42.3.1 to illustrate how ran- domization and parallel computation can be mixed. Let S be a set of segments in © 2004 by Chapman & Hall/CRC 957
958 M.T. Goodrich the plane with k intersecting pairs. The goal is to construct ̊A(S), the arrange- ment induced by S. First, an estimate ˆk for k is obtained from a random sample. Then a random subset R ⊂ S of a size r dependent on ˆk is selected. ̊ A(R)is constructed using a suboptimal parallel algorithm, and processed (in parallel) for point location. Next the segments intersecting each cell of ̊A(R) are found using a parallel point-location algorithm, together with some ad hoc techniques. Visibil- ity information among the segments meeting each cell is computed using another suboptimal parallel algorithm. Finally, the resulting cells are merged in parallel. Because various key parameters in the suboptimal algorithms are kept smallbythe sampling, optimal expected work is achieved. All of the algorithms for computing segment arrangements are output-sensi- tive, in that their work bounds depend upon both the input size and the output size. In these cases we must slightly extend our computational model to allow for the machine to request additional processors if necessary. In all these algorithms, this request may originate only from a single “master” processor, however, so this modification is not that different from our assumption that the number of processors assigned to a problem can be a function of the input size. Of course, to solve a problem on a real parallel computer, one would simulate one of these efficient parallel algorithms to achieve an optimal speed-up over what would be possible using a sequential method. A related class of intersection-related problems is the class of problems dealing with methods for detecting intersections. Testing if a collection of objects has at least one intersection is frequently easier than finding all such intersections, and Table 42.3.2 reviews such results in the parallel domain. GLOSSARY Star-shaped polygon: A (simple) polygon that is completely visible from a single point;apolygonwithnon-emptykernel.SeeChapter26. TABLE 42.3.2 Parallel intersection detection algorithms. PROBLEM MODEL TIME WORK REF 2 convex p olygons CREW O(1) O(n1/c ) [DK89a] 2 star-shaped polygons CREW O(log n) O(n) [GM91] 2 convex polyhedra CREW O(log n) O(n) [DK89a] Given a collection of n hyperplanes in R d , another important decomposition problem is the construction of a (1/r)-cutting. Here an EREW algorithm running in O(log n log r) time using O(nrd−1) work has been obtained [Goo93]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 958
Chapter 42: Parallel algorithms in geometry 959 OPEN PROBLEMS 1. Is there an optimal-work O(log n)-time polygon triangulation algorithm that does not use concurrent writes? 2. Can a line segment arrangement be constructed in O(log n) time using O(n log n + k) work in the CREW PRAM model? 42.4 PROXIMITY An important property of Euclidean space is that it is a metric space, and distance plays an important role in many computational geometry applications. For exam- ple, computing a closest pair of points can be used in collision detection, as can the more general problem of computing the nearest neighbor of each point in a set S , a problem we will call the all-nearest neighbors (ANN) problem. Perhaps the most fundamental problem in this domain is the subdivision of space into regions where each region V (s) is defined by a site s in a set S of geometric objects such that each point in V (s) is closer to s than to any other object in S . This subdivi- sionistheVoronoidiagram(Chapter23);itsgraph-theoreticdual,whichisalso an important geometric structure, is the Delaunay triangulation (Section 25.1). ForasetofpointsSinR d , there is a simple “lifting” transformation that takes each point (x1 ,x2 ,...,xd) ∈ S to the point (x1 ,x2 ,...,xd,x2 1+x2 2+...+x2 d ), forming asetofpointsSinR d+1 (Section 23.1). Each simplex on the convex hull of S with a negative (d+1)-st component in its normal vector pro jects back to a sim- plex of the Delaunay triangulation in R d .T hus,any(d+1)-dimensional convex hull algorithm immediately implies a d-dimensional Voronoi diagram (VD) algorithm. Table 42.4 .1 summarizes the bounds of efficient parallel algorithms for constructing Voronoi diagrams in this way, as well as methods that are designed particularly for Voronoi diagram construction or other specific proximity problems. (In the table, the underlying objects are points unless stated otherwise.) GLOSSARY Convex position: A set of points that are all on the boundary of their convex hull. Voronoi diagram for line segments: A Voronoi diagram that is defined by a set of nonintersecting line segments, with distance from a point p to a segment sbeingdefinedasthedistancefromptoaclosestpointons.SeeSection23.3 . OPEN PROBLEMS 1. Can a 2D Voronoi diagram be constructed in O(log n) time using O(n log n) work under either the CREW or EREW PRAM models? © 2004 by Chapman & Hall/CRC 959
960 M.T. Goodrich TABLE 42.4 .1 Parallel proximity algorithms. PROBLEM MODEL TIME WORK REF 2D ANN in convex pos EREW O(log n) O(n) [CG92] 2D ANN EREW O(log n) O(n log n) [CG92] d-dim ANN CREW O(log n) O(n log n) [Cal93] 2D VD in L1 metric CREW O(log n) O(n log n) [WC90] 2D VD rand-CRCW ̄ O(log n) ̄ O(n log n) [RS92] 2D VD CRCW O(log n log log n) O(n log n log log n) [CG ́O90] 2D VD EREW O(log 2 n) O(n log n) [AGR94] 2D VD for segments CREW O(log 2 n) O(n log2 n) [G ́OY93] 3D VD EREW O(log 2 n) O(n2) [AGR94] 2. Is there an efficient output-sensitive parallel algorithm for constructing 3D Voronoi diagrams? 42.5 GEOMETRIC SEARCHING Given a subdivision of space by a collection S of geometric objects, such as line segments, the point location problem is to build a data structure for this set that can quickly answer vertical ray-shooting queries, where one is given a point p and asked to report the first object in S hit by a vertical ray from p. We summarize efficientparallelalgorithmsforplanarpointlocationinTable42.5 .1 .Thetime and work bounds listed, as well as the computational model, are for buildingthe data structure to achieve an O(log n) query time. We do not list the space bounds for any of these methods in the table since, in every case, they are equal to the preprocessing work bounds. GLOSSARY Arbitrary planar subdivision: A subdivision of the plane (not necessarily con- nected), defined by a set of line segments that intersect only at their endpoints. Monotone subdivision: A connected subdivision of the plane in which each face is intersected by a vertical line in a single segment. Triangulated subdivision: A connected subdivision of the plane into triangles whosecornersareverticesofthesubdivision(seeChapter25). Shortest path in a polygon: The shortest path between two points that does notgooutsideofthepolygon(seeSection26.4). Ray-shooting query: A query whose answer is the first object hit by a ray oriented in a specified direction from a specified point. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 960
Chapter 42: Parallel algorithms in geometry 961 TABLE 42.5 .1 Parallel geometric searching algorithms. QUERY PROBLEM MODEL TIME WORK REF Point loc in arb subdivision CREW O(log n) O(n log n) [ACG89] Point loc in monotone subdivision EREW O(log n) O(n) [TV91] Point loc in triangulated subdivision CREW O(log n) O(n) [CZ90] Point loc in d-dim hyp arr EREW O(log n) O(nd ) [AGR94] Shortest path in triangulated polygon CREW O(log n) O(n) [GSG92] Ray shooting in triangulated polygon CREW O(log n) O(n) [HS93] Line & convex polyhedra intersection CREW O(log n) O(n) [DK89b, CZ90] OPEN PROBLEMS 1. Is there an efficient data structure that allows n simultaneous point locations to be performed in O(log n) time using O(n) processors in the EREW PRAM model? 2. Is there an efficient data structure for 3-dimensional point location in convex subdivisions that can be constructed in O(n log n) work and at most O(log 2 n) time and which allows for a query time that is at most O(log 2 n)? 42.6 VISIBILITY, ENVELOPES, AND OPTIMIZATION We summarize efficient parallel methods for various visibility and lower envelope problems for a simple polygon in Table 42.6 .1. In the table, m denotes the number ofedgesinavisibilitygraph.FordefinitionsseeChapter28. TABLE 42.6 .1 Parallel visibility algorithms for a simple polygon. PROBLEM MODEL TIME WORK REF Kernel EREW O(log n) O(n) [Che95] Vis from a point EREW O(log n) O(n) [ACW91] Vis from an edge CRCW O(log n) O(n) [Her92] Vis from an edge CREW O(log n) O(n log n) [GSG92, GSG93] Vis graph CREW O(log n) O(n log2 n + m) [GSG92, GSG93] We sketch the algorithm for computing the point visibility polygon [ACW91], which is notable for two reasons: first, it is employed as a subprogram in many other algorithms; and second, it requires much more intricate processing and analysis thantherelativelysimpleoptimalsequentialalgorithm(Section25.3).Theparallel algorithm is recursive, partitioning the boundary into n1/4 subchains, and comput- ing visibility chains from the source point of visibility x. Each of these chains © 2004 by Chapman & Hall/CRC 961
962 M.T. Goodrich is star-shaped with respect to x, i.e ., effectively “monotone” (see Section 26.1). This monotonicity property is, however, insufficient to intersect the visibility chains quickly enough in the merge step to obtain optimal bounds. Rather, the fact that the chains are subchains of the boundary of a simple polygon must be exploited to achieve logarithmic-time computation of the intersection of two chains. This then leadstotheoptimalboundsquotedinTable42.6 .1 . The bounds of efficient parallel methods for visibility problems on general sets of segments and curves in the plane are summarized in Table 42.6 .2 . GLOSSARY Lower envelope: The function F (x) defined as the pointwise minimum of a collection of functions {f1,f2,...,fn}:F(x)=minifi(x)(seeSection21.2). k-intersecting curves: A set of curves every two of which intersect at most k times (where they cross). λs(n): The maximum length of a Davenport-Schinzel sequence [SA95, AS00] of order s on n symbols. If s is a constant, λs(n)iso(n log ∗ n). See Section 40.4 . TABLE 42.6 .2 General parallel visibility and enveloping algorithms. PROBLEM MODEL TIME WORK REF Lower env for segments EREW O(log2 n) O(n log n) [Her89] Lower env for k-int curves EREW O(log2 n) O(λk+2(n)logn) [BM87] Finally, we summarize some efficient parallel algorithms for solving several ge- ometricoptimizationproblemsinTable42.6 .3 . GLOSSARY Largest-area empty rectangle: For a collection S of n points in the plane, the largest-area rectangle that does not contain any point of S in its interior. All-farthest neighbors problem in a simple polygon: Determine for each vertex p of a simple polygon the vertex q such that the shortest path from p is longest. Closest visible-pair between polygons: A closest pair of mutually-visible ver- tices between two nonintersecting simple polygons in the plane. Minimum circular-arc cover: For a collection of n arcs of a given circle C ,a minimum-cardinality subset that covers C . Optimal-area inscribed/circumscribed triangle: For a convex polygon P , the largest-area triangle inscribed in P , or, respectively, the smallest-area triangle circumscribing P . Min-link path in a polygon: A piecewise-linear path of fewest “links” inside a simplepolygonbetweentwogivenpointspandq;seeSections23.4and24.3 . © 2004 by Chapman & Hall/CRC 962
Chapter 42: Parallel algorithms in geometry 963 TABLE 42.6 .3 Parallel geometric optimization algorithms. PROBLEM MODEL TIME WORK REF Largest-area empty rectangle CREW O(log2 n) O(n log3 n) [AKPS90] All-farthest neighbors in p olygon CREW O(log2 n) O(n log2 n) [Guh92] Closest visible-pair btw p olygons CREW O(log n) O(n log n) [HCL92] Min circular-arc cover EREW O(log n) O(n log n) [AC89] Opt-area inscr/circum triangle CRCW O(log log n) O(n) [CM92] Opt-area inscr/circum triangle CREW O(log n) O(n) [CM92] Min-link path in a p olygon CREW O(log n log log n) O(n log n log log n) [CGM+90] OPEN PROBLEMS 1. Can the visibility graph of a set of n nonintersecting line segments be con- structed using O(n log n + m) work in time at most O(log 2 n)intheCREW model, where m is the size of the graph? 2. Can the visibility graph of a triangulated polygon be computed in O(log n) time using O(n + m) work in the CREW model? 42.7 SOURCES AND RELATED MATERIAL FURTHER READING Our presentation has been results-oriented and has not provide much problem in- tuition or algorithmic techniques. There are several excellent surveys available in the literature [Ata92, AC94, AC00, AG93, RS93, RS00] that are more techniques- oriented. Another good location for related material is the book by Akl and Lyons [AL93]. RELATED CHAPTERS Chapter 22: Convex hull computations Chapter 23: Voronoi diagrams and Delaunay triangulations Chapter 24: Arrangements Chapter 26: Polygons Chapter 34: Point location Chapter 38: Geometric intersection Chapter 40: Randomization and derandomization Chapter 45: Linear programming © 2004 by Chapman & Hall/CRC 963
964 M.T. Goodrich REFERENCES [AS00] P.K . Agarwal and M. Sharir. Davenport-Schinzel sequences and their geometric appli- cations. In J.- R. Sack and J. Urrutia, editors, Handbook of Computational Geometry, pages 1–47. Elsevier North-Holland, Amsterdam, 2000. [ACG+ 88] A. Aggarwal, B. Chazelle, L.J . Guibas, C. ́ O’D ́unlaing, and C.K. Yap. Parallel com- putational geometry. Algorithmica , 3:293–327, 1988. [AKPS90] A. Aggarwal, D. Kravets, J.K . Park, and S. Sen. Parallel searching in generalized Monge arrays with applications. In Proc. 2nd Annu. ACM Sympos. Paral lel Algorithms Architect . , pages 259–268, 1990. [Akl82] S.G. Akl. A constant-time parallel algorithm for computing convex hulls. BIT, 22:130– 134, 1982. [Akl84] S.G. Akl . Optimal algorithms for computing convex hulls and for sorting. Computing, 33:1–11, 1984. [Akl85] S.G. Akl. Optimal parallel algorithms for selection, sorting and computing convex hulls. In G.T . Toussaint, editor, Computational Geometry, pages 1–22. North-Holland, Amsterdam, 1985. [AL93] S.G. Akl and K.A . Lyons. Paral lel Computational Geometry. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1993. [AM90] N. Alon and N. Megiddo. Parallel linear programming in fixed dimension almost surely in constant time. In Proc. 31st Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 574–582, 1990. [AGR94] N.M. Amato, M.T. Go odrich, and E.A . Ramos. Parallel algorithms forhigher- dimensional convex hulls. In Proc. 35th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 683–694, 1994. [AGR95] N.M. Amato, M.T . Goodrich, and E.A . Ramos. Computing faces in segm ent and simplex arrangements. In Proc. 27th Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 672–682, 1995. [AP92] N.M. Amato and F.P. Preparata. The parallel 3D convex hull problem revisited. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 2:163–173, 1992. [AP93] N.M. Amato and F.P. Preparata. An NC1 parallel 3D convex hull algorithm. In Proc. 9th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 289–297, 1993. [AP95] N.M. Amato and F.P. Preparata. A time-optimal parallel algorithm for three- dimensional convex hulls. Algorithmica , 14:169–182, 1995. [Ata92] M.J . Atallah. Parallel techniques for computational geometry. Proc. IEEE, 80:1435– 1448, 1992. [AC89] M.J . Atallah and D.Z . Chen. An optimal parallel algorithm for the minimum circle- cover problem. Inform. Process. Lett., 34:159–165, 1989. [AC94] M.J . Atallah and D.Z. Chen. Parallel computational geometry. In A.Y . Zomaya, edi- tor, Parallel Computations: Paradigms and Applications. World Scientific, Singap ore, 1994. [ACW91] M.J . Atallah, D.Z . Chen, and H. Wagener. Optimal parallel algorithm for visibility of a simple polygon from a point. J. Assoc. Comput. Mach., 38:516–553, 1991. [ACG89] M.J . Atallah, R. Cole, and M.T . Goodrich. Cascading divide-and-conquer: A tech- nique for designing parallel algorithms. SIAM J. Comput., 18:499–532, 1989. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 964
Chapter 42: Parallel algorithms in geometry 965 [AG86] M.J . Atallah and M.T . Goodrich. Efficient parallel solutions to some geometric prob- lems. J. Paral lel Distrib. Comput., 3:492–507, 1986. [AG93] M.J . Atallah and M.T. Goodrich. Deterministic parallel computational geometry. In J.H . Reif, editor, Synthesis of Parallel Algorithms, pages 497–536. Morgan Kaufmann, San Mateo, 1993. [AC00] M.J . Atallah and D.Z . Chen. Deterministic parallel computational geometry. In J. - R. Sack and J. Urrutia, editors, Handbook of Computational Geometry, pages 155–200. Elsevier North-Holland, Amsterdam, 2000. [BSV96] O. Berkman, B. Schieb er, and U. Vishkin. A fast parallel algorithm for finding the convex hull of a sorted point set. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 6:231–242, 1996. [BET99] M. Bern, D. Eppstein, and S.- H . Teng. Parallel construction of quadtrees and quality triangulations. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 9:517–532, 1999. [BM87] L. Boxer and R. Miller. Parallel dynamic computational geometry. Report 87-11, Dept. Comput. Sci., SUNY-Buffalo, 1987. [Cal93] P.B. Callahan. Optimal parallel all-nearest-neighbors using the well-seated pair de- composition. In Proc. 34th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 332–340, 1993. [CM92] S. Chandran and D.M. Mount. A parallel algorithm for enclosed and enclosing trian- gles. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 2:191–214, 1992. [CGM+90] V. Chandru, S.K . Ghosh, A. Maheshwari, V.T . Rajan, and S. Saluja. NC-algorithms for minimum link path and related problems. Technical Rep ort CS-90/3, Tata Inst., Bombay, India, 1990. [Che95] D.Z . Chen. Efficient geometric algorithms on the EREW PRAM. IEEE Trans. Paral lel Distrib. Syst., 6:41–47, 1995. [Cho80] A.L . Chow. Paral lel algorithms for geometric problems. Ph.D . thesis, Dept. Comput. Sci., Univ. Illinois, Urbana, 1980. [CCT92a] K.L . Clarkson, R. Cole, and R.E. Tarjan. Erratum: Randomized parallel algorithms for trap ezoidal diagrams. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 2:341–343, 1992. [CCT92b] K.L . Clarkson, R. Cole, and R.E . Tarjan. Randomized parallel algorithms for trap e- zoidal diagrams. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 2:117–133, 1992. [CG92] R. Cole and M.T . Goodrich. Optimal parallel algorithms for p olygon and point-set problems. Algorithmi ca, 7:3–23, 1992. [CG ́O90] R. Cole, M.T . Goodrich, and C. ́ O’D́unlaing. Merging free trees in parallel for effi- cient Voronoi diagram construction. In Proc. 17th Internat. Col loq. Automata Lang. Program., volume 443 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 432–445. Springer-Verlag, Berlin, 1990. [CZ90] R. Cole and O. Za jicek. An optimal parallel algorithm for building a data structure for planar point location. J. Paral lel Distrib. Comput., 8:280–285, 1990. [DK89a] N. Dadoun and D.G. Kirkpatrick. Cooperative subdivision search algorithms with applications. In Proc. 27th Al lerton Conf. Commun. Control Comput., pages 538– 547, 1989. [DK89b] N. Dadoun and D.G . Kirkpatrick. Parallel construction of subdivi sion hierarchies. J. Comput. Syst. Sci., 39:153–165, 1989. [Ede87] H. Edelsbrunner. Algorithms in Combinatorial Geometry, volume 10 of EATCS Monogr. Theoret. Comput. Sci. Springer-Verlag, Heidelb erg, 1987. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 965
966 M.T. Goodrich [GM91] S.K . Ghosh and A. Maheshwari. An optimal parallel algorithm for determining the intersection type of two star-shaped polygons. In Proc. 3rd Canad. Conf. Comput. Geom., pages 2–6, 1991. [GG97] M. Ghouse and M.T. Goodrich. Fast randomized parallel methods for planar convex hull construction. Comput. Geom. Theory Appl., 7:219–236, 1997. [GG91] M. Ghouse and M.T . Goodrich. In-place techniques for parallel convex hull algorithms. In Proc. 3rd Annu. ACM Sympos. Paral lel Algorithms Architect., pages 192–203, 1991. [Goo87] M.T . Goodrich. Efficient parallel techniques for computational geometry.Ph.D .thesis, Dept. Comput. Sci., Purdue Univ., West Lafayette, 1987. [Goo89] M.T . Goodrich. Triangulating a polygon in parallel. J. Algorithms, 10:327–351, 1989. [Goo91] M.T . Goodrich. Intersecting line segments in parallel with an output-sensitive numb er of processors. SIAM J. Comput., 20:737–755, 1991. [Goo93] M.T . Goodrich. Geometric partitioning made easier, even in parallel. In Proc. 9th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 73–82, 1993. [Goo95] M.T . Go odrich. Planar separators and parallel polygon triangulation. J. Comput. Syst. Sci., 51:374–389, 1995. [G ́OY93] M.T . Goodrich, C. ́ O’D́unlaing, and C.K . Yap. Constructing the Voronoi diagram of a set of line segments in parallel. Algorithmi ca , 9:128–141, 1993. [GR97] M.T . Go odrich and E.A . Ramos. Bounded-independence derandomization of geomet- ric partitioning with applications to parallel fixed-dimensional linear programming. Discrete Comput. Geom., 18:397–420, 1997. [GSG92] M.T . Goodrich, S. Shauck, and S. Guha. Parallel methods for visibility and shortest path problems in simple polygons. Algorithmi ca, 8:461–486, 1992. [GSG93] M.T . Goodrich, S. Shauck, and S. Guha. Addendum to “parallel methods for visibility and shortest path problems in simple polygons.” Algorithmi ca , 9:515–516, 1993. [Goo96] M.T . Goodrich. Fixed-dimensional parallel linear programming via relative epsilon- approximations. In Proc. 7th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 132– 141, 1996. [Guh92] S. Guha. Parallel computation of internal and external farthest neighboursinsimple polygons. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 2:175–190, 1992. [Her89] J. Hershberger. Finding the upp er envelope of n line segments in O(n log n)time. Inform. Process. Lett., 33:169–174, 1989. [Her92] J. Hershb erger. Optimal parallel algorithms for triangulated simple p olygons. In Proc. 8th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 33–42, 1992. [HS93] J. Hershb erger and S. Suri. A pedestrian approach to ray shooting: Shoot a ray, take a walk. In Proc. 4th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 54–63, January 1993. [HCL92] F.R. Hsu, R.C . Chang, and R.C .T . Lee. Parallel algorithms for computing the closest visible vertex pair between two polygons. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 2:135– 162, 1992. [J́a92] J. J ́aJ́a. An Introduction to Parallel Algorithms. Addison-Wesley, Reading, 1992. [KR90] R.M. Karp and V. Ramachandran. Parallel algorithms for shared memory machines. In J. van Leeuwen, editor, Handbook of Theoretical Computer Science, pages 869–941. Elsevier/The MIT Press, Amsterdam, 1990. [MS88] R. Miller and Q.F. Stout. Efficient parallel convex hull algorithms. IEEE Trans. Comput., C-37:1605–1618, 1988. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 966
Chapter 42: Parallel algorithms in geometry 967 [O’R98] J. O’Rourke. Computational Geometry in C, 2nd edition. Cambridge University Press, 1998. [PS85] F.P. Preparata and M.I . Shamos. Computational Geometry: An Introduction. Spring- er-Verlag, New York, 1985. [RS93] S. Ra jasekaran and S. Sen. Random sampling techniques and parallel algorithms de- sign. In J.H . Reif, editor, Synthesis of Paral lel Algorithms, pages 411–452. Morgan Kaufmann, San Mateo, 1993. [Rei93] J.H . Reif. Synthesis of Parallel Algorithms. Morgan Kaufmann, San Mateo, 1993. [RS92] J.H. Reif and S. Sen. Optimal parallel randomized algorithms for three-dimensional convex hulls and related problems. SIAM J. Comput., 21:466–485, 1992. [RS00] J.H . Reif and S. Sen. Parallel computational geometry: An approach using random- ization. In J. - R. Sack and J. Urrutia, editors, Handbook of Computational Geometry, pages 765–828. Elsevier North-Holland, Amsterdam, 2000. [R̈ub92] C. R ̈ub. Computing intersections and arrangements for red-blue curve segment sin parallel. In Proc. 4th Canad. Conf. Comput. Geom., pages 115–120, 1992. [Sen89] S. Sen. Random Sampling Techniques for Efficient Parallel Algorithms in Computa- tional Geometry. Ph.D . thesis, Dept. Comput. Sci., Duke Univ., 1989. [SA95] M. Sharir and P.K . Agarwal. Davenport-Schinzel Sequences and Their Geometric Applications. Cambridge University Press, 1995. [TV91] R. Tamassia and J.S. Vitter. Parallel transitive closure and point location in planar structures. SIAM J. Comput., 20:708–725, 1991. [WC90] Y.C . Wee and S. Chaiken. An optimal parallel L1 -metric Voronoi diagram algorithm. In Proc. 2nd Canad. Conf. Comput. Geom., pages 60–65, 1990. [Yap88] C.K . Yap. Parallel triangulation of a p olygon in two calls to the trapezoidal map. Algorithmica , 3:279–288, 1988. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 967
968
43 PARAMETRIC SEARCH Jeffrey S. Salowe INTRODUCTION Parametric search is a technique that can sometimes be used to solve an optimiza- tion problem when there is an efficient algorithm for the related decision problem. If successful, one creates an optimization algorithm that makes only a small number of calls to the decision algorithm. We provide a general description (Section 43.1) and four examples (Sections 43.2–43 .5) to illustrate the technique. 43.1 PARAMETRIC SEARCH OVERVIEW GLOSSARY Monotonic function: A function f(x) having the property that f (y) ≥ f (x)if y>x. Root-finding problem: Determining the largest value θ∗ of θ with the property that f (θ∗)=0. Monotonic root-finding problem: A root-finding problem where f (θ) is mono- tonically increasing in θ. Fixed-value problem: Evaluating f(θ) for a given value of θ. Parametric search: A technique to solve efficiently suitable monotonic root- finding problems. WHAT IS PARAMETRIC SEARCH? The parametric search technique was invented by Megiddo [Meg79, Meg83] as a technique to solve certain optimization problems. Parametric search is particularly effective if the optimization problem can be phrased as a monotonic root-finding problem and if an efficient algorithm for the fixed-value problem can be constructed. More specifically, let f (θ) be a monotonic function with a root, and suppose our optimization problem is to determine θ∗ =sup{θ | f (θ)=0}. (Our notation emphasizes the dependence on the parameter θ, but it obscures the dependence of certain functions on the problem inputs.) Let A(θ) be an algorithm that computes f (θ), written in the form of a binary decision tree whose nodes s correspond to inequalities gs(θ) ≥ 0. The parametric search technique evaluates f (θ∗ ), and in the process discovers θ∗ , by evaluating the sign of f (θ) at some of the roots of gs(θ). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 969
970 J.S. Salowe The technique works best when each gs (θ) has at most a constant number of roots and when A(θ) is an efficient parallel algorithm. WHAT IS ITS EFFECT? Parametric search generally yields the following results. Suppose that the optimiza- tion problem has n inputs and the decision problem has n + 1 inputs, the additional input being for the parameter θ.IfA(θ) computes f (θ) sequentially in S(n) time, θ∗ can be found in O((S(n))2) time. If B(θ) is an efficient parallel algorithm to compute f (θ) that runs in T (n) time using P (n) processors, θ ∗ can be found in O(S(n)T (n) log P (n)+T (n)P (n)) time. Under favorable conditions, parametric search solves an optimization problem in O(log c n) f (θ) evaluations, where c is a small constant. HOW IS IT APPLIED? It is sometimes difficult to determine whether a given problem can be phrased as a root-finding problem suitable for parametric search. As a guideline, we illus- trate the parametric search technique through a series of examples. The examples are picked for their illustrative value, and we do not necessarily derive the most efficient results known. Instead, we demonstrate the efficacy of the techniqueby obtaining surprisingly efficient solutions. Parametric search was used on the prob- lems mentioned in Sections 43.3 –43.5 to substantially improve the time complexity over previous techniques. 43.2 EXAMPLE 1: QUARTERING THE PLANE GLOSSARY Planar ham-sandwich cut: A line that simultaneously bisects two planar sets. (SeeSections11.2and31.2 .) Median: A number x ∈ A with the property that at most half of the numbers in A are less than x, and at most half of the numbers in A are greater than x. General position: A condition on a set of points that forbids certain configura- tions. A typical general position assumption is that no three points in the plane are collinear. PROBLEM STATEMENT Input: Set U = {u1 ,...,un}, consisting of n points in the plane, each point satisfying y(ui) > 0, where y(u)isthey-coordinate of point u. Set L = {l1 ,...,ln},asetofn points in the plane, each point satisfying y(li) < 0. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 970
Chapter 43: Parametric search 971 Output: A planar ham-sandwich cut for U and L. We assume that the points are in general position (no three points collinear and no two points with the same y-coordinates), that the input values are rational, and that n is an odd positive integer. In this case, the ham-sandwich cut is unique. These conditions simplify the explanation of the algorithm. CHOICE OF MONOTONIC FUNCTION The quartering problem is not immediately in the form of a monotonic root-finding problem, but it can be converted to one in the following manner. Let θ be an angle with respect to the x-axis, 0 <θ<π, measured in the usual way, and let m(θ, U ) denote the intersection of the x-axis with the line at angle θ that bisects U .Letm(θ, L) be the analogous quantity for set L. We seek an angle θ such that f (θ)=m(θ, U ) − m(θ, L) = 0. Because a ham-sandwich cut exists, there is a value θ∗ of θ for which f (θ∗) = 0; our assumptions above ensure that θ∗ is unique. With this choice of the f(θ) function, the quartering problem seems to be a good candidate for parametric search. The function f (θ) is monotonic in θ,the quartering problem is solved if and only if f (θ∗) = 0, and the value of f (θ) is easily computed, as described below. FIXED-VALUE EVALUATION To compute f (θ), first consider the U points. If these points are pro jected onto the x-axis along lines at an angle of θ,wehaven one-dimensional points. The median of these pro jected points is precisely m(θ, U ). Similarly, the median of the pro jected L points is m(θ, L). The evaluation of f(θ) amounts to: 1. Determining m(θ, U ) by a median-find procedure. 2. Determining m(θ, L) by a median-find procedure. 3. Calculating f(θ)=m(θ, U ) − m(θ, L). The median-find procedure is a comparison-based algorithm that runs sequentially in O(n) time and in parallel in O(log n) time using O(n/ log n) processors. This is our algorithm A(θ). THE DECISION-TREE ALGORITHM We now rewrite A(θ) as a decision-tree algorithm and examine its comparisons. The median-find algorithm is central to A(θ). The generic step s(i, j) of the median-find algorithm is to compare αi and αj , where αi and αj are two of the inputs; here the input values αi (θ)andαj (θ) are the pro jections of points ui =(xi ,yi )and uj =(xj ,yj ) along a line with angle θ. It is apparent that αi (θ)=xi − yi cot θ and αj (θ)=xj − yj cot θ. The decision tree node s(i, j) corresponds to gs(i,j)(θ)= xi − xj +(yj − yi )cotθ ≥ 0. There are no other branch points in the algorithm that depend on θ. The function gs(i,j) has one root, θs(i,j) = tan −1 yj −yi xj −xi . This is because the function cot(θ) is monotonically decreasing in the range 0 <θ<π and takes on all © 2004 by Chapman & Hall/CRC 971
972 J.S. Salowe values. Although the exact numerical value of θs(i,j) is generally unavailable, the sign of f (θs(i,j)) can be evaluated. Consider comparison s(m, n) in the computation of f(θs(i,j )). The value of the function gs(m,n)(θs(i,j))=xm − xn +(yn − ym) xj−xi yj−yi is rational if the inputs are rational. Furthermore, the truth value of θs(i,j ) <θs(i ,j ) can be determined without the actual numerical values of θs(i,j) and θs(i ,j ) :the truth value of θs(i,j ) <θs(i ,j ) is the same as the truth value of yj−yi xj−xi < yj −yi xj −xi . These two observations are needed below. EVALUATING f (θ*) Recall that we seek θ∗, the value of θ for which f(θ∗) = 0. Suppose we try to run the algorithm A(θ∗ )forf(θ∗), even though we do not know θ∗ . Our main difficulty is resolving comparisons that depend on the value of θ∗ . Algorithm A(θ∗) is in the form of a decision tree, where each node s is labeled with inequality gs (θ∗) ≥ 0. In order to resolve these decisions, we must determine the truth values of gs(θ∗) ≥ 0. These truth values are determined as follows. (This is the crucial step in para- metric search.) The function gs (θ) has one root, θs . Furthermore, gs (θ) is monoton- ically decreasing in θ, so we can therefore determine the truth value of gs (θ∗) ≥ 0 by determining the relative values of θ∗ and θs . The relative values of θ∗ and θs can be inferred by evaluating the sign of the fixed-value problem f (θs). Because f (θ) is monotonic, f (θs) < 0 implies that θs <θ∗ ,andf (θs) > 0 implies that θs >θ∗ . If f(θs) = 0, then θ∗ = θs, and we have the value we seek. As stated above, the sign of f (θs) can be determined at the roots of gs(θ). Let A(θ∗) be based on a sequential median-find algorithm. Algorithm A(θ∗) runs in O(n) time, but each comparison s evaluates the truth value of inequality gs(θ∗) ≥ 0 by computing the sign of f(θs). The sign of f(θs) can be found in O(n) time, so A(θ∗) runs in O(n2 ) time, even though the exact value of θ∗ is unknown until the end of the computation. IMPROVEMENTS USING PARALLELISM We can decrease the time complexity of the algorithm by replacing the usual median-find procedure with a sequentialized version of a parallel algorithm. It is possible to devise a median-find procedure that uses O(n/ log n) processors, com- pletes in O(log n) time, and can be simulated in O(n) sequential time. (Note that there are algorithms with better bounds that cannot be simulated in O(n) sequen- tial time.) The advantage of a parallel algorithm is that the comparisons on a particular time step can be evaluated in an arbitrary order. Let gs1 (θ∗) ≥ 0,gs2 (θ∗) ≥ 0,...,gsn/ log n (θ∗)≥0 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 972
Chapter 43: Parametric search 973 be the comparisons on time step j . Rather than evaluating each of them by com- puting f(θsi ), 1 ≤ i ≤ n/ log n, we evaluate the one with median θs value. (This is where we need to order the θs values.) This comparison can be used to infer the truth value of half of the remaining comparisons. That is, we evaluate the comparisons by performing a binary search for θ∗ among the θsi values. The time complexity of the new algorithm is as follows. A total of O(n) com- parisons must be evaluated, organized so that O(n/ log n) comparisons are made per time step for a duration of O(log n) time steps. During each time step, binary search resolves O(log n) comparisons by actually computing the sign of f (θs), and the rest of the comparisons are decided by transitivity. There are consequently O(n log n) operations per time step, multiplied by O(log n) time steps, giving a total of O(n log 2 n) operations. FURTHER IMPROVEMENTS This problem can be attacked with the related “prune-and-search” technique. If the proper comparisons are done, it is possible to reduce the size of the original problem and solve a substantially-smaller subproblem. The resulting time complexity is O(n). 43.3 EXAMPLE 2: SELECTING VERTICES IN ARRANGEMENTS GLOSSARY Selection problem: Given a totally ordered set S and an integer k,1≤ k ≤|S|, the selection problem is to find θ∗,thekth smallest item in S . Ranking problem: Given a totally ordered set S and a number θ, the ranking problem is to return the number of items rank(θ, S)inS whose value is less than or equal to θ. Arrangement: The subdivision of space induced by a set of hyperplanes. (See Chapter24.) Permutation: A sequence of n distinct integers in the range 1 through n. Inversion: A pair (i, j) occurring in a permutation where i<j but j precedes i in the permuted sequence. PROBLEM STATEMENT Input: Set H = {h1 ,...,hn} of lines in the plane, where hi has equation y = mi x + bi , and the lines are indexed in order of increasing slope. Integer k, 1≤k≤ n 2. Output: Let V be the intersection points (vertices) of the arrangement formed by H . The output is the vertex v∗ whose x-coordinate has rank k among the x-coordinates in V . © 2004 by Chapman & Hall/CRC 973
974 J.S. Salowe We assume that mi and bi are rational, and that H is in general position, so that no three lines intersect in a single vertex, no two vertices have the same x-coordinate, no line is vertical, and no two lines are parallel. CHOICE OF MONOTONIC FUNCTION Consider the function f (θ) = rank(θ, V ) − k . This function is monotonically non- decreasing in θ, and it has the property that θ∗ ,thex-coordinate of v ∗ , satisfies θ∗ =sup{θ | f (θ)=0}. FIXED-VALUE EVALUATION Evaluating f (θ) = rank(θ, V ) amounts to counting the number of vertices in V whose x-coordinates are less than input θ. This can be done in the following way. The y-intercepts of the intersections of H with the line x = θ are the numbers mi θ + bi ,1≤ i ≤ n. If these numbers are sorted in decreasing order and value mi θ + bi is replaced by index i, the result is a permutation π(θ). The key insight is that the number of inversions in π(θ) equals rank(θ, V ). Algorithm A(θ), the algorithm to determine f(θ), consists of: 1. Computing the permutation π(θ). 2. Counting the number of inversions in π(θ). 3. Subtracting k from this result. The first step is essentially a sorting step, which can be done sequentially in O(n log n) time and in parallel in O(log n) time with O(n) processors. The second step can be done by a mergesort-like procedure. THE DECISION-TREE ALGORITHM The first step of algorithm A(θ) depends on the value of θ. Once the permutation π (θ) is computed, the control flow of the second and third steps does not depend on θ. The comparisons s(i, j)inA(θ) ask whether i precedes j in the permutation: Is miθ + bi ≥ mjθ + bj? We rewrite this inequality as gs(i,j)(θ)=(mi − mj)θ +(bi − bj) ≥ 0. It is clear that gs(i,j )(θ)hasarootθs(i,j ) at bj −bi mi−mj (recall that no two lines have the same slope). The sign of mi − mj is negative, implying that the functions gs(i,j )(θ) are monotonically nonincreasing. The root θs(i,j) is rational, so evaluating the sign of f(θs(i,j )) or comparing θs(i,j ) values poses no difficulty. EVALUATING f (θ*) Suppose we attempt to evaluate f(θ∗) at the unknown x-coordinate θ∗ . The chief difficulty is resolving comparisons involving θ∗ . These comparisons correspond to inequalities of the form gs(i,j )(θ∗) ≥ 0. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 974
Chapter 43: Parametric search 975 The inequality gs(i,j)(θ∗) ≥ 0 is the same as the inequality θ∗ ≥ θs(i,j ) .Wecan determine the truth value of this inequality by evaluating f (θs(i,j) ). Because f (θ) is monotonic, f(θs(i,j )) < 0 implies that θs(i,j ) <θ∗ ,andf (θs(i,j )) > 0 implies that θs(i,j ) >θ∗ . Otherwise, f(θs(i,j)) = 0, and θ∗ = θs(i,j). A sequential implementation of algorithm A(θ∗) evaluates O(n log n) compar- isons. Each comparison at node s(i, j) determines the sign of f (θs(i,j)), an operation that takes O(n log n) time. Step one therefore takes O(n2 log 2 n) time to simulate. The rest of the work, steps two and three, takes additional O(n log n) time steps. The total work is O(n 2 log 2 n). IMPROVEMENTS USING PARALLELISM There are efficient parallel sorting algorithms; it is possible to sort n numbers in O(log n) time using n processors. If we perform a binary search on the n compar- isons per level, only O(log n) f(θ)-evaluations are done, and the remaining com- parisons are resolved by transitivity. The work per level is O(n log 2 n). There are O(log n) levels, so the time complexity of this algorithm is O(n log 3 n). FURTHER IMPROVEMENTS Cole [Col87b] gave a general technique that can be used to remove a log factor from the time complexity. If a parallel algorithm can be described by a circuit with constant fan-out gates (say fan-out two), then the following trick can be applied. Suppose that c−1 c of the comparisons on the first time step have been resolved; then the inputs of at least c−2 c of the comparisons on the second time step are available, and these comparisons are also ready to be resolved. Cole’s ideaisto combine these newly-ready comparisons with the unresolved comparisons. The total number of comparisons that need to be resolved by actually evaluating f (θ) becomes O(log P (n)+T (n)). With respect to the sorting problem, the parallel sorting algorithm can be written as a circuit with fan-out two, so a total of O(log n) function evaluations need to be performed. A second log factor can be removed by approximate ranking. Rather than computing the number of inversions exactly, the number is approximated. This approximation is sufficiently precise to determine the relative values of θs and θ∗ . The resulting time complexity is O(n log n). It has recently been established experimentally [OV02] that, under realistic assumptions about the input, Cole’s improvement may be unnecessary (here and elsewhere): QuickSort is superior to parallel sorting in many practical situations. For example, if the roots being sorted are uniformly distributed over the com- parison batches, then QuickSort is provably better. Although this assumption is often unwarranted, it seems to hold in many situations, as evidenced by successful application to the Fŕechet-distance algorithm of Alt and Godau [AG95]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 975
976 J.S. Salowe 43.4 EXAMPLE 3: SELECTING INTERDISTANCES GLOSSARY Lp interdistance: Given points a =(a1,a2,...,ad )andb =(b1 ,b2 ,...,bd), 1 ≤ p<∞,theLp interdistance between a and b is given by a−bp= d i=1 |ai − bi| p 1/p . L∞ interdistance: Given points a and b as above, the L∞ interdistance between aandbisgivenby a−b∞=max 1≤i≤d {|ai − bi|}. ̃ O(f(n)): The set of functions that are O(f(n)1+ ), for any >0. PROBLEM STATEMENT Input: Set P of n points in the plane. Integer k,1≤ k ≤ n 2. Output: Let D be the Lp interdistances formed by the points in P . The output is the interdistance θ∗ with rank k in D. We assume that all interdistances are unique. CHOICE OF MONOTONIC FUNCTION As in the vertex selection problem, the function f (θ) = rank(θ, D) − k . FIXED-VALUE EVALUATION The ranking problem in either metric can be viewed as a problem involving balls and points. Place a ball of radius θ around each point in P ; then rank(θ, D)is one-half times the number of point-ball containments. Do not include the center point-ball containments in this total. In the L∞ metric, the unit ball is a square, and in the L2 metric, the unit ball is a circle. We deal with the L∞ problem first. Ranking can be done efficiently by merg- ing the x-coordinates of the vertical box sides of radius θ with the x-coordinates {x1,...,xn } of P , and then repeating this process with the y-coordinates. (As- sume that x1,...,xn are presorted.) Given these sorted orders, we can simulate a sweep-line algorithm that counts the number of point-square containments. The L2 ranking problem is somewhat harder, but the basic strategy is identical to the L∞ case. To rank θ, we form an arrangement of circles, each circle of radius θ and centered about a distinct point in P . Assume that this arrangement can be © 2004 by Chapman & Hall/CRC 976
Chapter 43: Parametric search 977 built and preprocessed for planar point location, and assume that each region of the arrangement is labeled with the number of circles that contain it. For each point in P , perform a point location query to determine how many circles contain it. Suppose there are s circles and t points. The arrangement can be built in O(s2 ) time, and each point location query can be answered in O(log s) time. The total processing time is O(s 2 +tlogs). Our ranking problem consists of n circles and points. If we divide the set of circles into O( √n) groups of size O( √n) and perform the procedure above, ranking can be performed in ̃ O(n3/2) time. THE DECISION-TREE ALGORITHM ThefirststepintheL∞ ranking algorithm is to sort the values {x1 ,...,xn ,x1 − θ,...,xn − θ} and to sort the analogous y-coordinates. Some of these comparisons s(i, j) depend on θ; they are of the form xi ≥ xj − θ . This implies that gs(i,j)(θ)= θ + xi − xj , and the root of gs(i,j)(θ)isθs(i,j) = xj − xi . After these two sorted orders are known, the remainder of the algorithm does not depend on θ. The L2 algorithm is more complicated. The construction of the circular ar- rangement contains some steps that depend on θ. A typical such step s(z, C) involves the comparison of a point with a circle: Does point z =(z1 ,z2 ) lie inside circle C ? Let the center of circle C be (c1,c2). Deciding if z lies on or inside circle C of radius θ is equivalent to determining the truth value of the inequality (z1 − c1)2 +(z2 − c2)2 ≤ θ2,sogs(z,C)(θ)=θ2 − (z1 − c1)2 − (z2 − c2)2. Function gs(z, C) has roots at ±θs(z,C) = ± (z1 − c1)2 +(z2 − c2)2. EVALUATING f (θ*) As in vertex selection, we perform interdistance selection by ranking unknown in- terdistance θ∗ . For the L∞ problem, the only step that needs the value of θ∗ is the merging step; here, comparisons of the form xi ≥ xj − θ ∗ must be resolved. This comparison is precisely θs(i,j ) ≤ θ∗, which we can resolve by evaluating f(θs(i,j )). The cost of presorting the data is O(n log n), and there are O(n) comparisons in the merging steps, each comparison taking O(n) time. Parametric search takes O(n log n + n2 )=O(n2 ) time. Fo r t h e L2 problem, comparisons of the form (z1 − c1) 2 +(z2 − c2) 2 ≤ (θ∗) 2 must be resolved. This comparison is precisely (θs(z,C))2 ≤ (θ∗)2. Since f (−θs(z,C))= − k , this comparison can be resolved by evaluating the sign of f (+θs(z,C)). Note that the square root is not needed in this evaluation because θ issquaredinthe functions gs(z,C) . The description of the L2 ranking problem included an analysis of its time com- plexity. The ranking algorithm makes ̃ O(n3/2) comparisons, each taking ̃O(n3/2) time, for a total of ̃O(n3 ) time. IMPROVEMENTS USING PARALLELISM In the L∞ algorithm, only the merging step needs to be parallelized. This can be done in O(log n) time using O(n/ log n) processors. A straightforward application © 2004 by Chapman & Hall/CRC 977
978 J.S. Salowe of parametric search gives an O(n log 3 n) time algorithm. With respect to the L2 algorithm, it is possible to devise a parallel algorithm that uses O(n3/2) processors and O(log n) time. Consequently, only O(log 2 n) com- parisons need to be resolved by ranking. The total time is only ̃O(n3/2). FURTHER IMPROVEMENTS Cole’s trick removes one log factor from the L∞ algorithm, giving an O(n log 2 n) time algorithm. A different ranking scheme, one based on epsilon nets (Sections 31.2 and 34.4), is used to obtain better ranking results for the L2 problem. The resulting time complexity is ̃ O(n4/3). 43.5 EXAMPLE 4: RAY SHOOTING GLOSSARY Ray shooting: Determining the first object intersected by a ray (Chapter 37). Partition tree: A data structure for simplex range queries (Section 31.2). PROBLEM STATEMENT Input: A set H of n hyperplanes in k-dimensional space. A query ray ρ with origin o. Output: The first hyperplane of H that ρ intersects. It is intended that the queries be repeated many times, so we want a data structure with small query time. We assume that o is not contained in a hyperplane ofhandthatρ∩H=∅. CHOICE OF MONOTONIC FUNCTION Let ray ρ be given by its origin o and an arbitrary point o(1) on ρ. For nonnegative θ,letρ(θ) be the open subsegment of ρ given by (1 − λ)o + λo(1), 0 <λ<θ.(We will call the nonorigin endpoint o(θ)). Let f(θ)= [{h∈H | ρ(θ)∩h=∅}≥1],θ≥0 0,θ < 0. Here, [P(x)] = 1 if predicate P(x) is true and 0 if P(x) is false. The set {h ∈ H | ρ(θ) ∩ h = ∅} consists of the hyperplanes in H that ρ(θ) intersects. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 978
Chapter 43: Parametric search 979 FIXED-VALUE EVALUATION We now address the issue of efficiently computing f (θ). A reasonable data structure for such a task is a partition tree, described in Chapter 36. Let X be a set of points. Each node r in the partition tree corresponds to a set X(r) ⊆ X; the root corresponds to X . Furthermore, each node r is associated with a region of space J (r), usually a simplex. The partition tree can be used to compute f (θ) by determining whether the endpoints of ρ(θ), o and o(θ), lie in the same cell of arrangement A(H). To do this, the hyperplanes in H are dualized to a set of points D(H), and a partition tree is constructed for D(H). Points o and o(θ) lie in the same cell of A(H)ifthe double-wedge, the dual of the segment connecting o and o(θ), does not contain any points of D(H). THE DECISION-TREE ALGORITHM The basic step of the algorithm above compares the position of hyperplane D(o(θ)) to a point p, one of the vertices of J (r). This is tantamount to deciding whether point o(θ)ando are on the same side of a particular hyperplane h = D(p). Lethbegivenbynh·x =αh,wherenhistheunitnormalofhinthedirection of o. Then o(θ)ando are on the same side of h if gh(θ)=nh · o(θ) − αh ≥ 0. The function gh(θ) has a single root at θh= αh−(nh·o) n·(o(1)−o) . The sign of f (θh) can be evaluated when the components of n and o(1) are rational. EVALUATING f (θ*) Given ray ρ, we seek the value of o(θ∗), the location of the first intersection of ρ with a hyperplane in h. The number of points inside the double-wedge for ρ(θ∗) can be computed by resolving comparisons of the form gh(θ∗)=nh · ρ(θ∗) − αh ≥ 0=gh(θh) . This comparison is the same as determining the truth value of θ∗ ≥ θh,whichis decided by evaluating the sign of f (θh). As stated above, the partition tree is used to evaluate f(θh). Let B(n) be the cost of constructing a partition tree on H ,letC (n)bethe amount of storage needed, and let Q(n) be the cost of querying the partition tree. Preprocessing does not depend on θ, and it takes B(n) time. After preprocessing, the number of operations necessary to evaluate each f(θ)isQ(n), and there are Q(n) such evaluations in computing θ∗ . The total number of operations in the parametric search is O(B(n)+Q(n)2). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 979
980 J.S. Salowe PARALLEL ALGORITHM Suppose that the query algorithm can be parallelized so that it runs in T (n) time on P (n) processors. In this case, B(n) time is spent preprocessing the data struc- ture, and T (n)P (n) comparisons are made. Of these comparisons, T (n) log P (n) are resolved by computing the sign of f(θh), and the rest are resolved by tran- sitivity. This version of the parametric ray-shooting algorithm takes D(n)= O(Q(n)T (n) log P (n)+T (n)P (n)+B(n)) time. Using results on partition trees, one can construct a family of parametric search algorithms parameterized by m, n ≤ m ≤ nd , whose preprocessing, storage, and query requirements are B(n)= ̃ O(m), C(n)= ̃ O(m), and D(n)= ̃ O(n m1/d ), respec- tively. 43.6 OTHER RESULTS We summarize in Table 43.6 .1 some of the results obtained with the parametric search technique on computational geometry problems. Parametric search has been successfully applied in other domains as well. TABLE 43.6 .1 Selected parametric search results. PROBLEM NAME INPUT COMPLEXITY SOURCE 3-dim set diameter n points in 3-dim O(n log3 n) [BCM93] Minimum-width annulus n points in plane ̃ O(n8/5) [AST94] Collision btw two p olyhedra two polyhedra, n vertices total ̃ O(n8/5) [ST95] Biggest stick n-sided simple p olygon ̃ O(n8/5) [AST94] Lp interdistance selection n points in plane, k ̃ O(n4/3) [AASS93] L∞ interdistance selection n points in plane, k O(n log2 n) [Sal89] Min Hausdorff dist btw p olygons n-andm-sided simple poly ̃ O((mn)2) [AST94] 2-center n points in plane O(n2 log n) [JK94] Center point in plane n points in plane O(n) [JM94] Segment center in plane n segments in plane ̃ O(n) [ES96] Selecting verts in arrangements n lines in plane, k O(n log n) [CSSS89] Parametric search is not limited to monotonic functions of a single parameter— there is also a multidimensional version of parametric search. An instance of its application in computational geometry appears in Matouˇsek [Mat93]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 980
Chapter 43: Parametric search 981 43.7 SOURCES AND RELATED MATERIAL FURTHER READING The example in Section 43.2 was drawn from Cole [Col87a], where it was used asthe basis of a multidimensional partitioning algorithm. Megiddo [Meg85] discovered the linear-time algorithm for quartering the plane. The example in Section 43.3, usually known as slope selection, is from Cole et al. [CSSS89]. The interdistance examples in Section 43.4 are from Agarwal et al. [AASS93] and Salowe [Sal89]. Agarwalet al. discovered the L2 algorithm, and Salowe described the L∞ algorithm. Finally, the ray-shooting example in Section 43.5 is from Agarwal and Matouˇsek [AM93]. A good bibliography of parametric search in computational geometry appears in Agarwal et al. [AST94]. Parametric searching can be viewed as one among several techniques for ge- ometric optimization. Agarwal and Sharir review the shortcomings of parametric search,andsurveythealternativesin[AS98],includingrandomization(Chapter40), expander graphs, cuttings, matrix searching, and the prune-and-search technique, whichhasbeenappliedsosuccessfullytolinearprogramming(Chapter45). RELATED CHAPTERS Chapter 34: Point location Chapter 36: Range searching Chapter 45: Linear programming REFERENCES [AASS93] P.K . Agarwal, B. Aronov, M. Sharir, and S. Suri. Selecting distancesintheplane. Algorithmi ca, 9:495–514, 1993. [AG95] H. Alt and M. Godau. Computing the Fŕechet distance between two polygonal curves. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 5:75–91, 1995. [AM93] P.K . Agarwal and J. Matouˇsek. Ray shooting and parametric search. SIAM J. Comput., 22:794–806, 1993. [AS98] P.K . Agarwal and M. Sharir. Efficient algorithms for geometric optimization. ACM Comput. Surv., 30:412–458, 1998. [AST94] P.K . Agarwal, M. Sharir, and S. Toledo. Applications of parametric searching in geo- metric optimization. J. Algorithms, 17:292–318, 1994. [BCM93] H. Br̈onnimann, B. Chazelle, and J. Matouˇsek. Product range spaces, sensitive sam- pling, and derandomization. In Proc. 34th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 400–409, 1993. [Col87a] R. Cole. Partitioning point sets in arbitrary dimensions. Theoret. Comput. Sci., 49:239– 265, 1987. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 981
982 J.S. Salowe [Col87b] R. Cole. Slowing down sorting networks to obtain faster sorting algorithms. J. Assoc. Comput. Mach., 34:200–208, 1987. [CSSS89] R. Cole, J. Salowe, W. Steiger, and E. Szemeŕedi. An optimal-time algorithm for slop e selection. SIAM J. Comput., 18:792–810, 1989. [ES96] A. Efrat and M. Sharir. A near-linear algorithm for the planar segment cent er p r obl em . Discrete Comput. Geom., 16:239–258, 1996. [JK94] J.W. Jaromczyk and M. Kowaluk. An efficient algorithm for the Euclidean two-center problem. In Proc. 10th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 303–311, 1994. [JM94] S. Jadhav and A. Mukhopadhyay. Computing a centerp oint of a finite planar set of points in linear time. Discrete Comput. Geom., 12:291–312, 1994. [Mat93] J. Matouˇsek. Linear optimization queries. J. Algorithms, 14:432–448, 1993. [Meg79] N. Megiddo. Combinatorial optimization with rational ob jective functions. Math. Oper. Re s . , 4:414–424, 1979. [Meg83] N. Megiddo. Applying parallel computation algorithms in the design of serial algo- rithms. J. Assoc. Comput. Mach., 30:852–865, 1983. [Meg85] N. Megiddo. Partitioning with two lines in the plane. J. Algorithms, 6:430–433, 1985. [OV02] R. Oostrum and R.C . Veltkamp. Parametric search made practical. In Proc. 18th Annu. Sympos. Comput. Geom., pages 1–9, 2002. [Sal89] J. Salowe. L∞ interdistance selection by parametric search. Inform. Process. Lett., 30:9–14, 1989. [ST95] E. Scḧomer and C. Thiel. Efficient collision detection for moving polyhedra. In Proc. 11th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 51–60, 1995. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 982
ÌÀ ÁË Ê È Æ Å ÌÀÇ ÁÆ ÇÅÈÍ Ì ÌÁÇÆ Ä ÇÅ ÌÊ ÖÒ Ö Þ ÐÐ ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ × Ö Ô Ò Ý Ø ÓÖÝ ÒÚ ×Ø Ø × ÓÛ ÙÒ ÓÖÑ ÒÓÒÖ Ò ÓÑ ×ØÖ Ù ØÙÖ × Ò o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ú Ò Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò ̧ ÓÛ × ÓÙÐ Û ÓÐ ÓÖ Ø Ñ Ö Ò ÐÙ ×Ó × ØÓ Ñ Ò Ñ Þ Ø « Ö Ò ØÛ Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ö ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó ÐÙ ÓÒ × Û Ø Ò ÒÝ × ÇÖ̧ ÓÛ × ÓÙÐ Û ÔÐ Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÙÒ Ø ×ÕÙ Ö ×Ó Ø Ø Ø ÒÙÑ Ö Ó ÔÓ ÒØ× Ø Ø Ð Û Ø Ò ÒÝ ÚÒ ØÖ Ò Ð Ò Ø ×ÕÙ Ö × × ÐÓ× × ÔÓ×× Ð ØÓ Ò Ø Ñ × Ø Ö Ó Ø ØÖ Ò Ð ÉÙ ×Ø ÓÒ× Ó Ø × Ò ØÙÖ Ú Ö Ø Ö Ð Ú Ò ØÓ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ ÓÖ ØÛÓ Ö ×ÓÒ× o ÇÒ Ó Ø Ñ × Ø Ö ÐÓ× ××Ó Ø ÓÒ Û Ø Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó Ö Ò ÓÑ Þ Ò ÔÖÓ Ð ×Ø Ð ÓÖ Ø Ñ×o ËÙ Ð ÓÖ Ø Ñ× Ö Ó Ø Ò × ÓÒ Ö Ò ÓÑ × ÑÔÐ Ò ̧ Ò × Ö Ô Ò Ý Ø ÓÖÝ ÔÖ ÓÚ × ØÓÓÐ× ÓÖ ÖÖÝ Ò ÓÙØ Ø × ÑÔÐ Ò Ø ÖÑ Ò ×Ø ÐÐÝ o Ì × × Ð ØÓ Ø ÒØÖ Ù Ò Ø Ø Ø Ú ÖØÙ ÐÐÝ ÐÐ Ó Ø ÑÔÓÖØ ÒØ ÔÖÓ Ð Ñ× Ò Ð ÓÛ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ Ò ×ÓÐÚ × Æ ÒØÐ Ý Ø ÖÑ Ò ×Ø ÐÐÝ × ÔÖÓ Ð ×Ø ÐÐÝ o Ì × ÓÒ ÔÔÐ Ø ÓÒ Ó × Ö Ô Ò Ý Ø ÓÖÝ ØÓ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ × Ò Ø Ö Ó ÐÓÛ Ö ÓÙÒ × ÓÖ ÑÙÐ Ø Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ö Ò o Ì ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ó Ø × ÔÖÓ Ð Ñ× × Ó Ø Ò Ø ØÓ ×Ô ØÖ Ð ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÑ ØÖ × Ø × Ýר Ñ×̧ Û Ø Ñ× ÐÚ × Ð Ø Ø ÖØ Ó ÓÑ ØÖ × Ö Ô Ò Ý Ø ÓÖÝ o o1⁄2 Î 1 ÁÅ ÆËÁ ÇÆ ÌÀ ÇÊ Ä ÇËË Ê Ë Ø ×Ý ×Ø Ñ Ô Ö¦ ́ Êμ̧ Û Ö × × Ø Ò Ê × ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ×Ù × Ø× Ó ̧ × ÐÐ × Ø ×Ý× Ø Ño Ì Ø ÖÑ ÓÑ ØÖ × Ø ×Ýר Ñ Ö Ö× ØÓ Ø × Û Ö Ê Ò Ê 3⁄4 Ê × Ó Ø ÓÖÑ ́ μ̧ Û Ö × ¬Ü Ö ÓÒ Ó Ê ́ o o̧ × ÑÔÐ Üμ Ò × ÒÝ Ñ Ñ Ö Ó ¬Ü Ö ÓÙÔ Ó ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ× ́ o o̧ ÖÓØ Ø ÓÒμo Î 1 Ñ Ò× ÓÒ Ú Ò ̧ Ø × Ø ×Ý× Ø Ñ Ò Ù Ý × Ó Ø ÓÖÑ ́ Ê μ̧ Û Ö Ê Ê Ê 3⁄4Ê o Ì Î 1 Ñ Ò× ÓÒ Ó ¦ × Ø Ñ Ü1 ÑÙÑ × Þ Ó ÒÝ ×Ù Ø Ø Ê 3⁄4 o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø Î 1 Ñ Ò× ÓÒ Ó Ø Ò¬Ò Ø × Ø ×Ý× Ø Ñ ÓÖÑ Ý ÔÓ ÒØ× Ò Ê 3⁄4 Ò Ð ÔÐ Ò × × ¿o Ì × ØØ Ö ÙÒ Ø ÓÒ Ê ́Ñμ Ó ́Ù× Ù ÐÐÝ Ò¬Ò Ø μ × Ø ×Ý× Ø Ñ ¦ ́ Êμ × Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó ×Ù × Ø× Ò Ø × Ø × Ýר Ñ ́ Ê μ Ò Ù Ý Ò Ý Ó × Þ Ño Á Ê ́Ñμ × ÓÙÒ Ý Ñ ÓÖ ×ÓÑ ÓÒר ÒØ× 1⁄4̧ Ø Ò Ø × Ø ×Ý× Ø Ñ × × ØÓ Ú × ØØ Ö ÙÒ Ø ÓÒ ÜÔÓ Ò ÒØ Ó Ø Ñ Óר o Ù Ð × Ø ×Ýר Ñ Ì × Ø × Ýר Ñ ¦ £ ́ £ Ê £ μ̧ Û Ö £ Ȩ̂ Ê £ Ê Ü Ü 3⁄4 ̧ Ò Ê Ü Ê 3⁄4Ê Ü 3⁄4 Ê ̧ × ÐÐ Ø Ù Ð × Ø ×Ýר Ñ Ó ¦o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 983
o Þ ÐÐ Ì × ØØ Ö ÙÒ Ø ÓÒ Ó ¦ £ × ÐÐ Ø Ù Ð × ØØ Ö ÙÒ Ø ÓÒ Ó ¦o × Ö Ô Ò Ý Ì Ò Ò Ñ ØÖ Ü Ó ¬Ò Ø × Ø ×Ý× Ø Ñ ¦ ́ Êμ × Ø Ñ ØÖ Ü Û Ó× ÓÐÙÑÒ× ́Ö ×Ôo Ê Ö ÓÛ×μ Ö Ò Ü Ý Ø Ð Ñ ÒØ× Ó ́Ö ×Ôo Êμ × 1⁄2 Ø Ø × Ø Ó Ê ÓÒØ Ò× Ø Ø Ð Ñ ÒØÓ ̧ Ò 1⁄4 ÓØ ÖÛ × o Ì ́Ö 1 ÐÙ μ × Ö Ô Ò Ý Ó ¦ × Ñ Ò Ü3⁄4 1⁄2 1⁄2 Ü 1⁄2 o Ì ÓÒ ÔØ Ó Î 1 Ñ Ò× ÓÒ Û × ÒØÖÓ Ù Ý Î ÔÒ Ò ÖÚÓÒ Ò × Î 1⁄2 o Ì Ö Ð Ø ÓÒ ØÛ Ò Î 1 Ñ Ò× ÓÒ Ò × ØØ Ö ÙÒ Ø ÓÒ × Ý ÓÑÔÓ1 Ò ÒØ Ó Ø Ø ÓÖÝ o Ä ÅÅ o1⁄2o1⁄2 Î 1⁄2̧ Ë Ù 3⁄4̧Ë 3⁄4 Á Ø × ØØ Ö ÙÒ Ø ÓÒ ÜÔÓÒ ÒØ × Ḉ1⁄2μ̧ Ø Ò ×Ó × Ø Î 1 Ñ Ò× ÓÒo ÓÒÚ Ö× ÐÝ̧ Ø Î 1 Ñ Ò× ÓÒ × 1⁄2 Ø Ò̧ ÓÖ ÒÝ Ñ ̧ ẾÑ μ ́ Ñ μ o Ä ÅÅ o1⁄2o3⁄4 ×× ¿ Á × Ø ×Ýר Ñ × Î 1 Ñ Ò× ÓÒ ̧ Ø Ò Ø× Ù Ð × Î 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×× Ø Ò 3⁄4 ·1⁄2 o ÒÝ × Ø ×Ý× Ø Ñ Ó Ò Ð Ñ ÒØ× Ò Ò × Ø× × × Ö Ô Ò Ý Ḉ Ô Ò μ̧ Ò Ø × ÓÙÒ × ×ÓÑ Ø Ñ × Ø Øo Á Ø Î 1 Ñ Ò× ÓÒ × ÓÙÒ ̧ Ø × Ö Ô Ò Ý ÐÐ× ÐÓÛ Ø Ô Ò ÖÖ Öo Ì ÓÙÒ × ÐÓÛ Ö ×Ø Ø Ò Ø ÖÑ× Ó Ø × ØØ Ö ÙÒ 1 Ø ÓÒ ÜÔ ÓÒ ÒØo ÁÒ Ú Û Ó Ä ÑÑ o 1⁄2o1⁄2̧ Û Ò Ö ÔÐ Ø ÜÔ ÓÒ ÒØ Ý Ø Î 1 Ñ Ò× ÓÒ Û Û × o Å ØÓÙ× ̧ Ï ÐÞÐ̧ Ò Ï ÖÒ × ÅÏÏ ¿ ר Ð × ÓÙÒ Ó ḈÒ 1⁄2 3⁄4 1⁄2 ́3⁄4 μ ́ÐÓ Òμ 1⁄2·1⁄2 ́3⁄4 μ μ ÓÒ Ø × Ö Ô Ò Ý Ó × Ø × Ýר Ñ× Û Ø × ØØ Ö ÙÒ Ø ÓÒ ÜÔ ÓÒ ÒØ o Ì × Û × ÑÔÖ ÓÚ ØÓ ḈÒ 1⁄2 3⁄4 1⁄2 ́3⁄4 μ μ Ý Å ØÓÙ× ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o¿ Å Ø Ì × Ö Ô Ò Ý Ó × Ø ×Ýר Ñ Ó Ò Ð Ñ ÒØ× Û Ø × ØØ Ö ÙÒ Ø ÓÒ Ü ÔÓÒ ÒØ 1⁄2 × ḈÒ 1⁄2 3⁄4 1⁄2 ́3⁄4 μ μ̧ Û × ÓÔØ Ñ Ð ÓÖ 3⁄4o Ë Ñ Ð Ö ÓÙÒ × Ò Ó Ø Ò Ò Ø ÖÑ× Ó Ø Ù Ð × ØØ Ö ÙÒ Ø ÓÒo Å 1 ØÓÙ × ̧ Ï ÐÞÐ̧ Ò Ï ÖÒ × Ô Ö Ó Ú ÓÙÒ Ó ḈÒ 1⁄2 3⁄4 1⁄2 ́3⁄4 μ Ô ÐÓ Ò μ ÓÒ Ø ×1 Ö Ô Ò Ý Ó × Ø × Ýר Ñ× Û Ø Ù Ð × ØØ Ö ÙÒ Ø ÓÒ ÜÔ ÓÒ ÒØ o ÁØ × × ÙÖÔÖ × Ò Ø Ø Ò ÜØÖ Ô ÐÓ Ò × ÓÙÐ Ò o ÇÔØ Ñ Ð ØÝÛ × × ÓÛÒ Ý Å ØÓÙ × ÓÖ Ø × × 3⁄4 ¿̧ Ò Ý Ð ÓÒ̧ Ê ÓÒÝ ̧ Ò ËÞ Ó ÓÖ ¿o ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o ÅÏÏ ¿̧ Å Ø ̧ ÊË Ì × Ö Ô Ò Ý Ó × Ø ×Ýר Ñ Ó Ò Ð Ñ ÒØ× Û Ø Ù Ð × ØØ Ö ÙÒ Ø ÓÒ ÜÔÓÒ ÒØ 1⁄2 × ḈÒ 1⁄2 3⁄4 1⁄2 ́3⁄4 μ Ô ÐÓ Ò μ̧ Û × ÓÔØ Ñ Ð ÓÖ 3⁄4o o3⁄4 Ë ÅÈÄ ÁÆ ÁÆ ÇÍÆ Î 1 ÁÅ Æ ËÁÇÆ Ä ÇËË Ê ̄1Æ Ø Ú Ò ¬Ò Ø × Ø ×Ý× Ø Ñ ́ Êμ Ò ÒÝ1⁄4 ̄ 1⁄2̧ × Ø Æ × ÐÐ Ò ̄1Ò Ø ÓÖ ́ Êμ Æ Ê ÓÖ ÒÝ Ê 3⁄4ÊÛ Ø Ê ̄ o ̄1 Ô ÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ú Ò ¬Ò Ø × Ø ×Ý× Ø Ñ ́ Êμ Ò ÒÝ 1⁄4 ̄ 1⁄2̧ × Ø × ÐÐ Ò ̄1 ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ ÓÖ ́ Êμ ̧ ÓÖ ÒÝ Ê 3⁄4Ê ̧ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 984
ÔØ Ö Ì × Ö Ô Ò Ý Ñ Ø Ó Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ ¬ ¬ ¬ ¬ Ê Ê ¬ ¬ ¬ ¬ ̄ ÈÖÓ Ù Ø × Ø ×Ý ×Ø Ñ Ú Ò ØÛÓ ¬Ò Ø × Ø × Ýר Ñ× ¦ 1⁄2 ́ 1⁄2 Ê 1⁄2 μ Ò ¦ 3⁄4 ́ 3⁄4 Ê 3⁄4 μ̧ Ø ÔÖÓ Ù Ø × Ø ×Ýר Ñ ¦ 1⁄2 a ¦ 3⁄4 × ¬Ò × ́ 1⁄2 ¢ 3⁄4 Ì μ̧ Û Ö Ì ÓÒ× ×Ø× Ó ÐÐ ×Ù × Ø× Ì 1⁄2 ¢ 3⁄4 ×Ù Ø Ø × Ø Ó Ø ÓÖÑ Ì 1⁄2 Ü 3⁄4 Ü 3⁄4 1⁄2 ́Ü Ü 3⁄4 μ 3⁄4 Ì ÐÓÒ × ØÓ Ê 1⁄2 Ò ̧ × Ñ Ð ÖÐÝ ̧ Ì 3⁄4 Ü 1⁄2 Ü 3⁄4 3⁄4 ́Ü 1⁄2 Ü μ 3⁄4 Ì ÐÓÒ × ØÓ Ê 3⁄4 o Ì Ó × ÑÔÐ × Ø ×Ý× Ø Ñ ¦ × ØÓ ÜØÖ Ø ́×Ñ ÐÐμ ×Ù × Ø Ó Ø Ð Ñ ÒØ× Û Ó× ÒØ Ö× Ø ÓÒ Û Ø ÒÝ× ØÊ Ó ¦ × ÓÓ ÔÖ ØÓÖ Ó Ø × Þ Ó Êo Ì × × Ø Ò Ò ̄1 ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒo Û Ö Ú Ö× ÓÒ Ó × ÑÔÐ Ò ̧ Ø ̄1Ò Ø̧ Ö ÕÙ Ö × ÓÒÐÝ Ø Ø Ð Ö ÒÓÙ × Ø× Ê ÒØ Ö× Ø Ý Ø × ÑÔÐ o Ì Ý Ö ×ÙÐ Ø Ò Î 1 Ñ Ò× ÓÒ Ø ÓÖÝ × Ø Ø ¦ × ÓÙÒ Î 1 Ñ Ò× ÓÒ̧ Ø Ò ÓÖ ÒÝ Ú Ò Ð Ú Ð Ó ÙÖ Ý ̧ Ø × ÑÔÐ × Þ Ò ÒÓØ Ô Ò ÓÒ Ø × Þ Ó Ø × Ø × Ýר Ño Ì × × Ö Ø Ö ÓÙÒØ Ö ÒØÙ Ø Ú o ÁØ × Ý×̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø Ø Û Û ÒØ ØÓ ר Ñ Ø ÓÛ Ñ ÒÝ Ô ÓÔÐ Ð Ú Û Ø Ò 1⁄2 Ñ Ð Ó Ô Óר ÓÆ Ò ̧ ØÓ Ó ÓÙØ Ø̧ Û ÓÔØ ØÓ Ô × ÑÔÐ Ó Ø Ô ÓÔÙÐ Ø ÓÒ̧ Û × ÓÙÐ × ÑÔÐ Ý ×ÓÐ Ú Ø ÔÖÓ Ð Ñ ÓÖ Ø × ÑÔÐ ̧ Ò Ø Ò × Ð ÙÔ Ø Ò×Û Ö ÔÔÖ ÓÔÖ Ø ÐÝ Ø × Ñ × ÑÔÐ × Þ Û ÐÐ ÛÓÖ Ùר × Û ÐÐ Û Ø Ö Ø ÓÙÒØÖ Ý × Ö Ò ÓÖ ÁÒ Ä ÅÅ o3⁄4o1⁄2 Ä Ø 1⁄2 3⁄4 × Ó ÒØ ×Ù × Ø× Ó Ó Ø × Ñ × Þ ̧ Ò Ð Ø Ò ̄1 ÔÔÖÓ Ü1 Ñ Ø ÓÒ ÓÖ Ø ×Ù ×Ýר Ñ Ò Ù Ý o Á 1⁄2 3⁄4 ̧ Ø Ò 1⁄2 3⁄4 × Ò ̄1 ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ ÓÖ Ø ×Ù ×Ýר Ñ Ò Ù Ý 1⁄2 3⁄4 o Ä ÅÅ o3⁄4o3⁄4 Á × Ò ̄1 ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ ÓÖ ́ Êμ̧ Ø Ò ÒÝ ̄ 1⁄4 1 ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ ́Ö ×Ôo 1Ò Øμ ÓÖ ́ Ê μ × Ð×Ó Ò ́̄ · ̄ 1⁄4 μ1 ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ ́Ö ×Ôo 1Ò Øμ ÓÖ ́ Êμo Ö Ý ÔÔÖ Ó ØÓ × ÑÔÐ Ò Ý Ð × Ò « Ø Ú Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ö ØÖ ÖÝ × Ø × Ýר Ñ×o Ï Ö Ø Ò ̄ 1⁄2 Ö̧ ÓÓ× ×ÓÑ 1⁄2 Ö Òo Ö× Ø̧ Ö ÑÓÚ ÐÐ × Ø× Ê 3⁄4ÊÓ × Þ Ø ÑÓ× Ø Ò Öo Ë ÓÒ ̧ Ò Ø Ð Þ Ø × Ø Æ ØÓ o Æ ÜØ̧ ¬Ò Ø Ð Ñ ÒØ Ü 3⁄4 Ø Ø ÐÓÒ × ØÓ Ø ÑÓ× Ø × Ø× Ó Ê ́ Ò × Ó Ø ̧ ÒÝ ÓÒ Û ÐÐ Óμ Ò Ø ØÓ Æo Ê ÑÓÚ Ö Ó ÑÊ Ú ÖÝ × Ø Ø Ø ÓÒØ Ò× Ü̧ × Ö Ü̧ Ò Ø Ö Ø Ò Ø × × ÓÒ ÙÒØ Ð Ê × ÑÔØÝ o Ò Ð Ñ ÒØ ÖÝ Ò ÐÝ× × × ÓÛ× Ø Ø Ø × ÔÖÓ Ù × ́1⁄2 Öμ1Ò Ø ÓÖ ́ ÊμÓ ×Þ ḈÖ ÐÓ Ê μo Ì × Û × ÔÖÓÚ Ò Ò Ô Ò ÒØÐÝ Ý ÂÓ Ò× ÓÒ ÂÓ Ò ÄÓÚ ×Þ ÄÓÚ o × Ð ØÐÝ ÑÓÖ ÓÑÔÐ Ø Û Ø Ú Ö× ÓÒ Ó Ø Ö Ý Ð Ó1 Ö Ø Ņ̃ Ù ØÓ Þ ÐÐ 1⁄41⁄4 ̧ Ú × Ò Ò ÐÓ ÓÙ× Ö × ÙÐØ ÓÖ ́1⁄2 Öμ1 ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ×o ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o¿ Ú Ò × Ø ×Ýר Ñ ́ Êμ̧ Û Ö Ò Ò Ê Ņ̃ ÓÖ ÒÝ 1⁄2 Ö Ò̧ Ø × ÔÓ×× Ð ØÓ ¬Ò ̧ Ò Ø Ñ ḈÒÑμ̧ ́1⁄2 Ö μ1Ò Ø ÓÖ ́ Êμ Ó × Þ ḈÖ ÐÓ Ñμ Ò ́1⁄2 Öμ1 ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ ÓÖ ́ Êμ Ó × Þ ḈÖ 3⁄4 ÐÓ Ñμo Ì × Þ Ó Ø × ÑÔÐ Ô Ò × ́ Ð Ø Û ÐÝμ ÓÒ Ø × Þ Ó Ø × Ø × Ýר Ño ÁÒ Ø ÔÖ × Ò Ó ÓÙÒ Î 1 Ñ Ò× ÓÒ̧ ÓÛ Ú Ö̧ Ø × Ô Ò Ò Ý Ñ ÐÐÝ × Ô1 Ô Ö×o Ò̧ Û Û ÐÐ × ÓÙÖ Ö ×ÙÐ Ø× ÒÓØ ÓÒ Ø Î 1 Ñ Ò× ÓÒ ÙØ ÓÒ Ø × ØØ Ö ÙÒ Ø ÓÒ ÜÔ ÓÒ ÒØ ́ ÙØ Ø × Ñ Ö ×ÙÐ Ø× ÓÐ ÒÓØ × Ø Î 1 Ñ Ò× ÓÒμo ÓÑ ØÖ × Ø ×Ý× Ø Ñ× Ó Ø Ò Ö ¬Ò ÑÔÐ ØÐÝ Ò Ö ×× Ð Ú Ò ÓÖ 1 Ð ÙÒ Ø ÓÒ Ø Ø Ø × ÒÝ × ÒÔÙØ Ò Ö ØÙÖ Ò× Ø Ð ×Ø Ó × Ø× Ò Ê © 2004 by Chapman & Hall/CRC 985
o Þ ÐÐ ́ × Ø Ö ÔÖ × ÒØ ÜÔÐ ØÐÝμo Ï ×× ÙÑ Ø Ø Ø Ø Ñ ØÓ ÓÑÔÐ Ø Ø × Ø × × Ḉ ·1⁄2 μ̧ Û × Ð Ò Ö Ò Ø Ñ Ü ÑÙÑ Ô Ó×× Ð × Þ Ó Ø ÓÖ Ð 3× ÓÙØÔÙØo Ì Ü ×Ø Ò Ó ×Ù Ò ÓÖ Ð × ÕÙ Ø Ö Ð ×Ø ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ò Ø × Ó ÔÓ ÒØ× Ò × × Ò Ø ÔÐ Ò ̧ Û Ú ¿̧ Ò ×Ó Ø × × ×ÙÑ × Ø Ø̧ Ú Ò Ò ÔÓ ÒØ× ̧ Û Ò ÒÙÑ Ö Ø ÐÐ ×Ù × Ø× Ò ÐÓ× Ý × Ò Ø Ñ ḈÒ μo Ì Ó Ó Ø ×̧ ÒÙÑ Ö Ø ÐÐ 1ØÙÔÐ × Ó ÔÓ ÒØ× ́ ¿μ Ò ̧ ÓÖ ØÙÔÐ ̧ ¬Ò Û ÔÓ ÒØ× Ð Ò× Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø × Ò ÐÓ× Ò Ø ÔÓ ÒØ ×o ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o Ú Ò × Ø ×Ýר Ñ ́ Êμ Ó × ØØ Ö ÙÒ Ø ÓÒ ÜÔÓÒ ÒØ ̧ ÓÖ ÒÝ Ö 3⁄4̧ ́1⁄2 Öμ1 ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ ÓÖ ́ Êμ Ó × Þ Ḉ Ö 3⁄4 ÐÓ Öμ Ò ́1⁄2 Öμ1Ò Ø ÓÖ ́ Êμ Ó × Þ Ḉ Ö ÐÓ Öμ Ò ÓÑÔÙØ Ò Ø Ñ Ḉ μ ¿ ́Ö 3⁄4 ÐÓ Öμ o Ö Ò ÓÑ Þ ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ Ó ̄1 ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ× Ò ÓÙÒ Î 1 Ñ Ò× ÓÒ Û × Ú Ò Ý Î ÔÒ Ò Ö ÚÓÒ Ò × Î 1⁄2 o Ì Ø ÖÑ Ò ×Ø ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ Ø ÓÚ × Ù ØÓ Þ ÐÐ Ò Å ØÓÙ × Å o ÖÐ Ö Ò­Ù ÒØ Ð ÛÓÖ Ò ÓÙÒ Ò 1⁄4̧ Å Ø 1⁄4̧ Å Ø 1⁄2̧ Å Ø o Ì ÓÙÒ ÓÒ Ø × Þ Ó ̄1Ò Ø× Û × ×Ø Ð × Ý À Ù× ×Ð Ö Ò Ï ÐÞÐ ÀÏ o Ì Ö ÙÒÒ Ò Ø Ñ ÓÖ ÓÑÔÙØ Ò ́1⁄2 Ö μ1Ò Ø Û × Ñ ÔÖÓÚ ØÓ Ḉ μ ¿ ́Ö ÐÓ Öμ Ý Ö ÓÒÒ Ñ ÒÒ̧ Þ ÐÐ ̧ Ò Å 1 ØÓÙ × Å ̧ Ù× Ò Ø ÓÒ ÔØ Ó × Ò× Ø Ú ̄1 ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒo ÓÖ ¬Ü ̧ ÃÓÑ ÐÓ× ̧ È ̧ Ò Ï Ó Ò Ö ÃÈÏ 3⁄4 × ÓÛ Ø Ø Ø ÓÙÒ Ó ḈÖ ÐÓ Öμ ÓÖ ́1⁄2 Ö μ1Ò Ø× ÒÒÓØ Ñ ÔÖÓÚ Ò Ò Ö Ð ́× Ò × Ù×× ÓÒ Ò È μo Ì × ØÙ Ø ÓÒ × « Ö ÒØ Û Ø ̄1 ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ×̧ ÓÛ Ú Ö̧ ÓÖ Û Ì ÓÖ Ñ× o 1⁄2o¿ Ò o1⁄2o Ò ÔÙØ ØÓ Ù× o Å ØÓÙ× ̧ Ï ÐÞ Ð̧ Ò Ï ÖÒ × ÔÖ ÓÚ Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o ÅÏÏ ¿ Ä Ø ́ Êμ × Ø ×Ýר Ñ Ó Î 1 Ñ Ò× ÓÒ 1⁄2o Ì Ö Ü ×Ø× ́1⁄2 Öμ1 ÔÔÖÓ Ü 1 Ñ Ø ÓÒ ÓÖ ́ Êμ Ó × Þ ḈÖ 3⁄4 3⁄4 ́ ·1⁄2μ ́ÐÓ Öμ 3⁄4 1⁄2 ́ ·1⁄2μ μ̧ ÓÖ ÒÝ Ö 3⁄4o Ì ÐÓ ØÓÖ Ò Ö ÑÓÚ Ý ÔÔ Ð Ò ØÓ Ì ÓÖ Ñ o1⁄2o ¿o ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o ÅÏÏ ¿ Ä Ø ́ Êμ × Ø ×Ýר Ñ Û Ø Ù Ð × ØØ Ö ÙÒ Ø ÓÒ Ü ÔÓÒ ÒØ 1⁄2o Ì Ö Ü ×Ø× ́1⁄2 Öμ1 ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ ÓÖ ́ Êμ Ó × Þ ḈÖ 3⁄4 3⁄4 ́ ·1⁄2μ ́ÐÓ Öμ 1⁄2 1⁄2 ́ ·1⁄2μ μ̧ ÓÖ ÒÝ Ö 3⁄4o Ú Ò Ò Ð Ò × Ò Ø ÔÐ Ò ̧ Û Ò Ù× Ò ̄1 ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ ØÓ ר Ñ Ø ÓÛ Ñ ÒÝ Ð Ò × ÙØ Ø ÖÓÙ Ò Ö ØÖ ÖÝ Ð Ò × Ñ ÒØo ËÙÔÔ Ó× Ø Ø̧ Òר ̧ Û Û × ØÓ ר Ñ Ø Ø ÒÙÑ Ö Ó Ú ÖØ × Ò Ø Ò Ù ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ø Ø ÐÐ Û Ø Ò Ò Ö ØÖ ÖÝ ØÖ Ò Ð o ÈÖÓ Ù Ø × Ø × Ýר Ñ× ÐÐ ÓÛ Ù× ØÓ Ó Ø Øo Ä Ø ¦ 1⁄2 Ø × Ø × Ýר Ñ Ò Ù Ý Ò ÐÙ Ð Ò × Ò Ø ÔÐ Ò Ò Ø × Ø Ó ÐÐ Ð Ò × Ñ ÒØ× × ØÓ Ø ×Ý× Ø Ñ × Ø ×Ù × Ø Ó ÐÙ Ð Ò × ÒØ Ö× Ø Ý Ú Ò × Ñ ÒØo Ï ¬Ò ¦ 3⁄4 × Ñ Ð ÖÐÝ Û Ø Ò Ö Ð Ò ×o Ì ÔÖÓ Ù Ø ¦ 1⁄2 a ¦ 3⁄4 × × Ø × Ýר Ñ ́ Ì μ̧ Û Ö × Ø × Ø Ó Ö 1 ÐÙ Ú ÖØ × Ó Ø Ò Ù ÖÖ Ò Ñ ÒØ ́ ×× ÙÑ Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒμo × Ø Ó ¦ 1⁄2 a ¦ 3⁄4 × ÒÝ ×Ù × Ø Ì Ó ×Ù Ø Ø̧ ÐÓÒ ÒÝ ́ ÐÙ ÓÖ Ö μ Ð Ò ̧Ø Ú ÖØ × Ó Ì Ò ÒØØ Ó ́ ÒÝμ ÔÔ Ö ÓÒ× ÙØ Ú ÐÝ ÑÓÒ Ø Ö 1 ÐÙ Ú ÖØ × Ó o Ì × ×Ù ×Ø× Û Ò Ù× ̄1 ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÓÒ× ØÓ̧ × Ý ̧ ר Ñ Ø ÓÛ Ñ ÒÝ Ö 1 ÐÙ Ú ÖØ × ÐÐ Ò Ò Ö ØÖ ÖÝ ØÖ Ò Ð ̧ ÓÖ Ú Ò Ò Ò Ö ØÖ ÖÝ ÓÒÚ Ü Ö ÓÒo ÇÒ ÑÙ× Ø Ö ÙÐ̧ ÓÛ Ú Öo Ì ÔÖÓ Ù Ø Ó ØÛÓ × Ø × Ýר Ñ× Û Ø ÓÙÒ Î 1 Ñ Ò× ÓÒ Ñ Ø ÒÓØ Ø× Ð Ú Ó Ù Ò Î 1 Ñ Ò× ÓÒo ÁÒ ̧ ÒÝ ÖÓÑ Ø © 2004 by Chapman & Hall/CRC 986
ÔØ Ö Ì × Ö Ô Ò Ý Ñ Ø Ó Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ Ñ Ø Ò Ó Ø Ð Ò × Ú × ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó Ò Ú ÖØ ×̧ ÒÝ Ó Û Ó× 3⁄4 Ò ×Ù × Ø× × ÚÐ × Ø Ó Ì o ÐØ ÓÙ Ø ÔÖÓ Ù Ø Ó × ÒÓØ Ú ÓÙÒ Î 1 Ñ Ò× ÓÒ̧ Ø ×Ó ÔÔ Ò× Ø Ø × ÑÔÐ Ò Ò Ø × ×Ø ÐÐ ÔÓ×× Ð Ø Ø × Ø ÙØÝ Ó ÔÖÓ Ù Ø × Ø ×Ý× Ø Ñ×o Ä ÅÅ o3⁄4o Ú Ò ÒÝ 1⁄4 ̄ 1⁄2̧Ð Ø Ò̄ 1 ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ ÓÖ × Ø ×Ýר Ñ ¦ ̧ ÓÖ 1⁄2 3⁄4o Ì Ò Ø ÖØ × Ò ÔÖÓ Ù Ø 1⁄2 ¢ 3⁄4 × Ò ́̄ 1⁄2 · ̄ 3⁄4 μ1 ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ ÓÖ ¦ 1⁄2 a ¦ 3⁄4 o Ì ÔÖÓ Ù Ø ÓÔ Ö Ø ÓÒ × ××Ó Ø Ú ̧ Ò Ø Ø ÓÖ Ñ Ò ÜØ Ò ØÓ ÑÙÐØ ÔÐ ÔÖÓ Ù Ø× Ó × Ø × Ýר Ñ×o Ì ÒÓØ ÓÒ Ó ÔÖÓ Ù Ø × Ø × Ýר Ñ Û × ÒØÖ Ó Ù Ý Ö ÓÒÒ Ñ ÒÒ̧ Þ ÐÐ ̧ Ò Å ØÓÙ× ̧ Û Ó Ð×Ó ÔÖÓÚ Ä ÅÅ o3⁄4o Å Ú Ò Ò ̄1 ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ ÓÖ × Ø ×Ýר Ñ ¦̧Ø 1 ÓÐ ÖØ × Ò ÔÖÓ Ù Ø ¢ ¡¡¡ ¢ × ́ ̄μ1 ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ ÓÖ Ø 1 ÓÐ ÔÖÓ Ù Ø ¦ a¡¡¡a¦o ÇÒ Ó Ø ÑÓ× Ø ÑÔÓÖØ ÒØ ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó Ø Ø ÓÖ Ñ ÓÚ ×ØÓ ÓÙÒØ Ò Ú ÖØ × Ò Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØÓ ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ò Ê o Ï ÓÒ× Ö Ø × Ø × Ýר Ñ ¦ ́À Êμ ÓÖÑ Ý × ØÀ Ó ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ò Ê ̧ Û Ö Ê 3⁄4Ê × Ø ×Ù × Ø Ó À ÒØ Ö× Ø Ý Ò Ö ØÖ ÖÝ Ð Ò × Ñ ÒØo Ú Ò ÓÒÚ Ü Ó Ý ́ÒÓØ Ò ×× Ö ÐÝ ÙÐÐ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ðμ̧ ÓÒ× Ö Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ ÓÖÑ Ý À Û Ø Ò Ø ÆÒ ×Ô Ò Ó ̧ o o̧ Ø ÐÓÛ ×Ø1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ­ Ø Ø Ø ÓÒØ Ò× ̧ Ò Ð Ø Î ́À μ Ø × Ø Ó Ú ÖØ × Ó Ø × ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ø Ø Ð Ò× o ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o ¿ ̧ Å Ú Ò × Ø À Ó ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ò Ê Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ̧ ÐÓÒ Û Ø Ò ̄1 ÔÔÖÓ Ü 1 Ñ Ø ÓÒ ÓÖ ¦ ́ À Êμ Ó Ö Ò Ý ÓÒÚ Ü Ó Ý Ó Ñ Ò× ÓÒ ̧ Û Ú ¬ ¬ ¬ ¬ Î ́À μ À Î ́ μ ¬ ¬ ¬ ¬ ̄ o¿ ÇÅ ÌÊÁ Ä ÇÊÁ ÌÀ ÅË Ä ÇËË Ê ̄1 ÙØØ Ò Ú Ò × Ø À Ó Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ò Ê Ò ̄ 1⁄4̧ ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÐÓ× ÙÐ Ð1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ × ́×ÓÑ Ó Ø Ñ ÙÒ ÓÙÒ μ × ÐÐ Ò ̄1 ÙØØ Ò ́ μ Ø Ö ÒØ Ö ÓÖ× Ö Ô ÖÛ × × Ó ÒØ̧ Ò ØÓ Ø Ö Ø Ý ÓÚ Ö Ê ́ μ Ø ÒØ Ö ÓÖ Ó ÒÝ × ÑÔÐ Ü Ó × ÒØ Ö× Ø Ý Ø Ñ Óר ̄Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ó Ào Ë ÑÔÐ Ð Ô ÖØ Ø ÓÒ Ú Ò ¬Ò Ø × Ø È Ê ̧ ÓÐÐ Ø ÓÒ ́È Ê μ × × ÑÔÐ Ð Ô ÖØ Ø ÓÒ̧ ́ μ Ø È 3× Ô ÖØ Ø ÓÒ È Ò ́ μ Ê × Ö Ð Ø Ú ÐÝ ÓÔ Ò × ÑÔÐ Ü Ò ÐÓ× Ò È o Ì Ê 3× Ò Ó ÒÝ Ñ Ò× ÓÒ Ò Ò ÒÓØ × Ó ÒØ̧ Ò È Ò ÒÓØ ÕÙ Ð ØÓ È Ê o Ï × Ý Ø Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò ÙØ× Ê Ø ÒØ Ö× Ø×̧ ÙØ Ó × ÒÓØ ÓÒØ Ò̧ Ê o Ì Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö Ó Ê 3× Ø Ø × Ò Ð ÝÔ ÖÔÐ Ò Ò ÙØ × Ø ÙØØ Ò ÒÙÑ Ö Ó Ø × ÑÔÐ Ð Ô ÖØ Ø ÓÒo È ÖØ Ø ÓÒ ØÖ Ú Ò ¬Ò Ø × Ø È Ê ̧ Ô ÖØ Ø ÓÒ ØÖ ÓÖ È × ÖÓÓØ ØÖ Ì Û Ó× ÖÓÓØ × ××Ó Ø Û Ø Ø ÔÓ ÒØ × Ø È o Ì × Ø È × Ô ÖØ Ø ÓÒ ÒØÓ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 987
o Þ ÐÐ ×Ù × Ø× È 1⁄2 È Ñ ̧ Ò È × ××Ó Ø Û Ø ×Ø Ò Ø Ð Ú Ó Ø Ö ÓÓØo Ì Ö × ÓÒÚ Ü ÓÔ Ò × Ø Ê ̧ ÐÐ Ø Ö ÓÒ Ó Ú ̧ Ø Ø ÓÒØ Ò× È o Ì Ö ÓÒ× Ê Ö ÒÓØ Ò ×× Ö ÐÝ × Ó ÒØo Á È 1⁄2̧ Ø ×Ù ØÖ ÖÓÓØ Ø Ú × ¬Ò Ö ÙÖ× Ú ÐÝ Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ È o ÈÓ ÒØ ÐÓ Ø ÓÒ ÈÖ ÔÖÓ ×× Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØÓ Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ò Ê ×Ó Ø Ø̧ Ú Ò ÕÙ ÖÝ ÔÓ ÒØ̧ ÓÒ Ò ÕÙ ÐÝ ¬Ò Ø Ó Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ø Ø ÓÒØ Ò× Ø ÔÓ ÒØo ÆÓØ Ø Ø Ø Ò ÒÓØ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ðo Ì ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó ÔÓ ÒØ ÐÓ Ø ÓÒ Ð ÓÖ Ø Ñ × Ñ ×ÙÖ Ý Ø ÕÙ ÖÝ Ø Ñ Ò Ø Ñ ÓÙÒØ Ó × ØÓÖ Ò ÓÖ Ø Ø × ØÖÙ ØÙÖ o Ì Ø Ñ Ø Ø × ØÓ Ó Ø ÔÖ ÔÖÓ ×× Ò × Ð×Ó Ó ÑÔÓÖØ Ò o Ë ÑÔÐ Ü Ö Ò × Ö Ò ÈÖ ÔÖÓ ×× × Ø È Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ê ×Ó Ø Ø̧ Ú Ò ÕÙ ÖÝ ́ ÐÓ× μ × ÑÔÐ Ü ̧ Ø × Þ Ó È Ò Õ Ù ÐÝ Ú ÐÙ Ø o Ë ÑÔÐ Ü Ö Ò × Ö Ò Ö Ö× ØÓ ×Ð Ø Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ø ÔÖÓ Ð Ņ̃ Ò Û Û Ø× Ò Ò Ø Ú Ö ÓÙÔ ÓÖ × Ñ Ö ÓÙÔ Ö ×× Ò ØÓ Ø ÔÓ ÒØ× Ò Ø Ò×Û Ö ØÓ ÕÙ ÖÝ × Ø ×ÙÑ Ó ÐÐ Ó Ø Û Ø× Û Ø Ò o Ì × Ö Ñ ÛÓÖ ÐÐÓÛ× Ù× ØÓ ÑÓ Ð ÓØ Ø ÓÙÒØ Ò Ò Ö ÔÓÖØ Ò Ú Ö× ÓÒ× Ó Ø ÔÖÓ Ð Ņ̃ Ø Ð ØØ Ö Ö ÕÙ Ö Ò Ò ÜÔÐ Ø ÒÙÑ Ö Ø ÓÒ Ó Ø ÔÓ ÒØ× Ò o ÍÌ ÌÁÆ Ë Ð Ö ×ÓÒ Ð Ò À Ù×× Ð Ö Ò Ï ÐÞÐ ÀÏ Û Ö ÑÓÒ Ø ¬Öר ØÓ ÒØÖÓ1 Ù Ø ÒÓØ ÓÒ Ó ×Ô Ö× ÐÝ ÒØ Ö× Ø ×Ô Ô ÖØ Ø ÓÒ× ÓÖ Ú Ò ÓÒÕÙ Öo Ì ¬Ò Ø ÓÒ Ó Ò ̄1 ÙØØ Ò × Ù ØÓ Å ØÓÙ× Å Ø 1⁄2 o Æ Ö 1ÓÔØ Ñ Ð ̄1 ÙØØ Ò ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ× Û Ö Ú Ò Ò ØÛÓ Ñ Ò× ÓÒ× 1⁄4̧ 1⁄2 Ò Ò Ö ØÖ ÖÝ Ñ Ò1 × ÓÒ Å Ø 1⁄4̧ Å Ø 1⁄2̧ Å Ø o Ì ÓÔØ Ñ Ð ̄1 ÙØØ Ò ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ Ø ÐÓÛ × Ù ØÓ Þ ÐÐ o ÁØ × ÑÔÐ ¬ Ò ÖÐ Ö × Ò Ý Þ ÐÐ Ò Ö Ñ Ò Ò 1⁄4 o ÌÀ ÇÊ Å o¿o1⁄2 ¿ Ú Ò × Ø À Ó Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ò Ê ̧ ÓÖ ÒÝ Ö 1⁄4 Ø Ö Ü ×Ø× ́1⁄2 Öμ1 ÙØØ Ò ÓÖ À Ó × Þ ḈÖ μ̧ Û × ÓÔØ Ñ Ðo Ì ÙØØ Ò ̧ ØÓ Ø Ö Û Ø Ø Ð ×Ø Ó ÝÔ ÖÔÐ Ò × ÒØ Ö× Ø Ò Ø ÒØ Ö ÓÖ Ó × ÑÔÐ Ü̧ Ò ÓÙÒ Ø ÖÑ Ò ×Ø ÐÐÝ Ò Ç ́ÒÖ 1⁄2 μ Ø Ñ o Ì ×Ø Ò Ö ÔÖÓÓ Ó Ø Ø ÓÖ Ñ × × ÓÒ Ö Ö Ð ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ Ó Ò Ô Ò ÒØ Ò Ø Ö ×Øo ÊÓÙ ÐÝ ̧ Ø ÙØØ Ò ×ÓÙ Ø × Ø Ð ×Ø ÓÒ Ò × ÕÙ Ò Ó ÙØØ Ò × 1⁄4 Ñ ×Ù Ø Ø ́ μ 1⁄4 × Ó ÓÒ× Ø ÒØ × Þ ́ μ ÓÖ 1⁄4̧ × ÑÔÐ Ü Ó × Ò ÐÓ× Ò ÙÒ ÕÙ × ÑÔÐ Ü Ó 1⁄2 ̧Û Ø× Ð ÓÒØ Ò× Ø ÑÓ× Ø ÓÒ× Ø ÒØ ÒÙÑ Ö Ó × ÑÔÐ × Ó Ò ́ μ ÓÖ ×ÓÑ ÓÒר ÒØ 1⁄4̧ × ́1⁄2 μ1 ÙØØ Ò Ó × Þ Ḉ μo Ì × ÑÔÐ ×Ø ÔÔÐ Ø ÓÒ Ó ÙØØ Ò × × ÔÓ ÒØ ÐÓ Ø ÓÒ Ò Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó ÝÔ ÖÔÐ Ò ×o ÓÒ× Ö Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ò Ê o Ú Ò ÕÙ ÖÝ ÔÓ ÒØ̧ ÓÛ ×Ø Ò Û ¬Ò Ø ÐÐ ́ÓÖ ÐÓÛ Ö1 Ñ Ò× ÓÒ Ð μ Ó Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ø Ø ÓÒØ Ò× Ø ÔÓ ÒØ × ×ÙÑ Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ ÓÖ × ÑÔÐ ØÝ ̧ Û ×ØÖ Ò Ò Ø Ø ÓÖ Ño ÖÓÑ Ø Ò ×Ø Ò ×ØÖ Ù ØÙÖ Ó 1⁄4 ̧ 1⁄2 ̧ Ø̧Û Ò ÐÓ Ø Ø ÕÙ ÖÝ ÔÓ ÒØ Ò ́ o o̧ ¬Ò Ø × ÑÔÐ Ü Ø Ø ÓÒØ Ò× Øμ Ò ÓÒר ÒØ Ø Ñ ÓÒ Û Ò Ó Û Ø× ÐÓ Ø ÓÒ Û Ø Ò 1⁄2 o ÌÀ ÇÊ Å o¿o3⁄4 ¿ ÈÓ ÒØ ÐÓ Ø ÓÒ ÑÓÒ Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ò ÓÒ Ò ḈÐÓ Òμ ÕÙ ÖÝ Ø Ñ ̧ Ù× Ò ḈÒ μ ÔÖ ÔÖÓ ×× Ò o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 988
ÔØ Ö Ì × Ö Ô Ò Ý Ñ Ø Ó Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ Ó ÙØØ Ò × × ØÓ Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó Ò Û Ø Ö Ø Ö Ü ×Ø× ÒÝ ÔÓ ÒØ»Ð Ò Ò Ò ÑÓÒ Ò Ð Ò × Ò Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò o Ì × × Ó Ø Ò ÐÐ ÀÓÔ Ö Ó Ø3× ÔÖÓ Ð Ño Û ÐÐ1 ÒÓÛÒ ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ Ó Ö Ó× ÔÖÓÚ × Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØÓ Ò Ð Ò × ×Ù Ø Ø Ø Ð ×Ø Ò Ó Ø× Ú ÖØ × Ö Ò ÒØØ Ó áÒ 1⁄2 ¿ μ ×o ÓÓ× Ò Ø × Ò Ð Ò × × ÒÔÙØ ØÓ ÀÓÔ ÖÓ Ø3× ÔÖÓ Ð Ñ Ò ÔÐ Ò Ø Ò ÔÓ ÒØ× Ú ÖÝ Ò Ö Ø 1 Ö Ú ÖØ × ×Ù ×Ø× Ø Ø ØÓ × ÓÐÚ Ø ÔÖÓ Ð Ñ × ÓÙÐ Ö ÕÙ Ö Ò Ô ÓÒ Ø Òר Ø áÒ 1⁄2 ¿ μ Ð Ò × Ò ÒØ ØÓ Ø Ò Ö Ý Ú ÖØ Ü̧ ÓÖ ØÓØ Ð Ó áÒ ¿ μ Ø Ñ o Ì × Ö ÙÑ ÒØ Ò Ñ Ö ÓÖÓÙ× Ö Ø Ó« Ö× × ØÖÓÒ ÒØØ ØØ Ó Øa ́ Ò ¿ μ Ñ Ø ÒÓØ ×Ý o Ì ÓÙÒ Ø× Ð × ÒÓØ Ò Ú ̧ ÐØ ÓÙ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ Ý Å ØÓÙ× ̧ × ÓÒ ×Ù ØÐ Ù× Ó ÙØØ Ò ×̧ ÓÑ × Ò Öo ÌÀ ÇÊ Å o¿o¿ Å Ø ¿ ÌÓ Û Ø Ö Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ò Ð Ò × Ò Ø ÔÐ Ò Ö Ö Ó ÒÝ Ò Ò Ò ÓÒ Ò Ø Ñ Ò ¿ 3⁄4 ḈÐÓ £ Òμ o ËÁÅÈÄ Ê Æ Ë Ê ÀÁÆ ÌÛÓ ×× ÒØ Ð ØÓÓÐ× Ò × Ò Ò Ø × ØÖÙ ØÙÖ × ÓÖ × ÑÔÐ Ü Ö Ò × Ö Ò Ö Ø × ÑÔÐ Ð Ô ÖØ Ø ÓÒ Ò Ø ×Ô ÒÒ Ò Ô Ø o Ï Ñ ÒØ ÓÒ Ø Ý Ö ×ÙÐ Ø× ÓÙØ Ø × ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ× o × Ñ ØØ Ö Ó Ø ÖÑ ÒÓÐ Ó Ý ̧Û × ÝØ Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò ÙØ× Ð Ò × Ñ ÒØ Ø Ò Ø Ö× Ø× Ø ÙØ Ò Ø Ö Ó Ø× Ò ÔÓ ÒØ× o Ì Ò ÔÓ ÒØ× Ó ×ÕÙ Ö Ö Ò × ÐÝ ÓÒÒ Ø Ý Ô Ø ×Ó Ø Ø ÒÓ Ð Ò ÙØ× ÑÓÖ Ø Ò ÖÓÙ ÐÝ Ô Ò ×o Ì ÓÔØ Ñ Ð Ð ÓÛ1 ÙØØ Ò ×Ô ÒÒ Ò Ô Ø ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ Ó Þ ÐÐ Ò Ï ÐÞÐ Ò Ö Ð Þ × Ø × Ö ×ÙÐ Ø ØÓ ÒÝ× ØÓ Ô ÓÒ Ø× Ò ÒÝ Ñ Ò× ÓÒo Ä ÅÅ o¿o Ï ÒÝ × Ø Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ê Ò ÓÖ Ö × Ô 1⁄2 Ô Ò ̧ Ò ×Ù Û Ý Ø Ø ÒÓ ÝÔ ÖÔÐ Ò ÙØ× ÑÓÖ Ø Ò Ò 1⁄2 1⁄2 × Ñ ÒØ× Ó Ø ÓÖÑ Ô Ô ·1⁄2 ̧ ÓÖ ×ÓÑ ÓÒ× Ø ÒØ 1⁄4o Ë ÑÔÐ Ð Ô ÖØ Ø ÓÒ× Ò Ö Ð Þ Ø ÒÓØ ÓÒ Ó ×Ô ÒÒ Ò Ô Ø Ý ÓÒ× Ö Ò ÒÓØ Ùר ×̧ o o̧ Ô Ö× Ó ÔÓ ÒØ×̧ ÙØ Ð Ö Ö ×Ù × Ø× Ó Ø Ño Ò̧ Û Û × ØÓ Ñ Ò Ñ Þ Ø ÙØØ Ò ÒÙÑ Ö̧ o o̧ Ø ÒÙÑ Ö Ó ×Ù × Ø× ÝÔ ÖÔÐ Ò Ò ÙØ Ø ÖÓÙ o Ò ÓÔØ Ñ Ð ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ × ÓÒ ÙØØ Ò × Û × × ÓÚ Ö Ý Å ØÓÙ× o Ä ÅÅ o¿o Å Ø 3⁄4 Ú Ò × Ø È Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ê ́ 1⁄2μ̧ ÓÖ ÒÝ ÒØ Ö 1⁄2 Ö Ò 3⁄4 Ø Ö Ü ×Ø× × ÑÔÐ Ð Ô ÖØ Ø ÓÒ Û Ø ÙØØ Ò ÒÙÑ Ö ḈÖ 1⁄2 1⁄2 μ ×Ù Ø Ø Ò Ö È 3⁄4Ò Ö ÓÖ ́È Ê μ Ò Ø Ô ÖØ Ø ÓÒo Ì Ô ÖØ Ø ÓÒ ØÖ Ó« Ö× × ÑÔÐ ×ÓÐ ÙØ ÓÒ ØÓ × ÑÔÐ Ü Ö Ò × Ö Ò o Ø ÒÓ ̧ רÓÖ Ø ×ÙÑ Ó Ø Û Ø× Ó Ø ÔÓ ÒØ× ××Ó Ø Û Ø Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò Ö ÓÒo Ú Ò ÕÙ ÖÝ × ÑÔÐ Ü ̧Û ÔÖÓ ØÓ ÜÔÐ ÓÖ ÐÐ Ð Ö Ò Ú Ó Ø ÖÓÓØ Ò Û Ø Ö ÒØ Ö× Ø× Ø Ö ÓÒ Ê Ó Ú ́ μ Ø Ò×Û Ö × Ý ×̧ ÙØ Ó × ÒÓØ ÓÑ ÔÐ Ø ÐÝ Ò ÐÓ× Ø Ö ÓÒ Ê Ó Ú ̧ Ø Ò Û Ú × Ø Ú Ò Ö ÙÖ× ́ μ Ø Ò×Û Ö × Ý ×̧ ÙØ ÓÑÔÐ Ø ÐÝ Ò ÐÓ× × Ê ̧ Û × ÑÔÐ Ý ØÓ ÓÙÖ ÙÖÖ ÒØ Û Ø ÓÙÒØØ × Ù ÑÓ Ø Û Ø× Û Ø Ò È ̧Û ÔÔ Ò× ØÓ × ØÓÖ Ø Ú ́ μ Ø Ò×Û Ö × ÒÓ̧ Û Ó ÒÓØ Ö ÙÖ× Ø Ú o Ì ÔÔÐ Ø ÓÒ Ó Ä ÑÑ o¿o ÓÖ Ð Ö ÒÓÙ ÓÒר ÒØ Ö Ý Ð × Ô ÖØ Ø ÓÒ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 989
1⁄4 o Þ ÐÐ ØÖ ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ Ø Ø ÐÐ ÓÛ× Ù× ØÓ Ô Ö ÓÖÑ × ÑÔÐ Ü Ö Ò × Ö Ò Ò ḈÒ 1⁄2 1⁄2 ·̄ μ ÕÙ ÖÝ Ø Ñ ̧ ÓÖ ÒÝ ¬Ü ̄ 1⁄4̧ Ù× Ò Ç ́Òμ × ØÓÖ o ÑÓÖ ÓÑÔÐ Ü Ö ÙÑ ÒØ Ý Å ØÓÙ × Ø× Ö Ó Ø ̄ Ø ÖÑ Ò Ø ÜÔ ÓÒ ÒØo ÌÀ ÇÊ Å o¿o Å Ø 3⁄4 Ú Ò Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ê ̧ Ø Ö Ü ×Ø× Ð Ò Ö × Þ Ø ×ØÖÙ ØÙÖ Û Ø Û × ÑÔÐ Ü Ö Ò × Ö Ò Ò ÔÖ ÓÖÑ Ò Ø Ñ ḈÒ 1⁄2 1⁄2 μ Ô Ö ÕÙ ÖÝo Á ×ÙÔ ÖÐ Ò Ö ×ØÓÖ × Ú Ð Ð ̧ Ø Ò ×Ô 1Ø Ñ ØÖ Ó«× Ö Ô Ó×× Ð o 1 Þ ÐÐ ̧ Ë Ö Ö̧ Ò Ï ÐÞÐ ËÏ 3⁄4 ÔÖÓÚ Ø Ø × ÑÔÐ Ü Ö Ò × Ö Ò Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ê Ò ÓÒ Ò ḈÒ 1⁄2·̄ Ñ 1⁄2 μ ÕÙ ÖÝ Ø Ñ ̧ Ù× Ò Ø × ØÖÙ ØÙÖ Ó × Þ Ņ̃ ÓÖ ÒÝ Ò Ñ Ò o Å ØÓÙ× Å Ø ¿ × Ð ØÐÝ Ñ ÔÖÓÚ Ø ÕÙ ÖÝ Ø Ñ ØÓ ḈÒ́ÐÓ Ñ Òμ ·1⁄2 Ñ 1⁄2 μ̧ ÓÖ Ñ Ò Ð Ö ÒÓÙ o ÈÇÄ À Ê Ä Ä ÇÊÁÌÀÅ Ë Ï × Ù×× ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó Ø × Ö Ô Ò Ý Ñ Ø Ó ØÓ ÓÒÚ Ü ÙÐÐ×̧ Î ÓÖÓÒÓ 1 Ö Ñ×̧ Ð ×Ô ÒØ Ö× Ø ÓÒ̧ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ̧ Ò ÓØ Ö ÓÖ Ñ× Ó ÓÒÚ Ü ÔÖÓ1 Ö ÑÑ Ò o Ì ÔÖÓ Ð Ñ Ó ÓÑ ÔÙØ Ò Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ê Ö Ù × Ý Ù ÐØ Ý ØÓ Ø Ø Ó ÓÑÔÙØ Ò Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ò Ð ×Ô ×o ÁÒ Ø ÓÒ̧ ÓÑÔÙØ Ò Ø Î ÓÖÓÒÓ Ö Ñ ́ÓÖ̧ ÕÙ Ú Ð ÒØÐÝ ̧ Ø Ð ÙÒ Ý ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒμ Ó ¬Ò Ø × Ø Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ù Ð Ò 1×Ô Ò Ö Ù Ò Ð Ò Ö Ø Ñ ØÓ ÓÒÚ Ü ÙÐÐ ÔÖÓ Ð Ñ Ò ́ · 1⁄2μ1×Ô o Ò ÓÔØ Ñ Ð Ð ×Ô ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ð ÓÖ Ø Ñ Ò Ø Ò Ù× ÓÖ ÓØ Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ò Ø Î ÓÖ ÓÒÓ Ö Ñ ÔÖÓ Ð Ñ×o Ì ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ò Ð ×Ô × × ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ ÖÓÒ Û Ø ḈÒ 3⁄4 μ × ́ Ò Ô Ó×× ÐÝ × Ñ ÒÝ × Ø Øμo × ÑÔÐ ÔÔÖÓ ØÓ Ø Ð ×Ô ÒØ Ö× Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ × ØÓ Ò× ÖØ Ð 1 ×Ô ÓÒ Ø Ö Ø ÓØ Ö Ò Ñ ÒØ Ò Ø ÙÖÖ ÒØ Ò Ø Ö× Ø ÓÒ × Û Óo × ÑÔÐ Ø ×ØÖ Ù ØÙÖ ÓÒ× ×Ø Ò Ó ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ó Ø ÙÖÖ ÒØ Ò Ø Ö× Ø ÓÒ Ô ÓÐÝ ÖÓÒ̧ ØÓ Ø Ö Û Ø Ô ÖØ Ø Ö Ô Ò Ø Ò Û ÝÔ ÖÔÐ Ò ÒØ Ö× Ø× Û ÐÐ Ó Ø ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ̧ × ×ÙÆ ÒØØ ÓÑ Ø × ÔÖÓ ×× Æ ÒØo ÁÒ Ø̧ Ø ÓÖ Ö Ó Ò× ÖØ ÓÒ × Ö Ò ÓŅ̃ Ø Ò Ø ÓÐÐ ÓÛ× ÖÓÑ Ø ÛÓÖ Ó Ð Ö ×ÓÒ Ò Ë ÓÖ Ë Ø Ø̧ Û Ø Ø Ö Ø × ÙÔÔ ÓÖØ Ò Ø × ØÖÙ ØÙÖ ̧ Ø ÜÔ Ø ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ó Ø Ð ÓÖ Ø Ñ Ò Ñ ØÓ ÓÔØ Ñ Ðo Ý ÓÑ Ò Ò Ø Ù× Ó ̄1Ò Ø×̧ ̄1 ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÓÒ×̧ ̄1 ÙØØ Ò ×̧ Ò ÔÖÓ Ù Ø × Ø × Ýר Ñ×̧ Þ ÐÐ ¿ × Ó Û ÓÛ ØÓ ÓÑÔÙØ Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ø ÖÑ Ò ×Ø ÐÐÝ Ò ÓÔØ Ñ Ð Ø Ñ ́Ì ÓÖ Ñ o¿o μ × Ð ÓÖ Ø Ñ Û × ×Ù × ÕÙ ÒØÐ Ý × ÑÔÐ ¬ Ý Ö ÓÒÒ Ñ ÒÒ̧ Þ ÐÐ ̧ Ò Å ØÓÙ × Å o ÌÀ ÇÊ Å o¿o Ì ÔÓÐ Ý ÖÓÒ ÓÖÑ Ý Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ò Ð ×Ô × Ò Ê Ò ÓÑÔÙØ Ò ḈÒ ÐÓ Ò · Ò 3⁄4 μ Ø Ñ o × Ò Ø ÖÐ Ö̧ Ø × Ö ×ÙÐ Ø × ØÛÓ ÑÔÓÖØ ÒØ ÓÒ× ÕÙ Ò × ÓÔØ Ñ Ð Ð Ó1 Ö Ø Ñ× ÓÖ ÓÒÚ Ü ÙÐÐ × Ò ÓÖ Î ÓÖÓÒÓ Ö Ñ×o ÌÀ ÇÊ Å o¿o Ì ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó × Ø Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ê Ò ÓÑÔÙØ Ø ÖÑ Ò ×Ø ÐÐÝ Ò ḈÒ ÐÓ Ò · Ò 3⁄4 μ Ø Ñ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 990
ÔØ Ö Ì × Ö Ô Ò Ý Ñ Ø Ó Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ 1⁄2 ÌÀ ÇÊ Å o¿o Ì Î ÓÖÓÒÓ Ö Ñ ́ÓÖ Ð ÙÒ Ý ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒμ Ó × Ø Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ò ÓÑÔÙØ Ø ÖÑ Ò ×Ø ÐÐÝ Ò ḈÒ ÐÓ Ò · Ò 3⁄4 μ Ø Ñ o Ä Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò × Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó Ñ Ò Ñ Þ Ò Ð Ò Ö ÙÒ Ø ÓÒ Ì Ü̧ ×Ù Ø ØÓ Ø ÓÒ× ØÖ ÒØ× Ü Ò Ü 1⁄4̧ Û Ö × Ò Ò1 Ý1 Ñ ØÖ Ü̧ 3⁄4 Ê Ò ̧ Ò Ü 3⁄4 Ê o Ì × Ö Ô Ò Ý Ñ Ø Ó Ò Ù× ØÓ Ö Ú Ø ÖÑ Ò ×Ø Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ø Ø × Ð Ò Ö Ò Ò Ò × Ò ÐÝ ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð Ò o Ì ×Ø Ö ÓÙØ ØÓ Ø × Ö ×ÙÐ Ø × Ú Ò ×ØÖ Ø ÓÖÑ Ð ×Ņ̃ ÐÐ ÄÈ1ØÝ Ô ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ̧ Ù ØÓ Ë Ö Ö Ò Ï ÐÞÐ ËÏ 3⁄4 ́× Ð×Ó ÅËÏ μ Ø Ø ÔÐ × Ø Ñ Ø Ó Ò ÑÙ ÑÓÖ Ò Ö Ð ÓÒØ ÜØ Ò Ð ÐÓÛ× ÓÖ Ú Ò ÑÓÖ ×ÙÖ ÔÖ × Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ×o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø Ò Ù× ØÓ ÔÖÓÚ Ø Ø̧ Ú Ò Ò ÔÓ ÒØ× Ò̧ × Ý ̧ Ê ̧ Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø Ò ÐÓ× Ò ÐÐ Ô×Ó Ò ÓÙÒ Ò Ç ́Òμ Ø Ñ o Ò ÄÈ1ØÝ Ô ÔÖÓ Ð Ñ × ×Ô ¬ Ý Ô Ö ́À Ûμ̧ Û Ö À × ¬Ò Ø × Ø Û Ó× Ð Ñ ÒØ× Ö Ø ÓÒ×ØÖ ÒØ× Ó Ø ÔÖÓ Ð Ņ̃ Ò Û × ÙÒ Ø ÓÒ Ñ ÔÔ Ò ÖØ Ò ×Ù × Ø× Ó À ØÓ ØÓØ ÐÐÝ ÓÖ Ö ÙÒ Ú Ö× ́Ï μo Ò Ð Ñ ÒØ 3⁄4 À × × ØÓ Ú ÓÐ Ø × Ù × Ø À Û́ μ Û ́ μo × × Ó À × Ñ Ò Ñ Ð × Ø Ó ÓÒ× ØÖ ÒØ× Û Ø Ø × Ñ Óר × ̧ o o̧ Û́ μ Û́ μ Ò Û́ μ Û ́ μ ÓÖ ÒÝ o Ì ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ñ Ò× ÓÒ Ó ́À Ûμ̧ ÒÓØ Ý Æ̧ × Ø Ñ Ü ÑÙÑ × Þ Ó ÒÝ × × ́Ó ÒÝ ×Ù × Ø Ó Àμo Ì Ó × ÓÐÚ Ø ÔÖÓ Ð Ñ ́À Ûμ × ØÓ ¬Ò × × Ó Ào Ï Ò Û ×Ô ¬ ××ÙÑÔØ ÓÒ× ØÓ Ñ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð × Ò× Ó Ø × Ö Ñ ÛÓÖ o 1⁄2o ÅÓÒ ÓØ ÓÒ ØÝo Ú Ò ÒÝ À̧ Û́ μ Û́ μo 3⁄4o ÄÓ Ð ØÝo Á 3⁄4 À Ú ÓÐ Ø × À̧ Ø Ò Ø Ú ÓÐ Ø × ÒÝ × × Ó o ¿o ÇÖ Ð o Ú Ò × × Ó ×ÓÑ ×Ù × Ø Ó À̧ Ð Ø Î ́ μ ÒÓØ Ø × Ø Ó Ú ÓÐ Ø Ò ÓÒ×ØÖ ÒØ×o ÓÒ× Ö Ø × Ø × Ýר Ñ ́À Êμ̧ Û Ö Ê × Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó × Ø× Î ́ μ̧ ÓÖ ÐÐ × × o ÁØ × ×× ÙÑ Ø Ø ́À Êμ × ÓÙÒ Î 1 Ñ Ò× ÓÒ̧ Ò Ð Ø ­ Ø× × ØØ Ö ÙÒ Ø ÓÒ ÜÔÓÒ ÒØo ÁÒ ÔÖ Ø ̧ ­ × Ø Ö ÕÙ Ð ØÓ ÓÖ Ð Ö Ö Ø Ò Æo Ú Ò ÒÝ× Ù × Ø À̧ Ø ÓÖ Ð ÓÑ ÔÙØ × Ø × Ø Ê Ò Ø Ñ Ḉ ­·1⁄2 μo ÀÓÛ Ó × Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ¬Ø ÒØÓ Ø ÄÈ1ØÝÔ Ö Ñ ÛÓÖ ÓÖ × ÑÔÐ ØÝÓ ÜÔÐ Ò Ø ÓÒ̧ Û × ×ÙÑ Ø Ø Ø ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÙÒ Ø ÓÒ × Ó Ø ÓÖÑ ́1⁄2 1⁄4 1⁄4μ Ì Ü̧ Ò Ø Ø Ø ×Ý× Ø Ñ × × Ð ́ μ À × Ø × Ø Ó Ò ÐÓ× Ð ×Ô × ÓÖÑ ÝØ Ò ÕÙ Ð Ø × Ü ́ μÏ Ê ̧ ÓÖ Ö Ð Ü Ó Ö Ô ÐÐÝ ́ μ Ú Ò À̧ Û́ μ × Ø ÙÒ ÕÙ ́Ð Ü Ó Ö Ô ÐÐ Ýμ Ñ Ò Ñ Ð ÔÓ ÒØ Û Ø ÒÓÒÒ Ø Ú ÓÓÖ Ò Ø × Ò Ø Ð ×Ô × Ó o Ð ×Ô 3⁄4 À Ú ÓÐ Ø × À Û́ μ Û ́ μ̧ Û Ñ Ò× Ø Ø Ò ØÓ ÛÓÙÐ ×ØÖ ØÐÝ Ò Ö × Ø Óר Ó Ø ÓÔØ Ñ Ð ×ÓÐ ÙØ ÓÒ ÓÑ ØÖ ÐÐÝ ̧ Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ØÓ ÙØ× Ó« Ø ÓÐ ×ÓÐ ÙØ ÓÒ ÖÓÑ Ø Ò Û × Ð × Øo × × ÓÒ× ×Ø× Ó Ø ÑÓ× Ø Ð ×Ô ×̧ Ò Ø× ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ñ Ò× ÓÒ × o ÅÓÒÓØÓÒ ØÝ × Ý× Ø Ø Ø ÖÓÛ Ò Ò Ø ÓÒ Ð ÓÒ×ØÖ ÒØ× ÒÒÓØ ÑÔÖ ÓÚ Ø ÓÔØ Ñ Ð ×ÓÐ ÙØ ÓÒo ÄÓ Ð ØÝ Ñ Ò× Ø Ø Ø Ú ÓÐ Ø ÓÒ Ó × Ø Ó ÓÒ×ØÖ ÒØ× Ò ÐÛ Ý× Û ØÒ ×× ÐÓ ÐÐÝ Ý Ó Ù× Ò ÓÒ ÒÝ ÓÒ Ó Ø× × ×o Ì ÓÖ Ð Ò ÑÔÐ Ñ ÒØ × ÐÝ ×Ó × ØÓ ÖÙÒ Ò Ø Ñ Ḉ ·1⁄2 μo Ë ÓÐÚ Ò Ò ÄÈ1ÌÝÔ È Ö Ó Ð Ñ ËØ Ô 1⁄2o Ä Ø Ñ Ü Æ ­ o Á À ÐÓ ÓÖ ×ÓÑ ×Ù Ø ÐÝ Ð Ö ÓÒ× Ø ÒØ ̧ ÓÑ ÔÙØ × × Ó À Ý Ò ÐÐ ÔÓ×× Ð 1ØÙÔÐ × Ó © 2004 by Chapman & Hall/CRC 991
3⁄4 o Þ ÐÐ ÓÒ× ØÖ ÒØ× Ò Ø ÓÖ Ö 1⁄2 Æ ̧ Ò Ô Ò Ø ¬Ö ר ÓÒ Ø Ø × ÒÓØ Ú ÓÐ Ø Ý Ò Ý ÓÒ× ØÖ ÒØÓ Ào ËØ Ô 3⁄4o ÓÑ ÔÙØ ́1⁄2 3⁄4 μ1Ò Ø Æ ÓÖ ́À Êμo ËØ Ô ¿o Ò × × Ó Æ Ö ÙÖ× Ú ÐÝo Ä Ø Î Ø × Ø Ó ÓÒ× ØÖ ÒØ× Ó À Ø Ø Ú ÓÐ Ø o Á Î ̧ Ø Ò Ö ØÙÖ Ò Ò ×ØÓÔ Ð× ÐÐ Ó Ø Ú ÓÐ Ø Ò ÓÒ×ØÖ ÒØ× ØÓ Ø × Ø Æ Ò Ö Ô Ø ËØ Ô ¿o ×× ÙÑ Ò Ø Ø̧ Ú Ò ÒÝ × × Ò ÓÒ×ØÖ ÒØ 3⁄4 À̧ ØÓ Ø ×Ø Û Ø Ö Ú ÓÐ Ø × ÓÖ ÒÓØ Ò ÓÒ Ò Ø Ñ Ḉ μ ̧Û × Ø × Ò ØÝÔ Ð ÔÔÐ 1 Ø ÓÒ×̧ ÄÈ 1ØÝÔ ÔÖÓ Ð Ñ× Ò × ÓÐÚ Ò Ø Ñ Ð Ò Ö Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó ÓÒ× ØÖ ÒØ× Ò ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ú Ö Ð ×o Þ ÐÐ Ò Å ØÓÙ× ÔÖÓÚ Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ÌÀ ÇÊ Å o¿o1⁄21⁄4 Å Ò ÄÈ1ØÝÔ Ô Ö Ó Ð Ñ ́À Ûμ Ò × Ó Ð Ú Ò Ø Ñ À ¡Ḉ ÐÓ μ ̧ Û Ö × Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ñ Ò× ÓÒ ÓÖ Ø ÜÔÓÒ ÒØ Ò Ø ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ó Ø ÓÖ Ð ̧ Û Ú Ö × Ð Ö Öo Ï ÑÒ Ø ÓÒ ØÛÓ ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó Ø × Ö ×ÙÐ Ø̧ Ð×Ó Ø Ò ÖÓÑ Å o Ì ¬Öר ÓÒ × Ð Ò Ö Ø ÖÑ Ò ×Ø Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Û Ø ÒÝ ¬Ü ÒÙÑ 1 Ö Ó Ú Ö Ð ×o Ì × ÓÒ ÓÒ Ö ×× × Ø ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ó ¬Ò Ò Ø ÄÓÛÒ Ö1 ÂÓ Ò ÐÐ Ô×Ó Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò 1×Ô ̧ o o̧ Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø ÐÐ Ô×Ó Ò ÐÓ× Ò Ø Ò ÔÓ ÒØ× ́Û × Ò Ó ÛÒ ØÓ ÙÒ ÕÙ μo ÌÀ ÇÊ Å o¿o1⁄21⁄2 Ä Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Û Ø Ò ÓÒ ×ØÖ ÒØ× Ò Ú Ö Ð × Ò × Ó Ð Ú Ò Ḉ μ Ò Ø Ñ o ÌÀ ÇÊ Å o¿o1⁄23⁄4 Ì ÐÐ Ô×Ó Ó Ñ Ò ÑÙÑ ÚÓÐ ÙÑ Ø Ø Ò ÐÓ× × × Ø Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ê Ò ÓÑÔÙ Ø ÒØ Ñ Ḉ 3⁄4 μ Òo ÄÇÏ Ê ÇÍÆ Ë ÇÊ Ê Æ Ë Ê ÀÁÆ Ò Ó« 1Ð Ò Ö Ò × Ö Ò ÔÖÓ Ð Ñ × ×Ô ¬ Ý Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ñ Ö ÓÒ× Ò Ê o ÔÓ ÒØ Ô × ×× Ò Û Ø Ü Ó× Ò Ò Ò Ø Ú Ö ÓÙÔ ÓÖ × Ñ ÖÓÙÔo Ì ÓÙØÔÙØ × ÓÙÐ Ø ×ÙÑ Ó Ø Û Ø× Ó Ø ÔÓ ÒØ× Û Ø Ò Ó Ø Ñ Ö ÓÒ×o ÁÒ Ø Ó Ò1Ð Ò Ú Ö× ÓÒ Ó Ø ÔÖÓ Ð Ņ̃ Ø ÔÓ ÒØ× Ò Û Ø× Ö ÔÖ ÔÖÓ ×× ÒØÓ Ø ×ØÖ Ù ØÙÖ Ò ÕÙ ÖÝ × Ö ÓÒ Û Ó× Û Ø ×ÙÑ ÓÒ× Ø ØÙØ × Ø ÓÙØÔÙØo ÖÓÑ Ø Ð Ö Ô Ö×Ô Ø Ú Ó Ò Û Ø×̧ Ó«1Ð Ò Ö Ò × Ö Ò Ò Ö Ö × Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó ÑÙÐØ ÔÐÝ Ò ¬Ü Ñ ØÖ Ü Ý Ò Ö ØÖ ÖÝ Ú ØÓÖo Ì Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ñ Ö Ò × ÓÖÑ × Ø ×Ý× Ø Ñ ¦̧ Û Ó× Ò Ò Ñ ØÖ Ü Û ÒÓØ Ý o Ì ÔÖÓ Ð Ñ × ØÓ ÓÑÔÙØ Ø Ñ Ô Ü 3⁄4 Ê Ò Ü 3⁄4 Ê Ñ o Ï Ù× Ð Ò Ö Ö Ù Ø ÑÓ Ð Û Ø ÓÙÒ Ó Æ ÒØ×o Ì × × Ö Ø Ý Ð Ö Ô Û Ó× ÒÓ ×̧ Ø Ø ×̧ Ú Ò Ö 3⁄4o Ï Ø Ø × ××Ó Ø ØÛÓ ÓÑÔÐ Ü ÒÙÑ Ö× « ¬ Ó ÑÓ ÙÐ Ù× Ç ́1⁄2μo Ì Ø Ø × ØÛÓ ÓÑ ÔÐ Ü ÒÙÑ Ö× × ÒÔÙØ Ò ÓÙØÔÙØ× « · ¬ o Ì × Þ Ó Ø Ö Ù Ø × Ø ÒÙÑ Ö Ó ×o Ì ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ó Ø Ñ ØÖ Ü × Ø × Þ Ó Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø Ö Ù Ø ÓÖ ÓÑÔÙØ Ò Ü Üo Ï ÒÓØ Ø Ø Ø Ö Ù Ø Ô Ò × ÓÒÐÝ ÓÒ Ò ÑÙ× Ø ÛÓÖ ÓÖ ÒÝ Ò Ô Ù ØÜ 3⁄4 Ê Ò o ÁØ × ÒÓØ Ö ØÓ ÔÖÓÚ Ø ØØ × Þ Ó Ø Ö Ù Ø × áÐ Ó Ø μ̧ Û Ö © 2004 by Chapman & Hall/CRC 992
ÔØ Ö Ì × Ö Ô Ò Ý Ñ Ø Ó Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ ¿ × Ø ×ÕÙ Ö ×Ù Ñ ØÖ Ü Ó Û Ó× Ø ÖÑ Ò ÒØ × Ð Ö ×Ø Ò × ÓÐÙØ Ú ÐÙ Ø × × Ø Ð ×× Ð ÅÓÖ Òר ÖÒ ÓÙÒ ÅÓÖ ¿ o ×ØÖ ÓÒ Ö Ö × ÙÐØ̧ Ù ØÓ Þ ÐÐ ̧ Ö Ð Ø × Ø × Þ Ó Ø Ö Ù Ø ØÓ Ø × Ò ÙÐ Ö Ú ÐÙ × Ó Ø Ñ ØÖ Ü o Ä ÅÅ o¿o1⁄2¿ ËÔ ØÖ Ð Ä ÑÑ Ú Ò Ò Ò ¢ Ò ́1⁄4 1⁄2μ1Ñ ØÖ Ü ̧ ÒÝ Ö Ù Ø ÓÖ ÓÑÔÙØ Ò Ü × × Þ Ø Ð ×Ø á ÐÓ μ̧ Û Ö × Ø Ø Ð Ö ×Ø ÒÚ ÐÙ Ó Ì o ×Ð ØÐÝ Û Ö ÓÖ ÑÙÐ Ø ÓÒ Ó Ø ×Ô ØÖ Ð ÓÙÒ Û × Ú Ò Ý Þ ÐÐ Ò ÄÚÓÚ Ä1⁄41⁄2 o ÁØ ÒÚÓÐ Ú × ÓÒÐÝ Ø ØÖ × Ó Ì Ò Ø× ×ÕÙ Ö o Ì × × Ø Ù Ú ÒØ Ø Ø Ú ÖÝ ÓÑÔÓÒ ÒØ Ó Ø ÓÖÑÙÐ × × ÑÔÐ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÒØ ÖÔÖ Ø Ø ÓÒ Ø ØÖ Ó Ì ́Ó Ø× ×ÕÙ Ö μ ÓÙÒØ× Ø ÒÙÑ Ö Ó ÓÒ × ́Ö ×Ôo Ö Ø Ò Ð × Ó ÓÒ ×μ Ò o Ä ÅÅ o¿o1⁄2 Ì Ö Ä ÑÑ Ä1⁄41⁄2 Ú Ò Ò Ò ¢ Ò ́1⁄4 1⁄2μ1Ñ ØÖ Ü ̧ ÒÝ Ö Ù Ø ÓÖ ÓÑÔÙØ Ò Ü × × Þ a ̄ Ò ÐÓ ØÖ Å Ò ̄ Ô ØÖ Å 3⁄4 Ò Û Ö Å Ì Ò ̄ 1⁄4 × Ò Ö ØÖ Ö ÐÝ ×Ñ ÐÐ ÓÒר ÒØo Ì ÓÙÒ × Ò Ñ ÑÓÖ Ò Ö Ð ØÓ ÓÑÑ Ó Ø Û ÐÔ Ø ×̧ o o̧ Ø × Ø Ø Ò ÓÑ ÔÙØ ÒÝ ÙÒ Ø ÓÒ Û Ø×Ó Ú Ö o Ì ×Ô ØÖ Ð Ò ØÖ Ð ÑÑ × Ú Ò Ù× ØÓ Ö Ú ÓÙÒ × ÓÖ ÒÙÑ Ö Ó Ð ×× Ð Ö Ò × Ö Ò ÔÖÓ Ð Ñ×o Ì Ñ ÓÒÓØÓÒ ÑÓ Ð Ó ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ̧ Û Ö ×× ÒØ ÐÐÝ ×Ù ØÖ Ø ÓÒ× Ö × ÐÐ ÓÛ ̧ × Ð×Ó Ò ÒÚ ×Ø Ø o Ï Ñ ÒØ ÓÒ Ø Ñ Ò Ö ×ÙÐ Ø× ÐÓÛ Ò ÜÔÐ Ò Ø Ö Ñ Ò Ò o Ì ÔÖÓÓ × Ö ÐÝ Ú ÐÝ ÓÒ ØÓÓÐ× ÖÓÑ × Ö Ô Ò Ý Ø ÓÖÝ ̧ Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ ÓÒ ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ× Ó Ð ÓÛ1 × Ö Ô Ò Ý ÔÓ ÒØ × Ø× Ò Ø Ò ÕÙ × ÖÓÑ Ö ÑÓÒ Ò ÐÝ× × ØÓ Ò ÐÝÞ Ø ×Ô ØÖ ÙÑ Ó ÓÑ ØÖ Ò Ò Ñ ØÖ ×o Ì Ä o¿o1⁄2 Ö Ù Ø ÐÓÛ Ö ÓÙÒ × ÓÖ Ö Ò × Ö Ò o Ì È Æ Ê Ä ÅÇÆÇÌÇÆ Ü ×1Ô Ö ÐÐ Ð ÓÜ × áÒ ÐÓ ÐÓ Òμ áÒ́ÐÓ Ò ÐÓ ÐÓ Òμ 1⁄2 μ Ë ÑÔÐ × áÒ ÐÓ Òμ áÒ 3⁄4 3⁄4 ́ ·1⁄2μ μ Ä Ò × áÒ ÐÓ Òμ áÒ ¿ μ Ì Ø Ð Ò Ø × ×ÓÑ Ó Ø ÐÓÛ Ö ÓÙÒ × ÒÓÛÒ ØÓ Ø o ÁÒ ÐÐ × ×̧ Ø ÔÖÓ Ð Ñ ÓÒ× ×Ø× Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ê Ò Ò Ö ÓÒ× Û Ó× ØÝÔ × Ò Ø Ò Ø ¬Ö× Ø ÓÐÙÑÒo Ì Ò Ö Ð ÓÐ ÙÑÒ Ö Ö× ØÓ Ø Ö Ù Ø ÑÓ Ð × Ù×× ÓÚ o Ì ÔÖÓÓ × Û Ö Ú Ò ÓÖ « ¬ 3⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄2 ̧ ÙØ ÜØ Ò ØÖ Ú ÐÐÝ ØÓ ÒÝ ÓÑ ÔÐ Ü ÒÙÑ Ö× Û Ø ÓÙÒ ÑÓ ÙÐ Ù×o Ì ÓÙÒ × ÓÖ Ü ×1Ô Ö ÐÐ Ð ÓÜ × Ò × ÑÔÐ × ÛÖ ÔÖ ÓÚ Ò Ò Ñ Ò× ÓÒ 3⁄4 Ò ̧ Ò ̧ Ò ÒÝ Ö Ñ Ò× ÓÒo ÁÒ Ø × Ó Ü ×1Ô Ö ÐÐ Ð ÓÜ ×̧ Ø ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÙÑ Ô× ØÓ áÒ ÐÓ Òμ Ò Ñ Ò× ÓÒ ¢ ́ÐÓ Òμ Ä1⁄41⁄2 o Ì ÓÙÒ ÓÖ Ð Ò × Û × ÔÖÓÚ Ò Ò Ä1⁄41⁄2 o Ì ÑÓÒÓØÓÒ ÓÐÙÑ Ò × ×ÙÑ × Ø Ø « ¬ 3⁄4 1⁄4 1⁄2 Ø Ø Ó Ø Ö1 Ù Øo Ì ÒÓØ Ø ÓÒ á ́Òμμ Ö Ö× ØÓ á ́Òμ ́ÐÓ Òμ Ḉ1⁄2μ μo Ì ÓÙÒ × ÓÖ Ü ×1 Ô Ö ÐÐ Ð ÓÜ × Ò × ÑÔÐ × Û Ö Ú Ò Ò o Ì ÓÙÒ ÓÖ Ð Ò × × Ñ ÒØ ÓÒ Ò 1⁄41⁄4 o ÐÐ Ø Ö ÓÙÒ × Ö ×× ÒØ ÐÐÝ ÓÔØ Ñ Ð Ò Ø Ø ÑÓ Ðo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 993
o Þ ÐÐ ÁØ × × Ò Ø Ò ÓÔ Ò ÕÙ ×Ø ÓÒ ÓÛ Ø Û Ô ØÛ Ò Ò Ö Ð Ò ÒÓÒ1 Ñ ÓÒÓØÓÒ ÓÑÔÐ Ü ØÝ × ØÓ Ö ×ÓÐ Ú o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ × Ð Ò Ö Ò × Ö Ò Ò ḈÒ ÐÓ Òμ ÓÖ ḈÒ ¿ μ ÅÓר Ó Ø ÐÓÛ Ö ÓÙÒ × ÓÖ Ø ÑÓÒÓØÓÒ × Ú Ò ÖÐÝ Ñ Ø Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × Ò ÓØ Ö ÛÓÖ ×̧ ØÓ Ñ « Ø Ú Ù× Ó ÒÓÒÑÓÒÓ1 ØÓÒ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ × Ñ× Ú ÖÝ Æ ÙÐØo Ì × × Ð ØÓ Ø Û ÐÝ Ð Ð Ø Ø Ø Ñ ÓÒÓØÓÒ ÓÙÒ × Ö Ø ØÖÙ Ò×Û Ö×o Ê ÒØÛ ÓÖ Ý Þ ÐÐ 1⁄43⁄4 ×Ø× ÓÙ Ø ÓÒ Ø × ÓÒ ØÙÖ o Ý Ñ Ò× Ó Ö ÔÓ ÒØ× Ò Ð Ò ÕÙ Ö × Ø Ø ÓÙÒ Ó« Ø Ö ÓÙÒ ÖÝ ̧ Ø Ò Ö Ð ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó Ø ÔÖÓ Ð Ñ × × ÓÛÒ ØÓ ¢́Ò ÐÓ Òμ̧ Û Ð Ø Ñ ÓÒÓØÓÒ ÓÑÔÐ Ü ØÝ ×¢ ́ Ò ¿ 3⁄4 μo ÁÒ Ø ÓÒ1Ð Ò Ú Ö× ÓÒ Ó Ö Ò × Ö Ò ̧ Ø Ò ÔÓ ÒØ× Ö ÔÖ ÔÖÓ ×× ×Ó Ø Ø̧ Ú Ò ÕÙ ÖÝ Ö ÓÒ̧ Ø ×ÙÑ Ó Ø Û Ø× Ó Ø ÔÓ ÒØ× Ò Ø Ö ÓÒ Ò ÓÑÔÙØ ÕÙ ÐÝ o Ì ÓÐ ÐÓÛ Ò ÓÙÒ ×̧ ר Ð × Ý Þ ÐÐ Ò Ø ÑÓÒÓØÓÒ ÑÓ Ð̧ Ö ×× ÒØ ÐÐÝ ÓÔØ Ñ Ðo ÓØ Ó Ø Ñ Ñ ÚÝ Ù× Ó Ð ÓÛ1 × Ö Ô Ò Ý ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ× ÓÖ ÔÓ ÒØ × Ø× Ò ÓÙÒ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô ̧ × Û ÐÐ × Ó Ö Ð Ø ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ× Ö × Ò ÖÓÑ À Ð Ö ÓÒÒ3× ÔÖÓ Ð Ñ ÊÓØ 1⁄2 o ÌÀ ÇÊ Å o¿o1⁄2 Ú Ò Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ê ̧ ÓÒ1Ð Ò × ÑÔÐ Ü Ö Ò × Ö Ò Ö ÕÙ Ö × áÒ Ñ 1⁄2 μ ÕÙ ÖÝ Ø Ñ ̧ Ù× Ò Ø ×ØÖÙ ØÙÖ Ó × Þ Ño ÌÀ ÇÊ Å o¿o1⁄2 1⁄4 Ú Ò Ò ÔÓ ÒØ× Ò Ê ̧ ÓÒ1Ð Ò Ö Ò × Ö Ò Û Ø Ü ×1Ô Ö ÐÐ Ð ÓÜ ÕÙ Ö × Ö ÕÙ Ö × áÐ Ó Ò ÐÓ ́3⁄4Ñ Òμμ 1⁄2 Ô Ö ÕÙ ÖÝ̧ Ù× Ò Ø ×ØÖÙ ØÙÖ Ó × Þ Ño ÍÊÌ À Ê Ê ÁÆ Å ÒÝ ×Ô Ø× Ó Ø × Ö Ô Ò Ý Ñ Ø Ó ̧ Ò ÐÙ Ò ÒÓÒ ÓÑ ØÖ ÓÒ ×̧ Ö ÓÚ Ö Ò 1⁄41⁄4 o Ì Ö Ð Ø ØÓÔ Ó Ö Ò ÓÑ Þ Ø ÓÒ × × ÙÖÚ Ý Ò Å Ø o Ì Ñ Ò Ø ÜØ× ÓÒ × Ö Ô Ò Ý Ø ÓÖÝ Ö ̧ Æ 3⁄4̧ Ì ̧ Å Ø × Ð×Ó Ë o Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö 1⁄2¿ ÓÑ ØÖ × Ö Ô Ò Ý Ø ÓÖÝ Ò ÙÒ ÓÖÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒ ÔØ Ö 3⁄43⁄4 ÓÒÚ Ü ÙÐÐ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ× ÔØ Ö 3⁄4¿ Î ÓÖÓÒÓ Ö Ñ× Ò Ð ÙÒ Ý ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× ÔØ Ö ¿ Ê Ò × Ö Ò ÔØ Ö 1⁄4 Ê Ò ÓÑ Þ Ø ÓÒ Ò Ö Ò ÓÑ Þ Ø ÓÒ ÔØ Ö Ä Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ê Ê Æ Ë 1⁄4 È oÃo ÖÛ Ðo È ÖØ Ø ÓÒ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ó Ð Ò × ÁÁ ÔÔÐ Ø ÓÒ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ ¿¿ß ¿̧ 1⁄2 1⁄4o 1⁄2 È oÃo ÖÛ Ðo ÓÑ ØÖ Ô ÖØ Ø ÓÒ Ò Ò Ø× ÔÔÐ Ø ÓÒ ×o ÁÒ Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ Êo ÈÓÐ1 Ð ̧ Ò Êo ËØ Ö̧ ØÓÖ×̧ × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ È Ô Ö× ÖÓÑ Ø ÁÅ Ë ËÔ Ð Ö̧ Ô × 1⁄2ß¿ ̧ Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 1⁄2o ÊË Æo ÐÓÒ ̧ Äo Ê ÓÒÝ ̧ Ò Äo ËÞ Óo ÆÓÖÑ1 Ö Ô × Ú Ö Ø ÓÒ× Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ×o Âo ÓÑ1 Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 3⁄4 1⁄4ß3⁄4 1⁄4̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 994
ÔØ Ö Ì × Ö Ô Ò Ý Ñ Ø Ó Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ ×× ¿ È o ××ÓÙ o Ò× Ø Ø Ñ Ò× ÓÒo ÒÒo ÁÒ× Øo ÓÙÖ Ö̧ ¿¿ 3⁄4¿¿ß3⁄4 3⁄4̧ 1⁄2 ¿o Âo Ò ÏoÏoÄo Òo ÁÖÖ ÙÐ Ö Ø × Ó ×ØÖ ÙØ ÓÒo Î ÓÐ ÙÑ Ó Ñ Ö Ì Ö Ø× Ò Å Ø o̧ Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 o Ë Âo Ò Îo Ìo ËÓ×o × Ö Ô Ò Ý Ø ÓÖÝo ÁÒ Ê oÄo Ö Ņ̃ Åo ÖÓØ× Ð̧ Ò Äo ÄÓÚ ×Þ̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó ÓÑ Ò ØÓÖ ×̧ ÔØ Ö 1⁄2 ̧ Ô × 1⁄2 1⁄4 ß1⁄2 o ÆÓÖØ 1 ÀÓÐÐ Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o Å Ào ÖÓÒ Ò Ñ ÒÒ̧ o Þ ÐÐ ̧ Ò Âo Å ØÓÙ × o ÈÖÓ Ù Ø Ö Ò ×Ô ×̧ × Ò× Ø Ú × Ñ1 ÔÐ Ò ̧ Ò Ö Ò ÓÑ Þ Ø ÓÒo ËÁ Å Âo ÓÑÔÙØo̧ 3⁄4 1⁄2 3⁄4ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o o Þ ÐÐ o ÄÓÛ Ö ÓÙÒ × ÓÒ Ø ÓÑÔ Ð Ü ØÝ Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ö Ò × Ö Ò o Âo Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 3⁄4 ¿ ß ̧ 1⁄2 o 1⁄4 o Þ ÐÐ o ÄÓÛ Ö ÓÙÒ × ÓÖ ÓÖØ Ó ÓÒ Ð Ö Ò × Ö Ò ÁÁo Ì Ö Ø Ñ Ø ÑÓ Ð̧ Âo ××Ó o ÓÑÔÙØo Å o̧ ¿ ¿ ß ¿̧ 1⁄2 1⁄4o ¿ o Þ ÐÐ o ÙØØ Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò × ÓÖ Ú 1 Ò 1 ÓÒÕ Ù Öo × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 ¿o ¿ o Þ ÐÐ o Ò ÓÔØ Ñ Ð ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ð ÓÖ Ø Ñ Ò ÒÝ ¬Ü Ñ Ò× ÓÒo × Ö Ø ÓÑ1 ÔÙ Øo Ó Ño̧ 1⁄21⁄4 ¿ ß 1⁄4 ̧ 1⁄2 ¿o o Þ ÐÐ o ÄÓÛ Ö ÓÙÒ × ÓÖ Ó«1Ð Ò Ö Ò × Ö Ò o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2 ¿ß ̧ 1⁄2 o o Þ ÐÐ o ×Ô ØÖ Ð Ô ÔÖÓ ØÓ ÐÓÛ Ö ÓÙÒ × Û Ø ÔÔÐ Ø ÓÒ× ØÓ ÓÑ ØÖ × Ö Ò o ËÁ Å Âo ÓÑÔÙØo̧ 3⁄4 ß ̧ 1⁄2 o 1⁄41⁄4 o Þ ÐÐ o Ì × Ö Ô Ò Ý Å Ø Ó Ê Ò ÓÑÒ ×× Ò ÓÑ ÔÐ Ü ØÝo Ñ Ö ÍÒ 1 Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ Ö ÓÚ Ö 3⁄41⁄41⁄41⁄4̧ Ô Ô Ö 3⁄41⁄41⁄41⁄2o 1⁄43⁄4 o Þ ÐÐ o Ì ÔÓÛ Ö Ó ÒÓÒ ÑÓÒ ÓØÓÒ ØÝ Ò ÓÑ ØÖ × Ö Ò o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄2 Ø ÒÒÙo Å ËÝ ÑÔÓ× o ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o 1⁄4 o Þ ÐÐ Ò Âo Ö Ñ Òo Ø ÖÑ Ò ×Ø Ú Û Ó Ö Ò ÓÑ × ÑÔÐ Ò Ò Ø× Ù× Ò ÓÑ ØÖÝ o ÓÑ Ò ØÓÖ ̧ 1⁄21⁄4 3⁄43⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 1⁄4o Ä1⁄41⁄2 o Þ ÐÐ Ò o Ä ÚÓÚo Ì × Ö Ô Ò Ý Ó ÓÜ × Ò Ö Ñ Ò× ÓÒo × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 3⁄4 1⁄2 ß 3⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ä1⁄41⁄2 o Þ ÐÐ Ò o ÄÚÓÚo ØÖ ÓÙÒ ÓÖ Ø Ö Ø ÖÝ × Ö Ô Ò Ýo × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 3⁄4 3⁄43⁄41⁄2ß3⁄4¿1⁄2̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Å o Þ ÐÐ Ò Âo Å ØÓÙ × o ÇÒ Ð Ò Ö1Ø Ñ Ø ÖÑ Ò ×Ø Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ¬Ü Ñ Ò× ÓÒo Âo Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ 3⁄41⁄2 ß ̧ 1⁄2 o ËÏ 3⁄4 o Þ ÐÐ ̧ Åo Ë Ö Ö̧ Ò o Ï Ð ÞÐo ÉÙ × 1ÓÔØ Ñ Ð ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × ÓÖ × ÑÔÐ Ü Ö Ò × Ö Ò Ò Ò Û ÞÓÒ Ø ÓÖ Ñ×o Ð ÓÖ Ø Ñ ̧ 1⁄4 ß 3⁄4 ̧ 1⁄2 3⁄4o Ï o Þ ÐÐ Ò o Ï Ð ÞÐo ÉÙ × 1ÓÔØ Ñ Ð Ö Ò × Ö Ò Ò ×Ô × Ó ¬Ò Ø Î 1 Ñ Ò× ÓÒo × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ ß ̧ 1⁄2 o Ð ÃoÄo Ð Ö ×ÓÒo Æ Û ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó Ö Ò ÓÑ × ÑÔÐ Ò Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ o ×1 Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 3⁄4 1⁄2 ß3⁄43⁄43⁄4̧ 1⁄2 o Ë ÃoÄo Ð Ö ×ÓÒ Ò È oÏo Ë ÓÖo ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó Ö Ò ÓÑ × ÑÔÐ Ò Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ̧Á Á o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ ¿ ß 3⁄41⁄2̧ 1⁄2 o Ì Åo ÖÑ ÓØ Ò Êo o Ì Ýo Ë ÕÙ Ò ×̧ × Ö Ô Ò × Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ×oÎ ÓÐÙ Ñ 1⁄2 1⁄2 Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò Å Ø o̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o Ö Âo Ö ×ÓÒ o Æ Û ÐÓÛ Ö ÓÙÒ × ÓÖ ÀÓÔ ÖÓ Ø3× ÔÖÓ Ð Ño × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2 ¿ ß 1⁄2 ̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 995
o Þ ÐÐ Ö 1⁄2 ÅoÄo Ö Ñ Òo ÄÓÛ Ö ÓÙÒ × ÓÒ Ø ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó ×ÓÑ ÓÔØ Ñ Ð Ø ×ØÖÙ ØÙÖ ×o ËÁ Å Âo ÓÑ ÔÙ Øo̧ 1⁄21⁄4 1⁄2ß1⁄21⁄4̧ 1⁄2 1⁄2o ÀÏ o À Ù××Ð Ö Ò o Ï ÐÞÐ o ̄1Ò Ø× Ò × ÑÔÐ Ü Ö Ò ÕÙ Ö ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄4 1⁄23⁄4 ß1⁄2 1⁄2̧ 1⁄2 o ÂÓ oËo ÂÓ Ò×ÓÒ o ÔÔ ÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÔÖÓ Ð Ñ×o Âo ÓÑÔÙØo ËÝ×1 Ø Ñ Ë o̧ 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o ÃÈÏ 3⁄4 Âo ÃÓÑÐ Ó×̧ Âo È ̧ Ò o ÏÓ Ò Öo ÐÑÓר Ø Ø ÓÙÒ × ÓÖ ̄1Ò Ø×o × Ö Ø ÓÑ1 ÔÙ Øo ÓÑo̧ 1⁄2 ¿ß1⁄2 ¿̧ 1⁄2 3⁄4o ÄÓÚ Äo ÄÓÚ ×Þo ÇÒ Ø Ö Ø Ó Ó ÓÔØ Ñ Ð ÒØ Ö Ð Ò Ö Ø ÓÒ Ð ÓÚ Ö×o × Ö Ø Å Ø o̧ 1⁄2¿ ¿ ¿ß¿ 1⁄4̧ 1⁄2 o Å Ø 1⁄4 Âo Å ØÓÙ × o ÓÒ ×ØÖÙ Ø ÓÒ Ó ̄1Ò Ø×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄4 ß ̧ 1⁄2 1⁄4o Å Ø 1⁄2 Âo Å ØÓÙ × o ÙØØ Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ ¿ ß 1⁄4 ̧ 1⁄2 1⁄2o Å Ø 3⁄4 Âo Å ØÓÙ × o Æ ÒØ Ô ÖØ Ø ÓÒ ØÖ ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ ¿1⁄2 ß¿¿ ̧ 1⁄2 3⁄4o Å Ø ¿ Âo Å ØÓÙ× o Ê Ò × Ö Ò Û Ø Æ ÒØ Ö Ö Ð ÙØØ Ò ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄21⁄4 1⁄2 ß1⁄2 3⁄4̧ 1⁄2 ¿o Å Ø Âo Å ØÓÙ × o ÔÔ ÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ× Ò ÓÔØ Ñ Ð ÓÑ ØÖ Ú 1 Ò 1 ÓÒÕ Ù Öo Âo ÓÑÔÙØo ËÝ ×Ø Ñ Ë o̧ 1⁄4 3⁄41⁄4¿ß3⁄41⁄4 ̧ 1⁄2 o Å Ø Âo Å ØÓÙ × o Ì Ø ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × ÓÖ Ø × Ö Ô Ò Ý Ó Ð ×Ô ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2¿ ¿ß 1⁄41⁄2̧ 1⁄2 o Å Ø Âo Å ØÓÙ × o Ö Ò ÓÑ Þ Ø ÓÒ Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝo Âo Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ 3⁄41⁄4 ß 1⁄4̧ 1⁄2 o Å Ø Âo Å ØÓÙ× o ÇÒ × Ö Ô Ò Ý ÓÙÒ × Ú Ù Ð × ØØ Ö ÙÒ Ø ÓÒ ×o Å Ø Ñ Ø ̧ 3⁄4ß ̧ 1⁄2 o Å Ø Âo Å ØÓÙ× o ÓÑ ØÖ × Ö Ô Ò Ý Ò ÁÐ ÐÙ×ØÖ Ø Ù oÎ ÓÐÙ Ñ 1⁄2 Ó Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÑ Òo̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o ÅËÏ Âo Å ØÓÙ × ̧ Åo Ë Ö Ö̧ Ò o Ï Ð ÞÐo ×Ù ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð ÓÙÒ ÓÖ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o Ð ÓÖ Ø Ñ ̧ 1⁄2 ß 1⁄2 ̧ 1⁄2 o ÅÏÏ ¿ Âo Å ØÓÙ× ̧ o Ï Ð ÞÐ̧ Ò Äo Ï ÖÒ × o × Ö Ô Ò Ý Ò ̄1 ÔÔ ÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ× ÓÖ ÓÙÒ Î 1 Ñ Ò× ÓÒo ÓÑ Ò ØÓÖ ̧ 1⁄2¿ ß ̧ 1⁄2 ¿o ÅÓÖ ¿ Âo ÅÓÖ Òר ÖÒo ÆÓØ ÓÒ ÐÓÛ Ö ÓÙÒ Ó Ø Ð Ò Ö ÓÑ ÔÐ Ü ØÝÓ Ø ×Ø ÓÙÖ Ö ØÖ Ò× ÓÖÑo Âo ××Ó o ÓÑÔÙØo Å o̧ 3⁄41⁄4 ¿1⁄4 ß¿1⁄4 ̧ 1⁄2 ¿o Æ 3⁄4 Ào Æ ÖÖ Ø Öo Ê Ò ÓÑ ÆÙÑ Ö Ò Ö Ø ÓÒ Ò ÉÙ × 1ÅÓÒØ ÖÐÓ Å Ø Ó ×o ÅË1 ÆË ̧ ËÁ Å̧ È Ð ÐÔ ̧ 1⁄2 3⁄4o È Âo È Ò È oÃo ÖÛ Ðo ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÑ Ø ÖÝo Ï Ð Ý1 ÁÒØ Ö× o Ë Öo × Ö Ø Å Ø o ÇÔØ Ño̧ Ï Ð Ý̧Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o ÊÓØ 1⁄2 Ão o ÊÓØ o ÇÒ ÔÖÓ Ð Ñ Ó À Ð ÖÓÒÒ o Âo ÄÓÒ ÓÒ Å Ø o ËÓ o̧ 3⁄4 1⁄2 ß3⁄41⁄4 ̧ 1⁄2 1⁄2o Ë Ù 3⁄4 Æo Ë Ù Öo ÇÒ Ø Ò× ØÝ Ó Ñ Ð × Ó × Ø×o Âo ÓÑ ÒoÌ ÓÖÝ Ë Öo ̧1⁄2¿ 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 3⁄4o ËÏ 3⁄4 Åo Ë Ö Ö Ò o Ï ÐÞÐ o ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÙÒ ÓÖ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ò Ö Ð Ø ÔÖÓ Ð Ñ×o ÁÒ ÈÖÓ o Ø ËÝ ÑÔÓ× o Ì ÓÖ Øo ×Ô Ø× ÓÑÔÙØo Ë o̧Ú ÓÐÙ Ñ Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ô × ß o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 3⁄4o Ë 3⁄4 Ëo Ë Ð o ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÔÖÓ Ð Ñ ×Ø Ð ØÝ Ò ÓÖ Ö ÓÖ ÑÓ Ð× Ò Ø ÓÖ × Ò Ò¬Ò Ø ÖÝ Ð Ò Ù ×o È ¬ Âo Å Ø o̧ 1⁄2 3⁄4 ß3⁄4 1⁄2̧ 1⁄2 3⁄4o Î 1⁄2 ÎoÆo Î ÔÒ Ò o o ÖÚÓÒ Ò ×o ÇÒ Ø ÙÒ ÓÖÑ ÓÒÚ Ö Ò Ó Ö Ð Ø Ú Ö ÕÙ Ò1 × Ó Ú ÒØ× ØÓ Ø Ö ÔÖÓ Ð Ø ×o Ì ÓÖÝ ÈÖÓ o ÔÔ Ðo̧ 1⁄2 3⁄4 ß3⁄4 1⁄4̧ 1⁄2 1⁄2o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 996
997 APPLICATIONS OF DISCRETE AND COMPUTATIONAL GEOMETRY
998
ÄÁÆ Ê ÈÊÇ Ê ÅÅÁÆ Å ÖØ Ò Ý Ö̧ Æ ÑÖÓ Å Ó̧ Ò ÑÓ Ï ÐÞÐ ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ Ä Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò × Ñ ÒÝ ÑÔÓÖØ ÒØ ÔÖ Ø Ð ÔÔÐ Ø ÓÒ×̧ Ò × Ð×Ó Ú Ò Ö × ØÓ Û Ó Ý Ó Ø ÓÖÝ o Ë Ë Ø ÓÒ o ÓÖ Ö ÓÑÑ Ò × ÓÙÖ ×o À Ö Û ÓÒ× Ö Ø Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ø ÓÖÑ Ó Ñ Ü Ñ Þ Ò Ð Ò Ö ÙÒ Ø ÓÒ Ó Ú Ö Ð × ×Ù Ø ØÓ Ò Ð Ò Ö Ò ÕÙ Ð Ø ×o Ï Ó Ù× ÓÒ Ø Ö Ð Ø ÓÒ× Ô Ó Ø ÔÖÓ Ð Ñ ØÓ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ ̧ oo ̧Û ÓÒ× Ö Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ò ×Ñ ÐÐ Ñ Ò× ÓÒo ÅÓÖ ÔÖ × ÐÝ ̧ Û ÓÒ ÒØÖ Ø ÓÒ Ø × Û Ö Ò̧ o o̧ ́Òμ × ÙÒ Ø ÓÒ Ø Ø ÖÓÛ × Ú ÖÝ ×ÐÓÛÐÝ Û Ø Òo Ý Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ù Ð ØÝ ̧ Ø × Ð×Ó Ò ÐÙ × Ø × Ò o Ì × × Ò ÐÐ ¬Ü 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ̧ Ø ÓÙ ÓÙÖ Ú ÛÔÓ ÒØ Ö Û ÐÐ ÒÓØ ØÖ Ø × ÓÒר ÒØo ÁÒ Ø × × Ø Ö Ö ×ØÖ ÓÒ ÐÝ Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ ÔÖ ÓÚ Ø Ö Ø Ó Ö ÓÛØ Ó Û Ø Ò × ×Ñ ÐÐ ÒÓÙ o Ì ÔÐ Ò Ó Ø ÔØ Ö × × ÓÐ ÐÓÛ× o ÁÒ Ë Ø ÓÒ o3⁄4 Û ÓÒ× Ö Ø × ÑÔÐ Ü Ñ Ø Ó ̧ Ò Ë Ø ÓÒ o¿ Û Ö Ú Û Ø ÖÑ Ò ×Ø Ð Ò Ö Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ Ò Ë 1 Ø ÓÒ o Ö Ò ÓÑ Þ Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ Ò Ò Ë Ø ÓÒ o Û ÓÒ× Ö Ø Ö Ò ÓÑ Þ 1 Ø ÓÒ Ó Ø Ð ØØ Öo Ë Ø ÓÒ o × Ù×× × Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ö Ñ ÛÓÖ Ó ÄÈ1ØÝÔ ÔÖÓ Ð Ñ×̧ Û ÙÒ ÖÐ Ñ Óר ÙÖÖ ÒØ Ó Ñ Ò ØÓÖ Ð Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò ÐÐÓÛ× Ø Ö ÔÔÐ Ø ÓÒ ØÓ Óר Ó ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ×o ÁÒ Ë Ø ÓÒ o Û Ü Ñ Ò Ô Ö ÐÐ Ð Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ Ø × ÔÖÓ Ð Ņ̃ Ò ¬Ò ÐÐÝ Ò Ë Ø ÓÒ o Û Ö ­Ý × Ù×× Ö Ð Ø ××Ù ×o Ì ÑÔ × × Ø ÖÓÙ ÓÙØ × ÓÒ ÓÑÔÐ Ü ØÝ1Ø ÓÖ Ø ÓÙÒ × ÓÖ Ø Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ø ÓÖÑ o 1⁄2o1⁄2o o1⁄2 ÌÀ ËÁ ÈÊÇ Ä Å ÒÝ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö Ñ ́ÄÈμ Ñ Ý ÜÔÖ ×× Ò Ø Ò ÕÙ Ð ØÝ ÓÖÑ Ñ Ü Ñ Þ Þ Ü ×Ù Ø ØÓ Ü ́ o 1⁄2o1⁄2μ Û Ö 3⁄4 Ê ̧ 3⁄4 Ê Ò ̧ Ò 3⁄4 Ê Ò¢ Ö Ø ÒÔÙØ Ø Ò Ü 3⁄4 Ê Ø Ú Ö Ð ×o Ï Ø ÓÙØ ÐÓ× × Ó Ò Ö Ð ØÝ ̧ Ø ÓÐÙÑ Ò× Ó Ö × ×ÙÑ ØÓ Ð Ò ÖÐÝ Ò Ô Ò ÒØo Ì Ú ØÓÖ Ò ÕÙ Ð ØÝ Ò ́ o1⁄2o 1⁄2μ × Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ø ÓÑÔÓÒ ÒØÛ × Ô ÖØ Ð ÓÖ Ö ÓÒ Ê Ò o Ï Û ÐÐ ÛÖ Ø ÓÖ Ø Ø ÖÓÛ Ó ̧ ×Ó Ø ÓÒ× ØÖ ÒØÑ Ý Ð×Ó ÜÔÖ ×× Ò Ø ÓÖÑ Ü 1⁄2 Ü ́ 1⁄2 Ò μ ́ o 1⁄2o3⁄4μ Ä ÇËË Ê ÓÒ×ØÖ ÒØ ÓÒ Ø ÓÒ Ø Ø ÑÙר × Ø ×¬ Ý ×ÓÐ ÙØ ÓÒo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 999
1⁄21⁄41⁄41⁄4 Åo Ý Ö̧ Æo Å Ó̧ Ò o Ï ÐÞÐ ÁÒ ÕÙ Ð ØÝ ÓÖÑ Ì ÓÖ ÑÙÐ Ø ÓÒ Ó Ø Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ Û Ö ÐÐ Ø ÓÒ×ØÖ ÒØ× Ö Û Ò ÕÙ Ð Ø × Ü o × Ð × Ø Ì × Ø Ó ÔÓ ÒØ× Ø Ø × Ø × Ý ÐÐ Ø ÓÒ×ØÖ ÒØ× o ÁÒ Ø × Ó Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ̧ Ø × ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝ ÖÓÒ Ò Ê o ¬Ò Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ì ÝÔ ÖÔÐ Ò × × Ö Ý Ø ÕÙ Ð Ø × Ü o Ì Ø Ó Ò×ØÖ ÒØ Ò Ò ÕÙ Ð ØÝ ÓÒ× ØÖ ÒØ ר Ø Ø ÖØ Ò ÔÓ ÒØ Ø ÔÓ ÒØ Ð × ÓÒ Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò o ÁÒ × Ð ÔÖÓ Ð Ñ ÔÖÓ Ð Ñ Û Ø Ò ÑÔØÝ × Ð × Øo ÍÒ ÓÙÒ ÔÖÓ Ð Ñ ÔÖÓ Ð Ñ Û Ø ÒÓ ¬Ò Ø Ñ Ü ÑÙÑo Î ÖØ Ü × Ð ÔÓ ÒØ Û Ö Ø Ð ×Ø Ð Ò ÖÐÝ Ò Ô Ò ÒØ ÓÒ× ØÖ ÒØ× Ö Ø Øo ÆÓÒ Ò Ö Ø ÔÖÓ Ð Ñ ÔÖÓ Ð Ñ Û Ö Ø Ú ÖØ Ü ÔÖ × ÐÝ ÓÒ1 ×ØÖ ÒØ× Ö Ø Øo ËØÖÓÒ ÐÝ ÔÓÐ ÝÒÓ Ñ Ð1Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Û Ø ØÓØ Ð ÒÙÑ 1 Ö Ó Ö Ø Ñ Ø ÓÔ Ö Ø ÓÒ× Ò ÓÑÔ Ö ×ÓÒ× ́ÓÒ ÒÙÑ Ö× Û Ó× × Þ × Ô ÓÐ ÝÒÓ1 Ñ Ð Ò Ø ÒÔÙØ Ð Ò Ø μ × ÓÙÒ Ý Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ò Ò Ò ÐÓÒ o Ï Ó × ÖÚ Ø Ø ́ o1⁄2o 1⁄2μ Ñ Ý Ò × Ð ÓÖ ÙÒ ÓÙÒ ̧ ÓÖ Ú ÑÙÐ Ø ÔÐ ÓÔØ Ñ o ÓÑÔÐ Ø Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÑÙר Ø ÓÙÒØÓ Ø × ÔÓ×× Ð Ø ×o ÁÒ Ø × Ó ÑÙÐ Ø ÔÐ ÓÔØ Ñ ̧ Û × ×ÙÑ Ø Ø Û Ú Ñ Ö ÐÝ ØÓ ÒØ Ý ×ÓÑ ÓÔØ ÑÙÑ × ÓÐÙØ ÓÒo ́Ì Ø × Ó ÒØ Ý Ò ÐÐ ÓÔØ Ñ × ÓÒ× Ö ÐÝ ÑÓÖ ÓÑ ÔÐ Ü × Ý ¿̧ 3⁄4oμ Ò ÓÔØ ÑÙÑ Ó ́ o1⁄2o 1⁄2μ Û ÐÐ ÒÓØ Ý Ü 1⁄4 o Ø Ð ×Ø ÓÒ ×Ù ×ÓÐ ÙØ ÓÒ ́ ×× ÙÑ Ò ÓÒ Ü ×Ø× μ × ÒÓÛ Ò ØÓ Ð Ø Ú ÖØ Ü Ó Ø × Ð × Øo Ì Ö × Ð ØØÐ ÐÓ× × Ò × ×ÙÑ Ò ÒÓÒ Ò Ö Ý ÓÖ Ø ÓÖ Ø Ð ÔÙÖÔÓ× ×̧ × Ò Û Ñ Ý Ò¬Ò Ø × Ñ ÐÐÝ Ô Ö ØÙÖ Ø ÔÖÓ Ð Ñ ØÓ Ò×ÙÖ Ø × Ù× Ò Û ÐÐ1 ÒÓÛÒ Ñ Ø Ó × Ë o ÀÓÛ Ú Ö̧ ÓÑÔÐ Ø Ð ÓÖ Ø Ñ ÑÙר Ö Ó Ò Þ Ò Ð Û Ø Ø × ÔÓ×× Ð ØÝ o ÁØ × Û ÐÐ ÒÓÛ Ò Ø Ø Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö Ñ× Ò ×ÓÐÚ Ò Ø Ñ ÔÓÐÝÒÓÑ Ð Ò Ø ØÓØ Ð Ð Ò Ø Ó Ø ÒÔÙØ Ø o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø × ÒÓØ Ò ÓÛÒ Ò Ò Ö Ð Ø Ö × ×ØÖÓÒ ÐÝ Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ño Ì × × ØÖÙ Ú Ò Ö Ò ÓÑ Þ Ø ÓÒ × Ô ÖÑ ØØ o ́ Ð ÓÖ Ø Ñ× Ñ ÒØ ÓÒ ÐÓÛ Ñ Ý × ×ÙÑ Ø ÖÑ Ò ×Ø ÙÒÐ ×× ÓØ ÖÛ × ×Ø Ø oμ Ì Û ÐÝ Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ð ÓÖ Ø Ñ× Ñ ÖÙ Ð Ù× Ó Ø × Þ Ó Ø ÒÙÑ Ö×̧ ×Ó × Ñ ÙÒÐ ÐÝ ØÓ Ð ØÓ × ØÖÓÒ ÐÝ Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ñ Ø Ó ×o ÀÓÛ Ú Ö̧ × ØÖÓÒ ÓÙÒ × Ö ÒÓÛÒ Ò ×ÓÑ ×Ô Ð × ×o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÐÐ Ö ÓÙÒ Ý ÓÒר ÒØ̧ Ø Ò o Ì Ö Ó× Ì Ö × Ú Ò ×ØÖ ÓÒ ÐÝ Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ð ÓÖ Ø Ño o3⁄4 ÌÀ ËÁ ÅÈÄ Å ÌÀÇ Ä ÇËË Ê Ë ÑÔÐ Ü Ñ Ø Ó ÓÖ ÒÓÒ Ò Ö Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ò ÕÙ Ð ØÝ ÓÖ Ņ̃ Ø × Ñ Ø Ó × × Ò ÓÔØ Ñ Ð Ú ÖØ Ü Ý Ø Ö Ø Ú ÐÝ ÑÓÚ Ò ÖÓÑ ÓÒ Ú ÖØ Ü ØÓ ØØ Ö Ò 1 ÓÖ Ò Ú ÖØ Üo È ÚÓØ ÖÙÐ Ì ÖÙÐ ÝÛ Ò ÓÖ Ò Ú ÖØ Ü × Ó× Òo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1000
ÔØ Ö Ä Ò ÖÔ ÖÓ Ö ÑÑ Ò 1⁄21⁄41⁄41⁄2 Ê Ò ÓÑ1 × ÑÔÐ Ü Ð ÓÖ Ø Ñ Ö Ò ÓÑ Þ Ú Ö ÒØ Ó Ø × ÑÔÐ Ü Ñ Ø Ó Û Ö Ø Ò ÓÖ Ò Ú ÖØ Ü × Ó× Ò ÙÒ ÓÖÑÐÝ Ø Ö Ò ÓÑo ÒØÞ 3× × ÑÔÐ Ü Ñ Ø Ó × ÔÖÓ ÐÝ ×Ø ÐÐ Ø ÑÓר ÓÑ ÑÓÒÐ Ý Ù× Ñ Ø Ó ÓÖ × ÓÐÚ Ò Ð Ö Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö Ñ× Ò ÔÖ Ø ̧ ÙØ ́Û Ø ×Ø Ò Ö Ô ÚÓØ ÖÙÐ ×μ ÃÐ Ò Å ÒØÝ × Ó Û Ø Ø ÒØÞ 3× Ô ÚÓØ ÖÙÐ Ñ Ý Ö ÕÙ Ö Ò ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð ÒÙÑ Ö Ó Ø Ö Ø ÓÒ× Ò Ø ÛÓÖ× Ø × o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø Ñ Ý Ö ÕÙ Ö 3⁄4 1⁄2 Ø Ö Ø ÓÒ× Û Ò Ò 3⁄4 o ÇØ Ö Ú Ö ÒØ× Û Ö ×Ù × ÕÙ ÒØÐ Ý × ÓÛÒ ØÓ Ú × Ñ Ð Ö Ú ÓÖo Ï Ð Ø × ÒÓØ ÒÓÛÒ ÓÖ ÖØ Ò Ø Ø ÐÐ ×Ù ×Ø Ú Ö ÒØ× Ó Ø × ÑÔÐ Ü Ñ Ø Ó Ú Ø × ÛÓÖ× Ø × ̧ Ø Ö × Ñ× ØÓ ÒÓ Ö ×ÓÒ ØÓ Ð Ú ÓØ ÖÛ × o ÁÒ ÓÙÖ × Ò̧ Ø × ÑÔÐ Ü Ñ Ø Ó Ñ Ý Ö ÕÙ Ö áÒ 3⁄4 μ Ø Ö Ø ÓÒ× ÃÅ 3⁄4̧ ̧ Ò Ø Ù× Ø × Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð ÓÒÐ Ý ÓÖ Ḉ1⁄2μo Ì × × ×ÝÑ ÔØÓØ ÐÐÝ ÒÓ ØØ Ö Ø Ò ÒÙÑ Ö Ø Ò ÐÐ Ú ÖØ × Ó Ø × Ð Ö ÓÒo Ý ÓÒØ Ö ×Ø̧ à Рà Р3⁄4 Ú Ö Ò ÓÑ Þ × ÑÔÐ Ü1Ð Ð ÓÖ Ø Ñ Ø Ø Ö 1 ÕÙ Ö × ÓÒÐÝ 3⁄4 Ḉ Ô ÐÓ Ò μ Ø Ö Ø ÓÒ× o ́ Ò ÒØ Ð ÓÙÒ Û × Ð×Ó Ú Ò Ý Å 1 ØÓÙ× ̧ Ë Ö Ö̧ Ò Ï ÐÞÐ ÅËÏ ÓÖ ÐÓ× ÐÝ Ö Ð Ø Ð ÓÖ Ø Ñ × Ë Ø ÓÒ o oμ ÓÑ Ò Û Ø Ð Ö × ÓÒ3× Ñ Ø Ó × Ð ̧ Ø × Ö × ÙÐØ× Ò ÓÙÒ Ó Ḉ 3⁄4 Òμ· Ḉ Ô ÐÓ μ ́ o ÅËÏ μo Ì × × Ø ×Ø ×ØÖ ÓÒ ÓÙÒ ÒÓÛÒ̧ ÓØ Ö Ø Ò ÓÖ Ú Ö ÓÙ× ×Ô Ð ÔÖÓ Ð Ñ×̧ Ò Ø × Ú ÒØÐÝ Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ÔÖÓÚ ḈÐÓ 3⁄4 Ò ÐÓ ÐÓ Òμo ÆÓ ÓÑ ÔÐ Ø Ö Ò ÓÑ Þ Ø ÓÒ Ó Ø × Ð ÓÖ Ø Ñ× × ÒÓÛÒ̧ Ò Ø × Ô Ó×× Ð Ø Ø Ö Ò ÓÑ Þ Ø ÓÒ Ñ Ý ÒÙ Ò ÐÝ ÐÔ Ö o ÁÒ Ø × Ö ×Ô Ø̧ Ø ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ó Ø ×Ó1 ÐÐ Ö Ò ÓÑ1 × ÑÔÐ Ü Ñ Ø Ó ́Û Ö Ø Ô ÚÓØ × Ó× Ò ÙÒ ÓÖÑÐÝ Ø Ö Ò ÓÑμ × Ò ÓÔ Ò ÕÙ ×Ø ÓÒo Ë · ̧ À ̧ Ë Ì · 1⁄41⁄2 ÓÖ ×ÓÑ Ð Ñ Ø Ò ÓÖÑ Ø ÓÒo o¿ ÄÁÆ Ê1Ì ÁÅ ÄÁÆ Ê ÈÊÇ Ê ÅÅ ÁÆ Ì ×ØÙ Ý Ó Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Û Ø Ò ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ Û × Ò Ø Ø Ý Ë ÑÓ× Ë × Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ Ó Ò ḈÒ ÐÓ Òμ ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ð ÔÐ Ò ×o ÅÙÐ Ð Ö Ò ÈÖ Ô Ö Ø ÅÈ Ú ÒḈÒ ÐÓ Òμ Ð Ó1 Ö Ø Ñ ÓÖ Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ð ×Ô × Ò Ê ¿ o Ý Ö Ý Ò Å Ó Å ¿ ÓÙÒ ̧ Ò Ô Ò ÒØÐÝ ̧ ÒÇ ́Òμ Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ø Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ø × × 3⁄4 ¿o Å Ó Å Ò Ö Ð Þ Ø ÔÔÖ Ó Ó Ø × Ð ÓÖ Ø Ñ× ØÓ Ö ØÖ ÖÝ ̧ ÖÖ Ú Ò Ø Ò Ð ÓÖ Ø Ñ Ó ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ḉ3⁄4 3⁄4 Òμ̧ Û × Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ÓÖ ÐÓ ÐÓ Ò · Ḉ1⁄2μo Ì × Û × ×Ù × ÕÙ ÒØÐÝ ÑÔÖ ÓÚ Ý Ð Ö ×ÓÒ Ð Ò ÝÖ Ý ØÓ Ḉ¿ 3⁄4 Òμ̧ Û × Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð ÓÖ Ḉ Ô ÐÓ Òμo Å Ó Å ̧ Å Ò Ý Ö Ý ̧ Ý 3⁄4 × ÓÛ Ø Ø Å Ó3× ÓÙÐ Ù× ÓÖ Ñ ÒÝ Ö Ð Ø ÔÖÓ Ð Ñ× Ù Ð Ò ÓÒ 1 ÒØ Ö̧ Ñ Ò ÑÙÑ ÐÐ ÓÒØ Ò Ò ÐÐ×̧ Ñ Ò1 ÑÙÑ ÚÓÐ ÙÑ ÐÐ Ô×Ó ̧ Ø o × Ð×Ó Ø Ö Ò ÓÑ Þ Ñ Ø Ó × Ò ÄÈ 1ØÝÔ ÔÖÓ 1 Ð Ñ× Ò Ø × Ø ÓÒ× ÐÓÛo Ä ÇËË Ê Å ÙÐØ Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ö Ú Ò × Ø Ó ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ò Ò ÓÖ Ð ÓÖ ÐÓ Ø Ò ÔÓ ÒØ Ö Ð Ø Ú ØÓ ÒÝ ÝÔ ÖÔÐ Ò ̧ ÐÓ Ø Ø ÔÓ ÒØ Ö Ð Ø Ú ØÓ ÐÐ Ø ÒÔÙØ ÝÔ ÖÔÐ Ò ×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1001
1⁄21⁄41⁄43⁄4 Åo Ý Ö̧ Æo Å Ó̧ Ò o Ï ÐÞÐ Å Á Ç3Ë Ä ÇÊÁÌÀÅ Ë Ì × Ò Ø × Ð ÓÖ Ø Ñ× × × ÓÐÐ ÓÛ×o ÁØ ÓÐÐÓÛ× ÖÓÑ ÓÒÚ Ü ØÝ ÓÒ× Ö1 Ø ÓÒ× Ø Ø Ø Ö Ø ÓÒ×ØÖ ÒØ× Ò Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö Ñ Ö Ø Ø ́ o o̧ × Ø ×¬ Û Ø ÕÙ Ð ØÝμ Ø Ü 1⁄4 ̧ ÓÖ Ø Ý Ö ÖÖ Ð Ú ÒØo Ï Ò ÒØ Ý ÓÒÐ Ý Ø Ø ÓÒ× ØÖ ÒØ× ØÓ ÒØ Ý Ü 1⁄4 o Ï ÓØ × Ý × Ö Ò ¬Ü ÔÖ ÓÔ ÓÖØ ÓÒ Ó Ø ÖÖ Ð Ú ÒØ ÓÒ× ØÖ ÒØ× Ø Ø Ö Ø ÓÒo Ø ÖÑ Ò Ò Û Ø Ö Ø Ø ÓÒ× ØÖ ÒØ ר Ø Ñ Ó Ù Ò Ø× ØÓ 1 Ø ÖÑ Ò Ò Û × ÓÐ × Ò Ü 1⁄4 o Ì × × Ñ Ò ÑÙÐØ Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ö ÔÖÓ Ð Ño Ú Ò ÒÝ ÝÔ ÖÔÐ Ò « Ü ¬̧ Û Ò Ø ÖÑ Ò Û × Ó « Ü 1⁄4 ¬ ÓÐ × Ý ́Ö ÙÖ× Ú ÐÝμ ×ÓÐ Ú Ò Ø Ö Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö Ñ× Ò 1⁄2ÚÖ Ð ×o Ì × Ö ́ o1⁄2o 1⁄2μ ÔÐÙ× Ü ­̧ Û Ö ­ 3⁄4 ¬ ̄ ¬ ¬ · ̄ ÓÖ ×Ñ ÐÐ ̄ 1⁄4o ́Ï Ò ÒÓØ ¬Ò ̄ ÜÔÐ ØÐÝ Ø Ò Ò Ð ×ÝÑ ÓÐ ÐÐÝ oμ ÁÒ Ó Ø Ø Ö Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö Ñ× Û Ð Ñ Ò Ø ÓÒ Ú Ö Ð ØÓ Ø 1⁄2o Ì Ð Ö ×Ø Ó Ø Ø Ö Ó Ø Ú ÙÒ Ø ÓÒ× Ø ÐÐ× Ù× Û Ö Ü 1⁄4 Ð × Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ø ÝÔ ÖÔÐ Ò o Ï ÐÐ Ø × Ò ÒÕÙ ÖÝ ÓÙØ « Ü ¬o Ì ÔÖÓ Ð Ñ ÒÓÛ Ö Ù × ØÓ ÐÓ Ø Ò Ü 1⁄4 Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ ÔÖÓÔ ÓÖ Ø ÓÒ È ́ μÓ Ø Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ù× Ò ÓÒÐÝ Ǽ μ ÒÕÙ Ö ×o Ì Ñ Ø Ó Ö ÙÖ× Ú ÐÝ Ù× × Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ó × ÖÚ Ø ÓÒ Ò Ê 3⁄4 o Ú Ò ØÛÓ Ð Ò × Ø ÖÓÙ Ø ÓÖ Ò Û Ø ×Ð ÓÔ × Ó ÓÔÔ Ó× Ø × Ò̧ ÒÓÛ Ò Û ÕÙ Ö ÒØ ÔÓ ÒØ Ð × Ò ÐÐÓÛ× Ù× ØÓ ÐÓ Ø Ø Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ø Ð ×Ø ÓÒ Ó Ø Ð Ò × ́× ÙÖ o¿o 1⁄2μo Á ÍÊ o ¿o1⁄2 ÉÙ Ö ÒØ× 1⁄2 ¿ ÐÓ Ø ÓÖ Ð 3⁄4 Õ Ù Ö ÒØ× 3⁄4 ÐÓ Ø ÓÖ Ð 1⁄2 o 2 4 3 l l 1 2 1 Ï Ù× Ø × ÓÒ Ø ¬Ö ר ØÛÓ ÓÓÖ Ò Ø × Ó Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ê o Öר ÖÓØ Ø ÙÒØ Ð 1⁄2 3⁄4 Ò ¬Ò Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ú ÔÓ× Ø Ú Ò 1⁄2 3⁄4 Ò Ò Ø Ú ×Ð ÓÔ × ÓÒ Ø × ÓÓÖ Ò Ø ×o Ì × Ò ÓÒ Ò Ç ́Òμ Ø Ñ Ù× Ò Ñ Ò1¬Ò Ò o Ì Ò Ö ØÖ Ö ÐÝ Ô Ö ÔÓ× Ø Ú Û Ø Ò Ø Ú Ø Ó Ø 1⁄2 3⁄4 Ò Ô Ö× Ó Ø ÓÖÑ Ü 1⁄2 · Ü 3⁄4 · ¡¡¡ ¡¡¡ Ü 1⁄2 Ü 3⁄4 · ¡¡¡ ¡¡¡ Û Ö Ö ÔÖ × ÒØ ÒÓ ÒÒ Ø Ú Ò ÙÑ Ö×̧ Ò Ø ¡¡¡ Ö ÔÖ × ÒØ Ð Ò Ö ÙÒ Ø ÓÒ× Ó Ü ¿ Ü ÓÒ Ø Ð Ø Ò Ö ØÖ ÖÝ ÒÙÑ Ö× ÓÒ Ø Ö Øo Ð Ñ Ò Ø Ò Ü 3⁄4 Ò Ü 1⁄2 Ò Ô Ö Ú × ØÛÓ Ñ Ð × Ë 1⁄2 ̧ Ë 3⁄4 Ó 1⁄2 3⁄4 Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ò 1⁄2 Ñ Ò× ÓÒ× Ó Ø ÓÖÑ Ë 1⁄2 Ü 1⁄2 · ¡¡¡ ¡¡¡ Ë 3⁄4 Ü 3⁄4 · ¡¡¡ ¡¡¡ Ï Ö ÙÖ× Ú ÐÝ ÐÓ Ø Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ 1⁄2 3⁄4 È ́ 1⁄2μÒ ÝÔ ÖÔÐ Ò × Û Ø Ǽ 1⁄2μ ÒÕÙ Ö × Ò Ë 1⁄2 ̧ Ò Ø Ò ÐÓ Ø Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ È ́ 1⁄2μ1 Ö Ø ÓÒ Ó Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò Ô Ö ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ò Ë 3⁄4 o Ï Ú Ø Ò ÐÓ Ø 1⁄2 3⁄4 È ́ 1⁄2μ 3⁄4 Ò Ô Ö× Û Ø 3⁄4Ǽ 1⁄2μ ÒÕÙ Ö ×o Í× Ò Ø Ó × ÖÚ Ø ÓÒ ÓÚ ̧ Ô Ö Ú × Ù× ÐÓ Ø ÓÒ Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ø Ð ×Ø © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1002
ÔØ Ö Ä Ò ÖÔ ÖÓ Ö ÑÑ Ò 1⁄21⁄41⁄4¿ ÓÒ ÝÔ ÖÔÐ Ò Ò Ñ Ò× ÓÒ×̧ o o̧ È ́ μ 1⁄2 3⁄4 È ́ 1⁄2μ 3⁄4 Ǽ μ 3⁄4 Ǽ 1⁄2μ ́ o ¿o1⁄2μ Ë Ò È ́1⁄2μ 1⁄2 3⁄4 Ǽ 1⁄2 μ 1⁄2́ Ý ÐÓ Ø Ò Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ø Ñ Ò Ò Ê 1⁄2 μ̧ ́ o ¿o1⁄2μ Ý Ð × È ́ μ 3⁄4 ́3⁄4 1⁄2μ Ǽ μ 3⁄4 1⁄2 Ú Ò Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ø Ñ ÓÙÒ Ì ́Ò μ ÓÖ × ÓÐÚ Ò ́ o 1⁄2o1⁄2μo Ì ́Ò μ ¿ ¡ 3⁄4 1⁄2 Ì ́Ò 1⁄2μ · Ì ́́1⁄2 3⁄4 ́3⁄4 1⁄2μ μÒ μ·Ç ́Ò μ Û Ø ×ÓÐ ÙØ ÓÒ Ì ́Ò μ Ḉ3⁄4 3⁄4 Òμo ÌÀ Ä ÊÃËÇÆ1 Ê ÁÅÈÊÇÎ Å ÆÌ Ì Ð Ö ×ÓÒ» Ý Ö ÑÔÖ ÓÚ Ñ ÒØ ÓÑ × ÖÓÑ Ö Ô Ø ÐÝ ÐÓ Ø Ò Ò Ë 1⁄2 Ò Ë 3⁄4 ØÓ Ò Ö × È ́ μ Ø Ø ÜÔ Ò× Ó Ǽ μo o Ê Æ ÇÅÁ Ä ÇÊÁÌÀÅË Ý Ö Ò Ö Þ × ÓÛ Ø Ø̧ Ý ÔÔÐÝ Ò Ò Ó Ð Ö ×ÓÒ Ð ØÓ Ú Ö Ò ÓÑ Þ × ÓÐÙØ ÓÒ Ó Ø ÑÙÐ Ø Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ö Ò Å Ó3× Ð1 ÓÖ Ø Ñ Å ̧ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ Ó ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ḉ ¿ ·Ó́ μ Òμ Û × ÔÓ×× Ð o Ð Ö 1 ×ÓÒ Ð ̧ Ð ÑÔÖÓÚ Ø × Ö Ñ Ø ÐÐÝ o Ï × Ö Ø × Ð ÓÛ̧ ÙØ ¬Öר ÓÙØÐ Ò × ÑÔÐ Ö Ð ÓÖ Ø Ñ ×Ù × ÕÙ ÒØ ÐÝ Ú Ò Ý Ë Ð Ë 1⁄2 o ËÙÔÔ Ó× Û ÓÖ Ö Ø ÓÒ×ØÖ ÒØ× Ö Ò ÓÑ ÐÝ o Ø ×Ø ̧ Û Ú × ÓÐÚ Ø Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö Ñ ×Ù Ø ØÓ ÓÒ× ØÖ ÒØ× 1⁄2 1⁄2o Ï Ò Ó Û Û × ØÓ ÓÒ1 ×ØÖ ÒØ o Á Ø × × Ø ×¬ ÝØ ÙÖÖ ÒØ ÓÔØ ÑÙÑ Û ¬Ò × ×Ø Ò ÑÓÚ Ø Ó ·1⁄2o ÇØ ÖÛ × ̧ Ø Ò Û ÓÒ× ØÖ ÒØ × Ð ÖÐÝ Ø Ø Ø Ø ÓÔØ ÑÙÑ ÓÚ Ö ÓÒ× ØÖ ÒØ× 1⁄2 1⁄2o Ì Ù×̧ Ö ÙÖ× Ú ÐÝ × ÓÐÚ Ø Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö Ñ ×Ù Ø ØÓ Ø × ÕÙ Ð ØÝ ́ o o̧ Ò Ñ Ò× ÓÒ 1⁄2μ ØÓ Ø Ø ÓÔØ ÑÙÑ ÓÚ Ö ÓÒ×ØÖ ÒØ× 1⁄2 ̧ Ò ÑÓÚ ÓÒ ØÓ ·1⁄2 o Ê Ô Ø ÙÒØ Ð Òo Ì Ò ÐÝ× × Ò × ÓÒ Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ó × ÖÚ Ø ÓÒo Ï Ò ÓÒ×ØÖ ÒØ × ̧ Ø ÔÖÓ Ð ØÝ Ø × ÒÓØ × Ø ×¬ × Ü ØÐÝ ́ ×× ÙÑ Ò ̧ Û Ø ÓÙØ ÐÓ××̧ ÒÓÒ Ò1 Ö Ýμo Ì × × Ù× ÓÒÐÝ ÓÒ× ØÖ ÒØ× Ö Ø Ø Ø Ø ÓÔØ ÑÙÑ Ò Ø × × Ø ÔÖÓ Ð ØÝ Ó ÛÖ Ø Ò ÓÒ Ó Ø × Ð ×Ø Ò Ö Ò ÓÑ ÓÖ Ö Ò Ó 1⁄2 3⁄4 o Ì × Ð × ØÓ Ò ÜÔ Ø Ø Ñ Ó Ḉ Òμ ÓÖ ́ o 1⁄2o1⁄2μo Ï ÐÞÐ Ï Ð 1⁄2 ÜØ Ò Ë Ð3× Ð ÓÖ Ø Ñ ØÓ × ÓÐÚ ÓØ Ö ÔÖÓ Ð Ñ× ×Ù × ×Ñ ÐÐ ×Ø Ò ÐÓ× Ò ÐÐ ÓÖ ÐÐ Ô×Ó ̧ Ò × Ö Ú Ö ÒØ× Ø Ø Ô Ö ÓÖÑ ÚÓÖ ÐÝ Ò ÔÖ Ø o Ë Ö Ö Ò Ï ÐÞÐ ËÏ 3⁄4 ÑÓ ¬ Ë Ð3× Ð ÓÖ Ø Ņ̃ Ö ×ÙÐ Ø Ò Ò Ò ÑÔÖ ÓÚ Ö ÙÒÒ Ò Ø Ñ Ó Ḉ ¿ 3⁄4 Òμo Ì Ý ÔÙØ Ø Ö Ð ÓÖ Ø Ñ Ò Ò Ö Ð Ö Ñ ÛÓÖ Ó ×ÓÐ Ú Ò ÄÈ 1ØÝÔ ÔÖÓ Ð Ñ× ́× Ë Ø ÓÒ o ÐÓÛμo Å ØÓÙ× ̧ Ë Ö Ö̧ Ò Ï ÐÞÐ ÅËÏ ÑÔÖ ÓÚ Ø Ò ÐÝ× × ÙÖØ Ö̧ ×× ÒØ ÐÐÝ Ó Ø Ò Ò Ø × Ñ ÓÙÒ × ÓÖ Ã Ð 3× ÔÖ Ñ Ð × ÑÔÐ Ü Ð ÓÖ Ø Ño Ì Ð ÓÖ Ø Ñ Û × ÜØ Ò ØÓ ÄÈ1ØÝ Ô ÔÖÓ Ð Ñ× Ý ÖØÒ Ö Ö ̧ Û Ø × Ñ Ð Ö Ø Ñ ÓÙÒ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1003
1⁄21⁄41⁄4 Åo Ý Ö̧ Æo Å Ó̧ Ò o Ï ÐÞÐ Ä ÊÃËÇÆ3Ë Ä ÇÊÁÌÀÅ Ì × × ØÓ ÓÓ× Ö Ò ÓÑ × Ø Ó Ö ÓÒ×ØÖ ÒØ×̧ Ò ×ÓÐ Ú Ø Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö Ñ ×Ù Ø ØÓ Ø × o Ì × ÓÐÙØ ÓÒ Û ÐÐ Ú ÓÐ Ø Û ÓÒ×ØÖ ÒØ× ÑÓÒ Ø Ö Ñ Ò Ò Ò Ö̧ Ò ̧ ÑÓÖ ÓÚ Ö̧ ÓÒ Ó Ø × ÑÙר Ø Ø Ø Ü 1⁄4 o Ï ×ÓÐÚ Ò Û Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö Ñ ×Ù Ø ØÓ Ø Ú ÓÐ Ø ÓÒ× ØÖ ÒØ× Ò Ò Û Ö Ò ÓÑ ×Ù × Ø Ó Ø Ö Ñ Ò Öo Ï Ö Ô Ø Ø × ÔÖÓ ÙÖ ́ Ö Ø Ò Ø ÓÐ Ú ÓÐ Ø ÓÒ× ØÖ ÒØ ×μ ÙÒØ Ð Ø Ö Ö ÒÓ Ò Û Ú ÓÐ Ø ÓÒ×ØÖ ÒØ× ̧ Ò Û × Û Ú ÓÙÒ Ü 1⁄4 o Ö Ô Ø Ø ÓÒ Ú × Ò ÜØÖ Ø Ø ÓÒ×ØÖ ÒØ Ó ÖÜ 1⁄4 ̧× ÓÛ ÒÒÓØ Ô Ö ÓÖÑ ÑÓÖ Ø Ò Ø Ö Ø ÓÒ×o Ð Ö ×ÓÒ Ð Ú « Ö ÒØ Ò ÐÝ× ×̧ ÙØ Ù× Ò Ë Ð3× Û Ò × ÐÝ ÓÙÒ Ø ÜÔ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ú ÓÐ Ø ÓÒ×ØÖ ÒØ× ́× Ð×Ó Ï1⁄41⁄2 ÓÖ ÙÖØ Ö × ÑÔÐ ¬ Ø ÓÒ× Ó Ø Ð ÓÖ Ø Ñμo ÁÑ Ò ÐÐ Ø ÓÒ×ØÖ ÒØ× ÓÖ Ö Ö Ò ÓÑÐÝ̧ ÓÙÖ × ÑÔÐ ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ø ¬Ö ר Öo ÓÖ Ö ̧Ð ØÁ 1⁄2 ÓÒ×ØÖ ÒØ × Ú ÓÐ Ø ̧ Á 1⁄4 ÓØ ÖÛ × o ÆÓÛ È Ö́Á 1⁄2μ ÈÖ́Á Ö·1⁄2 1⁄2μ ÓÖ ÐÐ Ö Ý ×ÝÑÑ ØÖÝ ̧ Ò È Ö́Á Ö·1⁄2 1⁄2 μ ́Ö ·1⁄2 μ Ö Ó Ñ Ó Ú o Ì Ù× Ø ÜÔ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ú ÓÐ Ø ÓÒ×ØÖ ÒØ× × ́ Ò Ö·1⁄2 Á μ Ò Ö·1⁄2 ÈÖ́Á 1⁄2 μ ́Ò Öμ ́Ö ·1⁄2 μ Ò Ö ́ÁÒ Ø × Ó Ò Ö Ý ̧ Ø × Û ÐÐ Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ Ý × ÑÔÐ Ô Ö ØÙÖ Ø ÓÒ Ö ÙÑ ÒØoμ Ì Ù×̧ Ö Ô Ò̧ × Ý ̧ Ø Ö Û ÐÐ Ø Ñ Óר Ô Ò Ú ÓÐ Ø ÓÒ×ØÖ ÒØ× Ò Ü1 Ô Ø Ø ÓÒo À Ò ̧ Ý Å Ö ÓÚ3 × Ò ÕÙ Ð ØÝ ̧ Û Ø ÔÖÓ Ð ØÝ 1⁄2 3⁄4 Ø Ö ÛÐ Ð ØÑ Ó × Ø 3⁄4 Ô Ò Ú ÓÐ Ø ÓÒ× ØÖ ÒØ× Ò ØÙ Ð ØÝ o Ï Ñ Ùר Ø Ö ÓÖ Ö ÙÖ× Ú ÐÝ ×ÓÐ Ú Ó Ù Ø 3⁄4́ · 1⁄2μ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö Ñ× Û Ø Ø ÑÓ× Ø ́3⁄4 3⁄4 ·1⁄2 μ Ô Ò ÓÒ× ØÖ ÒØ×o Ì ×Ñ ÐÐ × × × Ò × ÓÐÚ Ý Ø × ÑÔÐ Ü Ñ Ø Ó Ò Ḉ μ Ø Ñ o Ì × Ò ÒÓÛ ÔÔÐ Ö ÙÖ× Ú ÐÝ ̧ × Ò Ð ̧ ØÓ Ú ÓÙÒ ÓÖ ́ o 1⁄2o1⁄2μÓ Ḉ 3⁄4 Òμ · ́ÐÓ Òμ ÐÓ ·3⁄4 Ḉ μ Ð Ö ×ÓÒ Ð ×Ù × ÕÙ ÒØÐÝ ÑÓ ¬ × Ð ÓÖ Ø Ñ Ù× Ò « Ö ÒØ Ø Ö 1 Ø Ú ÖÛ Ø Ò Ð ÓÖ Ø Ñ ØÓ × ÓÐÚ Ø · 1⁄2 ×Ñ ÐÐ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö Ñ×̧ Ó Ø Ò Ò ØØ Ö ÓÙÒ ÓÒ Ø Ü ÙØ ÓÒ Ø Ñ o ÓÒ×ØÖ ÒØ Ö Ú × Ò Ò Ø Ð Û ØÓ 1⁄2 o Ê Ò ÓÑ × ÑÔÐ × Ó ØÓØ Ð Û Ø 1⁄21⁄4 3⁄4 ́× Ýμ Ö Ó× Ò Ø Ø Ö Ø ÓÒ̧ Ò × ÓÐÚ ÝØ × ÑÔÐ Ü Ñ Ø Ó o Á Ï × Ø ÙÖÖ ÒØ ØÓØ Ð Û Ø Ó ÐÐ ÓÒ× ØÖ ÒØ×̧ Ò Ï 1⁄4 Ø Û ØÓ Ø Ù Ò × Ø× ¬ ÓÒ×ØÖ ÒØ× ̧ Ø Ò Ï 1⁄4 3⁄4Ï 1⁄21⁄4 3⁄4 Ï Û Ø ÔÖÓ Ð ØÝ Ø Ð ×Ø 1⁄2 3⁄4 Ý Ø ×1 Ù×× ÓÒ ÓÚ ̧ Ö Ö Ò Ø Û Ø ÓÒ×ØÖ ÒØ× × ÑÙÐ Ø × Øo Ï ÒÓÛ ÓÙ Ð Ø Û Ø× Ó ÐÐ Ú ÓÐ Ø ÓÒ× ØÖ ÒØ× Ò Ö Ô Ø ÙÒØ Ð Ø Ö Ö ÒÓ Ú ÓÐ Ø ÓÒ1 ×ØÖ ÒØ×o Ì × Ø ÖÑ Ò Ø × Ò Ḉ ÐÓ Òμ Ø Ö Ø ÓÒ× Ý Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö ÙÑ ÒØo Ø Ö Ø Ö Ø ÓÒ× Û Ú Ï 1⁄2· 1⁄2 Ò Ò Ò Ï £ ̧ Ø ØÓØ Ð Û ØÓ Ø ÓÔØ Ñ Ð ÓÒ× ØÖ ÒØ ×̧ × Ø ×¬ × Ï £ 3⁄4 ̧ × Ò Ø Ð ×Ø ÓÒ × Ú ÓÐ Ø Ø Ø Ö Ø ÓÒo ÆÓÛ Ø × Ð Ö Ø Ø Ï £ Ï ÓÒÐ Ý Û Ð ÐÒ Ò̧ ÓÖ ×ÓÑ ÓÒ× Ø ÒØ o ÔÔÐ Ý Ò Ø × ØÓ Ø · 1⁄2 ×Ñ ÐÐ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö Ñ× Ú × ÓÚ Ö ÐÐ ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1004
ÔØ Ö Ä Ò ÖÔ ÖÓ Ö ÑÑ Ò 1⁄21⁄41⁄4 Ḉ 3⁄4 Ò · Ô Ò ÐÓ Òμ· Ḉ μ ÐÓ Ò Ì × × ÐÑÓר Ø ×Ø Ø Ñ ÒÓÛÒ ÓÖ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ̧ Ü ÔØ Ø Ø Ã Ð 3× Ð ÓÖ Ø Ñ ́ÓÖ ÅËÏ μ Ò Ù× ØÓ × ÓÐÚ Ø × × × Ö Ø Ö Ø Ò Ø × ÑÔÐ Ü Ñ Ø Ó o Ì Ò Û Ø Ø ÑÔÖÓÚ ÓÙÒ ́ o Ï μ Ḉ 3⁄4 Òμ· Ḉ Ô ÐÓ μ Ì × × Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð ÓÖ Ç ́ÐÓ 3⁄4 Ò ÐÓ ÐÓ Òμ̧ Ò × Ø ×Ø ÓÙÒ ØÓ Ø o o Ê Æ ÇÅÁ Å ÌÀÇ Ë ËÓÑ Û Ø ×ÙÖ ÔÖ × Ò ÐÝ ̧ Ø Ö Ò ÓÑ Þ Ñ Ø Ó × Ó Ë Ø ÓÒ o Ò Ð×Ó Ð ØÓ Ø ×Ø Ø ÖÑ Ò ×Ø Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ ́ o 1⁄2o1⁄2μo Å ØÓÙ× Ò Þ ÐÐ Å ÔÖÓ Ù Ö Ò ÓÑ Þ Ú Ö× ÓÒ Ó Ð Ö × ÓÒ3× Ð ÓÖ Ø Ño Ì ̧ Û × Û Ö ÔÔÐ Ø ÓÒ̧ × × ÓÒ ¬Ò Ò ́ Ò Ð Ò Ö Ø Ñ μ ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ× ØÓ Ø ÓÒ×ØÖ ÒØ× Ø o Á Æ × ÓÒ×ØÖ ÒØ× Ø ̧Ø Ò ÓÖ Ü 3⁄4 Ê Ð Ø Î ́Ü Æμ Ø × Ø Ó ÓÒ×ØÖ ÒØ× Ú ÓÐ Ø Ø Üo × Ø Ë Æ × Ò ̄1 ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÓÒ ØÓ Æ ̧ ÓÖ ÐÐ Ü̧ ¬ ¬ ¬ ¬ Î ́Ü Ëμ Ë Î ́Ü Æμ Æ ¬ ¬ ¬ ¬ ̄ ́Ë Ð×Ó ÔØ Ö× ¿ Ò 1⁄4oμ Ë Ò Ò Æ ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ô ÖØ Ø ÓÒ Ê ÒØÓ ÓÒÐ Ý ḈÒ μ Ö ÓÒ×̧ Ø Ö × ×× ÒØ ÐÐÝ ÓÒÐÝ Ø × ÒÙÑ Ö Ó ÔÓ×× Ð × × ÓÖ Ü̧ o o̧ ÓÒÐ Ý Ø × ÒÙÑ Ö Ó « Ö ÒØ × Ø× Î ́Ü Æμo ÁØ ÓÐÐ ÓÛ× ÖÓÑ Ø ÛÓÖ Ó Î ÔÒ Ò ÖÚÓÒ Ò × Ø Ø ́ Öμ1 ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ó × Þ ḈÖ 3⁄4 ÐÓ Öμ Ð ÛÝ× Ü ×Ø× ̧ × Ò Ö Ò ÓÑ ×Ù × Ø Ó Ø × × Þ × Ø ÔÖÓÔ ÖØÝ Û Ø ÒÓÒÞ ÖÓ ÔÖÓ Ð ØÝ o Á Û Ò ¬Ò ×Ù Ò Ô Ô Ö Ó Ü Ñ Ø ÓÒ Ø ÖÑ Ò ×Ø ÐÐÝ ̧Ø ÒÛ Ò Ù× Ø Ò Ð Ö × ÓÒ3× Ð ÓÖ Ø Ñ Ò ÔÐ Ó Ö Ò ÓÑ × ÑÔÐ Ò o Á Û Ù × ́ Öμ1 ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ̧ Ø Ò̧ Ü £ × Ø Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÓÔØ ÑÙÑ ÓÖ Ø ×Ù × Ø Ȩ̈ Î ́Ü £ Ë μ 1⁄4 ̧× ÓØ Ø Î ́Ü £ Æμ Æ Ö Ò Ö × Ó ÙÖ× Ò ÜÔ Ø Ø ÓÒ Ò Ø Ö Ò ÓÑ Þ Ú Ö× ÓÒo Ì ÑÔÐ Ñ ÒØ Ø ÓÒ ÒÚÓÐÚ × Ö ¬Ò Ñ ÒØ × ÓÒ ØÛÓ Ð Ò Ø Ó × ÖÚ Ø ÓÒ× ÓÙØ ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ× ̧ Û ÓØ ÓÐÐ ÓÛ Ö ØÐÝ ÖÓÑ Ø ¬Ò Ø ÓÒo ́ μ Ò ̄1 ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ó Æ1 ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ × Ò ́̄ · Æμ1 ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ó Ø ÓÖ Ò Ð × Øo ́ μ Á Û Ô ÖØ Ø ÓÒ Æ ÒØÓ Õ ÕÙ Ð × Þ ×Ù × Ø× Æ 1⁄2 Æ Õ Ò Ø Ò ́ ÕÙ Ð × Þ μ ̄1 ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ë Ò Æ ́ 1⁄2 Õ μ̧ Ø Ò Ë 1⁄2 Ë Õ × Ò ̄1 ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ó Æo Ï Ø Ò Ö ÙÖ× Ú ÐÝ Ô ÖØ Ø ÓÒ Æ ÒØÓ Õ ÕÙ Ð × Þ ×Ù × Ø×̧ ØÓ Ú Ô ÖØ Ø ÓÒ ØÖ Ó Ø ̧ × Ý ̧ × Ò ÙÖ o o1⁄2 ́ o Ë Ø ÓÒ ¿ o 3⁄4μo Ì × Ø× Ø Ð Ú Ð 1⁄4 Ò Ø Ô ÖØ Ø ÓÒ ØÖ Ö ×Ñ ÐÐo Ï Ð ÙÐ Ø Ò ̄ 1⁄4 1 ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ò o Ï ÒÓÛ Ø Ø ÙÒ ÓÒ Ó Ø × ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ× Ø Ð Ú Ð 1⁄2 Ò Ð ÙÐ Ø Ò ̄ 1⁄2 1 ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ó Ø × ÙÒ ÓÒo Ì × × Ò ́̄ 1⁄4 · ̄ 1⁄2 μ1 ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ó Ø Û ÓÐ Ð Ú Ð © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1005
1⁄21⁄41⁄4 Åo Ý Ö̧ Æo Å Ó̧ Ò o Ï ÐÞÐ Á ÍÊ o o1⁄2 ÔÖØ Ø ÓÒ ØÖ Ó Ø ̧ Û Ø Õ ¿ o level 0 . . . . . level 1 . level k 1⁄2 × Ø̧ Ý Ø ÓÚ Ó × ÖÚ Ø ÓÒ× o ÓÒØ ÒÙ Ò ÙÔ Ø ØÖ ̧ Û Ó Ø Ò Ò ÓÚ Ö ÐÐ ́ È 1⁄4 ̄ μ1 ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ó Ø ÒØ Ö × Øo Ø ×Ø ̧ Ø × Ø× ÓÒ Û Û Ú ØÓ ¬Ò Ø ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ× Ö Ñ Ò ×Ñ ÐÐ Ø ̄ Ö ×Ù Ø ÐÝ Ó× Òo Ì Ö ÓÖ Û Ò Ù× Ö Ð Ø Ú ÐÝ Ò Æ ÒØ Ñ Ø Ó Ó ¬Ò Ò Ò ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÓÒo ×Ù Ø Ð Ñ Ø Ó × Ø Ñ Ø Ó Ó ÓÒ Ø ÓÒ Ð ÔÖÓ Ð Ø × Ù ØÓ Ê Ú Ò Ò ËÔ Ò Öo ÁØ × ́Ö Ð Ø Ú ÐÝμ ×ØÖ Ø ÓÖÛ Ö ØÓ ÑÔÐ Ñ ÒØ Ø × ÓÒ × Ø Ó × Þ Ñ ØÓ ÖÙÒ Ò ḈÑ ·1⁄2 μ Ø Ñ o ÀÓÛ Ú Ö̧ × Ò Ø × × ØÓ ÔÔÐ ÓÒÐ Ý ØÓ ×Ñ ÐÐ × Ø× ́ Ò ÓÑÔ Ö ×ÓÒ Û Ø Òμ̧ Ø ØÓØ Ð ÛÓÖ Ò ÓÙÒ Ý Ð Ò Ö ÙÒ Ø ÓÒ Ó Òo Þ ÐÐ Ò Å ØÓÙ× Å Ù× Õ 3⁄4 ̧ Ò Ò̄ Ø Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ × ØÓ ÖÓÙ ÐÝ ÐÚ Ò Ø ÙÒ ÓÒ Ø Ð Ú Ð 1⁄2 o Ì Ð ÓÖ Ø Ñ ÒÒÓØ ÓÑ ÔÐ Ø ÐÝ Ñ Ñ Ð Ö ×ÓÒ3 ×̧ ÓÛ Ú Ö̧ × Ò Û Ò ÒÓ ÐÓÒ Ö Ù× Ö Ô Òo ËÙ Ð Ö ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÓÒ ÒÒÓØ Ø ÖÑ Ò Ò Ð Ò Ö Ø Ñ Ý Ø ÓÚ Ñ Ø Ó ×o ÙØ ÑÙ ×Ñ ÐÐ Ö Ú ÐÙ × Ó Ö ×ÙÆ ́ o o̧ Ö 1⁄2 1⁄4 ¿ μ × Ñ ÔÐÝ ØÓ Ø Ð Ò Ö1Ø Ñ Ú ÓÖ Ò Ø Ö ÙÖ× Ú Ú Ö× ÓÒ Ó Ð Ö × ÓÒ3× Ð ÓÖ Ø Ño Í× Ò Ø × Ó × ÖÚ Ø ÓÒ̧ Þ ÐÐ Ò Å ØÓÙ× Å Ó Ø Ò Ø ÖÑ Ò ×Ø Ð ÓÖ Ø Ñ Û Ø Ø Ñ 1 ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ḉ μ Òo Ì × × ÙÖÖ ÒØ ÐÝ Ø ×Ø Ø Ñ ÓÙÒ ÒÓÛÒ ÓÖ × ÓÐÚ Ò ́ o1⁄2o 1⁄2μ̧ Ò Ö Ñ Ò× Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð ÓÖ ḈÐÓ Ò ÐÓ ÐÓ Òμo o ÄÈ1Ì È ÈÊÇ Ä ÅË Ì Ö Ò ÓÑ Þ Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÚ Ý Ð Ö ×ÓÒ Ò Ò ÅËÏ ̧ Ö Ò ÓÖ1 ÑÙÐ Ø Ò Ò ×ØÖ Ø Ö Ñ ÛÓÖ ÐÐ ÄÈ1ØÝÔ Ô Ö Ó Ð Ñ×o Ï Ø Ò ÜØÖ ÓÒ Ø ÓÒ ́ ÒÚÓÐÚ Ò Î 1 Ñ Ò× ÓÒ Ó ÖØ Ò × Ø1× Ýר Ñ×μ Ø × ÜØ Ò × ØÓ Ø Ö Ò ÓÑ Þ 1 Ø ÓÒ Ò Å o ÁÒ Ø × Û Ý ̧ Ø Ð ÓÖ Ø Ñ× Ö ÔÔÐ Ð ØÓ Óר Ó ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ÐÙ Ò ×Ñ ÐÐ ×Ø Ò ÐÓ× Ò ÐÐ̧ Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×Ø Ò ̧ ×Ñ ÐÐ ×Ø Ò ÐÓ× Ò ÐÐ Ô×Ó ̧ Ð Ö ×Ø ÐÐ Ô×Ó Ò Ô ÓÐÝØÓÔ ̧ ×Ñ ÐÐ ×Ø ÐÐ ÒØ Ö× Ø Ò × Ø Ó ÓÒÚ Ü Ó Ø×̧ Ò Ð 1 ÓÔØ Ñ Ð ÔÐ Ñ ÒØ Ò Ô ÓÐÝ ÓÒ̧ Ö Ø Ð Ò Ö ¿1 ÒØ Ö× Ò Ø ÔÐ Ò ̧ ×Ô Ö Ð × Ô Ö 1 Ð ØÝ ̧ Û Ø Ó Ø Ò ÔÓ ÒØ × Ø× Ò Ø ÔÐ Ò ̧ Ò ÒØ Ö Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ́× ÅËÏ ̧ Ï ÓÖ × Ö ÔØ ÓÒ× Ó Ø × ÔÖÓ Ð Ñ× Ò Ó Ø Ö Ù Ø ÓÒ× Ò μo « Ö ÒØ ×ØÖ Ø ÓÒ ÐÐ ×ØÖ Ø Ó Ø Ú ÙÒ Ø ÓÒ× × × Ö Ý Ã Ð Ò Ã Ð ̧ Ò ÓÖ Ø Ú Ò ÑÓÖ Ò Ö Ð × ØØ Ò Ó ×ØÖ Ø ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ× × Ö o ÓÖ Ø ¬Ò Ø ÓÒ× ÐÓÛ̧ Ø Ö Ö × ÓÙÐ Ø Ò Ó ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ× Ò Û Û Ö Ú Ò ×ÓÑ × Ø À Ó ÓÒ× ØÖ ÒØ× Ò Û Û ÒØØ ÓÑ Ò Ñ Þ ×ÓÑ Ú Ò ÙÒ Ø ÓÒ ÙÒ Ö Ø Ó× ÓÒ× ØÖ ÒØ×o ÓÖ Ú ÖÝ ×Ù × Ø Ó À̧ Ð Ø Û́ μ ÒÓØ Ø ÓÔØ ÑÙÑ Ú ÐÙ Ó Ø × ÙÒ Ø ÓÒ Û Ò ÐÐ ÓÒ× ØÖ ÒØ× Ò Ö × Ø ×¬ o Ì ÙÒ Ø ÓÒ Û × ÓÒÐ Ý Ú Ò ÑÔÐ ØÐÝ Ú ×ÓÑ × ÓÔ Ö Ø ÓÒ× ØÓ ×Ô ¬ Ð ÓÛo Ì Ó Ð × ØÓ ÓÑ ÔÙØ Ò Ò ÐÙ× ÓÒ1Ñ Ò Ñ Ð ×Ù × Ø À Ó À Û Ø Ø × Ñ Ú ÐÙ × À ́ ÖÓÑ Û ̧ Ò Ò Ö Ð̧ Ø Ú ÐÙ × ×Ý ØÓ Ø ÖÑ Ò μo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1006
ÔØ Ö Ä Ò ÖÔ ÖÓ Ö ÑÑ Ò 1⁄21⁄41⁄4 Ä ÇËË Ê ÄÈ 1ØÝÔ ÔÖÓ Ð Ñ Ô Ö ́À Ûμ̧ Û Ö À × ¬Ò Ø × Ø Ò Û 3⁄4 À Ï ÓÖ Ð Ò ÖÐÝ ÓÖ Ö × Ø ́Ï μ Û Ø Ñ Ò Ñ Ð Ð Ñ ÒØ 1⁄2̧ ×Ó Ø Ø Ø ÑÓÒÓØÓÒ ØÝ Ò ÐÓ Ð ØÝ Ü ÓÑ× ÐÓÛ Ö × Ø ×¬ o Å ÓÒÓ ØÓÒ ØÝ Ü ÓÑ ÓÖ ÒÝ Û Ø À̧Û Ú Û́ μ Û́ μo ÄÓ Ð ØÝ Ü ÓÑ ÓÖ ÒÝ À Û Ø 1⁄2 Û́ μ Û́ μ Ò ÓÖ ÒÝ 3⁄4 À̧ Û́ μ Û ́ μ Ñ Ô Ð ×Û́ μ Û ́ μo ÓÒ×ØÖ ÒØ× Ó ÄÈ1ØÝÔ ÔÖ Ó Ð Ñ Ú Ò Ò ÄÈ1ØÝÔ ÔÖÓ Ð Ñ ́À Ûμ̧ Ø Ð 1 Ñ ÒØ× Ó À Ö ÐÐ ÓÒ×ØÖ ÒØ×o × × ×Ø Ó ÓÒ×ØÖ ÒØ× × ÐÐ × × Û́ 1⁄4 μ Û ́ μ Ó Ö ÚÖÝ ÔÖÓÔ Ö ×Ù × Ø Ó o × × Ó × Ø Ó ÓÒ×ØÖ ÒØ× Ú Ò × Ø Ó ÓÒ× ØÖ ÒØ×̧ ×Ù × Ø × ÐÐ × × Ó Ø × × × Ò Û́ μ Û́ μ ́ o o̧ Ò Ò ÐÙ× ÓÒ1Ñ Ò Ñ Ð ×Ù × Ø Ó Û Ø ÕÙ Ð Û1Ú ÐÙ μo ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ñ Ò× ÓÒ Ì Ñ Ü ÑÙÑ Ö Ò Ð ØÝÓ Ò Ý × × Ò Ò ÄÈ1 ØÝÔ ÔÖÓ Ð Ñ ́À Ûμ̧ ÒÓØ Ý Æ Æ ́À Ûμ o × × Ö ÙÐ Ö ØÝ Ò ÄÈ 1ØÝÔ ÔÖÓ Ð Ñ ́À Ûμ × × ×1Ö ÙÐ Ö ̧ ÓÖ Ú ÖÝ × × Û Ø Æ Ò ÓÖ Ú ÖÝ ÓÒ× ØÖ ÒØ ̧ ÐÐ × × Ó Ú Ü ØÐÝ Æ Ð Ñ ÒØ×o Î ÓÐ Ø ÓÒ Ø ×Ø × Û Ø Ö ÓÖ ÒÓØ Û́ μ Û ́ μ̧ ÓÖ × × Ò ÓÒ× ØÖ ÒØ o × × ÓÑÔ ÙØ Ø ÓÒ Ð Ú Ö× × × Ó ̧ ÓÖ × × Ò ÓÒ×ØÖ ÒØ o × ÑÔÐ Ü ÑÔÐ Ó Ò ÄÈ1ØÝÔ ÔÖÓ Ð Ñ × Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø Ò ÐÓ× Ò ÐÐ ÔÖÓ Ð Ñ ́Ø × ÔÖÓ Ð Ñ ØÖ × ØÓ Âo Âo ËÝÐÚ ×Ø Ö ËÝÐ μ Ä Ø Ë ¬Ò Ø × Ø Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ê ̧ Ò ÓÖ Ȩ̈Ð Ø ́ μ Ø Ö Ù× Ó Ø ÐÐ Ó ×Ñ ÐÐ ×Ø ÚÓÐÙÑ ÓÒØ Ò Ò ́Û Ø ́ μ 1⁄2μo Ì Ò ́Ë μ × Ò ÄÈ1ØÝÔ ÔÖÓ Ð Ñ Û Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ñ Ò× ÓÒ Ø ÑÓ× Ø ·1⁄2 o Ú ÓÐ Ø ÓÒ Ø ×Ø ÑÓÙÒØ× ØÓ Ø ×Ø Ò Û Ø Ö ÔÓ ÒØ Ð × Ò Ú Ò ÐÐ̧ Û Ð Ò Æ ÒØ ÑÔÐ Ñ ÒØ Ø ÓÒ Ó × × ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ× × ÒÓØ Ó Ú ÓÙ× ́ o Ö μo Å ÒÝ ÑÓÖ Ü ÑÔÐ × Ú Ò Ò Ø ÓÚ o × Ø Ò Ñ ×Ù ×Ø× ̧ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ò ÓÖÑÙÐ Ø × Ò ÄÈ1ØÝÔ ÔÖÓ Ð Ņ̃ ÐØ ÓÙ ×ÓÑ Ö × Ò Ò Ø ÔÖ × Ò Ó Ò Ö ×o Ä Ø Ù× ×× ÙÑ Ø Ø Û Û ÒØ ØÓ Ñ Ü Ñ Þ Ø Ó Ø Ú ÙÒ Ø ÓÒ Ü Ò ́ o1⁄2o 1⁄2μ̧ o o̧ Û Ö ÐÓÓ Ò ÓÖ ÔÓ ÒØ ÒÊ Ó ×Ñ ÐÐ ×Ø Ü 1 ÓÓÖ Ò Ø o ÁÒ Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò ÄÈ 1ØÝÔ ÔÖÓ Ð Ņ̃ Ø × Ø À Ó ÓÒ×ØÖ ÒØ× × Ú Ò Ý Ø Ð ×Ô × × ¬Ò Ý ́ o1⁄2o 3⁄4μo ÓÖ ×Ù × Ø Ó Ø × ÓÒ× ØÖ ÒØ×̧ Ð Ø Ú́ μ Ø Û Ö × Ð Ü Ó Ö Ô ÐÐÝ ×Ñ ÐÐ ×Ø ÔÓ ÒØ × Ø × Ý Ò Ø × ÓÒ×ØÖ ÒØ×̧ Û Ø Ú́ μ 1⁄2 Ú × Ö × ØÓ Ò ÙÒ ÓÙÒ ÔÖÓ Ð Ņ̃ Ò Û Ø Ú́ μ 1⁄2 Ò × Ó Ò × Ð ØÝ o Ï ×× ÙÑ Ø Û Ö × Ð Ü Ó Ö Ô Ð ÓÖ Ö Ò ÓÒ Ê ØÓ ÜØ Ò ØÓ Ê 1⁄2 1⁄2 Ý Ð ØØ Ò 1⁄2 Ò 1⁄2 Ø Ñ Ò Ñ Ð Ò Ñ Ü Ñ Ð Ð Ñ ÒØ̧ Ö ×Ôo Ì Ö ×ÙÐ Ø Ò Ô Ö ́À Úμ × ÄÈ1ØÝÔ Ó ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ñ Ò× ÓÒ Ø Ñ Óר ·1⁄2 o ÁÒ Ø̧ Ø ÔÖÓ Ð Ñ × × Ð Ò ÓÙÒ ̧ Ø Ò Ø ÄÈ1ØÝÔ ÔÖÓ Ð Ñ × × ×1Ö ÙÐ Ö Ó ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ñ Ò× ÓÒ o Ì Ú ÓÐ Ø ÓÒ Ø ×Ø Ò × × ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ ́Ø × Ñ ÓÙÒØ× ØÓ Ù Ð Ô ÚÓØ ר Ôμ Ö ×Ý ØÓ ÑÔÐ Ñ ÒØo Å ØÓÙ× ̧ Ë Ö Ö̧ Ò Ï ÐÞÐ ÅËÏ × ÓÛ Ø Ø × ×1Ö ÙÐ Ö ÄÈ1ØÝÔ ÔÖÓ Ð Ñ ́À Ûμ Ó ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ñ Ò× ÓÒ Æ Û Ø Ò ÓÒ× ØÖ ÒØ× Ò ×ÓÐÚ ́ o o̧ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1007
1⁄21⁄41⁄4 Åo Ý Ö̧ Æo Å Ó̧ Ò o Ï ÐÞÐ × × Ó À Ò Ø ÖÑ Ò μ Û Ø Ò ÜÔ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ø ÑÓ× Ø Ñ Ò 3⁄4 Ô Æ ÐÒ ́́Ò Æμ Ô Æ μ·Ḉ Ô Æ·ÐÒ Òμ 3⁄4 Æ·3⁄4 ́Ò Æμ ́ o o1⁄2μ Ú ÓÐ Ø ÓÒ× Ø ×Ø× Ò × × ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ× ̧ ÔÖÓÚ Ò Ò Ø Ð × × 1⁄4 Û Ø 1⁄4 Æ × Ú Ð Ð o ́ ÓÖ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÓÒ Ò × ÐÝ Ò Ö Ø ×Ù Ò Ò Ø Ð × × Ý Ò ×ÝÑ ÓÐ ÓÒ× ØÖ ÒØ× Ø Ò¬Ò ØÝ oμ Ì Ò ÖØÒ Ö Ö Û × Ð ØÓ Ò Ö Ð Þ Ø × ÓÙÒ ØÓ ÐÐ ÄÈ1ØÝÔ ÔÖÓ Ð Ñ×o ÓÑ Ò Ò Ø × Û Ø Ð Ö ×ÓÒ3 × Ñ Ø Ó ×̧ ÓÒ Ø× ÓÙÒ ́ o Ï μ Ó Ç ́ÆÒμ· Ḉ Ô Æ ÐÓ Æ μ Ø ר ÓÙÒ ÒÓÛ Ò ÙÔ ØÓ Ò ÓÛo Å ØÓÙ × Å Ø Ô Ö Ó Ú Ñ ÐÝ Ó ÄÈ 1ØÝÔ ÔÖÓ Ð Ñ×̧ ÓÖ Û Ø ÓÙÒ ́ o o1⁄2μ × Ø Ø ÓÖ Ø Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÖÓÚ Ò ÅËÏ o ÁØ × Ò ÓÔ Ò ÔÖÓ Ð Ņ̃ Ø ÓÙ ̧ Û Ø Ö Ø Ð ÓÖ Ø Ñ Ô Ö ÓÖÑ × ×Ø Ö Û Ò ÔÔÐ ØÓ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö Ñ1 Ñ Ò Òר Ò ×o ÁÒ Ø̧ ÖØÒ Ö Ö1⁄43⁄4 × ÓÛ Ø Ø Ø Ð ÓÖ Ø Ñ × ÕÙ Ö Ø ÓÖ Ø Òר Ò × Ò Å ØÓÙ× 3× ÐÓÛ Ö ÓÙÒ Ñ ÐÝ Û Ö Ö Ð Þ Ð × Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× × Ò ́ o 1⁄2o1⁄2μo Ñ ÒØ Ñ ÓÒ× Ö× Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÜØ Ò× ÓÒ Ó Ø ×ØÖ Ø Ö Ñ ÛÓÖ ËÙÔÔ Ó× Û Ö Ú Ò Ñ Ð ÝÓ ÄÈ1ØÝÔ ÔÖÓ Ð Ñ× ́À Û μ̧ Ô Ö Ñ Ø Ö Þ Ý Ö Ð Ô Ö Ñ Ø Ö Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò ÓÖ Ö Ú ÐÙ × Ø Ï × Ñ Ü ÑÙÑ Ð Ñ ÒØ 1⁄2 Ö ÔÖ × ÒØ Ò Ò × Ð ØÝo Ì ÓÐ ×Ø Ó¬ Ò Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø ÓÖ Û ́ À Û μ × × Ð ̧ o o̧ Û ́Àμ 1⁄2o Ñ ÔÖ ÓÚ × ÓÒ Ø ÓÒ× ÙÒ Ö Û ×Ù ÔÖÓ Ð Ñ Ò ØÖ Ò× ÓÖÑ ÒØÓ × Ò Ð ÄÈ 1ØÝÔ ÔÖÓ Ð Ņ̃ Ò × Ú × ÓÙÒ × ÓÒ Ø Ö ×ÙÐ Ø Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ñ Ò× ÓÒo Ì × ÛÓÖ Ü Ø× ÒØ Ö ×Ø Ò Ö Ð Ø ÓÒ× ØÛ Ò ÄÈ 1ØÝÔ ÔÖÓ Ð Ñ× Ò À ÐÐ Ý1ØÝÔ Ø ÓÖ Ñ× ́× Ð×Ó Ñ μo o È Ê ÄÄ Ä Ä ÇÊÁÌÀÅË Ä ÇËË Ê ÈÊ Å È Ö ÐÐ Ð Ê Ò ÓÑ ×× Å Ò o ́Ë Ë Ø ÓÒ 3⁄4o1⁄2 ÓÖ ÑÓÖ Ò ÓÖÑ 1 Ø ÓÒ ÓÒ Ø × Ò Ø Ò ÜØ ØÛÓ Ø ÖÑ×oμ Ê Ï Ü ÐÙ× Ú Ê Ü ÐÙ× Ú Ï Ö Ø o Ê Ï ÓÒ ÙÖÖ ÒØ Ê ÓÒ ÙÖÖ ÒØÏ Ö Ø o È Ì Ð ×× Ó Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ø Ñ ÔÖÓ Ð Ñ×o Æ Ì Ð ×× Ó ÔÖÓ Ð Ñ× Ø Ø Ú Ô ÓÐ Ý1ÐÓ Ö Ø Ñ Ô Ö ÐÐ Ð Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ× ÖÙÒÒ Ò Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð ÒÙÑ Ö Ó ÔÖÓ ××ÓÖ×o È1 Ó ÑÔÐ Ø ÔÖÓ Ð Ñ ÔÖÓ Ð Ñ Ò È Û Ó× Ñ Ñ Ö× Ô Ò Æ ÑÔÐ × È Æ o ÜÔ Ò Ö Ö Ô Ò Û ̧ ÓÖ Ú ÖÝ × Ø Ó ÒÓ ×̧ Ø × Ø Ó Ø Ò ÓÖ× Ó Ø ÒÓ × × Ö Ð Ø Ú ÐÝ Ð Ö o Ï Û ÐÐ ÓÒ× Ö ÓÒÐÝ ÈÊ Å Ð ÓÖ Ø Ñ×o ́Ë Ð×Ó Ë Ø ÓÒ 3⁄4o3⁄4o μ Ì Ò Ö Ð Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ × ÐÓÒ Ò ÒÓÛÒ ØÓ È1 ÓÑ ÔÐ Ø ̧ ×Ó Ø Ö × Ð ØØÐ ÓÔ Ó Ú ÖÝ ×Ø Ô Ö ÐÐ Ð Ð ÓÖ Ø Ñ×o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø × ØÙ Ø ÓÒ × 1 Ö ÒØ ÒØ × Ò̧ Û Ö Ø ÔÖÓ Ð Ñ × Ò Æ ÖÓÛ× ×Ð ÓÛÐÝ ÒÓÙ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1008
ÔØ Ö Ä Ò ÖÔ ÖÓ Ö ÑÑ Ò 1⁄21⁄41⁄4 Ö× Ø̧ Û ÒÓØ Ø Ø Ø Ö × × Ø Ö Ø ÓÖÛ Ö Ô Ö ÐÐ Ð ÑÔÐ Ñ ÒØ Ø ÓÒ Ó Å 1 Ó3× Ð ÓÖ Ø Ñ Å ¿ Ø Ø Ö ÙÒ× Ò Ḉ́ÐÓ Òμ μ Ø Ñ ÓÒ Ò Ê Ï ÈÊ Åo ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø × Ð ÓÖ Ø Ñ × Ö Ø Ö Ò Æ ÒØ Ò Ø ÖÑ× Ó ÔÖÓ × ×ÓÖ ÙØ Ð Þ Ø ÓÒ̧ × Ò Ø Ø Ð Ø Ö ×Ø ×̧ Û Ò Ø Ö Ö Û ÓÒ×ØÖ ÒØ× Ö Ñ Ò Ò ̧ Ñ Óר ÔÖÓ ××ÓÖ× Ö Ð o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ò Ò 1⁄4 Ú Ò ÓÔØ Ñ Ð Ç ́ÒμÛ ÓÖ ÑÔÐ Ñ ÒØ Ø ÓÒ Ò Ø ÔÐ Ò Ö ÙÒÒ Ò Ò ḈÐÓ Òμ Ø Ñ ÓÒ Ê Ï ÈÊ Å Û Ø ḈÒ ÐÓ Òμ ÔÖÓ ××ÓÖ×o Ò 3× Ñ Ø Ó Ó × ÒÓØ × Ñ ØÓ Ò Ö Ð Þ ØÓ Ö Ñ Ò× ÓÒ×o ÐÓÒ Ò Å Ó Å Ú Ö Ò ÓÑ Þ Ô Ö ÐÐ Ð Ú Ö× ÓÒ Ó Ð Ö ×ÓÒ3× Ð ÓÖ Ø Ñ Û ̧ Û Ø ÔÖÓ Ð ØÝ ̧ ÖÙÒ× Ò ÓÒ× Ø ÒØ Ø Ñ ÓÒ Ê Ï ÈÊ Å Ò ¬Ü Ñ Ò× ÓÒo À Ö Ø ÓÒר ÒØ × ÙÒ Ø ÓÒ Ó Ñ Ò× ÓÒ ÓÒÐ Ý ̧ Ò Ø ÔÖÓ Ð ØÝ Ó ÐÙÖ ØÓ Ñ Ø Ø Ø Ñ ÓÙÒ × ×Ñ ÐÐ ÓÖ Ò o Ø Ò Å Ó Å ØØ ÑÔØ ØÓ Ñ ÔÖÓÚ Ø ÔÖÓ ×× ÓÖ ÙØ Ð Þ Ø ÓÒ Ò Ô Ö ÐÐ Ð Þ Ò Å Ó3× Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ò Ö Ð o Ì Ý Ú Ò Ò ØÖ Ø Ð ÓÖ Ø Ñ × ÓÒ Ù× Ò Ò ÜÔ Ò Ö Ö Ô ØÓ × Ð Ø ÑÓÖ ÒÓÒ × Ó ÒØ Ô Ö× ×Ó × ØÓ ÙØ 1 Ð Þ ÐÐ Ø ÔÖÓ ×× ÓÖ× Ò Ó Ø Ò ÑÓÖ Ö Ô Ð Ñ Ò Ø ÓÒo Ì Ö × ÙÐØ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ́ o1⁄2o 1⁄2μ ÖÙÒ× Ò Ḉ́ÐÓ ÐÓ Òμ μØÑ ̧ Ù Ø Ò Ò Ó Ò ÙÒ ÓÖÑ ÑÓ Ð Ó Ô Ö ÐÐ Ð ÓÑ1 ÔÙØ Ø ÓÒ × ÓÒ Î Ð ÒØ3× ÓÑÔ Ö ×ÓÒ ÑÓ Ðo Ì ÑÓ Ð̧ Û × × ØÖÓÒ Ö Ø Ò Ø Ê Ï ÈÊ Å̧ Ö ÕÙ Ö × ḈÐÓ ÐÓ Òμ Ø Ñ Ñ Ò × Ð Ø ÓÒ ÖÓÑ Ò ÒÙÑ Ö× Ù× Ò Ò ÔÖÓ ××ÓÖ×̧ Ò Ñ ÔÐÓÝ× Ò ḈÐÓ ÐÓ Òμ Ø Ñ × Ñ ÓÖ ÓÑÔ Ø Ò Ø Ø Ø Ö Ð Ø ÓÒ×̧ Ò × ÓÒ ÒÓÒÙÒ ÓÖÑ Ù× Ó ÜÔ Ò Ö Ö Ô ×o Ð Ó Û Ö ÓÙÒ Ó áÐ Ó Ò ÐÓ ÐÓ Òμ Ø Ñ ÓÖ Ñ Ò1¬Ò Ò ÓÒ Ø Ê Ï ÈÊ Å ÓÐÐÓÛ× ÖÓÑ Ö ×ÙÐ Ø× Ó Ñ Ò À ר o Ì Ù× Ø Ò Å Ó3× Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÙÐ ÒÓØ ÑÔÐ Ñ ÒØ Ö ØÐÝ ÓÒ Ø Ê Ï ÈÊ Åo Ï Ø Ò Ø Ò Å Ó3× ÑÓ Ð Ø Ö × ÐÓÛ Ö ÓÙÒ áÐÓ ÐÓ Òμ ÓÖ Ø × 1⁄2 ÑÔÐ Ý Ö ×ÙÐ Ø× Ó Î Ð ÒØo Ì × ÜØ Ò × ØÓ Ø Ê Ï ÈÊ Å̧ Ò × Ø ÓÒÐ Ý ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÒÓÛÒ ÓÖ ×ÓÐ Ú Ò ́ o 1⁄2o1⁄2μ Ò Ø × ÑÓ Ðo Ý Ö Ý Ú « Ö ÒØ Ô Ö ÐÐ Ð Þ Ø ÓÒ Ó Å Ó3× Ð ÓÖ Ø Ņ̃ Û ÚÓ × Ø Ù× Ó ÜÔ Ò Ö×o Ì Ñ Ø Ó × × ÓÒ ÓÖÑ Ò Ö ÓÙÔ× Ó × Þ Ö 3⁄4̧ Ö Ø Ö Ø Ò × ÑÔÐ Ô Ö×o × ÓÒ× ØÖ ÒØ× Ö Ð Ñ Ò Ø ̧ Ø × Þ Ó Ø ÖÓÙÔ× × Ö Ù ÐÐÝ Ò Ö × ØÓ ÙØ Ð Þ Ø ÜØÖ ÔÖÓ ××ÓÖ×o Í× Ò Ø ×̧ Ý Ö Ý ×Ø Ð × × Ò ḈÐÓ Ò́Ð Ó ÐÓ Òμ 1⁄2 μ ÓÙÒ Ò Ø Ê Ï ÑÓ Ðo ÁØ × ×Ý ØÓ × ÓÛ Ø Ø Ø Ö × Ò áÐÓ ÒμÐ Ó Û Ö ÓÙÒ ÓÖ ×ÓÐ Ú Ò ́ o1⁄2o 1⁄2μ ÓÒ Ø Ê Ï ÈÊ Å̧ Ú Ò Û Ø 1⁄2 o ́Ë ÃÊ 1⁄4 oμ Ì Ù× Ñ ÔÖÓÚ Ñ ÒØ× ÓÒ Ý Ö3× ÓÙÒ ÓÖ Ø Ê Ï ÑÓ Ð Ò ÓÒÐÝ Ñ Ò Ø ÐÓ ÐÓ Ò Ø ÖÑo ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø Ö Û × ×Ø ÐÐ Ò ÓÔ Ò ÕÙ ×Ø ÓÒ Ò Ø Ê Ï ÑÓ Ð̧ × Ò Ü Ø Ñ Ò1¬Ò Ò Ò Ø ÓÑÔ Ø ÓÒ ÒÒÓØ Ô Ö ÓÖÑ Ò Ø Ñ Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ò ÐÓ ÐÓ Òo ÓÓ Ö Ó Ó ¿ × ÓÐÚ Ø × ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÖ Ø Ê Ï ÑÓ Ð Ý Ú Ò ×Ø ÑÔÐ Ñ ÒØ Ø ÓÒ× Ó Ö Ò ÓÑ Þ Ø ÓÒ Ø Ò ÕÙ × × Ñ Ð Ö ØÓ Ø Ó× ÓÙØÐ Ò Ò Ë 1 Ø ÓÒ o o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø Ö Ò ÓÑ Þ Ð ÓÖ Ø Ñ Ø Ø ÙÒ ÖÐ × Ø Ñ Ø Ó × ÒÓØ Ô Ö ÐÐ Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ð Ö × ÓÒ3× Ð ÓÖ Ø Ņ̃ ÙØ × × Ñ Ð Ö ØÓ Ô Ö ÐÐ Ð Þ Ú Ö× ÓÒ Ó Ø Ø Ó Ý Ö Ò Ö Þ o À Ú × ÛÓÖ 1ÓÔØ Ñ Ð ́ o o̧ Ç ́Òμ ÛÓÖ μ Ð ÓÖ Ø Ñ ÖÙÒÒ Ò Ò ḈÐÓ ÐÓ Òμ Ø Ñ ÓÒ Ø Ê Ï ÈÊ Åo Ì Ñ Ø Ó × Ð×Ó ÑÔÐ Ý ÛÓÖ 1ÓÔØ Ñ Ð Ê Ï Ð ÓÖ Ø Ņ̃ ÙØ ÓÒÐ Ý Û Ø Ø × Ñ Ø Ñ ÓÙÒ × Ý Ö3×o Æ Ø Ö Ý Ö ÒÓÖ ÓÓ Ö × ÜÔÐ Ø ÓÙØ Ø Ô Ò Ò ÓÒ Ó Ø Ü ÙØ ÓÒ Ø Ñ Ó Ø Ö Ð ÓÖ Ø Ñ×o ÁÒ Ô Ò ÒØÐ Ý Ó ÓÓ Ö 3× ÛÓÖ ̧ Ë Ò Ë Ò × × ÓÛÒ ÓÛ ØÓ Ö ØÐÝ ÑÓ 1 Ý Ý Ö3× Ð ÓÖ Ø Ñ ØÓ Ú Û ÓÖ 1ÓÔØ Ñ Ð Ð ÓÖ Ø Ñ Û Ø Ç ́́ÐÓ ÐÓ Òμ ·1⁄2 μ Ü Ù1 Ø ÓÒ Ø Ñ Ò Ø Ê Ï ÑÓ Ðo Ì ÓÒ× Ø ÒØ Ò Ø ÖÙÒÒ Ò Ø Ñ × × ÓÛÒ ØÓ 3⁄4 Ḉ 3⁄4 μ o Ì Ó Ú Ø ×̧ Ù× × ÔÔÖÓÜ Ñ Ø Ñ Ò1¬Ò Ò Ò ÔÔÖÓÜ Ñ Ø Ø ÓÑÔ Ø ÓÒ ÓÔ Ö Ø ÓÒ×̧ ÓØ Ó Û Ò ÓÒ Ò Ø Ñ Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ò ÐÓ ÐÓ Ò © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1009
1⁄21⁄41⁄21⁄4 Åo Ý Ö̧ Æo Å Ó̧ Ò o Ï ÐÞÐ ÓÒ Ø ÓÑÑ ÓÒ Ê Ï ÈÊ Åo Ì × Ø ÓÒ Ð Ø Ò ÕÙ × Ö ̧ Ò Ø̧ ÓØ Ü1 ÑÔÐ × Ó Ö Ò ÓÑ Þ Ñ Ø Ó × Ò × Ñ Ð Ö ØÓ Ø Ó× ÓÓ Ö Ù× × ÓÖ Ø × Ñ ÔÙÖÔÓ× o ÆÓØ Ø Ø Ø × ÔÐ × Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ò Æ ÔÖ ÓÚ Ḉ Ô ÐÓ Òμo Ì × × Ø ×Ø Ö × ÙÐØ ÒÓÛÒ̧ ÐØ ÓÙ ÓÓ Ö 3× Ð ÓÖ Ø Ñ Ñ Ý Ú ØØ Ö Ú ÓÖ ÓÒ Ø ÓÒר ÒØ × Ò ÜÔÐ ØÐÝ Ú ÐÙ Ø o Ï ÑÝ Ð×Ó Ó × ÖÚ Ø Ø Ø ÓÓ Ö »Ë Ò Ð ÓÖ Ø Ñ× ÑÔÖ ÓÚ ÓÒ Ò 3× Ö ×ÙÐ Ø Ò Ê 3⁄4 o Ì Ö × ×Ø ÐÐ ÖÓÓÑ ÓÖ ×ÓÑ ÑÔÖ ÓÚ Ñ ÒØ× Ò Ø × Ö ̧ ÙØ Ø Ö ÒÓÛ × Ñ× ØÓ Ö Ø Ö Ò ÓÖ × ÖÔ Ö ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ×̧ Ô ÖØ ÙÐ ÖÐÝ Ò Ø Ê Ï × o o Ê Ä Ì ÁËËÍ Ë Ä ÇËË Ê ÁÒØ Ö ÔÖ Ó Ö ÑÑ Ò ÔÖ Ó Ð Ñ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ Û Ø Ø 1 Ø ÓÒ Ð ÓÒ×ØÖ ÒØ Ø Ø Ø ×ÓÐ ÙØ ÓÒ ÑÙ ×Ø ÒØ Ö Ðo 1Ú ÓÐ Ø ÓÒ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ × Ò o1⁄2o1⁄2̧ Ü ÔØ Ø Ø Û Û ÒØ ØÓ Ñ Ü Ñ Þ Ø Ð Ò Ö Ó Ø Ú ÙÒ Ø ÓÒ ×Ù Ø ØÓ ÐÐ ÙØ Ø Ñ Óר Ó Ø Ú Ò Ð Ò Ö ÓÒ× ØÖ ÒØ×o Ú Ö × Ò ÐÝ× × ÜÔ Ø Ô Ö ÓÖÑ Ò Ó Ò Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ö Ò ÓÑ Ò1 ÔÙØ ́ÙÒ Ö ÖØ Ò ×ØÖ ÙØ ÓÒ×μo ËÑÓÓ Ø Ò ÐÝ× × ÜÔ Ø Ô Ö ÓÖÑ Ò Ó Ò Ð ÓÖ Ø Ñ ÙÒ Ö ×Ñ ÐÐ Ö Ò ÓÑ Ô Ö ÙØ Ø ÓÒ× Ó Ø ÒÔÙØo Ä Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò × ÔÖÓ Ð Ñ Ó ÒØ Ö ×Ø Ò Ø× ÓÛÒ Ö Ø̧ ÙØ Ø × Ð×Ó Ö ÔÖ × ÒØ Ø Ú Ó Ð ×× Ó ÓÑ ØÖ ÔÖÓ Ð Ñ× ØÓ Û × Ñ Ð Ö Ñ Ø Ó × Ò ÔÔÐ o Å ÒÝ Ó Ø Ö Ö Ò × Ú Ò ÐÓÛ × Ù×× ÐÓ× ÐÝ Ö Ð Ø ÔÖÓ Ð Ñ×̧ Ò Û Ú Ñ Ò Ø ÓÒ Ø Ñ Ò Ô ×× Ò ÓÚ o Ò ÑÔÓÖØ ÒØ Ö Ð Ø Ö × ÒØ Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o À Ö Ø × Þ Ó Ø ÒÙÑ Ö× ÒÒÓØ Ö Ð Ø ØÓ × ÓÒ ÖÝ ÓÒ× Ö Ø ÓÒo ÁÒ Ò Ö Ð Ø × ÔÖÓ Ð Ñ × ÆÈ1 Ö ̧ ÙØ Ò ¬Ü Ñ Ò× ÓÒ × Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ ×ÓÐ Ú Ð o Ë Ë ÓÖ ÙÖØ Ö Ò ÓÖÑ Ø ÓÒo ÁØ Ñ Ý ÒÓØ Ø Ø Ð Ö ×ÓÒ3 × Ñ Ø Ó × Ò Ø ÄÈ 1ØÝÔ Ö Ñ ÛÓÖ Ö ÔÔÐ Ð Ò Ø × × ØÙ Ø ÓÒ ×ÓÑ Ö Û Ø Ø ÒØ ÖÔÖ Ø Ø ÓÒ Ó Ø ÔÖ Ñ Ø Ú ÓÔ Ö Ø ÓÒ× × Ò ÓÖ Ö̧ Ø ÓÙ o Ï Ú ÓÒ× Ö ÓÒÐ Ý Ø × ÓÐÙØ ÓÒ Ó × Ò Ð Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö Ño ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø Ö Ö ×ÓÑ × ØÙ Ø ÓÒ× Û Ö ÓÒ Ñ ØÛ× Ø Ó× Ó Ð Ú × ÕÙ Ò Ó ÐÓ× ÐÝ Ö Ð Ø Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö Ñ×o ÁÒ Ø × × ̧ Ø Ñ Ý Û ÓÖØ Ø ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÒÚ ×ØÑ ÒØ Ó Ù Ð Ò Ø × ØÖÙ ØÙÖ ØÓ Ð Ø Ø ×Ø ×ÓÐ ÙØ ÓÒ Ó Ø Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö Ñ×o ÓÖ Ö ×ÙÐØ× Ó Ø × ØÝÔ × ̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÔÔ 1⁄4̧ Å Ø ¿̧ ̧ o Ò ÐÐÝ Ø Ö × Ò ×ÓÑ ÛÓÖ ÓÙØ ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ̧ Û Ö Û Ö × ØÓ × Ø × Ý ÐÐ ÙØ Ø Ñ Óר Ó Ø Ú Ò ÓÒ× ØÖ ÒØ×̧ × ̧ o o̧ Ê Ï ̧ Ë ̧ Å Ø ̧ ÄËË ̧ o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Å ØÓÙ× Å Ø × Ò Ú ×Ø Ø Ø × ÕÙ ×Ø ÓÒ Ò Ø Ò Ö Ð × ØØ Ò Ó ÄÈ1ØÝÔ ÔÖÓ Ð Ñ×o Ê ÒØ ÐÝ̧ Ò 1⁄43⁄4 × ÓÐÚ Ø × ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ê 3⁄4 Û Ø Ö Ò ÓÑ Þ Ð ÓÖ Ø Ñ Ò ÜÔ Ø Ø Ñ ḈÒ · 3⁄4 μ́ × Ø × Ô Ô Ö ÓÖ Ø ×Ø ÓÙÒ × ÒÓÛ Ò ÓÖ ¿ μo Ö Ø ÓÒ Û ÒÓØ ØÓÙ ÙÔ ÓÒ Ö × Ú Ö Ò ÐÝ× ×̧ Û Ö Û Ò ÐÝÞ Ø ÖÑ Ò ×Ø Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ö Ò ÓÑ ÒÔÙØ× ÓÖ ̧Ë Ñ ¿ o Ç ÓÙÖ × ̧ Ø ××Ù © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1010
ÔØ Ö Ä Ò ÖÔ ÖÓ Ö ÑÑ Ò 1⁄21⁄41⁄21⁄2 Ö × ØÓ Û Ø ÜØ ÒØ Ø × ×ÙÑ ÒÔÙØ ×ØÖ ÙØ ÓÒ × Ùר ¬ ̧ Ú Ò Ø Ö ×ÙÐØ× Ö Ð Ø ØÓ Ø Ñ ×ÙÖ Ñ ÒØ× Ñ Ò ÜÔ Ö Ñ ÒØ× o ÅÓÖ Ö ÒØÐÝ ̧ Ø Ö × Ò Ò ÒØ Ö ×Ø Ò Ò Û Ö Ø ÓÒ̧ Û Ö × ÑÔÐ Ü Ñ Ø Ó × Ò ÐÝÞ ÓÖ ×Ñ ÐÐ Ö Ò ÓÑ Ô Ö ØÙÖ Ø ÓÒ× Ó Ø ÒÔÙØ ́×ÑÓÓØ Ò ÐÝ× ×̧ ËÌ1⁄41⁄2 μo o ËÇÍÊ Ë Æ Ê Ä Ì Å Ì ÊÁ Ä ÇÇÃ Ë Æ ËÍÊÎ Ë ÓÓ Ò Ö Ð ÒØÖ Ó Ù Ø ÓÒ ØÓ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ñ Ý ÓÙÒ Ò Ú Ø Ð3× ÓÓ Ú ¿ o Ø ÓÖ Ø Ð ØÖ ØÑ ÒØ × ÚÒ Ò Ë Ö Ú Ö3× ÓÓ Ë o Ì Ð ØØ Ö × ÚÖÝ ÓÓ ×ÓÙÖ Ó Ø ÓÒ Ð Ö Ö Ò ×o à ÖÔ Ò Ê Ñ Ò Ö Ò ÃÊ 1⁄4 × ÓÓ ×ÓÙÖ Ó Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÒ ÑÓ Ð× Ó Ô Ö ÐÐ Ð ÓÑÔÙØ Ø ÓÒo Ë Å Ø Ó Ö × ÙÖÚ Ý Ó Ö Ò ÓÑ Þ Ø ÓÒ Ø Ò ÕÙ × ÓÖ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ o Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö 1⁄2 × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÔØ Ö 3⁄41⁄4 ÈÓÐÝØÓÔ × Ð ØÓÒ× Ò Ô Ø × ÔØ Ö ¿1⁄2 ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ ÔØ Ö 3⁄4 È Ö ÐÐ Ð Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò ÓÑ ØÖÝ ÔØ Ö ¿ È Ö Ñ ØÖ × Ö ÔØ Ö Å Ø Ñ Ø Ð ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔØ Ö ËÓ ØÛ Ö Ê Ê Æ Ë Å Åo Ø Ò Æo Å Óo Ø ÖÑ Ò ×Ø ÔÓÐÝ́ÐÓ ÐÓ Òμ1Ø Ñ Ò1ÔÖÓ ××ÓÖ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ò ¬Ü Ñ Ò× ÓÒo ËÁ Å Âo ÓÑÔÙØo̧ 3⁄4 1⁄21⁄2 1⁄2ß1⁄21⁄2 ̧ 1⁄2 o Å Æo ÐÓÒ Ò Æo Å Óo È Ö ÐÐ Ð Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ò ¬Ü Ñ Ò× ÓÒ Ð ÑÓר ×ÙÖ ÐÝ Ò ÓÒר ÒØ Ø Ñ o Âo ××Ó o ÓÑÔÙØo Å o̧ 1⁄2 3⁄43⁄4ß ¿ ̧ 1⁄2 o Ñ Æo Ñ ÒØ o À ÐÐ Ý1ØÝ Ô Ø ÓÖ Ñ× Ò Ò Ö Ð Þ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o × Ö Ø ÓÑ1 ÔÙ Øo Ó Ño̧ 1⁄23⁄4 3⁄4 1⁄2ß3⁄4 1⁄2̧ 1⁄2 o Ñ Æo Ñ ÒØ o Ò Û ÔÖÓÓ Ó Ò ÒØ Ö ×Ø Ò À ÐÐÝ1ØÝÔ Ø ÓÖ Ño × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 1⁄2 3⁄4¿ß 3⁄4 ̧ 1⁄2 o Æo Ñ ÒØ Ò oÅo Ð Öo ÓÖÑ ÔÖÓ Ù Ø× Ò Ñ Ü Ñ Ð × ÓÛ×o ÁÒ o Þ ÐÐ ̧ Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ Ò Êo ÈÓÐÐ ̧ ØÓÖ×̧ Ú Ò × Ò × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð 1 ÓÑ ØÖÝ̧Ú ÓÐ ÙÑ 3⁄43⁄4¿ Ó ÓÒØ ÑÔo Å Ø o̧ Ô × ß 1⁄4o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 o 3⁄4 o Ú × Ò Ão Ù Ù o Ô ÚÓØ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ÓÒÚ Ü ÙÐ Ð× Ò Ú ÖØ Ü ÒÙÑ Ö Ø ÓÒ Ó ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ò Ô ÓÐÝ Ö o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 3⁄4 ß¿1⁄2¿̧ 1⁄2 3⁄4o ÓÖ ÃoÀo ÓÖ Û Ö Øo Ì Ë ÑÔÐ Ü Å Ø Ó È Ö Ó Ð ×Ø Ò ÐÝ× ×o Î ÓÐÙ Ñ 1⁄2 Ó Ð Ó1 Ö Ø Ñ× ÓÑ Òo̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1011
1⁄21⁄41⁄23⁄4 Åo Ý Ö̧ Æo Å Ó̧ Ò o Ï ÐÞÐ · o ÖÓ Ö̧ Åo o Ý Ö̧ oÅo Ö Þ ̧ Èo Ê Ú Ò̧ Ò o ÍÔ Ðo Ì ÛÓÖר × ÖÙ ÒÒ Ò Ø Ñ Ó Ø Ö Ò ÓÑ Þ × ÑÔÐ Ü Ð ÓÖ Ø Ñ × ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð Ò Ø Øo ÁÒ ÓÖÑ o ÈÖÓ ××o Ä Ø Øo̧ ß 3⁄4̧ 1⁄2 o Ìo Åo Òo Ü 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÕÙ Ö × Ñ ×Ý o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄23⁄4Ø ÒÒ Ùo Å ËÝÑÔÓ×o ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ Ô × 3⁄4 ß3⁄4 1⁄4̧ 1⁄2 o Ì oÅo Òo Ø ÖÑ Ò ×Ø Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ 3⁄41 ÓÒÚ Ü ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ò ¿1 ÓÒÐ Ò Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o Âo Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ 3⁄4 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ì oÅo Òo ÓÑ ØÖ ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó Ö Ò ÓÑ Þ ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ Ø Ò ÕÙ o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄43⁄4 ß ̧ 1⁄2 o 1⁄43⁄4 Ìo Åo Òo ÄÓÛ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Û Ø Ú ÓÐ Ø ÓÒ×o ÁÒ ÈÖÓ o ¿Ö ÒÒÙo Á ËÝÑÔÓ×o ÓÙÒ o ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ô × 1⁄4ß ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o Ú ¿ Îo Ú Ø Ðo Ä Ò Ö ÈÖÓ Ö ÑÑ Ò o Ö Ñ Ò̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 ¿o Ð ÃoÄo Ð Ö ×ÓÒ o ÙÖØ Ö ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó Ö Ò ÓÑ × ÑÔÐ Ò ØÓ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄2 Ø ÒÒÙo Å ËÝÑÔÓ×o Ì ÓÖÝ ÓÑÔÙØo̧ Ô × 1⁄2 ß 3⁄4¿̧ 1⁄2 o Ð ÃoÄo Ð Ö ×ÓÒ o Ä Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ò Ç ́Ò¿ 3⁄4 μ Ø Ñ o ÁÒ ÓÖÑ o ÈÖÓ ××o Ä ØØ o̧ 3⁄43⁄4 3⁄41⁄2ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o Ð ÃoÄo Ð Ö ×ÓÒo Ä × Î × Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ Ð Ò Ö Ò ÒØ Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Û Ò Ø Ñ Ò× ÓÒ × ×Ñ ÐÐo ÁÒ ÈÖÓ o 3⁄4 Ø ÒÒ Ùo Á ËÝÑÔÓ×o ÓÙÒ o ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ô × 3⁄4ß ̧ 1⁄2 o Ð ÃoÄo Ð Ö ×ÓÒo Ä × Î × Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ Ð Ò Ö Ò ÒØ Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Û Ò Ø Ñ Ò× ÓÒ × ×Ñ ÐÐo Âo ××Ó o ÓÑÔÙØo Å o̧ 3⁄4 ß ̧ 1⁄2 o ́ÁÑ ÔÖÓÚ Ú Ö× ÓÒ Ó Ð oμ Å o Þ ÐÐ Ò Âo Å ØÓÙ× o ÇÒ Ð Ò Ö1Ø Ñ Ø ÖÑ Ò ×Ø Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ Ò ¬Ü Ñ Ò× ÓÒo Âo Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ 3⁄41⁄2 ß ̧ 1⁄2 o ÄËË o ØØ ̧ Ào1È o Ä Ò Ó ̧ o Ë Û ÖÞ̧ Ò Åo ËÑ o ËØ Ø Ò ÝÒ Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ 1ÔÓ ÒØ ÐÙ ×Ø Ö Ò ÔÖÓ Ð Ñ×o Âo Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ 1⁄2 ß 1⁄4¿̧ 1⁄2 o Ò 1⁄4 o Ò o Ò ÓÔØ Ñ Ð Ô Ö ÐÐ Ð Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ò Ø ÔÐ Ò o ÁÒ Ó ÖÑo ÈÖÓ ××o Ä Ø Øo̧ ¿ 3⁄41⁄2¿ß3⁄41⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄4o Åo o Ý Ö Ò oÅo Ö Þ o Ö Ò ÓÑ Þ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ¬Ü 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o Å Ø o ÈÖÓ Ö ÑÑ Ò ̧ 3⁄41⁄4¿ß3⁄41⁄23⁄4̧ 1⁄2 o Ý ¿ Åo o Ý Öo Ì ÓÑÔ Ð Ü ØÝÓ ÚÖØ Ü ÒÙÑ Ö Ø ÓÒ Ñ Ø Ó ×o Å Ø o ÇÔ Öo Ê ×o̧ ¿ 1⁄2ß 1⁄43⁄4̧ 1⁄2 ¿o Ý Åo o Ý Öo Ä Ò Ö Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ ØÛÓ1 Ò Ø Ö 1Ú Ö Ð Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö Ñ×o ËÁ Å Âo ÓÑ ÔÙ Øo̧ 1⁄2¿ ¿1⁄2ß ̧ 1⁄2 o Ý Åo o Ý Öo ÇÒ ÑÙÐ Ø Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ö ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ø× ÔÔÐ Ø ÓÒ ØÓ Ø Ù Ð Ò ÓÒ 1 ÒØÖ ÔÖÓ Ð Ño ËÁ Å Âo ÓÑ ÔÙ Øo̧ 1⁄2 3⁄4 ß ¿ ̧ 1⁄2 o Ý 3⁄4 Åo o Ý Öo Ð ×× Ó ÓÒÚ Ü ÔÖÓ Ö Ñ× Û Ø ÔÔÐ Ø ÓÒ× ØÓ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ o ÁÒ ÈÖÓ o Ø ÒÒ Ùo Å ËÝÑÔÓ×o ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ Ô × ß1⁄2 ̧ 1⁄2 3⁄4o Ý Åo o Ý Öo Ô Ö ÐÐ Ð Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ò ¬Ü Ñ Ò× ÓÒo ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄21⁄2Ø ÒÒ Ùo Å ËÝ ÑÔÓ× o ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ Ô × ¿ ß¿ ̧ 1⁄2 o Ë o Ö Ø̧ Åo Ë Ö Ö̧ Ò o Úo ÓÑÔ ÙØ Ò Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø 1 Ò ÐÓ× Ò Ö Ð Ò Ö Ð Ø ÔÖÓ Ð Ñ×o ÓÑÔÙØo ÓÑo Ì ÓÖÝ Ô ÔÐo̧ 1⁄21⁄2 ß1⁄2¿ ̧ 1⁄2 o ÔÔ 1⁄4 o ÔÔ ×Ø Òo ÝÒ Ñ Ø Ö 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o ÇÊË Âo ÓÑÔÙØo̧ ¿ 1⁄4ß¿ ̧ 1⁄2 1⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1012
ÔØ Ö Ä Ò ÖÔ ÖÓ Ö ÑÑ Ò 1⁄21⁄41⁄2¿ Ö o ÖØÒ Öo ×Ù ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ×ØÖ Ø ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ×o ËÁ Å Âo ÓÑ ÔÙ Øo̧ 3⁄4 1⁄21⁄41⁄2 ß1⁄21⁄4¿ ̧ 1⁄2 o Ö1⁄43⁄4 o ÖØÒ Öo Ì Ö Ò ÓÑ1 Ø × ÑÔÐ Ü Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÒ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ù ×o Ê Ò ÓÑ Ë ØÖÙ ØÙÖ × Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ 3⁄41⁄4 ¿ ¿ß¿ 1⁄2̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o ÓÓ ¿ Åo Ìo ÓÓ Ö o ÓÑ ØÖ Ô ÖØ Ø ÓÒ Ò Ñ × Ö̧ Ú Ò Ò Ô Ö ÐÐ Ðo ÁÒ ÈÖÓ o Ø ÒÒ Ùo Å ËÝÑÔÓ×o ÓÑÔÙØo ÓÑo ̧ Ô × ¿ß 3⁄4̧ 1⁄2 ¿o À o ÖØÒ Ö̧ Åo À Ò ̧ Ò oÅo Ð Öo Ê Ò ÓÑ Þ × ÑÔÐ Ü Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÒ ÃÐ 1Å ÒØÝ Ù ×o ÓÑ Ò ØÓÖ ̧ 1⁄2 ¿ ß¿ 1⁄2̧ 1⁄2 o ËÌ · 1⁄41⁄2 o ÖØÒ Ö̧ Âo Ë ÓÐÝ ÑÓ× ̧ o Ì× Ö× Ò ØÞ̧ È o Î Ð ØÖ̧ Ò o Ï ÐÞÐo ÇÒ Ð Ò Ò Ò ÔÓ ÒØ×o ÁÒ ÈÖÓ o ¿¿Ö ÒÒÙo Å ËÝ ÑÔÓ× o Ì ÓÖÝ ÓÑ ÔÙ Øo̧ Ô × ¿1⁄4 ß¿1⁄2 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ï o ÖØÒ Ö Ò o Ï ÐÞÐo Ä Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ß Ö Ò ÓÑ Þ Ø ÓÒ Ò ×ØÖ Ø Ö Ñ 1 ÛÓÖ ×o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄2¿Ø ÒÒ Ùo ËÝÑÔÓ×o Ì ÓÖ Øo ×Ô Ø× ÓÑÔÙØo Ë o̧Ú ÓÐÙÑ 1⁄21⁄4 Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ô × ß o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o Ï1⁄41⁄2 o ÖØÒ Ö Ò o Ï ÐÞÐo × ÑÔÐ × ÑÔÐ Ò Ð ÑÑ Ò ÐÝ× × Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ò ÓÑ ØÖ ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒo × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 3⁄4 ß 1⁄4̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o à Р3⁄4 o à Рo ×Ù ÜÔÓÒ ÒØ Ð Ö Ò ÓÑ Þ × ÑÔÐ Ü Ð ÓÖ Ø Ño ÁÒ ÈÖÓ o 3⁄4 Ø ÒÒÙo Å ËÝ ÑÔÓ× o Ì ÓÖÝ ÓÑÔÙØo̧ Ô × ß 3⁄4̧ 1⁄2 3⁄4o à Рo à Рo Ä Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ̧ Ø × ÑÔÐ Ü Ð ÓÖ Ø Ñ Ò × ÑÔÐ Ô ÓÐÝ ØÓÔ ×o Å Ø o ÈÖÓ Ö ÑÑ Ò ̧ 3⁄41⁄2 ß3⁄4¿¿̧ 1⁄2 o ÃÊ 1⁄4 Êo à ÖÔ Ò Îo Ê Ñ Ò Ö Òo È Ö ÐÐ Ð Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ × Ö 1Ñ Ñ ÓÖÝ Ñ Ò ×o ÁÒ Âo Ú Ò Ä ÙÛ Ò̧ ØÓÖ̧ À Ò ÓÓ Ó Ì ÓÖ Ø Ð ÓÑÔÙØ Ö Ë Ò ̧ Î ÓÐo Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ̧ Ô × ß 1⁄2o Ð× Ú Ö̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 1⁄4o ÃÅ 3⁄4 Îo ÃÐ Ò oÂo Å ÒØÝo ÀÓÛ ÓÓ × Ø × ÑÔÐ Ü Ð ÓÖ Ø Ñ ÁÒ Ço Ë × ̧ ØÓÖ̧ ÁÒ ÕÙ Ð Ø × ÁÁÁ̧ Ô × 1⁄2 ß1⁄2 o Ñ ÈÖ ××̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 3⁄4o Å Ø ¿ Âo Å ØÓÙ× o Ä Ò Ö ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÕÙ Ö ×o Âo Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ 1⁄2 ¿3⁄4ß ̧ 1⁄2 ¿o Å Ø Âo Å ØÓÙ× o ÄÓÛ Ö ÓÙÒ × ÓÖ ×Ù ÜÔÓÒ ÒØ Ð ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ Ð ÓÖ Ø Ño Ê Ò ÓÑ ËØ ÖÙ ØÙÖ × Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ 1⁄2ß 1⁄4 ̧ 1⁄2 o Å Ø Âo Å ØÓÙ× o ÇÒ ÓÑ ØÖ ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÕÙ Ö × Û Ø Û Ú ÓÐ Ø ÓÒ×ØÖ ÒØ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄2 ¿ ß¿ ̧ 1⁄2 o Å Ø Âo Å ØÓÙ× o ÇÒ Ò ÐÓ× Ò ÔÓ ÒØ× Ý Ö Ð o ÁÒ Ó ÖÑo ÈÖÓ ××o Ä ØØo̧ ¿ 3⁄41⁄2 ß3⁄43⁄41⁄2̧ 1⁄2 o Å Ø Âo Å ØÓÙ × o Ö Ò ÓÑ Þ Ø ÓÒ Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ o Âo Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ 3⁄41⁄4 ß 1⁄4̧ 1⁄2 o Å ¿ Æo Å Óo Ä Ò Ö Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ò Ê ¿ Ò Ö Ð Ø ÔÖÓ 1 Ð Ñ×o ËÁ Å Âo ÓÑÔÙØo̧ 1⁄23⁄4 ß ̧ 1⁄2 ¿o Å Æo Å Óo Ä Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ò Ð Ò Ö Ø Ñ Û Ò Ñ Ò× ÓÒ × ¬Ü o Âo ××Ó o ÓÑÔÙØo Å o̧ ¿1⁄2 1⁄21⁄2 ß1⁄23⁄4 ̧ 1⁄2 o Å Æo Å Óo ÇÒ Ø ÐÐ ×Ô ÒÒ Ý ÐÐ ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 1⁄4 ß 1⁄21⁄4̧ 1⁄2 o ÅÈ o o ÅÙÐ Ð Ö Ò oÈo ÈÖ Ô Ö Ø o Ò Ò Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ØÛÓ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ Ö o Ì ÓÖ Øo ÓÑÔÙØo Ë o̧ 3⁄41⁄2 ß3⁄4¿ ̧ 1⁄2 o ÅËÏ Âo Å ØÓÙ × ̧ Åo Ë Ö Ö̧ Ò o Ï ÐÞÐo ×Ù ÜÔÓÒ ÒØ Ð ÓÙÒ ÓÖ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o Ð ÓÖ Ø Ñ ̧ 1⁄2 ß 1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ê Ï Ìo ÊÓÓ× Ò È o Ï Ñ Ý Öo 1Ú ÓÐ Ø ÓÒ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o ÁÒ ÓÖÑ o ÈÖÓ ××o Ä Ø Øo̧ 3⁄4 1⁄21⁄4 ß1⁄21⁄2 ̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1013
1⁄21⁄41⁄2 Åo Ý Ö̧ Æo Å Ó̧ Ò o Ï ÐÞÐ Ë o Ë Ö Ú Öo ÁÒ ØÖÓ Ù Ø ÓÒ ØÓ Ø Ì ÓÖÝ Ó Ä Ò Ö Ò ÁÒØ Ö ÈÖÓ Ö ÑÑ Ò o Ï Ð Ý̧ ר Ö̧ 1⁄2 o Ë 1⁄2 Êo Ë Ðo ÄÓÛ Ñ Ò× ÓÒ Ð Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ò ÓÒÚ Ü ÙÐ Ð× Ñ ×Ýo × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄4¿ß ¿ ̧ 1⁄2 1⁄2o Ë Ò Ëo Ë Òo Ø ÖÑ Ò ×Ø Ô ÓÐÝ ́ÐÓ ÐÓ Òμ Ø Ñ ÓÔØ Ñ Ð Ê Ï ÈÊ Å Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ò ¬Ü Ñ Ò× ÓÒo Ì Ò Ð Ê Ô ÓÖØ 11⁄4 ̧ ÔØo Ó ÓÑÔ ÙØo Ë o̧ ÍÒ Úo Ó Æ Û ×ØÐ ̧ Ù×ØÖ Ð ̧ 1⁄2 o Ë ÅoÁo Ë ÑÓ×o ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ Ø ÖÝo È o o Ø × ×̧ Ð ÍÒ Úo̧ Æ Û À Ú Ò̧ 1⁄2 o ËÏ 3⁄4 Åo Ë Ö Ö Ò o Ï ÐÞÐo Ó Ñ Ò ØÓÖ Ð ÓÙÒ ÓÖ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ò Ö Ð Ø ÔÖÓ Ð Ñ×o ÁÒ ÈÖÓ o Ø ÒÒ Ùo ËÝ ÑÔÓ× o Ì ÓÖ Øo ×Ô Ø× ÓÑÔÙØo Ë o̧Ú ÓÐÙ Ñ Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ô × ß o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 3⁄4o ËÑ ¿ Ëo ËÑ Ð o ÇÒ Ø Ú Ö ÒÙÑ Ö Ó ×Ø Ô× Ò Ø × ÑÔÐ Ü Ñ Ø Ó Ó Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o Å Ø o ÈÖÓ Ö ÑÑ Ò ̧ 3⁄4 3⁄4 1⁄2ß3⁄4 3⁄4̧ 1⁄2 ¿o Ë Ì1⁄41⁄2 o o ËÔ ÐÑ Ò Ò Ë o1Ào Ì Ò o ËÑÓÓØ Ò ÐÝ× × Ó Ð ÓÖ Ø Ñ× Ï Ý Ø Ë ÑÔÐ Ü Ð ÓÖ Ø Ñ Ù×Ù ÐÐÝ Ø × Ô ÓÐÝ ÒÓÑ Ð Ø Ñ o ÁÒ ÈÖÓ o ¿¿Ö ÒÒ Ùo Å ËÝ ÑÔÓ× o Ì ÓÖÝ ÓÑÔÙØo̧ Ô × 3⁄4 ß¿1⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o ËÝÐ Âo Âo ËÝÐÚ ×Ø Öo ÕÙ ×Ø ÓÒ Ò Ø ÓÑ ØÖÝ Ó × ØÙ Ø ÓÒo ÉÙ ÖØo Âo Å Ø o̧ 1⁄2 ̧ 1⁄2 Ì Ö o Ì Ö Ó×o רÖÓÒ ÐÝ Ô ÓÐÝ ÒÓÑ Ð Ð ÓÖ Ø Ñ ØÓ ×ÓÐÚ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö Ñ×o ÇÔ Öo Ê ×o̧ ¿ 3⁄4 1⁄4ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o Ï Ð 1⁄2 o Ï Ð ÞÐo ËÑ ÐÐ ×Ø Ò ÐÓ× Ò × × ́ ÐÐ× Ò ÐÐ Ô×Ó ×μo ÁÒ Ào Å ÙÖ Ö̧ ØÓÖ̧ Æ Û Ê ×ÙÐØ× Ò Æ Û ÌÖ Ò × Ò ÓÑÔÙØ Ö Ë Ò ̧Ú ÓÐÙ Ñ Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ô × ¿ ß¿ 1⁄4o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 1⁄2o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1014
Å ÌÀ Å ÌÁ Ä ÈÊÇ Ê ÅÅÁÆ Å Ð Âo Ì Ó ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ Å Ø Ñ Ø Ð ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò × ÓÒ ÖÒ Û Ø Ñ Ò Ñ Þ Ò Ö Ð1Ú ÐÙ ÙÒ Ø ÓÒ Ó × Ú Ö Ð Ú Ö Ð ×̧ Û Ñ Ý Ø Ö × Ö Ø ÓÖ ÓÒØ ÒÙÓÙ× ̧ ×Ù Ø ØÓ ÕÙ Ð ØÝ Ò »ÓÖ Ò ÕÙ Ð ØÝ ÓÒ×ØÖ ÒØ× ÓÒ ÓØ Ö ÙÒ Ø ÓÒ× Ó Ø Ú Ö Ð ×o ÇÔØ Ñ Ð ØÝ ÓÒ 1 Ø ÓÒ× Ò ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð × Ñ × ÓÖ ×Ù ÔÖÓ Ð Ñ× Ö ÕÙ ÒØÐÝ Ö ÐÝ ÓÒ ÓÑ ØÖ Ð ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ó Ø × Ø Ó × Ð ×ÓÐ ÙØ ÓÒ× ÓÖ ×Ù × ÖÝ ÓÑ ØÖ Ð ÓÒרÖÙ Ø ÓÒ×o À Ö Û ÓÒ× Ö Ø × ×Ô Ø× Ó Ò Ö Ð ÒÓÒÐ Ò Ö ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ× ́Ë 1 Ø ÓÒ o1⁄2μ̧ Ò Ö Ð ÓÒÚ Ü ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ́Ë Ø ÓÒ o3⁄4̧ Û Ö Û × Ù×× Ø ÐÐ Ô1 ×Ó Ñ Ø Ó Ò Ø× Ö Ð Ø Ú ×μ̧ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ́Ë Ø ÓÒ o¿̧ Û Ö Û ÓÒ× Ö Ø × ÑÔÐ Ü Ð ÓÖ Ø Ñ Ò ÑÓÖ Ö ÒØ Ò Ø Ö ÓÖ1Ô Ó ÒØ Ñ Ø Ó ×μ̧ ÒØ Ö Ò ÓÑ1 Ò ØÓÖ Ð ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ́Ë Ø ÓÒ o μ̧ Ò ×Ô Ð ÓÒÚ Ü ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× ́Ë Ø ÓÒ o μo Ì ØÖ ØÑ ÒØ Ö Ó Ù× × Ñ ÒÐÝ ÓÒ Ñ Ø Ó × ÒÚÓ ÐÚ Ò ÓÑ ØÖ ×̧ ×Ô ÐÐÝ Ø Ó× ÓÖ Û ÐÓ Ð ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ ר Ñ Ø × Ö ÒÓÛÒo o1⁄2 Æ Ê Ä ÆÇÆÄÁÆ Ê ÈÊÇ Ê ÅÅ ÁÆ ÓÒ× Ö Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó ÓÓ× Ò Ü ØÓ Ñ Ò Ñ Þ ́Üμ ×Ù Ø ØÓ ́Üμ 1⁄4 1⁄2 Ñ ́Üμ 1⁄4 1⁄2 Ô ́Èμ Û Ö Ò ÐÐ 3× Ò 3× Ö ×ÑÓÓØ ÙÒ Ø ÓÒ× ÓÒ Ö Ð Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ù Ð Ò ×Ô Ê Ò Ò Ü Ò Ú ÖÝ ÓÚ Ö ÐÐ Ê Ò o Ì × × Ò Ö Ð ÒÓ ÒÐ Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ño Ê × Ö ÓÒ Ø Ò Ö Ð ÒÓÒÐ Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ × × ØÓ Ö Ø Ö Þ ÐÓ Ð ÓÖ ÐÓ Ð Ñ Ò Ñ Þ Ö× Ý ÔÔÖÓÔÖ Ø ÓÔØ Ñ Ð ØÝ ÓÒ Ø ÓÒ×̧ Ò ØÓ ÓÑ ÔÙØ ÓÖ ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÐÓ Ð Ñ Ò Ñ Þ Ö ÓÖ ×Ø Ø ÓÒ ÖÝ ÔÓ ÒØ Ý ×ÓÑ Ø Ö Ø Ú Ñ Ø Ó o Ä ÇËË Ê Ç Ø Ú ÙÒ Ø ÓÒ Ì ÙÒ Ø ÓÒ ÓÚ o ÓÒ×ØÖ ÒØ ÙÒ Ø ÓÒ× Ì ÙÒ Ø ÓÒ× Ò ÓÚ o × Ð ÔÓ ÒØ ÈÓ ÒØ ÒÊ Ò × Ø × Ý Ò ÐÐ ÓÒ× ØÖ ÒØ×o Ø Ú Ó Ò×ØÖ ÒØ× ÐÐ ÕÙ Ð ØÝ ÓÒ× ØÖ ÒØ× Ò Ø Ó× Ò ÕÙ Ð ØÝ ÓÒ×ØÖ ÒØ× ÓÐ Ò Û Ø ÕÙ Ð ØÝ Ø ÚÒ × Ð ÔÓ ÒØo ÐÓ Ð Ñ Ò Ñ Þ Ö × Ð ÔÓ ÒØ Û Ø Ó Ø Ú ÙÒ Ø ÓÒ Ú ÐÙ Ø ÑÓ× Ø Ø Ø Ó ÒÝ ÓØ Ö × Ð ÔÓ ÒØo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1015
1⁄21⁄41⁄2 Å oÂo Ì Ó ÄÓ Ð Ñ Ò Ñ Þ Ö × Ð ÔÓ ÒØ Û Ø Ó Ø Ú ÙÒ Ø ÓÒ Ú ÐÙ Ø Ñ Óר Ø Ø Ó ÒÝ ÓØ Ö ×ÙÆ ÒØÐ Ý ÐÓ× × Ð ÔÓ ÒØo ÇÔØ Ñ Ð ØÝ ÓÒ Ø ÓÒ× ÓÒ Ø ÓÒ× Ø Ø Ö Ò ×× ÖÝ ÓÖ ×ÙÆ ÒØ̧ Ô Ö Ô× ÙÒ Ö Ö ÙÐ Ö ØÝ Ö ×ØÖ Ø ÓÒ× ̧ ÓÖ Ú Ò ÔÓ ÒØ ØÓ ÐÓ Ð ÓÖ ÐÓ Ð Ñ Ò Ñ Þ Öo ËØ Ø ÓÒ ÖÝ ÔÓ ÒØ ÈÓ ÒØ × Ø × Ý Ò ÓÔØ Ñ Ð ØÝ ÓÒ Ø ÓÒ×o Ä Ö Ò Ò ÙÒ Ø ÓÒ ÙÒ Ø ÓÒ Ä́Ü Ù Úμ ́Üμ ·Ù Ì ́Ü μ·Ú Ì ́Üμo o1⁄2o1⁄2 ÇÈÌÁÅ ÄÁÌ ÇÆ ÁÌ ÁÇÆË Ì × Ö × ÓÒ Ì ÝÐÓÖ ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ× Ó Ø Ó Ø Ú Ò ÓÒ×ØÖ ÒØ ÙÒ 1 Ø ÓÒ×o Ä Ø Ü × Ð ÔÓ ÒØo Ï × ÓÒ Ø ÓÒ× Ø Ø Ö Ò ×× ÖÝ ÓÖ ×ÙÆ ÒØ ÓÖ Ü ØÓ ÐÓ Ð Ñ Ò Ñ Þ Öo Ì ¬Ö ר1ÓÖ Ö Ã ÖÙ× 1ÃÙ Ò1Ì Ù Ö ÓÒ Ø ÓÒ×̧ Ò ×× ÖÝ ÙÒ Ö Ö ÙÐ Ö ØÝ ÓÒ Ø ÓÒ ́×Ù × Ø Ø Ø Ö ÒØ× Ó ÐÐ ÓÒ× ØÖ ÒØ× Ø Ú ØÜ Ö Ð Ò ÖÐÝ Ò Ô Ò ÒØμ̧ ÒÚÓÐÚ Ø Ä Ö Ò Ò ÙÒ Ø ÓÒ̧ ÙØ Ù× Ó Ø ÔÖ × Ò Ó Ò ÕÙ Ð Ø ×̧ Ö ÑÓÖ Ò Ö Ð Ø Ò Ø Ð ×× Ð Ä Ö Ò ÓÒ1 Ø ÓÒ× o Ì Ý Ò ×Ø Ø × Ñ ÔÐÝ × ÓÐÐ ÓÛ× Ø Ö Ü ×Ø ÑÙÐØ ÔÐ Ö× Ù̧ Ú̧ ×Ù Ø Ø Ö Ü Ä́Ü Ù Úμ 1⁄4 Ö Ù Ä́Ü Ù Úμ 1⁄4 Ù 1⁄4 Ù Ì Ö Ù Ä́Ü Ù Úμ 1⁄4 Ö Ú Ä́Ü Ù Úμ 1⁄4 ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o1⁄2 Ä Ø Ü × Ð ÔÓ ÒØ̧ Ò ××Ù Ñ Ø Ö ÙÐ Ö ØÝ ÓÒ Ø ÓÒ Ø Ø Ø Ö ÒØ× Ó ÐÐ ÓÒ ×ØÖ ÒØ× Ø Ú Ø Ü Ö Ð Ò ÖÐÝ Ò Ô Ò ÒØo Ì Ò Ø Ã ÖÙ× 1ÃÙ Ò1ÌÙ Ö ÓÒ Ø ÓÒ× Ö Ò ×× ÖÝ ÓÖ Ü ØÓ Ð Ó Ð Ñ Ò Ñ Þ Ö ÓÖ ́Èμo Ë ÓÒ 1ÓÖ Ö ÓÒ Ø ÓÒ×̧ ÒÚÓÐ Ú Ò Ø À ×× Ò ́× ÓÒ Ö Ú Ø Ú Ñ ØÖ Üμ Ó Ø Ä Ö Ò Ò̧ Ö Ð×Ó ÑÔÓÖØ ÒØ Ù× Ó Ø ÖÓÐ Ó ÙÖÚ ØÙÖ Ò ÒÓÒÐ Ò Ö ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒo ÓÖ Ü ÑÔÐ ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o3⁄4 Ë ÙÔÔÓ× Ø Ø Ø ¬ Öר1ÓÖ Ö ÓÒ Ø ÓÒ× ÓÚ ÓÐ ̧ Ò Ò Ø ÓÒ Ø Ø̧ ÓÖ ÐÐ Ò ÓÒÞ ÖÓ Ö Ø ÓÒ× Û Ø Ö ́Üμ Ì 1⁄4 ÓÖ ÐÐ ̧ Ö ́Üμ Ì 1⁄4 ÓÖ ÐÐ Û Ø Ù 1⁄4̧ Ò Ö ́Üμ Ì 1⁄4 ÓÖ ÐÐ ÓØ Ö ÓÒ×ØÖ ÒØ× Ø Ú Ø Ü̧ Ì Ö 3⁄4 ÜÜ Ä́Ü Ù Úμ 1⁄4o Ì Ò Ü × ÐÓ Ð Ñ Ò Ñ Þ Öo ́Ì Ù× Ø × Ö ×ÙÆ ÒØ ÓÒ Ø ÓÒ ×oμ Ì × Ö ×ÙÐ Ø× Ò ÓÙÒ ̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ò ÔØ Ö 1⁄23⁄4 Ó ÆÏ ÓÖ ÔØ Ö Ó Ð o ÆÓØ Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ×Ô Ð × ÓÖ ÙÒ ÓÒ× ØÖ Ò ÔÖÓ Ð Ñ×̧ Ö ́Üμ 1⁄4 × Ò ×× ÖÝ ÓÖ Ü ØÓ ÐÓ Ð Ñ Ò Ñ Þ Ö̧ Û Ð Ø × ÕÙ Ð ØÝ ØÓ Ø Ö Û Ø Ö 3⁄4 ́Üμ ÔÓ× Ø Ú ¬Ò Ø × ×ÙÆ ÒØo o1⁄2o3⁄4 Ä ÇÊÁÌ ÀÅË Å Ø Ó × ØÓ ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ×Ø Ø ÓÒ ÖÝ ÔÓ ÒØ× ÓÖ ÔÓ×× ÐÝ ÐÓ Ð Ñ Ò Ñ Þ Ö× Ó Ò Ö Ð ×ÑÓÓØ ÒÓÒÐ Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× Ö Ó Ø Ò × ÓÒ ×ÓÐ Ú Ò × ÕÙ Ò Ó × ÑÔÐ Ö ÔÖÓ Ð Ñ×̧ Ù× Ò Ø ¬Ò Ð ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÓÒ ÓÖ ×ÓÐ ÙØ ÓÒ Ó Ø ÔÖ Ú ÓÙ× ÔÖÓ Ð Ñ × ×Ø ÖØ Ò ÔÓ ÒØ ÓÖ Ø Ò Û ÔÖÓ Ð Ño Ü ÑÔÐ × Ó × ÑÔÐ Ö ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ÐÙ ÙÒ1 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1016
ÔØ Ö Å Ø Ñ Ø Ð ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò 1⁄21⁄41⁄2 ÓÒ× ØÖ Ò Ñ Ò Ñ Þ Ø ÓÒ̧ Ù× Ò ÖÖ Ö̧ Ô Ò ÐØÝ ̧ ÓÖ ́ Ù Ñ ÒØ μ Ä Ö Ò Ò ÙÒ 1 Ø ÓÒ× ØÓ Ò ÓÖÔÓÖ Ø Ø ÓÒ× ØÖ ÒØ×̧ ÓÖ ÕÙ Ö Ø Ñ Ò Ñ Þ Ø ÓÒ ×Ù Ø ØÓ Ð Ò Ö ÓÒ× ØÖ ÒØ× ̧ Û Ö Ø ÓÖ Ò Ð ÒÓÒÐ Ò Ö ÓÒ× ØÖ ÒØ× Ö Ð Ò Ö Þ Ò Ø À ×1 × Ò Ó Ø ÕÙ Ö Ø Ó Ø Ú Ô Ô Ö Ó Ü Ñ Ø × Ø Ø Ó Ø Ä Ö Ò Ò Ó Ø ÓÖ Ò Ð ÔÖÓ Ð Ño ́ËÙ ÕÙ Ö Ø ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× Ò × ÓÐÚ Ü ØÐÝ Û Ò Ø Ó Ø Ú ÙÒ Ø ÓÒ × ÓÒÚ Ü̧ Ý ÜØ Ò× ÓÒ× Ó Ñ Ø Ó × ÓÖ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÓÖ ÓØ Ö Ð ÓÖ Ø Ñ×oμ Á Ø ÓÖ Ò Ð ÔÖÓ Ð Ñ × ÙÒ ÓÒ×ØÖ Ò ̧ Ò Û Ñ ÕÙ Ö Ø ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ ØÓ Ø ÙÒ Ø ÓÒ Ø Ø Ö Ø ÓÒ̧ Û Ö ÓÚ Ö Æ ÛØÓÒ3× Ñ Ø Ó ÓÖ ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ Ø À ×× Ò × Ü Ø̧ Ò Ú Ö ÓÙ× ÕÙ × 1Æ ÛØÓÒ Ñ Ø Ó × ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÓÒ× Ö Ø Ö Ø o Ä Ø Ù× × Ö ×ÓÑ ØÝÔ Ð Ü ÑÔÐ × Ó ×Ù Ð ÓÖ Ø Ñ×o Ï ×Ø Ø Ø × Ò × ÑÔÐ ¬ ÓÖÑ Û Ø ÓÙØ ÛÓÖÖ Ý Ò ÓÙØ ÑÔÓÖØ ÒØ ×Ù Ø× Ð ×Ø Ô × Þ × Ð Ø ÓÒ̧ Ø ÖÑ Ò Ø ÓÒ Ö Ø Ö ̧ ÓÖ ÑÔÐ Ñ ÒØ Ø ÓÒ Ø Ð×o Ï Ð×Ó ÓÑ Ø ÐÓ Ð Þ Ø ÓÒ Ø 1 Ò ÕÙ ×̧ × Ò ØÓ ÓÖ ÓÒÚ Ö Ò ØÓ ר Ø ÓÒ ÖÝ ÔÓ ÒØ ÓÖ ÐÓ Ð Ñ Ò Ñ Þ Ö ÖÓÑ Ö ØÖ ÖÝ ×Ø ÖØ Ò ÔÓ ÒØ× ́ÒÓØ Ù Ö ÒØ Ò ÐÓ Ð Ñ Ò Ñ Þ Ö×̧ Û × Ò Ò Ö Ð ÑÙ Ö Ö μo Ì ×Ù × Ö ÔØ Ö Ö Ö× ØÓ Ø Ø Ö Ø ÓÒ ÒÙÑ Ö̧ ÒÓØ ÓÑÔÓ1 Ò ÒØo Æ ÏÌÇÆ3Ë Å ÌÀÇ ÇÊ ÍÆ ÇÆËÌÊ ÁÆ ÅÁÆÁÅ Á ÌÁÇÆ Ú Ò Ø Ö Ø Ü ̧ Ð ÙÐ Ø Ö ́Ü μ Ò À Ö 3⁄4 ́Ü μo ËØÓÔ Ö ́Ü μ 1⁄4 ́×Ù ××μ ÓÖ À × ÒÓØ ÔÓ× Ø Ú ¬Ò Ø ́ ÐÙÖ μo ÇØ ÖÛ × ̧ ÓÑÔÙØ Ø Ö Ø ÓÒ × Ø × ÓÐÙØ ÓÒ ØÓ À Ö ́Ü μ ÒÓØ Ø Ø Ü · Ñ Ò Ñ Þ × Ø Ì ÝÐÓÖ ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÓÒ ́Ü μ·Ö ́Ü μ Ì ́Ü Ü μ·́ 1⁄2 3⁄4μ́Ü Ü μ Ì À ́Ü Ü μ Ä Ø Ü ·1⁄2 Ü · « ÓÖ ×ÓÑ ×Ø Ô × Þ « Ó× Ò ×Ó Ø Ø ́Ü ·1⁄2 μ ́Ü μ̧ Ò Ö Ô Øo Ë Å ÌÀÇ ÇÊ ÍÆ ÇÆËÌÊ ÁÆ ÅÁÆÁÅ Á ÌÁÇÆ Ì × × Ú ÖÝ Ô ÓÔÙÐ Ö ÕÙ × 1Æ ÛØÓÒ Ñ Ø Ó o ÁÒ× Ø Ó Ø À ×× Ò Ñ ØÖ Ü Ò Ð ÙÐ Ø ̧ ÔÓ× Ø Ú ¬Ò Ø ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ ØÓ Ø × ÙÔ Ø Ø Ø Ö Ø ÓÒ Ù× Ò Ò Û Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ Ó Ø Ò ÓÙØ o Ì × Ñ Ø Ó × Ò Ñ ÓÖ ÖÓÝ Ò̧ Ð Ø Ö̧ ÓÐ Ö ̧ Ò Ë ÒÒÓ̧ Û Ó Ò Ô Ò ÒØÐ Ý Ú ÐÓÔ Ø ÙÔ Ø ÓÖÑÙÐ ÐÓÛo ́ÅÓÖ Ø Ð× ÓÒ Ø Ë Ò Ö Ð Ø Ñ Ø Ó × Ò ÓÙÒ Ò ÔØ Ö Ó Ë ÓÖ ÔØ Ö Ó ÆÏ oμ ÁÒ Ø ÐÐÝ ̧ ÓÓ× À 1⁄4 ̧× Ý ̧ × ×ÓÑ ÔÓ× Ø Ú Ñ ÙÐØ ÔÐ Ó Ø ÒØ ØÝ Ñ ØÖ Üo ØØ Ø Ø Ö Ø ÓÒ̧ ÔÖÓ × ÓÚ ÙØ Û Ø À Ø ÙÔ Ø ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÓÒo Ì ×Ø Ô × Þ « × Ó× Ò ×Ó Ø Ø ́Ü ·1⁄2 μ ́Ü μ Ò ×Ó Ø Ø̧ Û Ø Ý Ö ́Ü ·1⁄2 μ Ö ́Ü μ Ò × Ü ·1⁄2 Ü ̧ Û Ú Ý Ì × 1⁄4o Ì Ò ÙÔ Ø À ØÓ À ·1⁄2 À À × × Ì À × Ì À × · Ý Ý Ì Ý Ì × ́Ø × ÓÖÑÙÐ Ñ ÒØ Ò× ÔÓ× Ø Ú ¬Ò Ø Ò ××μ Ò Ö Ô Øo ÆÓØ Ø Ø Û Ú À ·1⁄2 × Ý ̧ Ø ×Ó1 ÐÐ × ÒØ ÓÖ ÕÙ × 1Æ ÛØÓÒ ÕÙ Ø ÓÒ Ð ÖÐÝ ̧ × ÕÙ 1 Ö Ø ̧ Ø× ÓÒר ÒØ À ×× Ò Ñ ØÖ Ü × Ø ×¬ × Ø × ÕÙ Ø ÓÒo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1017
1⁄21⁄41⁄2 Å oÂo Ì Ó Ë ÉÍ ÆÌÁ Ä ÉÍ Ê ÌÁ ÈÊÇ Ê ÅÅ ÁÆ Å ÌÀÇ ÇÊ ÇÆËÌÊ ÁÆ Å ÁÆÁÅÁ Ì ÁÇÆ Ú Ò Ø Ø Ö Ø Ü Ò ×Ø Ñ Ø × Ó Ø Ä Ö Ò ÑÙÐ Ø ÔÐ Ö× Ù Ò Ú ̧ Ú ÐÙ1 Ø Ø Ö ÒØ× Ó ÐÐ ÙÒ Ø ÓÒ× Ò Ö 3⁄4 ÜÜ Ä́Ü Ù Ú μo Ì Ò ×ÓÐ Ú Ø ÕÙ Ö Ø ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ×Ù ÔÖÓ Ð Ñ Ñ Ò Ö ́Ü μ Ì · ́1⁄2 3⁄4μ Ì Ö 3⁄4 ÜÜ Ä́Ü Ù Ú μ ́Ü μ · Ö ́Ü μ Ì 1⁄4 ÐÐ ́Ü μ · Ö ́Ü μ Ì 1⁄4 ÐÐ ØÓ Ø o Ä Ø Ü ·1⁄2 Ü · « ÓÖ ×ÓÑ ×Ø Ô × Þ « Ó× Ò̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ×Ó Ø Ø Ø Ô Ò ÐØÝ ÙÒ Ø ÓÒ ́Ü μ· Ñ Ü ́Üμ 1⁄4 · ́Üμ × Ö Ù Ò ÑÓÚ Ò ÖÓÑ Ü ØÓ Ü ·1⁄2 ̧ ÓÖ ×Ù Ø Ð ÔÓ× Ø Ú Ò o Ê ÔÐ Ù Ò Ú Ý Ø Ä Ö Ò ÑÙÐ Ø ÔÐ Ö× ÓÖ Ø ÓÒ×ØÖ ÒØ× Ò Ø ÕÙ Ö Ø ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ ÓÚ ̧ Ò Ö Ô Øo Ì Ö Ö Ð×Ó ÕÙ × 1Æ ÛØÓÒ Ú Ö× ÓÒ× Ó Ø × Ñ Ø Ó o ÇÆÎ Ê Æ ËÓÑ ÐÓ Ð̧ ÐÓ Ð̧ ÓÖ Ö Ø Ó ÓÒÚ Ö Ò Ö × ÙÐØ× Ò ×Ø Ð × ÓÖ ×Ù ÑØ 1 Ó ×̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ÌÀ ÇÊ Å o1⁄2o¿ Á Æ Û ØÓÒ 3× Ñ Ø Ó ×× Ø Ö Ø ×ÙÆ ÒØÐ Ý ÐÓ× ØÓ ÔÓ ÒØ Ü £ × Ø × Ý Ò Ø × ÓÒ 1 ÓÖ Ö ×ÙÆ ÒØ ÓÒ Ø ÓÒ× ØÓ Ð Ó Ð Ñ Ò Ñ Þ Ö Ó ̧ Ø Ò Ø Ø Ö Ø × Û ÐÐ ÓÒ1 Ú Ö ØÓ Ü £ Ò Ø ÓÒÚ Ö Ò Û ÐÐ ÕÙ Ö Ø Ü ·1⁄2 Ü £ Ü Ü £ 3⁄4 Ö Ñ Ò× ÓÙÒ o ́ × Ñ Ð Ö Ö ×ÙÐ Ø ÓÐ × ÓÖ Ø × ÕÙ ÒØ Ð ÕÙ Ö Ø ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ñ Ø Ó Ù× Ò Ò Ü Ø À ×× Òo Ë ̧ o o̧ ÆÏ Ì ÓÖ Ñ ¿o ÓÖ Ø ÙÒ ÓÒ× ØÖ Ò Ò Ì 1 ÓÖ Ñ 1⁄2 o ÓÖ Ø ÓÒ× ØÖ Ò × oμ ÓÖ Ø ÕÙ × 1Æ ÛØÓÒ Ñ Ø Ó ̧ Ø × Ò Ö ÐÐÝ Ò ×× ÖÝ ØÓ × ×ÙÑ Ð×Ó Ø Ø À 1⁄4 × ×ÙÆ ÒØÐ Ý ÐÓ× ØÓ Ö 3⁄4 ́Ü £ μ̧ Ò Ø ÓÒÚ Ö1 Ò × ÓÒÐ Ý ×ÙÔ ÖÐ Ò Ö Ü ·1⁄2 Ü £ Ü Ü £ ÓÒÚ Ö × ØÓ Þ ÖÓo Ì × Ö ÐÓ Ð ÓÒÚ Ö Ò Ò Ö Ø Ó ÓÒÚ Ö Ò Ö ×ÙÐ Ø×o ÓÖ Ò Ü ÑÔÐ Ó ÐÓ Ð ÓÒÚ Ö1 Ò Ö × ÙÐØ̧ ÓÒ× Ö Ø ÙÒ ÓÒ×ØÖ Ò Ñ Ò Ñ Þ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ño Ì Ò̧ ×× ÙÑ Ò × ÓÙÒ ÐÓ Û̧ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ Ó Ø ÓÖÑ ÓÚ ×Ø Ò Ð ØÛ Ò × Ö Ö Ø ÓÒ Ò Ø Ö Ø ÓÒ Ó Ø Ò Ø Ú Ö ÒØ Ö ́Ü μ ÓÙÒ Û Ý ÖÓÑ 1⁄4 Æ ̧ Ò Ø ×Ø Ô × Þ × Ö Ó× Ò ÔÔÖÓÔÖ Ø ÐÝ ̧ Ø Ò Ö ́Ü μ Ò ×1 × Ö ÐÝ ÓÒÚ Ö × ØÓ Þ ÖÓ̧ Ò ×Ó Ú ÖÝ Ð Ñ Ø ÔÓ ÒØ × ×Ø Ø ÓÒ ÖÝ ÔÓ ÒØo ÀÓÛ Ú Ö̧ ÒÓ ÓÙÒ × ÓÒ Ø ØÓØ Ð ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ö ÕÙ Ö ÓÖ ÔÖ × Ö ÔÖ × ÓÒ Ö ÒÓÛÒ Ò Ò Ö Ð ́ÓÖ ØÓ ÜÔ Ø Ð Ò ÓÒÚ Ü ØÝμo Î Ú × × Î Ú 1⁄2 × Ö × Û Ø ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ö ×ÙÐ Ø× Ú Ò Ó Ø Ò ÓÖ ÖØ Ò ×Ô Ð ÒÓÒ ÓÒÚ Ü ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ñ Ò Ñ Þ Ò Ò Ö Ð ÕÙ Ö Ø ÙÒ Ø ÓÒ ×Ù Ø ØÓ × ÑÔÐ ÓÙÒ ÓÒ1 ×ØÖ ÒØ× × ÆÈ1 Ö ̧ Û Ð Ñ Ò Ñ Þ Ò ×Ù ÙÒ Ø ÓÒ ×Ù Ø ØÓ ÐÝ Ò Ò ÐÐ × Ô ÓÐ ÝÒÓÑ ÐÐÝ ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ð o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1018
ÔØ Ö Å Ø Ñ Ø Ð ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò 1⁄21⁄41⁄2 o3⁄4 ÇÆÎ ÈÊÇ Ê ÅÅÁÆ ÆÓÛ Û ×ÙÔÔ Ó× Ø Ø Ø ÙÒ Ø ÓÒ× Ò ÐÐ 3× Ö ÓÒÚ Ü̧ Ò Ø Ø ÐÐ 3× Ö Ð Ò Ö ́ ÆÒ μo Ì Ò ́Èμ × ÐÐ ÓÒÚ Ü ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ Ø ÒÚÓÐÚ × Ø Ñ Ò Ñ Þ Ø ÓÒ Ó ÓÒÚ Ü ÙÒ Ø ÓÒ ÓÚ Ö ÓÒÚ Ü × Øo o3⁄4o1⁄2 ÇÈÌÁÅ ÄÁÌ ÇÆ ÁÌ ÁÇÆË Á ÐÐ Ø ÙÒ Ø ÓÒ× ÒÚÓÐ Ú Ö ×ÑÓÓØ ̧ Ø Ò Ø ¬Ö× Ø1ÓÖ Ö ÓÒ Ø ÓÒ× Ø Ø Ö Ò ×× ÖÝ ́ÙÒ Ö Ö ÙÐ Ö ØÝ ÓÒ Ø ÓÒμ Ð×Ó ØÙÖ Ò ÓÙØ ØÓ ×ÙÆ ÒØ̧ ÒÓØ Ùר ÓÖ ÐÓ Ð ÙØ ÓÖ ÐÓ Ð ÓÔØ Ñ Ð ØÝ o ÁÒ ÓØ Ö ÛÓÖ ×̧ ר Ø ÓÒ ÖÝ ÔÓ Ò Ø× Ö ÐÓ Ð Ñ Ò Ñ Þ Ö× ́× ̧ o o̧ Ì ÓÖ Ñ o o3⁄4 Ò Ð μ ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o1⁄2 Ë ÙÔÔÓ× Ü × × Ð ÓÖ Ø ÓÒÚ Ü ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ ́Èμ̧ Ò Ø Ø Ø Ö Ü ×Ø ÑÙ ÐØ ÔÐ Ö× Ù Ò Ú ×Ù Ø Ø Ø Ã ÖÙ× 1ÃÙ Ò1Ì Ù Ö ÓÒ Ø ÓÒ× ÓÐ o Ì Ò Ü × ÐÓ Ð Ñ Ò Ñ Þ Ö ÓÖ ́Èμo Ì Ö Ö Ð×Ó ÓÔØ Ñ Ð ØÝ ÓÒ Ø ÓÒ× Ò Ø ÒÓÒ×Ñ Ó ÓØ × ̧ × Ò ÓÒÚ Ü ÙÒ 1 Ø ÓÒ× Ñ Ø ×Ù Ö ÒØ× ́Ð Ò Ö ×ÙÔÔ ÓÖ Ø×μ Ú Ò Ø Ý Ö ÒÓØ « Ö ÒØ Ð Ø ÔÓ ÒØo ÓÖ ÓÒÚ Ü ÙÒ Ø ÓÒ Ò Ô ÓÒ Ø Ü̧ ́Üμ Þ ́Üμ ́Üμ·Þ Ì ́Ü Üμ ÓÖ ÐÐ Ü × ÐÐ Ø ×Ù « Ö ÒØ Ð Ó Ø Ü̧ Ò Ø × ÒÓÒ ÑÔØÝ ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü × Ø Û Ó× Ñ Ñ Ö× Ö ÐÐ ×Ù Ö ÒØ× Ó Ø Üo ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o3⁄4 ÓÒ× Ö Ø ́ÑÓ ¬ μ à ÖÙ× 1ÃÙ Ò1ÌÙ Ö ÓÒ Ø ÓÒ× Ø ÔÓ ÒØ Ü̧ Û Ö Ø ¬ Öר ÕÙ Ø ÓÒ × Ö ÔÐ Ý 1⁄4 3⁄4 Ü Ä́Ü Ù Úμ Ì × ÓÒ Ø ÓÒ× Ö ×ÙÆ ÒØ ÓÖ Ü ØÓ ÐÓ Ð Ñ Ò Ñ Þ Ö ÓÖ ́Èμo ÁÒ Ø × Ø Ø ́Èμ × Ø ×¬ × Ø Ö ÙÐ Ö ØÝ ÓÒ Ø ÓÒ Ø Ø Ø Ö × ×ÓÑ × Ð ÔÓ ÒØ Ü × Ø × Ý Ò ÐÐ Ò ÕÙ Ð ØÝ ÓÒ×ØÖ ÒØ× ×ØÖ ØÐ Ý̧ Ø × ÓÒ Ø ÓÒ× Ö Ð×Ó Ò ×× ÖÝ ÓÖ Ü ØÓ ÐÓ Ð Ñ Ò Ñ Þ Ö ÓÖ ́Èμo Ë ̧ o o̧ Ì ÓÖ Ñ 3⁄4 o¿ Ò ÊÓ 1⁄4 o ÁÒ Ø ÓÒ̧ ÓÔØ Ñ Ð ØÝ ÓÒ Ø ÓÒ× Ò ×Ø Ø × × Ð 1ÔÓ ÒØ ÔÖÓÔ ÖØ × Ó Ø Ä Ö Ò Òo ÁÒ ̧ ́Ü Ù Úμ × Ø ×¬ × Ø × ÓÒ Ø ÓÒ× « Ä́Ü Ù Úμ Ä́Ü Ù Úμ Ä́Ü Ù Úμ ÓÖ ÒÝ Ü 3⁄4 Ê Ò ̧ Ù 3⁄4 Ê Ñ · ̧ Ú 3⁄4 Ê Ô o Ï Ø Ö Ø ÙÒ Ø ÓÒ× Ö ×ÑÓÓØ ÓÖ ÒÓØ̧ ÐÓ Ð Ñ Ò Ñ Þ Ö× Ö ÐÛ Ý× ÐÓ Ð Ñ Ò Ñ Þ Ö×o Ì Ö × Ð×Ó Ö Ù Ð ØÝ Ø ÓÖÝ ÓÖ ÓÒÚ Ü ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ̧ Û Ø Ñ ÒÝ Ö ×ÙÐ Ø× Ñ ÖÖ ÓÖ Ò Ø Ó× ÓÖ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o Ë ÊÓ 1⁄4̧Ê Ï o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1019
1⁄21⁄43⁄41⁄4 Å oÂo Ì Ó o3⁄4o3⁄4 Ä ÇÊÁÌ ÀÅË × Ö × Ð ÓÖ Ø Ñ× Ö ÓÒ ÖÒ ̧ Ò Ø ×ÑÓÓØ × ÓÒ Ò Ò ÑÔÐ ÓÝ Ø Ò Ö Ð Ñ Ø Ó × × Ù×× ÓÚ o ËÐ ØÐÝ × ØÖÓÒ Ö Ö ×ÙÐ Ø× Ö Ú Ð Ð ÓÙØ ÓÒÚ Ö Ò ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÓÖ Ø ÙÒ ÓÒ×ØÖ Ò Ñ Ò Ñ Þ Ø ÓÒ Ó ÓÒÚ Ü ÙÒ Ø ÓÒ ̧ ÐÓ Ð ÓÒÚ Ö Ò Ó Ø Ë ÕÙ × 1Æ ÛØÓÒ Ñ Ø Ó × × ×ÙÖ ÓÖ ×Ù Ø Ð ×Ø Ô × Þ ÖÙÐ ×̧ Ò Ø × ÒÓ ÐÓÒ Ö Ò ×× ÖÝ ØÓ ×× ÙÑ À 1⁄4 ÐÓ× ØÓ Ö 3⁄4 ́Ü £ μ ØÓ Ó Ø Ò ×ÙÔ ÖÐ Ò Ö ÓÒÚ Ö Ò o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ò ÒÓ ÐÓ Ð ×Ø Ñ Ø × Ó Ø ÛÓÖ Ö ÕÙ Ö ØÓ ØØ Ò ÖØ Ò ÔÖ × ÓÒ Ö ÒÓÛÒ ÓÖ ×Ù Ñ Ø Ó ×o Ì Ö Ö Ð×Ó Ñ Ø Ó × × Ò ÓÖ ÒÓÒ×Ñ Ó ÓØ ÔÖÓ Ð Ñ×̧ ×Ù × ×Ù Ö ÒØ Ò ÙÒ Ð Ñ Ø Ó ×o Ë ̧ o o̧ Ð ̧ ÀÄ ¿ ̧ ÀÄ ¿ o ÄÇ ÄÁ Ê Ä ÇÊÁÌÀÅ Ë ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ « Ö ÒØ Ð ×× Ó Ñ Ø Ó × ÓÖ Û × Ù Ù Ö ÒØ × Ö Ú Ð1 Ð Ò ÔÔÐ ̧ Ú Ò Ò Ø ÒÓÒ× ÑÓ ÓØ × o Î Ö ÓÙ× Ñ Ø Ó × Ö ÔÔÖ ÓÔÖ Ø Ò Ø × Ó ×ÑÓÓØ ÙÒ Ø ÓÒ× ÓÖ Ø × Ó ÒÓÒ× ÑÓ ÓØ ÙÒ Ø ÓÒ× Û Ò Ø Ñ Ò1 × ÓÒ Ò × Ò Ø × Ö ÙÖ Ý ÐÓÛ o À Ö Û Û ÐÐ Ö ­Ý × Ö Ñ Ø Ó × ÓÖ ÒÓÒ× ÑÓ ÓØ ÔÖÓ Ð Ñ× Û Ö Ò × ×Ñ ÐÐ Ò ÙÖ Ý × Ö ÕÙ Ö Ø × Ö × ÓÒ Ú ÖÝ ÓÑ ØÖ Ð × ÒÚÓÐ Ú Ò ÐÓ Ð Þ Ö×o Ï Ð ÑÓÖ Ò Ö Ð ÔÖÓ Ð Ñ× Ò ØÖ Ø ̧ ×ÙÔÔ Ó× Û Û × ØÓ Ñ Ò Ñ Þ ÓÒÚ Ü ÙÒ Ø ÓÒ ÓÚ Ö Ø Ù Ü 3⁄4 Ê Ò Ü 1⁄2 1⁄2 ̧ Û Ö Ø Ú Ö Ø ÓÒ Ó ÓÚ Ö × Ø ÑÓ× Ø 1⁄2 ́Ø × × Ùר ÒÓÖÑ Ð Þ Ø ÓÒ ÓÒ Ø ÓÒμo Ä ÇËË Ê ̄1Ó ÔØ Ñ Ð ÔÓ ÒØ Ü 3⁄4 Û Ø ́Üμ Ò · ̄o ÄÓ Ð Þ Ö È Ö ́À Þμ̧ À Ê Ò ̧ Þ 3⁄4 ̧× Ù Ø Ø Ü 3⁄4 Ò À ́Üμ ́Þ μo Ï Ñ ÒØ ÓÒ Ø Ö ×Ù Ñ Ø Ó × Ö o Å ÌÀÇ Ç ÆÌÊ Ä Ë Ì ÁÇÆË ́Å Ëμ Ì × Ð ÓÖ Ø Ņ̃ Ù ØÓ Ä Ú Ò Ä Ú Ò Æ ÛÑ Ò Æ Û ̧ Ò Ö Ø × × ÕÙ Ò Ü Ó Ø ×Ø ÔÓ ÒØ× Ò × ÕÙ Ò ́É Þ μ Ó ÐÓ Ð Þ Ö× Ý Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÖÙÐ ×o ÓÓ× É 1⁄4 ̧ Þ 1⁄4 3⁄4 Ö ØÖ ÖÝ ̧ Ò Ø Ø Ø Ø Ö Ø ÓÒ̧ ÓÓ× Ü × Ø ÒØ Ö Ó Ö Ú ØÝÓ É Ò ÓÑ ÔÙØ ́Ü μ Ò ×Ù Ö ÒØ Ó Ø Ü o Á 1⁄4 ̧Ü Ñ Ò Ñ Þ × Ò Ø × × ̧ רÓÔo ÇØ ÖÛ × ̧ É · Ü 3⁄4 É Ì Ü Ì Ü ÓÒØ Ò× ÐÐ Ñ Ò Ñ Þ Ö× Ó ÓÚ Ö o Ë Ø É ·1⁄2 É · Ò Ð Ø Þ ·1⁄2 Û Ú Ö Ó Þ Ò Ü × Ø ÐÓÛ Ö ÙÒ Ø ÓÒ Ú ÐÙ o ÁØ × ×Ý ØÓ × Ý Ò Ù Ø ÓÒ Ø Ø ÐÐ ́É Þ μ3× Ö ÐÓ Ð Þ Ö×o ́ ÓÖ Ò 1⁄2̧ Ø × ÑÓÙÒØ × ØÓ Ùר Ø Û ÐÐ1 Ò ÓÛÒ × Ø ÓÒ Ñ Ø Ó oμ Ì Ý Ø × Ø Ø ×Ù ×Ø ÒØ Ð Ö Ù Ø ÓÒ Ò ÚÓÐ ÙÑ × Ó Ø Ò Ò ×Ù ×× Ú ÐÓ Ð Þ Ö× ÚÓÐ ́É ·1⁄2 μ ́1⁄2 1⁄2 μ ÚÓÐ́É μo ́À Ö ÒÓØ × Ø × Ó Ø Ò Ø1 ÙÖ Ð ÐÓ Ö Ø Ñoμ ÖÓÑ Ø × Ø × ÒÓØ Ö ØÓ × Ø Ø Ò ̄1ÓÔØ Ñ Ð ÔÓ ÒØ Û ÐÐ ÓÙÒ Û Ø Ò ḈÒ ÐÒ 1⁄2 ̄ μ Ø Ö Ø ÓÒ× o Ì × × ÓÔØ Ñ Ð ÖÓÑ ÛÓÖ× Ø1 × Ú ÛÔÓ ÒØ ÒÓ Ð ÓÖ Ø Ñ Ò × Û Ö ÕÙ ×Ø ÓÒ× Ó ́ÙÔ ØÓ ÓÒ× Ø ÒØ ØÓÖμ Ò Ù Ö ÒØ ̄1ÓÔØ Ñ Ð ØÝ o ÍÒ ÓÖØÙÒ Ø ÐÝ ̧ Ø × ÒÓØ ×Ý ØÓ ¬Ò ÓÖ ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÒØ Ö× Ó Ö Ú1 ØÝ ÓÖ Ò Ö Ð Ò̧ ÐØ ÓÙ ÖØ× Ñ × Ò Î ÑÔ Ð Î1⁄41⁄2 Ô ÖÓÚ Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ö Ò ÓÑ Þ Ð ÓÖ Ø Ño © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1020
ÔØ Ö Å Ø Ñ Ø Ð ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò 1⁄21⁄43⁄41⁄2 Ä ÄÁÈËÇÁ Å ÌÀÇ ́ Åμ Ì ́ Ö ÙÑ× Ö Ò μ ÐÐ Ô×Ó Ñ Ø Ó Ù ØÓ Ù Ò1Æ Ñ Ö ÓÚ× Æ Ò Ë ÓÖ Ë Ó × × Ñ Ð Ö̧ Û Ø Ø ÓÐÐÓÛ Ò Ú Ö Ø ÓÒ× É 1⁄4 × Ø Ò ØÓ Ø Ñ Ò ÑÙÑ 1 ÚÓÐÙÑ ÐÐ Ô×Ó ÓÒØ Ò Ò ̧ Ò É ·1⁄2 Ø Ñ Ò ÑÙÑ1ÚÓ ÐÙ Ñ ÐÐ Ô×Ó ÓÒØ Ò Ò Ø × Ñ ÐÐ Ô×Ó É · o Ì ÓÖ ÑÙÐ × ÓÖ ÙÔ Ø Ò Ü Ò É Ö Ø Ò ØÖ Ú ÐÐÝ ÑÔÐ 1 Ñ ÒØ ̧ Ø Ù× Ö ÑÓÚ Ò Ø Ö Û Ó Ø Å Ëo ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø ÚÓÐÙÑ Ö Ù Ø ÓÒ × ÑÙ Ð ×× ÚÓÐ́É ·1⁄2 μ ́1⁄2 3⁄4́Ò ·1⁄2 μ 1⁄2 μÚÓÐ́É μ̧ Ò Ø × Ð × ØÓ ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ ÓÙÒ Ó ḈÒ 3⁄4 ÐÒ Ò ·Ð Ò 1⁄2 ̄ μ Ø Ö Ø ÓÒ× ØÓ Ø Ò ̄1ÓÔØ Ñ Ð ÔÓ ÒØo Ò Ø Ö Ø ÓÒ Ó Ø ÐÐ Ô×Ó Ñ Ø Ó × × ÓÛÒ Ò ÙÖ o3⁄4 o1⁄2o Á ÍÊ o3⁄4o 1⁄2 Ò Ø Ö Ø ÓÒ Ó Ø ÐÐ Ô×Ó Ñ Ø Ó o Å ÌÀÇ Ç ÁÆË ÊÁ Ä ÄÁÈËÇÁ Ë ́ÅÁ μ Ì × ¬Ò Ð Ñ Ø Ó ̧ Ù ØÓ Ì Ö ×ÓÚ ̧ Ã Ý Ò̧ Ò ÖÐ Ìà ̧ ÓÓ× × Ø ÐÓ Ð Þ Ö× É × Ò Ø Å Ȩ̈ ÙØ Ø Ø Ö Ø ÓÒ Ø × Ü × Ø ÒØ Ö Ó ́ Ò ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø ÓÒ ØÓμ Ø Ñ Ü ÑÙ Ñ1ÚÓÐÙÑ ÐÐ Ô×Ó ÓÒØ Ò Ò É o ÁØ Ò × ÓÛÒ Ø Ø ÚÓ Ð́ ·1⁄2 μ ́ μÚÓÐ́ μ̧ Û Ð × ØÓ Ò ḈÒ ÐÒ 1⁄2 ̄ μ1 Ø Ö Ø ÓÒ ÓÙÒ o Ø Ö Ú ÖÝ ḈÒ ÐÒ Òμ Ø Ö Ø ÓÒ× ̧ Ø Ô ÓÐ ÝØÓÔ É Ò ÒÐ Ö ×Ð ØÐÝ ØÓ ÓÒ Û Ø Ç ́Òμ Ø×̧ ×Ó Ø Ø ÐÐ É Ð 3× Ò Ö ×ØÖ Ø ØÓ ÓÒÐ Ý ḈÒ ÐÒ Òμ Ø×̧ Û Ø 1 ÓÙØ Ò Ò Ø ÓÑÔÐ Ü ØÝ o ÓÖ Ø × Ô ÓÐÝØÓÔ ×̧ Ü Ò Û ÐÐ ÔÔÖ ÓÜ Ñ Ø Ò ḈÒ ¿ ·Æ μ Ö Ø Ñ Ø ÓÔ Ö Ø ÓÒ× ́× ÃÌ ¿ μ̧ Û Ö Æ × Ò Ö ØÖ Ö ÐÝ ×Ñ ÐÐ ÔÓ× Ø Ú Ò ÙÑ Ö Û Ó× ÔÖ × Ò ÓÑÔ Ò× Ø × ÓÖ Ú Ö ÓÙ× ÐÓ Ö Ø Ñ ØÓÖ ×o ÇÒ Ð ×Ø Ö Ñ Ö ÁÒ Ø Å ́ Ù× Ô Ó×× ÐÝ Ü 3⁄4 μ ÓÖ Û Ò ́ ÓÒÚ Üμ ÓÒ×ØÖ ÒØ× Ö ÔÖ × ÒØ̧ Ü Ñ Ý ÒÓØ × Ð o ÁÒ Ø × × ̧ × Ó× Ò ×Ó Ø Ø ÐÐ × Ð × ÓÐÙØ ÓÒ× × Ø × Ý Ì Ü Ì Ü ̧ Ò Þ ·1⁄2 Þ o Ì Ð o 3⁄4o1⁄2 ×ÙÑ Ñ Ö Þ × Ø ÓÑÔÐ Ü Ø × Ó ÐÐ Ø Ö Ñ Ø Ó × ́× ̧ o o̧ Ìà ̧ ÃÌ ¿ μo Ì Ä o3⁄4 o1⁄2 ÄÓ Ð Þ Ö Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ ÓÒÚ Ü ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o Ä ÇÊÁÌÀÅ ÇÅÈ Ä ÁÌ Å Ë ḈÒ ÐÒ 1⁄2 ̄ μ Å ḈÒ 3⁄4 ÐÒÒ ·Ð Ò ́ 1⁄2 ̄μ μ ÅÁ ḈÒ ÐÒ 1⁄2 ̄ μ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1021
1⁄21⁄43⁄43⁄4 Å oÂo Ì Ó Ì × Ñ Ø Ó × Ö ÒÓØ ÔÖ Ø Ð ÓÖ Ð Ö Ò̧ Ò Ñ Ý ÒÓØ × Æ ÒØ ÓÖ ×Ñ ÐÐ Ñ Ò× ÓÒ× × ÓØ Ö ×ÑÓÓØ Ñ Ø Ó ×̧ × Ò Ø Ý Ö × ÓÒ ÛÓÖר1 × Ô Ö×Ô Ø Ú o ÓÖ ÑÓÖ Æ ÒØ Ñ Ø Ó × Ø Ø Ú ÐÓ Ð ÓÑÔÐ Ü ØÝ ר Ñ Ø × ÓÖ ÖØ Ò Ð ×× × Ó ÓÒÚ Ü ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ×̧ × Ë Ø ÓÒ o o o¿ ÄÁÆ Ê ÈÊÇ Ê ÅÅ ÁÆ ÆÓÛ Û × Ù×× Ø × Û Ö ÐÐ ÙÒ Ø ÓÒ× ¬Ò Ò ́Èμ Ö Ð Ò Ö ́ ÆÒ μo Ý Ô Ö1 ÓÖÑ Ò × ÑÔÐ Ñ Ò ÔÙÐ Ø ÓÒ× ̧ Û Ò ÜÔÖ ×× ÒÝ× Ù ÔÖÓ Ð Ñ Ò ×Ø Ò Ö ÓÖ Ņ̃ Û Ö Ø ÓÒ× ØÖ ÒØ× Ø Ø ÓÖÑ Ó Ñ ÕÙ Ø ÓÒ× Ò Ò ÒÓÒÒ Ø Ú Ú Ö Ð × Ñ Ò Ì Ü Ü Ü 1⁄4 ́ÄÈμ À Ö × Ñ ¢ Ò̧ 3⁄4 Ê Ñ ̧ 3⁄4 Ê Ò ̧ Ò Ø ÚÖ Ð Ü 3⁄4 Ê Ò o ËÙ ÔÖÓ Ð Ñ× Ö Ó Ö Ø ÒØ Ö ×Ø Ò Û Ú Ö ØÝ Ó Ö ×̧ Ò Ø Ö × ÓÐÙØ ÓÒ ÓÑÔÖ × × ÒÓØ Ò× Ò ¬ ÒØ Ö Ø ÓÒ Ó ÐÐ × ÒØ ¬ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒo ÈÖÓ Ð Ñ× Û Ø Ñ Ó Ø ÓÖ Ö Ó 1⁄21⁄4 ¿ Ò Ò Ó Ø ÓÖ Ö Ó 1⁄21⁄4 Ö × ÓÐÚ ÖÓÙØ Ò ÐÝ ̧ Ò Ð Ö Ö Òר Ò × Ò Ð×Ó × ÓÐÚ Û Ø ÓÙØ ØÓÓ ÑÙ Æ ÙÐØÝ Ò ÑÓ× Ø × ×o ́ÆÓØ Ø ÓÒØÖ ×Ø Û Ø ÔØ Ö ̧ Û Ö Ø × ØÝÔ ÐÐÝ ×× ÙÑ Ø Ø Ò × ×Ñ ÐÐoμ ÁÒ Ð Ö 1 × Ð × ØØ Ò ×̧ Ø ×Ô Ö× ØÝ Ó Ø Ñ ØÖ Ü ́ØÝÔ ÐÐÝ Ø × Ø Ñ Óר ß1⁄21⁄4 ÒÓÒÞ ÖÓ ÒØÖ × Ô Ö ÓÐÙÑ Òμ × Ú ÖÝ ÑÔÓÖØ ÒØ̧ Ò ÒÙÑ Ö Ð Ñ Ø Ó × ÑÙ× Ø ÜÔÐÓ Ø ×Ô Ö× Ñ ØÖ Ü Ø ÒÓÐ Ó Ý o o¿o1⁄2 Í ÄÁÌ ÓÒ Ø ÓÒ× ÓÖ × Ð × ÓÐÙØ ÓÒ ØÓ ÓÔØ Ñ Ð Ò ́ÄÈ μ Ö ×Ø ר Ø Ò Ø ÖÑ× Ó ÒÓØ Ö Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ņ̃ ÒÓÛ Ò ÚÓ ÐÚ Ò Ò Ò ÕÙ Ð Ø × Ò Ñ Ú Ö Ð × ÙÒÖ ×ØÖ Ø Ò × Ò̧ ÓÒ× ØÖÙ Ø ÖÓÑ Ø × Ñ Ø o Ì × × Ø Ù Ð ÔÖÓ Ð Ñ ́Û ÐÐ ́ÄÈ μ Ø ÔÖ Ñ Ðμ̧ Ò × Ñ Ü Ì Ý Ì Ý ́Ä μ ÁØ × ×Ý ØÓ × Ø Ø Ì Ü Ì Ý ÓÖ ÒÝ × Ð × ÓÐÙØ ÓÒ× Ü ÓÖ ́ÄÈμ Ò Ý ÓÖ ́Ä μ ́Ø × × ÐÐ Û Ù Ð ØÝ μ̧ ×Ó Ø Ø ÕÙ Ð ØÝ ÓÐ × ÓÖ Ü Ò Ý Ø Ý ÑÙר ÓØ ÓÔØ Ñ Ðo ÁÒ ̧ Ø ÓÒÚ Ö× ÓÐ × × Ð ÔÓ ÒØ Ü × ÓÔØ Ñ Ð Ò ́ÄÈ μ Ò ÓÒÐ Ý Ø Ö × Ý × Ð Ò ́Ä μ Û Ø Ì Ü Ì Ýo Ì × × ×ØÖÓÒ Ù Ð ØÝo Ì Ö × Ð×Ó Ò ÓÑ ØÖ Û Ý Ó ÐÓÓ Ò Ø Ø ÓÔØ Ñ Ð Ù Ð ×ÓÐ ÙØ ÓÒo Ä ØÙ ×Û ÖØ × ÓÖ Ø Ú ØÓÖ Ì Ý ́Û × ÐÐ × ÑÓÖ Ó Ø × Ù Ð ×Ð Ú ØÓÖ Ð Ø Öμo Ì Ò Ì Ü Ì Ý ÑÔÐ × Ø Ø Ü Ì × 1⁄4 ̧ Ò × Ð ØÝ Ò Ø Ù Ð ÑÔÐ × Ø Ø × 1⁄4o Ì Ò Ø Ù Ð ÓÒ×ØÖ ÒØ× Ì Ý ·× Ò Ú Û × ÜÔÖ ×× Ò Ø Ö ÒØ Ó Ø Ó Ø Ú ÙÒ Ø ÓÒ Ó Ø ÔÖ Ñ Ð ÔÖÓ Ð Ñ × Ð Ò Ö ÓÑ Ò Ø ÓÒ Ó Ø Ö ÒØ× Ó Ø ÓÒ×ØÖ ÒØ× Ø Ø Ö Ø Ú ØÜ ́× Ò × × ÒÓÒÞ ÖÓ ÓÒÐ Ý Ü × Þ ÖÓμ̧ Û Ö Û Ò Ø Ö ØÖ ÖÝ ÑÙÐ Ø ÔÐ × Ó Ø ÕÙ Ð ØÝ ÓÒ×ØÖ ÒØ Ö ÒØ× ÙØ ÓÒÐ Ý ÒÓÒÒ Ø Ú Ñ ÙÐØ ÔÐ × Ó Ø Ò ÕÙ Ð ØÝ ÓÒ×ØÖ ÒØ Ö ÒØ×o × × Ø× Ù× Ò Ô ÖÓÚ Ò ÓÔØ Ñ Ð ØÝ ̧ Ø Ù Ð ÔÖÓ Ð Ñ × ÑÔÓÖØ ÒØ ÓÒÓÑ ÒØ ÖÔÖ Ø Ø ÓÒ× Ò Ñ ÒÝ Òר Ò ×̧ Ò Ø× ×ÓÐ ÙØ ÓÒ ÔÖÓÚ × ÖÙ Ð × Ò× Ø Ú ØÝ Ò ÓÖ1 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1022
ÔØ Ö Å Ø Ñ Ø Ð ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò 1⁄21⁄43⁄4¿ Ñ Ø ÓÒ ÓÙØ Ø « Ø× Ó Ò × Ò Ø Ø ÓÒ Ø ×ÓÐ ÙØ ÓÒ Ò ÓÔØ Ñ Ð Ú ÐÙ Ó Ø ÔÖ Ñ Ð ÔÖÓ Ð Ño ÁÒ Ø ÓÒ̧ Ø × ÑÙ ÜÔÐ Ó Ø Ò × ÓÐÙØ ÓÒ Ø Ò ÕÙ × ÓÖ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o o¿o3⁄4 Ä ÇÊÁÌ ÀÅË ÇÒ Ò̧ Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ ÑÓÖ Ò Ö Ð ÔÖÓ Ð Ñ×̧ o o̧ ÖÓÑ ÓÒÚ Ü ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ̧ Ò ÔÔÐ ØÓ Ø × ÑÓÖ ×Ô Ð ÔÖÓ Ð Ñ×o ÁÒ ̧ Ø ¬Ö× Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ́ ÓÖ Ø × Û Ö ÐÐ Ø Ø Ö ÒØ Ö1Ú ÐÙ μ Û × ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÝÃ Ý Ò Ã × ÓÒ Ø ÐÐ Ô×Ó Ñ Ø Ó o Ì × Ö ×ÙÐØ × Ö Ø Ø ÓÖ Ø Ð × Ò ¬ Ò ́ Ú Ò ÑÓÖ ÓÖ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ̧ × ÐÓÛμ̧ ÙØ Ð ØØÐ ÔÖ Ø Ð ÑÔÓÖØ Ò ̧ × Ò Ø Ñ Ø Ó × Ú ÖÝ Ò Æ ÒØ Ú Ò ÓÖ ×Ñ ÐÐ ÔÖÓ Ð Ñ×o Æ ÒØ Ñ Ø Ó × ÓÖ ×ÓÐ Ú Ò ́ ÄÈμ Ö ÐÝ ÓÒ ØÛÓ ÓÑ ØÖ Ð Û Ý× Ó ÐÓÓ Ò Ø Ø× × Ð Ö ÓÒo Ì × × ÔÓÐÝ Ö ÓÒ̧ ØÝÔ ÐÐÝ Ó Ñ Ò× ÓÒ Ò Ņ̃ Û Ø Ø Ñ Óר Ò Ø×o Ì × ÑÔÐ Ü Ñ Ø Ó Ó ÒØÞ Ò ¿ Ö Ð × ÓÒ Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ó Ø × Ô ÓÐÝ ÖÓÒ̧ Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö ÓÒ Ø× 1⁄21× Ð ØÓÒ̧ Û Ð ÒØ Ö ÓÖ1ÔÓ ÒØ Ñ Ø Ó × ÓÖ Ò Ø Ò ÖÓÑ Ã ÖÑ Ö Ö3× ÔÖÓ Ø Ú Ð ÓÖ Ø Ñ Ã Ö ́ÓÖ Ø ÖÐ Ö Ñ Ø Ó Ó Ò μ Ù× ÑÓÖ Ò ÐÝØ Ú Û Ö ÐÝ Ò ÓÒ Ê Ñ ÒÒ Ò Ñ ØÖ Ø ÔÓ ÒØ× Ó Ø ÒØ Ö ÓÖ Ó Ø × Ð Ö ÓÒ Ø Ø Ö ­ Ø× Ø× ÐÓ Ð ÓÑ ØÖÝ o ́Ì Ö Ö Ð×Ó Ñ Ø Ó × × ÓÒ ÓÑ ÔÐ Ø ÐÝ « Ö ÒØ ÓÑ ØÖ ×̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ Ø Ó× Ó Ï ÐÞÐ Ò Ó ÙØ ÓÖ× ́× ̧ o o̧ Ï Ò Ø Ö Ö Ò × Ø Ö Òμ̧ Ò ×Ô Ð Ñ Ø Ó × ÔÔÖÓÔÖ Ø ÓÖ Ð ÓÛ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÖÓ Ð Ñ× × ÔØ Ö oμ Ì « Ö Ò × ÑÓÒ Ø Ú Ö ÓÙ× Ð ×× × Ó Ñ Ø Ó × Ö ×ÙÑ Ñ Ö Þ Ò Ì 1 Ð o ¿o1⁄2o Ì Ä o¿ o1⁄2 Ð ×× × Ó Ð Ò ÖÔ ÖÓ Ö ÑÑ Ò Ñ Ø Ó ×o Å ÌÀÇ ÇÅ ÌÊ ÁÌ Ê Ì Ë Ì ÊÅÁÆ ÌÁÇÆ ÐÐ Ô×Ó ÓÒÚ Ü Ö ØÖ ÖÝ ÔÓ ÒØ× Ò Ø Ð Ñ Ø Ë ÑÔÐ Ü ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ú ÖØ × ¬Ò Ø ÁÒØ Ö ÓÖ1Ô Ó ÒØ Ò ÐÝØ ÒØ Ö ÓÖ ÔÓ ÒØ× Ò Ø Ð Ñ Ø Ì Æ Ò × Ó Ø Ñ Ø Ó × Ö × ÓÛÒ Ò Ì Ð o¿o 3⁄4 ́ Ò ÒØ ÐÐÝ ̧Ø × × ÓÛ× Ø « Ö Ò ØÛ Ò ÔÖ Ø Ð Ò Ø ÓÖ Ø Ð Æ Ò Ýμo Ì Ä o¿ o3⁄4 ÓÑÔ Ð Ü Ø × Ó Ð Ò ÖÔ ÖÓ Ö ÑÑ Ò Ñ Ø Ó ×o Å ÌÀÇ ÏÇÊËÌ1 Ë ÇÅÈ Ä ÁÌ È Ì ÇÅÈÄ ÁÌ ÈÊ ÌÁ Ä ÐÐ Ô×Ó ÔÓÐÝÒÓÑ Ð ÔÓÐÝÒÓÑ Ð ÒÓ Ë ÑÔÐ Ü ÜÔ ÓÒ ÒØ л×Ù Ô Ö1ÔÓÐÝÒÓÑ Ð ÔÓÐÝÒÓÑ Ð Ý × ÁÒØ Ö ÓÖ1Ô Ó ÒØ ÔÓÐÝÒÓÑ Ð ÔÓÐÝÒÓÑ Ð Ý × ÖØ Ð × ÓÒ Ø ÔÖ Ø Ð Æ Ò Ý Ó Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ Ð Ö 1× Ð Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö Ñ1 Ñ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× Ñ Ý ÓÙÒ Ò ÇÊ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1023
1⁄21⁄43⁄4 Å oÂo Ì Ó o¿o¿ ËÁÅÈÄ Å ÌÀÇ Ë Ú Ò Ú ÖØ Ü Ó Ø × Ð Ö ÓÒ̧ Ú Ö ÒØ Ó Ø × ÑÔÐ Ü Ñ Ø Ó ÔÖÓ × ÖÓÑ Ú ÖØ Ü ØÓ Ú ÖØ Ü ÐÓÒ × Û Ð Ñ ÔÖÓÚ Ò Ø Ó Ø Ú ÙÒ Ø ÓÒ̧ רÓÔÔ Ò Ø Ö Ø Ò Ò Ø ÓÒ Ø Ø Ø Ó Ø Ú ÙÒ Ø ÓÒ × ÙÒ ÓÙÒ ÐÓÛ ÓÖ Ø Ò ÓÔØ Ñ Ð × ÓÐÙØ ÓÒo ́ÁÒ ÓÖ Ö ØÓ ¬Ò Ò Ò Ø Ð Ú ÖØ Ü̧ Ø × Ñ ÔÖÓ ×× × ÔÔÐ ØÓ Ò ÖØ ¬ Ð ÔÖÓ Ð Ñoμ Ì Ó Ó Ô ÖØ ÙÐ Ö ØÓ ÓÐ ÐÓÛ × ÐÐ Ô ÚÓØ ÖÙÐ ̧ Ò Ð × ØÓ Ô ÖØ ÙÐ Ö Ú Ö ÒØo ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Û Ò ÓÓ× Ø Ý Ð Ò Ø Ñ Ü Ñ Ð Ö × Ò Ø Ó Ø Ú ÙÒ Ø ÓÒ Ô Ö ÙÒ Ø Ð Ò Ø ́ Ò Ø Ù Ð Ò ÒÓÖÑ μ ÑÓÚ Ø × × Ø ×Ø Ô ×Ø1 ÖÙÐ o Î Ö ÓÙ× ÖÙÐ × Ò × ÓÛÒ ØÓ Ø ÖÑ Ò Ø ¬Ò Ø ÐÝ ̧ Ú Ò ÓÖ Ò Ö Ø ÔÖÓ Ð Ñ× Û Ò Ø ÓÐ ÐÓÛ × Þ ÖÓ Ð Ò Ø Ò Ñ Ö ÐÝ Ð × ØÓ « Ö ÒØ Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó Ø × Ñ Ú ÖØ Ü ́Ø × Ñ Ý ÔÔ Ò Û Ò Ø × Ð Ö ÓÒ × ÒÓØ × ÑÔÐ Ô ÓÐÝ ÖÓÒμo ÀÓÛ Ú Ö̧ ÒÓ ÖÙÐ × ÙÖÖ ÒØÐÝ ÒÓÛÒ ÓÖ Û Ø ÒÙÑ Ö Ó ×Ø Ô× Ø Ò × ÐÛ Ý× ÓÙÒ Ý ÔÓÐÝÒÓÑ Ð Ò Ø Ñ Ò× ÓÒ× Ñ Ò Ò ÓÖ Ø ÒÔÙØ × Þ ́ØÓØ Ð ÒÙÑ Ö Ó Ø× ØÓ Ö ÔÖ × ÒØØ Ø ̧ × ×ÙÑ ÒØ Ö1Ú ÐÙ μo ÁÒ ̧ ÓÖ Ñ ÒÝ ÖÙÐ ×̧ Ü ÑÔÐ × Ú × Ó ÛÒ Ø ÛÓÖ ×Ø1 × ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ ØÓ ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð ́× Ñ ÒØ Ò Ð Ö μ̧ ÐØ ÓÙ Ã Ð Ã Ð 3⁄4 × × Ö Ö Ò ÓÑ Þ ÖÙÐ Û Ó× ÜÔ Ø ÒÙÑ Ö Ó ×Ø Ô× Ò Ø ÛÓÖ ×Ø × × ×Ù ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð̧ Ø ÓÙ ×ÙÔ ÖÔ ÓÐ ÝÒÓÑ Ð × Ë Ø ÓÒ o3⁄4o Æ Ú ÖØ Ð ××̧ Ø × ÑÔÐ Ü Ñ Ø Ó Ù× Ò ÔÔÖ ÓÔÖ Ø Ô ÚÓØ ÖÙÐ × ÛÓÖ × Ú ÖÝ Û ÐÐ Ò ÔÖ Ø ̧ Ö ÕÙ Ö Ò ÓÒÐÝ ×Ñ ÐÐ ÒÙÑ Ö Ó Ø Ö Ø ÓÒ× ́Ô Ó×× ÐÝ ḈÑ ÐÒ Òμμ ÓÖ ØÝÔ Ð ÔÖÓ Ð Ñ×o Ì Ó ÜÔÐ Ò Ø × Ô̧ ×ÓÑ ×ØÙ × Ú × Ó ÛÒ Ø Ø Ø ÜÔ Ø ÒÙÑ Ö Ó ×Ø Ô× ÓÖ ÖØ Ò ́ Ø ÖÑ Ò ×Ø μ × ÑÔÐ Ü Ú Ö ÒØ×̧ Û Ò ÔÔÐ ØÓ Ö Ò ÓÑ ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ö Ø Ý ×Ù Ø Ð ÔÖÓ Ð ×Ø ×ØÖ ÙØ ÓÒ̧ × Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð × ÓÖ Û Ö Ø ÓÖ Ò Ø Ö Ö Ò × Ø Ö Òo Ì ÒÙÑ Ö Ó ×Ø Ô× Ø Ò Ý ×Ñ Ô Ð ÜÚ Ö ÒØ ר ÖØ Ò Ø Ò Ö ØÖ ÖÝ Ú ÖØ Ü × Ð ÖÐÝ Ö Ð Ø ØÓ Ø Ñ Ø Ö Ó Ø ××Ó Ø Ô ÓÐÝ ÖÓÒ Ó × Ð × ÓÐÙØ ÓÒ× Ø × × Ø Ð Ö ×Ø̧ ÓÚ Ö ÐÐ Ô Ö× Ó Ú ÖØ ×̧ Ó Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø ÒÙÑ Ö Ó × Ö ÕÙ Ö ØÓ Ó ÖÓÑ ÓÒ ØÓ Ø ÓØ Öo Ì Ñ ÓÙ× À Ö× ÓÒ ØÙÖ ×Ø Ø × Ø Ø Ø × × Ø Ñ Óר Ò ÓÖ Ô ÓÐÝØÓÔ × ́ ÓÙÒ Ô ÓÐÝ Ö μ Ó Ñ Ò× ÓÒ Û Ø Ø ÑÓ× Ø Ò Ø×o ÁØ × ÒÓÛÒ ØÓ ØÖÙ ÓÖ ¿ Ò Ò ̧ Ò ÓÖ ÖØ Ò Ð ×× × Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ö × Ò Ò ×Ô Ð ÔÔÐ Ø ÓÒ× ̧ ÙØ Ø Ò Ö Ð × Ö Ñ Ò× ÓÔ Ò × Ãà o Ò Ö ×ÙÐ Ø Æ × ÓÛ× Ø Ø Ø ÓÒ ØÙÖ × ØÖÙ ÓÖ ÔÓÐÝØÓÔ Ø Ø × Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó × Ø Ó ́1⁄4̧1⁄2μ1Ú ØÓÖ ×̧ × Ö × × Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒo ÆÓØ Ø Ø ÒÓÛ Ò Ø Ø Ø Ñ Ø Ö Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ×Ñ ÐÐ Ó × ÒÓØ ÑÑ Ø ÐÝ Ð ØÓ Ò Æ ÒØ × ÑÔÐ Ü Ñ Ø Ó ÓÖ ÓÔØ Ñ Þ Ò Ð Ò Ö ÙÒ Ø ÓÒ ÓÚ Ö Ø Ø ÔÓÐÝØÓÔ o o¿o ÁÆÌ ÊÁÇÊ1 ÈÇÁÆÌ Å ÌÀÇ Ë Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ó Ø × ØÝÔ Ò Ö Ø × ÕÙ Ò Ó Ø Ö Ø × ÓÖ ́ÄÈ μ Ø Ø × Ø × Ý ÐÐ Ø ÕÙ Ø ÓÒ× Ò × Ø × Ý ÐÐ Ø Ò ÕÙ Ð Ø × ×ØÖ ØÐÝ ́Û ÐÐ ×Ù ÔÓ ÒØ× ×ØÖ ØÐÝ × Ð μo Ø ×Ù Ò Ø Ö Ø ̧ ÓÒ Ò ÑÓÚ Ò Ö Ø ÓÒ Ó ×Ø Ô ×Ø × ÒØ Ö ×ØÖ Ø ØÓ Ø ÆÒ ×Ô Ü Ü ̧ ÙØ Ø ×ØÖ ØÐÝ × Ð Ø Ö Ø × Ú ÖÝ ÐÓ× ØÓ Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó Ø × Ð Ö ÓÒ̧ Ø × ÔÓ×× Ð Ø Ø ÓÒÐ Ý Ú ÖÝ × ÓÖØ ר Ô Ò Ø Òo Ì ¬Ö× Ø Ñ Ø Ó Ó Ø × Ò ̧ Ù ØÓ Ò ̧ ÔÔÐ Ò ÆÒ ØÖ Ò× ÓÖ1 Ñ Ø ÓÒ ́ÓÖ × Ð Ò μØ ÓÑ Ó Ú Ø ÙÖÖ ÒØ ÔÓ ÒØØ ÓØ Ú ØÓÖ Ó ÓÒ ×o ר Ô ×Ø × ÒØ ר Ô Û × Ø Ò Ò Ø × Ð ×Ô ̧ Ò Ø Ö × ÙÐØ Ò ÔÓ ÒØÛ × ØÖ Ò× ÓÖÑ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1024
ÔØ Ö Å Ø Ñ Ø Ð ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò 1⁄21⁄43⁄4 ØÓ Ý Ð Ø Ò ÜØ Ø Ö Ø o Ì × Ú ÖÝ × ÑÔÐ Ð ÓÖ Ø Ñ Ô Ö ÓÖÑ × × ÙÖÔÖ × Ò ÐÝ Û ÐÐ̧ ÙØ Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð ÓÒÚ Ö Ò × ÒÓØ Ò ×Ø Ð × o Ò3× Ô Ô Ö Û × ÒÓØ Û ÐÐ1 ÒÓÛÒ̧ ÙØ Û × Ö × ÓÚ Ö ×Ó ÓÒ Ø Ö Ã ÖÑ Ö Ö3× Ò Ô Ò ÒØ ÛÓÖ Ã Ö ̧ Û Ù× ÔÖÓ Ø Ú ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ Ò Ú Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ø Ñ ÓÙÒ ́ Ú Ò Ò Ì Ð o ¿o¿μo Ì ÔÖÓÓ Ù× Ò Ò Ò ÓÙ× ÔÓØ ÒØ Ð ÙÒ Ø ÓÒ̧ Ó Ø ÓÖÑ ́Ü μ Ò ÐÒ́ Ì Ü μ ÐÒ Ü Û Ø Ð Ó Û Ö ÓÙÒ ÓÒ Ø ÓÔØ Ñ Ð Ú ÐÙ Ó ́Èμ̧ Ø Ø × ÐÓ× ÐÝ Ö Ð Ø ØÓ Ð ×× Ð ÖÖ Ö ÙÒ Ø ÓÒ× Ù× Ò ÒÓÒÐ Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò × Ò Ø 3 1⁄4× ́× ̧ o o̧ Ð μo ÁÒר Ó Ô Ö ÓÖÑ Ò Ø ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ× ̧ Û Ò Ú Û Ø × Ö Ö Ø ÓÒ× Ò Ø ÓÖ Ò Ð ×Ô × Ú Ò Ý ×Ø Ô ×Ø × ÒØ Ö Ø ÓÒ× ÓÖ ÖØ Ò ÙÒ Ø ÓÒ Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ê Ñ ÒÒ Ò Ñ ØÖ o Ø Ø ×ØÖ ØÐÝ × Ð ÔÓ ÒØ Ü̧ Ø Ð Ò Ø Ó ×ÔÐ Ñ ÒØ Ü × ¬Ò × Ü Ü ́ Ì Ü 3⁄4 Ü μ 1⁄2 3⁄4 ̧ Û Ö × Ø ÓÒ Ð Ñ ØÖ Ü ÓÒØ Ò Ò Ø ÓÑÔÓÒ ÒØ× Ó Üo Ì Ù× Ø Ñ ØÖ × ¬Ò Ý Ø Ñ ØÖ Ü 3⁄4 ̧ Û × Ø À ×× Ò Ó Ø ÖÖ Ö ÙÒ Ø ÓÒ ́Üμ ÐÒ Ü Ì Ò̧ ÓÖ ÆÒ 1× Ð Ò ̧ Ö Ø ÓÒ × Ø ×Ø Ô ×Ø Ö Ø ÓÒ ÓÖ Ø Ó Ø Ú ÙÒ Ø ÓÒ Ì Ü Ò Ø ÒÙÐ Ð ×Ô Ó Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ø × ÒÓÖŅ̃ Û Ö × Ø Ã Ö1 Ñ Ö Ö̧ ÓÖ ÔÖÓ Ø Ú 1× Ð Ò ̧ Ö Ø ÓÒ × × Ñ Ð Ö ×Ø Ô ×Ø × ÒØ Ö Ø ÓÒ ÓÖ ÖØ Ò Ð Ò Ö ÓÑ Ò Ø ÓÒ Ó Ì Ü Ò Ø ÖÖ Ö ́Ü μo Ì × Ñ ØÖ ̧ Ò Ò Ø × ÓÒ × Ø ÔÖ × Ò Ó Ø ÖÖ Ö̧ ר Ö× Ø Ö Ø ÓÒ Û Ý ÖÓÑ ÔÔÖ Ó Ò Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó Ø × Ð Ö ÓÒ ØÓÓ ÐÓ× ÐÝ ÔÖ Ñ ØÙÖ ÐÝ o Ï Û ÐÐ ÒÓØ × Ö Ã ÖÑ Ö Ö3× Ð ÓÖ Ø Ñ Ò Ø Ð̧ × Ò Ø × ÕÙ Ø ÓÑÔÐ Ø Ò Ø Ñ Ø Ó × Ò ×ÙÔ Ö× Ý Ø Ó× Ò Ø Ò ÜØ ×Ù × Ø ÓÒo o¿o ÈÊÁÅ Ä1 Í Ä Å ÌÀÇ Ë Ê ÒØ ØØ ÒØ ÓÒ × Ó Ù× ÓÒ ÔÖ Ñ Ð1 Ù Ð Ñ Ø Ó ×̧ Û Ø Ö Ø ÓØ ÔÖ Ñ Ð Ò Ù Ð ×ØÖ ØÐÝ × Ð ÔÓ ÒØ ×o ÁØ × ÐÔ ÙÐ ØÓ ÛÖ Ø Ø Ù Ð Û Ø ÜÔÐ Ø ×Ð Ú Ö Ð × × Ñ Ü Ì Ý Ì Ý · × 1⁄4 ́Ä μ Ä ÇËË Ê ÖÖ Ö ÙÒ Ø ÓÒ ÓÒÚ Ü ÙÒ Ø ÓÒ ¬Ò ÓÒ Ø Ö Ð Ø Ú Ò Ø Ö ÓÖ Ó Ø 1 × Ð Ö ÓÒ̧ Ø Ò Ò ØÓ Ò¬Ò ØÝ × Ø ÓÙÒ ÖÝ × ÔÔÖÓ o ÁÒØ Ö ÓÖ ÔÓ ÒØ ÈÓ ÒØ × Ø × Ý Ò ÐÐ Ò ÕÙ Ð ØÝ ÓÒ× ØÖ ÒØ× ×ØÖ ØÐÝ o ËØÖ ØÐÝ × Ð ÔÓ ÒØ ÁÒØ Ö ÓÖ ÔÓ ÒØ × Ø × Ý Ò ÐÐ ÓÒ× ØÖ ÒØ×o Î ØÓÖ Ó ÓÒ × Ò Ê Ò o ́Ö ×Ôo Ëμ ÓÒ Ð Ñ ØÖ Ü ÓÒØ Ò Ò Ø ÓÑÔÓÒ ÒØ× Ó Ü ́Ö ×Ôo ×μo ÒØÖ Ð Ô Ø Ë Ø Ó Ô Ö× Ó ×ØÖ ØÐÝ × Ð ÔÓ ÒØ× Ü Ò ́Ý ×μ Û Ø Ë ÓÖ ×ÓÑ 1⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1025
1⁄21⁄43⁄4 Å oÂo Ì Ó Æ ÓÖ ÓÓ × Ó ÒØÖ Ð Ô Ø Ë Ø× Ó ×ØÖ ØÐÝ × Ð Ô Ö× Û Ø Ë ×Ù Ø ÐÝ ÓÙÒ o ÈÖ Ñ Ð1 Ù Ð ÔÓØ ÒØ Ð ÙÒ Ø ÓÒ ÐÒ Ü Ì ×· ́Üμ · ́×μ Ó Ö Ò· Ô Ò̧ ¬Ò ÓÖ ×ØÖ ØÐÝ × Ð Ô Ö×o ÆÓØ Ò Ø Ø ÓÖ × Ð × ÓÐÙØ ÓÒ× Û Ú Ì Ü Ì Ý ́ Ì Ý · ×μ Ì Ü ́ Üμ Ì Ý Ü Ì × 1⁄4 ́ × ÓÖØ ÔÖÓÓ Ó Û Ù Ð ØÝμ̧ Û × Ø Ø ÓÔØ Ñ Ð ØÝ ÓÒ Ø ÓÒ× ÓÖ ́ÄÈμ Ò ́Ä μ Ò ÛÖ ØØ Ò × Ì Ý · × ́× 1⁄4μ Ü ́Ü 1⁄4μ Ë 1⁄4 ́Ç μ ÁÒ ̧ Ø × ÑÔÐ Ü Ñ Ø Ó Ò Ú Û × × Ò ØÓ × Ø × Ý ́Ç μ Ý Ñ ÒØ Ò Ò ÐÐ ÓÒ Ø ÓÒ× Ü ÔØ Ø ÒÓÒÒ Ø Ú ØÝÓ × Ø Ø Ö Ø ÓÒo ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ ́Ç μ Ò Ú Û × Ñ ·3⁄4 Ò Ñ Ð ÐÝ ÒÓÒÐ Ò Ö ÕÙ 1 Ø ÓÒ× Ò Ñ ·3⁄4 Ò Ú Ö Ð ×̧ Û Ø ÒÓÒÒ Ø Ú ØÝ Ö ×ØÖ Ø ÓÒ× × × ÓÒ× ØÖ ÒØ× ̧ Ò Ø Ò Æ ÛØÓÒ3× Ñ Ø Ó ÓÖ ÒÓÒÐ Ò Ö ÕÙ Ø ÓÒ× × Ñ× ÔÔÖ ÓÔÖ Ø o Á Û ×Ø ÖØ Û Ø ×ØÖ ØÐÝ × Ð × ÓÐÙØ ÓÒ× Ü Ò ́Ý ×μ́ Ü 1⁄4 Ò × 1⁄4μ Ò ÓÑ ÔÙØ Ø Æ ÛØÓÒ ×Ø Ô ÓÖ ́Ç μ̧ Û Ò Ø Ô ÖØ Ð ×Ø Ô ØÓ Ñ ÒØ Ò ×ØÖ Ø × Ð ØÝ ÓÖ Ø Ò ÜØ Ø Ö Ø × ́ ÑÔ Æ ÛØÓÒ ×Ø Ôμo ÁÒ ̧ Û Ò Ø ÑÔ Æ ÛØÓÒ ×Ø Ô ÓÖ Ô Ö ØÙÖ ×Ý× Ø Ñ Û Ø Ø Þ ÖÓ Ö Ø1 Ò × Ö ÔÐ Ý ­ ̧ Û Ö Ü Ì × Ò × Ø ÙÖÖ ÒØ Ù Ð ØÝ Ô Ú Ý Ò Ò 1⁄4 ­ 1⁄2̧ ØÓ Ò ÓÙÖ Ø Ø Ö Ø × ØÓ Ö Ñ Ò ÔÓ× Ø Ú Û Ð Ø Ò Ð Ö ×Ø Ôo Ì × ÔÖ Ñ Ð1 Ù Ð Ö Ñ ÛÓÖ ÔÔ Ö× ØÓ Ö Ø Ö Ö ÖÓÑ Ø ×Ø Ô ×Ø × ÒØ Ú Û Ó ÔÖ Ñ Ð1ÓÒÐ Ý ÒØ Ö ÓÖ1ÔÓ ÒØ Ñ Ø Ó ×o ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø Ö Ø ÓÒ ÓÖ Ü Ò × Ò ØÓ ר Ô ×Ø × ÒØ Ö Ø ÓÒ ÓÖ Ì Ü · ­ ́Üμ Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ø ÒÓÖÑ ́ Ì Ü 1⁄2 Ë Ü μ 1⁄2 3⁄4 ̧ Ö Ø Ö Ø Ò Ø ÜÔ Ø ́ Ì Ü 3⁄4 Ü μ 1⁄2 3⁄4 o Ë Ñ Ð ÖÐÝ ̧ Ø Ö Ø ÓÒ× ÓÖ Ý Ò × Ö Ø ×Ø Ô ×Ø × ÒØ Ö Ø ÓÒ× ÓÖ Ì Ý·­ ́×μ Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ø ÒÓÖ Ñ ́ÓÒ Ùר × μ́ Ì × Ë 1⁄2 × μ 1⁄2 3⁄4 ̧ Ö Ø Ö Ø Ò Ø ÜÔ Ø ́ Ì × Ë 3⁄4 × μ 1⁄2 3⁄4 o ÆÓØ Ø Ø Ø × ØÛÓ ÒÓÖ Ñ× Ö Ù Ð̧ × × ÔÔÖ ÓÔÖ Ø × Ò Ü Ò × Ð Ò Ù Ð ×Ô × ́Ø Ù Ð ØÝ Ô ×Ü Ì × × Ü μ̧ Ò Ø Ø Ø Ý Ö × Ð Ö ÑÙÐ Ø ÔÐ × Ó Ø ÒÓÖÑ × Ú Ò Ý Ø À ×× Ò× Ó Ø ÖÖ Ö ÙÒ Ø ÓÒ× Ë o ́Ì Ý Ò Ú Û × Ø ÐÓ× ×Ø Ù Ð ÒÓÖ Ñ× ØÓ Ø Ð ØØ Öoμ Ë Ú Ö Ð Ð ÓÖ Ø Ñ× Ö × ÓÒ Ø Ò ×Ù ÑÔ Ô Ö ØÙÖ Æ ÛØÓÒ ×Ø Ô×o Ï Ò ÜØ × Ö Ò Ö Ð ÓÖ Ø Ñ Ó Ø × ØÝÔ o Æ ÊÁ ÈÊÁÅ Ä1 Í Ä ÁÆÌ ÊÁÇÊ1ÈÇÁÆÌ Å ÌÀÇ ËÙÔÔ Ó× Û Ö Ú Ò Ø ×ØÖ ØÐÝ × Ð ÔÓ ÒØ× Ü Ò ́Ý × μ Ø Ø Ø Ø Ö Ø ÓÒo Ä Ø Ü Ì × Ò Ò ÓÓ× ­ 3⁄4 1⁄4 1⁄2 o Ë ÓÐÚ ÓÖ Ø Ö Ø ÓÒ× Ü ̧ Ý ̧ Ò × ÖÓÑ Ì Ý · × 1⁄4 Ü 1⁄4 Ë Ü · × ­ Ë Û Ö Ò Ë ÒÓØ Ø ÓÒ Ð Ñ ØÖ × ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ØÓ Ü Ò × o Ì Ò × Ø Ü ·1⁄2 Ü · « È Ü Ò ́Ý ·1⁄2 × ·1⁄2 μ ́ Ý × μ·« ́ Ý × μ̧ Û Ö Ø ÔÓ× Ø Ú ×Ø Ô × Þ × « È Ò « Ö Ó× Ò ×Ó Ø Ø Ø Ò Û Ø Ö Ø × Ö ×ØÖ ØÐÝ × Ð o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1026
ÔØ Ö Å Ø Ñ Ø Ð ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò 1⁄21⁄43⁄4 ÔÖ Ø Ð Ú Ö× ÓÒ Ó Ø × Ñ Ø Ó ́Û Ø × ÐÓÒ ×Ø Ô× ØÓ ØÖÝ ØÓ ÓÒÚ Ö ×Ø̧ ÙØ Û Ð × Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð ÓÙÒ μ Ñ Ø ÓÓ× ­ 1⁄2 Ò Ò « È Ò « × o Ó Ø Ñ Ü ÑÙÑ Ú ÐÙ × Ø Ø ÛÓÙÐ Ñ ÒØ Ò ÔÖ Ñ Ð Ò Ù Ð × Ð ØÝ ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o ÅÓר Ø ÓÖ Ø ÐÐÝ ØØÖ Ø Ú ÔÖ Ñ Ð1 Ù Ð Ñ Ø Ó × ØÖÝ ØÓ ר Ý ÐÓ× ØÓ Ø Ò1 ØÖ Ð Ô Ø o ÓÖ 1⁄4̧ Ø Ö × ÙÒ ÕÙ Ô Ö Ü Ò ́Ý ×μ Ó ×ØÖ ØÐÝ × Ð ×ÓÐ Ù1 Ø ÓÒ× Û Ø Ë ̧ Ò Ø × Ø Ó ÐÐ Ø × ÓÖ Ñ× Ø ÒØÖ Ð Ô Ø ̧ Û Ð × ́ × 1⁄4μ ØÓ Ø × Ø Ó ÓÔØ Ñ Ð × ÓÐÙØ ÓÒ×o ËÓÑ Ñ Ø Ó × Ñ ÒØ Ò Ë ¬ Û Ø Ø Ö Ø 3⁄4 1Ó Ö 1⁄2 1ÒÓÖÑ ̧ Ò ÓØ Ö× ÓÒÐ Ý Ö ÕÙ Ö Ë ́1⁄2 ¬ μ́Ü Ì × Òμ ̧ Ó Ö ×ÓÑ 1⁄4 ¬ 1⁄2̧ ÓÖ ÐÐ Ø Ö Ø ×o Ï Ò Ø 3⁄4 1Ò ÓÖ ÓÓ × Ù× ̧ Û Ø ÐÓ× Ô Ø 1 ÓÐÐ ÓÛ Ò Ñ Ø Ó ̧ Û Ö × Ø ÓØ Ö Ö ×ØÖ Ø ÓÒ× Ý Ð ÐÓ Ó× Ô Ø 1 ÓÐÐÓÛ Ò Ñ Ø Ó ×o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÓÒ Ò ÓÓ× « È « 1⁄2 Ò ­ 3⁄4 1⁄4 1⁄2 × ×Ñ ÐÐ × ÔÓ×× Ð ØÓ Ñ ÒØ Ò Ë 3⁄4 1⁄2 ÒØ Ò Ö Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÚ o ́ÇÒ Ò × ÓÛØ Ø­ 1⁄2 1⁄2 ́ Ô Òμ Û Ø Ø × Ó oμ Ì ¬Öר ÐÓ× Ô Ø 1 ÓÐÐÓÛ Ò Ñ Ø Ó Û × Ù ØÓ Ê Ò Ö Ê Ò Ò ÓÔ Ö Ø Ò Ø Ù Ð ×Ô ÐÓÒ Ø × Û × Ð×Ó Ø ¬Öר Ñ Ø Ó Û Ø Ø Ñ ÔÖÓÚ ÓÑÔÐ Ü ØÝÓ Ḉ Ô Ò ÐÒ 1⁄2 ̄ μ ר Ô× ØÓ ØØ Ò ̄1 ÓÔØ Ñ Ð ØÝ o Ð×Ó ̧ ÔÖ Ñ Ð1 Ù Ð Ñ Ø Ó × Ò × ÓÒ ÔÖ Ñ Ð1 Ù Ð ÔÓØ ÒØ Ð ÙÒ Ø ÓÒ Ò Ö ÕÙ Ö ÒÓ Ò ÓÖ ÓÓ o ÐÐ Ø Ñ Ø Ó × × Ö Ò Ø × ×Ù × 1 Ø ÓÒ̧ Û Ø Ø Ü ÔØ ÓÒ Ó Ø ÆÒ 1× Ð Ò Ñ Ø Ó Ò Ø ÔÖ Ø Ð ÔÖ Ñ Ð1 Ù Ð Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÙØÐ Ò ÓÚ ̧ Ö Ô ÓÐÝÒÓÑ Ðo ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø Ñ Ø Ó × Û Ø Ø ØØ Ö ÓÑÔÐ Ü ØÝ ÓÙÒ × ́× Ì Ð o ¿o¿μ × Ñ ÒÓØ ØÓ × Ù× ÙÐ ÔÖ Ø ÐÐÝ ̧ ר Ý Ø Ò ØÓ ÓÖ × ÓÖØ ר Ô×o ÁÆ ËÁ Ä 1 ÁÆÌ ÊÁÇÊ1 ÈÇÁÆÌ Å ÌÀÇ Ë Ò ÐÐÝ ̧ × Û Ø Ø × ÑÔÐ Ü Ñ Ø Ó ̧ Ò Ø Ð × Ð ́ Ö ̧ ×ØÖ ØÐÝ × Ð μ ×ÓÐÙØ ÓÒ× Ö Ö Ö ÐÝ ÒÓÛÒo ÀÓÛ Ú Ö̧ ÑÔ Ô ÖØÙÖ Æ ÛØÓÒ ×Ø Ô Ò Ð×Ó Ø Ò ÖÓÑ Ø Ö Ø × Ü Ò ́ Ý ×μ Û Ø Ü 1⁄4 Ò × 1⁄4 ́ Ò × Ð ÒØ Ö ÓÖ ÔÓ ÒØ× μ Ú Ò Ø ÕÙ Ø ÓÒ× Ò ́ÄÈμ Ò ́Ä μ Ö Ú ÓÐ Ø o Ì × Ò × Ð 1 ÒØ Ö ÓÖ1Ô Ó ÒØ Ñ Ø Ó × ×ØÖ Ú ÓÖ × Ð ØÝ Ò ÓÔØ Ñ Ð ØÝ Ø Ø × Ñ Ø Ñ ̧ Ò Ö Ø × × ÓÖ ÑÓ× Ø ÒØ Ö ÓÖ1Ô Ó ÒØ Ó ×o ÈÓÐÝÒÓÑ Ð ÓÙÒ × Ú Ö ÒØÐÝ Ò Ó Ø Ò ́× ÐÓÛμo ÒÓØ Ö ÔÔÖÓ ÌÅ ÔÔÐ × × Ð Ñ Ø Ó ØÓ Ò ÖØ ¬ Ð ÓÑÓ Ò ÓÙ× × Ð 1 Ù Ð ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ø Ö Ò Ö Ø × ÓÔØ Ñ Ð × ÓÐÙØ ÓÒ× ÓÖ ÔÖ ÓÚ × ÔÖ Ñ Ð ÓÖ Ù Ð Ò × Ð ØÝ Ò Ø Ð Ñ Øo ÇÅÈÄ ÁÌ Ç ÁÆÌ ÊÁÇÊ1 ÈÇÁÆÌ Å ÌÀÇ Ë Ì ØÝÔ × Ó Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò Ø Ö Ø Ö Ø ÓÒ ÓÑÔÐ Ü Ø × ØÓ Ó Ø Ò ̄1ÓÔØ Ñ Ð ØÝ Ú Ò ×Ù Ø Ð ×Ø ÖØ Ò ÔÓ ÒØ× Ö Ú Ò Ò Ì Ð o ¿o¿ × ̧ o o̧ Ï Ö ̧ o ÆÓØ Ø Ø ÐÐ Ü ÔØ Ø Ð ×Ø ØÛÓ ×× ÙÑ Ø Ø × Ð × ÓÐÙØ ÓÒ × Ø Ò o ÐÐ Ø × Ñ Ø Ó × Ö ÕÙ Ö ḈÒ ¿ μ Ö Ø Ñ Ø Ð ÓÔ Ö Ø ÓÒ× Ø Ø Ö Ø ÓÒ ́ Ð1 Ø ÓÙ Ò Ð Ö Ø ÓÒ ØÖ Ò Ö Ù Ø × ØÓ ḈÒ 3⁄4 μ ÓÔ Ö Ø ÓÒ× ÓÒ Ú Ö ÓÖ ×ÓÑ Ñ Ø Ó ×μ̧ ×× ÙÑ Ò Ò× Ð Ò Ö Ð Ö × Ù× o Ì Ó Ø Ø ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ó × ÓÐÚ Ò Ü ØÐÝ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ Û Ø ÒØ Ö Ø Ó Ð Ò Ø Ä̧ Ö ÔÐ ́1⁄2 ̄μ ÒÌ Ð o¿o ¿ Ý Ä Û Ø Ò Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ÓÑÔÐ Ü ØÝ o ÊÓÙ ÐÝ ̧ ÖÓÑ Ò ̄1ÓÔØ Ñ Ð × ÓÐÙØ ÓÒ Û Ø ̄ 3⁄4 Ç ́Äμ Û Ò Ó Ø Ò Ò Ü Ø ×ÓÐ ÙØ ÓÒo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1027
1⁄21⁄43⁄4 Å oÂo Ì Ó Ì Ä o¿ o¿ ÓÑÔÐ Ü Ø × Ó ÒØ Ö ÓÖ1Ô Ó ÒØ Ñ Ø Ó ×o Ä ÇÊÁÌÀÅ ÇÅÈÄ ÁÌ ÈÖ Ñ Ð ÆÒ 1× Ð Ò ÔÖÓ Ø Ú 1× Ð Ò Ç Ò ÐÒ́1⁄2 ̄μ ¡ ÈÖ Ñ Ð1 Ù Ð ÐÓ× Ô Ø 1 ÓÐÐÓÛ Ò Ç Ô Ò ÐÒ́1⁄2 ̄μ ¡ ÐÓ Ó× Ô Ø 1 ÓÐÐÓÛ Ò Ç Ò ÐÒ́1⁄2 ̄μ ¡ ÔÓØ ÒØ Ð1Ö Ù Ø ÓÒ Ç Ô Ò ÐÒ́1⁄2 ̄μ ¡ Ò × Ð 1 ÒØ Ö ÓÖ1ÔÓ ÒØ Ç Ò ÐÒ́1⁄2 ̄μ ¡ ÓÑÓ Ò ÓÙ× × Ð 1 Ù Ð Ç Ô Ò ÐÒ ́1⁄2 ̄μ ¡ o ÁÆÌ Ê Æ ÇÅ ÁÆ ÌÇÊ Á Ä ÇÈÌÁÅÁ Ì ÁÇÆ ÆÓÛ ×ÙÔÔÓ× Û Û × ØÓ ÓÔØ Ñ Þ Ð Ò Ö ÙÒ Ø ÓÒ ×Ù Ø ØÓ Ð Ò Ö ÓÒ× ØÖ ÒØ× Ò Ø Ö ÕÙ Ö Ñ ÒØ Ø Ø Ø Ú Ö Ð × ÒØ Öo ËÙ ÔÖÓ Ð Ñ × ÐÐ Ò ÒØ Ö ́Ð Ò Öμ ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ño ÓÖ × ÑÔÐ ØÝ ̧ Û × ×ÙÑ Ø Ø ÐÐ Ú Ö Ð × ÑÙר 1⁄4Ó Ö1⁄2 oÌ Ò Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ò ÓÖÑÙÐ Ø × Ñ Ü Ì Ü Ü 1⁄4 Ü Ü ÒØ Ö ́ÁÈμ ́Ê ÐÐ Ø Ø ÒÓØ × Ø Ú ØÓÖ Ó ÓÒ ×oμ Ð ÖÐÝ ̧× Ù ÔÖÓ Ð Ñ× ́× ÓÑ Ø Ñ × Û Ø ÓÒÐ Ý ×ÓÑ Ó Ø Ú Ö Ð × Ö ÕÙ Ö ØÓ ÒØ Öμ Ö × ÖÓÑ ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ð Ø Ó× Ð Ò ØÓ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Òר Ò × ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÔÖÓ Ù Ø ÓÒ Ó ÖØ Ò Ø Ñ× ́ o o̧ Ö Ö Ø ÖÖ Ö×μ × ×× ÒØ ÐÐÝ × Ö Ø o ÙØ Ø × ÑÔÓÖØ ÒØ ØÓ Ö Ð Þ Ø ÑÓ Ð Ò Ô Ó×× Ð Ø × Ó ́1⁄4̧1⁄2μ Ú Ö Ð × Ø Ý Ò Ù× ØÓ Ö ÔÖ × ÒØ Ø Ö1ÓÖ × ØÙ Ø ÓÒ× ̧ ×Ù × Û Ø Ö ØÓ Ù Ð Ò Û ØÓÖÝ ̧ Ò Ú ×Ø Ò Ò Û ÔÖÓ Ù Ø̧ Ø o̧ ÓÖ ØÓ ÑÓ Ð ×Ù ÒÓÒ ÓÒÚ Ü Ø × × × ØÙÔ Ó×Ø× Ò Ñ Ò ÑÙÑ Ø × Þ ×o Ì Ö Ö Ð×Ó Ò Ö ÒØÐÝ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÔÖÓ Ð Ñ× Ø Ø Ò Ö ÔÖ × ÒØ Ò Ø ÓÖÑ ́ÁÈμo ÓÒ× Ö ÓÖ Ü ÑÔÐ Ø ÒÓØÓÖ ÓÙ× ØÖ Ú Ð Ò × Ð ×Ñ Ò ÔÖÓ Ð Ñ ÄÄÊ Ë ̧ Û Ö × × Ò ÖÓÙØ Ò Ò × ÕÙ Ò Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ×o À Ö Ø × × Ö ØÓ Ú × Ø Ó Ò Ø × Ü ØÐÝ ÓÒ ̧ ר ÖØ Ò Ò ¬Ò × Ò Ø Ø × Ñ ØÝ ̧ Ø Ñ Ò ÑÙÑ Ó× Øo Ý ÒØÖÓ Ù Ò Ú Ö Ð × Ü ̧ 1⁄2 Ò̧ ÕÙ Ð ØÓ 1⁄2 Ø × Ð ×Ñ Ò Ó × Ö ØÐÝ ÖÓÑ ØÝ ØÓ ØÝ ÓÖ Ú Ú Ö× ̧ Û Ò ÑÓ Ð Ø ÔÖÓ Ð Ñ × Ñ Ò Ñ Þ Ò Ð Ò Ö ÙÒ Ø ÓÒ ÓÚ Ö ¬Ò Ø ́ ÙØ Ð Ö μ × Ø Ó ́1⁄4̧1⁄2μ1Ú ØÓÖ × Ó Ð Ò Ø Ò́Ò 1⁄2μ 3⁄4o ÁØ × ÒÓØ Ö ØÓ × Ø Ø Ø × Ò ÛÖ ØØ Ò Ò Ø ÓÖÑ ́ÁÈ μ Ý Ò ØÖÓ Ù Ò ÔÔÖÓÔÖ Ø ÓÒ× ØÖ ÒØ ×o ÁÒ ̧ Ø × Ò ÓÒ Ò × Ú Ö Ð Û Ý×o o o1⁄2 ÇÈÌÁÅ ÄÁÌ ÇÆ ÁÌ ÁÇÆË Æ Í ÄÁÌ ËÓÐ Ú Ò ÒØ Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× × ÆÈ1 Ö Ò Ò Ö Ð̧ ÐØ ÓÙ Ø × ÔÓÐÝ1 ÒÓÑ Ð Û Ò Ø Ñ Ò× ÓÒ × ¬Ü Ò ÓÖ ÖØ Ò ×Ô Ð ÔÖÓ Ð Ñ× ́× Ä Ò ¿̧ Ë ̧ ÄË μo ÇÒ Ö ×ÓÒ ÓÖ Ø Æ ÙÐ ØÝ × Ø Ø Ø × Ö ÖÓÑ ØÖ Ú Ð ØÓ Û Ø Ö Ú Ò × Ð × ÓÐÙØ ÓÒ × ÓÔØ Ñ Ðo Î ÖÝ Ó Ø Ò̧ ÙÖ ×Ø Ñ Ø Ó ÓÖ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1028
ÔØ Ö Å Ø Ñ Ø Ð ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò 1⁄21⁄43⁄4 ÖÓÙØ Ò Û Ø Ò Ò Ð ÓÖ Ø Ñ Û ÐÐ ÔÖÓ Ù Ú ÖÝ ÓÓ ÓÖ ÓÔØ Ñ Ð ×ÓÐ ÙØ ÓÒ ÕÙ ÐÝ̧ ÙØ ÔÖÓÚ Ò Ø Ø Ø × ́Ò Ö 1μÓÔØ Ñ Ð × Ú ÖÝ Ø Ñ 1 ÓÒ×ÙÑ Ò o Ì Ñ Ò ØÓ ÓÐ ÓÖ ×Ø Ð × Ò Ø ÕÙ Ð ØÝ Ó × Ð ×ÓÐÙØ ÓÒ ÓÖ ́ÁÈμ × Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o ÆÓØ Ø Ø Ø ÓÔØ Ñ Ð Ú ÐÙ Ó ́ÁÈμ × ÓÙÒ ÓÚ ÝØ ØÓ Ø × Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ö Ð Ü Ø ÓÒ Ñ Ü Ì Ü Ü 1⁄4 Ü ́ÄÊμ Ì Ö Ö ×ÓÑ ÔÖÓ Ð Ñ× ́ÑÓ× ØÐÝ Ò ØÛÓÖ 1­ÓÛ1Ö Ð Ø μ ÓÖ Û Ø Ð Ò Ö ÔÖ Ó1 Ö ÑÑ Ò Ö Ð Ü Ø ÓÒ × ÓÒÐ Ý ÒØ Ö Ú ÖØ ×o Ì Ù× ×ÓÐ Ú Ò ́ÄÊμ Ý ̧ × Ý ̧ Ø × ÑÔÐ Ü Ñ Ø Ó Û ÐÐ ×ÓÐ Ú ́ÁÈ μo Á Ø × × ÒÓØ Ø × ̧ Ø Ò Ø ÓÔØ Ñ Ð Ú ÐÙ Ó ́ÄÊμ ́ÓÖ Ó Ø× Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ù Ðμ ÔÖ ÓÚ × Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÙØ Ø ÕÙ Ð ØÝ Ó Ú Ò × Ð × ÓÐÙØ ÓÒ Ó ́ÁÈμ̧ Ò Ø× ÓÔØ Ñ Ð ×ÓÐ ÙØ ÓÒ Ñ Ý Ð ÔØ ÓÐ Ó Ø ÓÓ ÒØ Ö ×ÓÐ ÙØ ÓÒo ÁÒ ÒÝ ×̧ Ø × Ð Ö Ø Ø Ø Ø ÓÖÑÙÐ Ø ÓÒ ́×Ó Ø Ø ́ÄÊμ × ÐÓ× Ö ØÓ ́ÁÈμ̧ Ò Ø ÒØ Ö Ð ØÝ Ô Ø Ô ØÛ Ò Ø Ö ÓÔØ Ñ Ð Ú ÐÙ × × ×Ñ ÐÐ Öμ Û ÐÐ Ú ÖÝ ÐÔ ÙÐ Ò ́ ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÐÝμ ×ÓÐ Ú Ò ́ÁÈ μo Ì Ö Ö Ð×Ó ×Ô Ð Þ Ù Ð× ÓÖ ÒØ Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÒÚÓÐ Ú Ò ×Ù Ø Ú ÙÒ Ø ÓÒ× ̧ ÙØ Ø Ý Ó ÒÓØ × Ñ ØÓ × Ù× ÙÐ ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ ÐÐÝ o o o3⁄4 Ä ÇÊÁÌ ÀÅË ÖØ Ò ÒØ Ö ÓÖ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ× ́ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ò ØÛÓÖ ­ÓÛ ÔÖÓ Ð Ñ×̧ × ÈË μ Ò × ÓÐÚ Ú ÖÝ Æ ÒØ ÐÝo Ì × Ò ÓÒ Ø Ö Ù× Ò Ø × ÑÔÐ Ü Ñ Ø Ó ́ × Ò Ø ÓÚ ̧ ÓÖ ×ÓÑ ×Ù ÔÖÓ Ð Ñ× Ø ×ÙÆ × ØÓ × ÓÐÚ Ø Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ö Ð Ü Ø ÓÒ̧ Ò Ò ×ÓÑ × × Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ÓÙÒ ÓÒ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ø Ö Ø ÓÒ× × Ò ÔÖÓÚ μ ÓÖ ×Ô Ð Þ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ñ Ø Ó × ́ o o̧ ÓÖ ÖØ Ò Ö Ô ̧ Ò ØÛÓ Ö ̧ Ò Ñ ØÖÓ ÔÖÓ Ð Ñ× μ̧ ÙØ Ø × Ù×Ù ÐÐÝ Ú Ð ØØÐ ÓÑ ØÖ ÓÒØ ÒØo ÓÖ Ö Ö ÔÖÓ Ð Ñ× ØÛÓ Ò Ö Ð ÔÔÖÓ × Ö Ô Ó×× Ð o Ê Æ À1 Æ 1 ÇÍÆ Ì ¬Ö ר × Ò ÑÔÐ Ø ÒÙÑ Ö Ø ÓÒ × Ñ o ËÙÔÔ Ó× Û ×ÓÐÚ Ø Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö Ñ1 Ñ Ò Ö Ð Ü Ø ÓÒ ́ÄÊμo Á Ø ×ÓÐ ÙØ ÓÒ × ÒØ Ö̧ Û Ö ÓÒ ÓØ ÖÛ × ̧ Û Ó Ø Ò ÓÙÒ ÓÒ Ø ÓÔØ Ñ Ð Ú ÐÙ ̧ Ò Ý ÓÓ× Ò Ú Ö Ð Û Ó× ÓÔØ Ñ Ð Ú ÐÙ × Ö Ø ÓÒ Ð̧ Û ÓÒ×ØÖ Ù Ø ØÛÓ ÓØ Ö ÔÖÓ Ð Ñ×̧ Ò ÓÒ Ó Û Ø Ú Ö Ð × Ö 1 ×ØÖ Ø ØÓ 1⁄4 Ò Ò Ø ÓØ Ö̧ 1⁄2o Á Û ÓÒØ ÒÙ Ö Ò Ò Ò Ø × Û Ý ̧Û Û ÓÙÐ Ú ÒØÙ ÐÐÝ Ö ØÖ Û Ø 3⁄4 Ò Ð Ú ×̧ Û Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ØÓ Ô ÖØ ÙÐ Ö ́1⁄4̧ 1⁄2μ ×× ÒÑ ÒØ ÓÖ ÐÐ Ø Ú Ö Ð ×o ÌÛÓ Ø Ò × Ñ Ý Ð ÐÓÛ Ù× ØÓ ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒÐ Ý Ú ÖÝ ÑÙ ×Ñ ÐÐ Ö ÒÙÑ Ö Ø ÓÒ ØÖ o Ö ×Ø̧ Ø ÓÔØ Ñ Ð × ÓÐÙØ ÓÒ ÓÖ Ø Ö Ð Ü Ø ÓÒ Ø ×ÓÑ ÒÓ ́ ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ØÓ Ô ÖØ Ð ×× ÒÑ ÒØ Ó Ø Ú Ö Ð ×μ × ÒØ Ö̧ Û Ò ÒÓØ Ô Ö ÓÖÑ ÒÝ ÑÓÖ Ö Ò Ò ÖÓÑ Ø × ÒÓ o Á Ø × ×ÓÐÙØ ÓÒ × Ø ×Ø × Ò ×Ó Ö̧ Û Ö ÓÖ Øo Ë ÓÒ ̧ Ø Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ö Ð Ü Ø ÓÒ Ø ÒÓ × Ø Ö Ò × Ð ÓÖ × ÓÔØ Ñ Ð Ú ÐÙ ÐÓÛ Ø ØÓ × Ó Ñ Ò Ó ÛÒ ÒØ Ö × ÓÐÙØ ÓÒ ́Ó Ø Ò Ý ÙÖ ×Ø ÓÖ ÖÓÑ Ü Ñ Ò Ø ÓÒ Ó ÓØ Ö Ô ÖØ× Ó Ø ØÖ μ̧ Ø ÒÓ Ò ÒÓØ ÓÒ× Ö ÙÖØ Öo Á Ò Ø Ö Ó Ø × × × ÓÐ ×̧ Û ÓÓ× Ö 1 Ø ÓÒ Ð Ú Ö Ð Ò Ö Ò × Ó Ú ̧ Ø Ù× Ö Ø Ò ØÛÓ Ò Û ÒÓ ×o Ë Ò Û Ô ØÖ Ó Ø ×Ø ÒØ Ö ×ÓÐ ÙØ ÓÒ ÓÙÒ ̧ Û Ò ÐÐ ÒÓ × Ú Ò ÓÒ× Ö ̧ Ø ÙÖÖ ÒØ ר × ÓÐÙØ ÓÒ × ÓÐÚ × ́ÁÈμ̧ ÓÖ̧ Ø Ö × ÒÓÒ ̧ ́ÁÈμ × Ò × Ð o ÆÓØ Ø Ø © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1029
1⁄21⁄4¿1⁄4 Å oÂo Ì Ó Ø Æ Ò Ý Ó Ø × Ø Ò ÕÙ Ô Ò × ÓÒ Ø Ø ØÒ ×× Ó Ø ÓÖ ÑÙÐ Ø ÓÒ̧ × Ò Ø × ÐÔ× ÓØ ØÓ Ò Ö Ø ÒØ Ö × ÓÐÙØ ÓÒ× ØÓ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ö Ð Ü Ø ÓÒ× Ò ØÓ Ú ÓÓ ÓÙÒ × Ð ÐÓÛ Ò ÒÓ × ØÓ Ö Ø × ÓÚ o ÍÌ ÌÁÆ 1ÈÄ Æ Å ÌÀÇ Ë Ì ÓØ Ö ÔÔÖÓ ØÖ × ØÓ Ò Ö Ø Ú Ö Ø Ø Ö Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ö Ð Ü Ø ÓÒ× o ÆÓØ Ø Ø Û ÓÙÐ ÓÔØ Ñ Þ Ø Ó Ø Ú ÙÒ Ø ÓÒ ÓÚ Ö Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ø ¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ × Ð ×ÓÐ ÙØ ÓÒ× Ó ́ÁÈ μ̧ Û Û ÓÙÐ Ó Ø Ò Ø ÓÔØ Ñ Ð × ÓÐÙØ ÓÒ Ö ØÐÝ o Ë Ò Ø × ÓÒÚ Ü ÙÐÐ × Ô ÓÐÝØÓÔ ́×Ù Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÐÐ ́1⁄4̧1⁄2μ1 ÔÓ ÐÝ ØÓÔ μ̧ Ø Ò ÜÔÖ ×× × Ø ×ÓÐ ÙØ ÓÒ × Ø ØÓ × Ø Ó Ð Ò Ö Ò ÕÙ Ð Ø ×̧ ×Ó Ø Ø Ø Ö × ×ÓÑ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ö Ð Ü Ø ÓÒ Ø Ø ÐÐÓÛ× Ø ÒØ Ö ÔÖÓ1 Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ ØÓ ×ÓÐ Ú Ù× Ò Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ñ Ø Ó ×o Ì ÔÖÓ Ð Ñ × Ø Ø Û ÓÒ Ó Ø Ò Ó Û ÐÐ Ó Ø × Ò ÕÙ Ð Ø ×̧ Ò Ú Ò Û ÓÙÐ × Ö Ø Ñ ÓÑÔÐ Ø ÐÝ ́ × Û Ò̧ × Ý ̧ ÓÖ Ø Ñ Ø Ò ÔÖÓ Ð Ñ Ò ÒÓÒ Ô ÖØ Ø Ö Ô μ Ø Ö Ñ Ø ÜÔ ÓÒ ÒØ ÐÐÝ Ñ ÒÝ o Ì Ù× Û Û ÓÙÐ Ð ØÓ Ò Ö Ø Ø Ñ ÓÒ Ø ­Ýo ÇÒ Ð ÓÖ Ø Ñ Ø Ø Ó × ÒÓØ Ö ÕÙ Ö ÐÐ Ø Ò ÕÙ Ð Ø × ØÓ Ú Ð Ð ÜÔÐ 1 ØÐÝ × Ø ÐÐ Ô×Ó Ñ Ø Ó o ÁÒ ̧ Ø Ö × ÔÖ × × Ò× Ò Û ̧ Û Ò Ø ÖÑ Ò Ò Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ø Ñ Û Ø Ö Ú Ò ÔÓ ÒØ × Û Ø Ò Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ò ̧ ÒÓØ̧ ÔÖÓ Ù × Ô Ö Ø Ò ÝÔ ÖÔÐ Ò ̧ Ø Ò Û Ò ÓÔØ Ñ Þ ÓÚ Ö Ò ÔÓÐÝ1 ÒÓÑ Ð Ø Ñ Ù× Ò Ø ÐÐ Ô×Ó Ñ Ø Ó ̧ Ò Ú Ú Ö× × ÄË o Ç ÓÙÖ× ̧ Ø × × ÒÓØ ÔÖ Ø Ð Ñ Ø Ó ̧ ÙØ Ø × × Ò ¬ ÒØ Ø ÓÖ Ø Ð ÓÒ× ÕÙ Ò × Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ́× ÓÛ Ò Ø Ø ×ÓÑ ÔÖÓ Ð Ñ× Ö Ô ÓÐ ÝÒÓÑ ÐÐÝ × ÓÐÚ Ð Ò ̧ ÓÒÚ Ö× ÐÝ ̧ Ø Ø ÓØ Ö× Ö ÆÈ1 Ö μ̧ Ò Ú × ×ØÖ ÓÒ Ò Ø ÓÒ Ø Ø × Ñ Ð Ö ÓÒ×ØÖ ÒØ1 Ò Ö Ø ÓÒ Ñ Ø Ó × Ù× Ò Æ ÒØ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ñ Ø Ó × Ò ÔÖ Ø ÐÐÝ Ù× ÙÐ ÓÖ Ñ ÒÝ ÔÖÓ Ð Ñ×o Ï Ò ØÓ Ð ØÓ Ö ÓÔØ Ñ Þ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ × ÐÝ Ø Ö ×Ð Ø ÑÓ ¬ Ø ÓÒ× ́ Ø ÓÒ Ó ÓÒ× ØÖ ÒØ×̧ ¬Ü1 Ò Ó Ú Ö Ð ×μ̧ Ò ÓÖ Ø × × ÑÔÐ Ü Ñ Ø Ó × × Ñ ÔÖ Ö Ð Ø Ø ÔÖ × ÒØØÑ ØÓ ÒØ Ö ÓÖ1Ô Ó ÒØ Ð ÓÖ Ø Ñ×o Ï Ð×Ó Ò Û Ý ØÓ Ò Ö Ø ÓÓ × Ø Ó ÓÒ1 ×ØÖ ÒØ× ØÓ Û Ò Û ×Ó Ú Ö Ø Ø ÓÙÖ ÙÖÖ ÒØ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ö Ð Ü Ø ÓÒ × ÒÓØ Ø Ø ÒÓÙ o Ì × ÓÒ×ØÖ ÒØ× × ÓÙÐ Ú Ð ÓÖ ÐÐ × Ð ×ÓÐ ÙØ ÓÒ× ØÓ ́ÁÈ μ̧ ÙØ Ú ÓÐ Ø Ý Ø ÓÔØ Ñ Ð ×ÓÐ ÙØ ÓÒ Ó Ø ÙÖÖ ÒØ Ö Ð Ü Ø ÓÒ̧ ×Ó Ø Ý Ö ÐÐ ÙØØ Ò ÔÐ Ò ×o Ì × ÔÔÖÓ ØÓ Ø ×ØÙ Ý Ó ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÔÖÓ Ð Ñ× × ÐÐ ÈÇÄ À Ê Ä ÇÅ ÁÆ ÌÇÊÁ Ë Ú Ò ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ×Ù × Ø× Ó ×ÓÑ ¬Ò Ø ÖÓÙÒ × Ø ́ o o̧ ×Ù × Ø ÓÙÐ Ø × Ø Ó × Ó À Ñ Ð ØÓÒ Ò Ö Ù Ø Ó Ú Ò Ö Ô μ̧ ÓÒ Ò ÓÒ× Ö Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó Ø Ö ́1⁄4̧1⁄2μ Ò Ò Ú ØÓÖ ×̧ Ò Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó Ø × Ú ØÓÖ× o Ì × × ́1⁄4̧ 1⁄2μ1Ô ÓÐÝØÓÔ o ÉÙ ×Ø ÓÒ× ÓÙØ Ø ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ×Ý× Ø Ñ Ò Ø Ò Ö Ù ØÓ ÕÙ ×Ø ÓÒ× ÓÙØ Ø Ö × ÙÐØ Ò Ô ÓÐ ÝØÓÔ Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ ÓÔ1 Ø Ñ Þ Ò ÓÚ Ö Ø × Ø Ó ×Ù × Ø× Ó Ø Ò ÓÑ × Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ ÓÚ Ö o ÁØ × Ø Ö ÓÖ Ó ÒØ Ö ×Ø ØÓ Ó Ø Ò ÓÑ ÔÐ Ø ÓÖ Ô ÖØ Ð × Ö ÔØ ÓÒ× Ó Ø Ð Ò Ö Ò ÕÙ Ð Ø × ¬Ò Ò o Ì × Ò Ø Ò Ù× Ò Ú ÐÓÔ Ò ×Ô Ð Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÖ Û Ø Ò Ø ÓÒØ ÜØ Ó Ø ÙØØ Ò 1ÔÐ Ò Ñ Ø Ó × ÓÚ o Ì Ù× ÑÙ Ö ÒØ Ö × Ö × Ò ÚÓØ ØÓ ¬Ò Ò Ô Ú Ð Ò ÕÙ Ð Ø × ÓÖ̧ ÔÓ×× Ð ̧ Ø× Ó ÓÖ ÔÖ Ø ÐÐÝ ÒØ Ö ×Ø Ò ÔÖÓ Ð Ñ×̧ Ò Ð×Ó ØÓ Ú ÐÓÔ Ò × Ô Ö Ø ÓÒ Ø Ò ÕÙ × ØÓ ÒØ Ý Ñ Ñ Ö Ó Ð ×× Ó Ø× Ø Ø × Ú ÓÐ Ø Ý Ú Ò ÔÓ ÒØo Ú ÖÝ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1030
ÔØ Ö Å Ø Ñ Ø Ð ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò 1⁄21⁄4¿1⁄2 ÒØ Ö ×Ø Ò Ö ÒØ Ö ×ÙÐ Ø Ø ×Ø ¬ × ØÓ Ø ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ó Ø ÓÒÚ Ü ÙÐÐ Ó × Ð ×ÓÐ ÙØ ÓÒ× ÓÖ Ø Ð ×Ø ÓÒ Ð ×× Ó Ö ÔÖÓ Ð Ñ× ÐÐ Ö Ò Ë Ö Ò Ö Ò Ë × ÓÛ Ø Ø ÒÝ ́1⁄4̧1⁄2μ1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ØÖ Ú Ð Ò × Ð ×Ñ Ò Ô ÓÐ ÝØÓÔ o ÒÓØ Ö Ò Ø ÓÒ Ó Ø ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ó ×Ù Ø Ð × Ö ÔØ ÓÒ× × Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò o ÓÖ Ø × Ó Ø ×̧ Ø ØÖ Ú Ð Ò × Ð ×Ñ Ò Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ÓÑ ÔÐ Ø ÐÝ × Ö ÂÊ 1⁄2 Ø × 1⁄2 ̧1⁄2 Ø× ÆÓ ×Ù × Ö ÔØ ÓÒ × ÒÓÛÒ ÓÖ Ø × Ó Ø ×o Ê ÐÐ Ø Ø ́1⁄4̧1⁄2μ1Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ú ×Ñ ÐÐ Ñ Ø Ö Ø Ý × Ø × Ý Ø À Ö× ÓÒ ØÙÖ o ÍÒ ÓÖØÙ1 Ò Ø ÐÝ Ø × × Ó Ð ØØÐ ÓÑ ÓÖØ Û Ò Û ÒÒÓØ Ú ÓÑÔÐ Ø Ø Ð × Ö ÔØ ÓÒ Ó Ø Ñ ÑÓÖ ÓÚ Ö̧ Ø Ý Ö Ó Ø Ò Ú ÖÝ Ò Ö Ø ̧ ×Ó Ø × ÑÔÐ Ü Ñ Ø Ó Ñ Ø Ø Ñ ÒÝ Ô ÚÓØ ר Ô× Ó Ò ÒÓÛ Ö o ÙÖØ Ö × Ù×× ÓÒ Ò Ö Ö Ò × ÓÒ ÔÓÐÝ Ö Ð ÓÑ Ò ØÓÖ × Ò ÓÙÒ Ò ÔØ Ö Ó Ø × À Ò ÓÓ o Ê Å ÊÃË Ì ØÛÓØ Ò ÕÙ × ÓÚ Ò ÓÑ Ò ̧ ×Ó Ø Ø ÙØØ Ò ÔÐ Ò × Ö × ÐÓÒ × ÓÒ Ò ÓÙÒ ̧ Ò Ø Ò ÒÙÑ Ö Ø ÓÒ Ö × ÓÖØ ØÓ Ò ×× ÖÝ o Á ÔÓ×× Ð ̧ Ø Ò ÕÙ Ð Ø × ÓÙÒ Ø ÓÒ ÒÓ Ó Ø ØÖ × ÓÙÐ Ð×Ó Ú Ð ÓÖ ÓØ Ö ÒÓ × Ò Ø ØÖ ̧ ×Ó Û Ð Û Ý× Ú Ø Ø Ö Ð Ü Ø ÓÒ× o Í× Ò Ø × ×̧ Ú ÖÝ Ð Ö ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ò ÒØ Ö ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ× Ú Ò ×ÓÐ Ú o Ï ÒÓØ Ø Ø Ö ÒØÐ Ý ØÖ Ú1 Ð Ò × Ð ×Ñ Ò ÔÖÓ Ð Ñ Û Ø 1⁄2 ̧1⁄21⁄23⁄4 Ø × Û × ×ÓÐÚ ØÓ ÓÔØ Ñ Ð ØÝ Ý ÔÔÐ Ø ̧ Ü Ý̧ Ú Ø Ð̧ Ò ÓÓ × ØØÔ »»ÛÛÛoÑ Ø oÔÖ Ò ØÓÒo Ù»Ø×Ô» 1⁄2 ×Óл Ò Üo ØÑÐo o ËÈ Á Ä ÇÆÎ ÈÊÇ Ê ÅÅÁÆ ÈÊÇ Ä ÅË ÁÒ Ë Ø ÓÒ o3⁄4̧ Û × Ö Ø ÐÐ Ô×Ó Ñ Ø Ó Ò Ø× Ö Ð Ø Ú ×̧ ÙØ ÒÓØ Ø Ø Ø Ý Ö ÒÓØ ÔÖ Ø Ð ÓÖ Ð Ö ́ÓÖ Ú Ò Ñ ÙÑ1× Þ μ ÓÒÚ Ü ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ×o ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ Ë Ø ÓÒ o¿ Ú Ñ Ø Ó × Ø Ø Ö Æ ÒØ Ú Ò ÓÖ Ú ÖÝ Ð Ö Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ×o À Ö Û Ö ×× Ø Ô Ó×× Ð ØÝ Ó × ÓÐÚ Ò Æ ÒØÐÝ Ð Ö ÓÒÚ Ü ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ× ÐÐ Ò ÒØÓ Ò Ð ×× ×̧ Ù× Ò Ñ Ø Ó × Û Ø ÐÓ Ð ÓÑÔÐ Ü ØÝ ר Ñ Ø ×o Ì ¬Ö ר ×Ù Ð ×× × Ø Ø Ó ́ ÓÒÚ Üμ ÕÙ Ö Ø ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ×o × Û ÒÓØ Ò Ë Ø ÓÒ o1⁄2̧ Ø × Ö × × ×Ù ÔÖÓ Ð Ñ× Ò Ñ Ø Ó × ÓÖ Ò Ö Ð ×ÑÓÓØ ÒÓÒÐ Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ø Ý Ö Ð×Ó ÑÔÓÖØ ÒØ ÒØ ÖÓ ÛÒ Ö Ø̧ Û Ø ÔÔÐ 1 Ø ÓÒ× Ò ÔÓÖØ ÓÐ Ó Ò ÐÝ× × Ò ÓÒ× ØÖ Ò Ø 1¬ØØ Ò o Ì ÓÔØ Ñ Ð ØÝ ÓÒ Ø ÓÒ× ÓÖ ×Ù ÔÖÓ Ð Ñ× Ö Ú ÖÝ × Ñ Ð Ö ØÓ Ø Ó× ÓÖ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÒÓØ Ö Ð Ò1 Ö Ø ÖÑ × ØÓ ÓÒ Ó Ø × Ø× Ó Ð Ò Ö ÕÙ Ø ÓÒ× Ò ́Ç μo Ì Ù× Ø × ÒÓØ ØÓÓ × ÙÖÔÖ × Ò Ø Ø ÜØ Ò× ÓÒ× Ó Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ñ Ø Ó ×̧ Ó ÓØ Ø × Ñ1 ÔÐ Ü Ò ÒØ Ö ÓÖ1ÔÓ ÒØ Ô Ö×Ù × ÓÒ× ̧ Ú Ò Ú × ÓÖ ÕÙ Ö Ø ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o Ì ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó Ø Ð ØØ Ö Ò × Ó Ð ÓÖ Ø Ñ × Ø × Ñ × ÓÖ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö Ñ1 Ñ Ò o Ì Ö Ö Ð×Ó Ö Ø Ñ Ø Ó × ÓÖ ÕÙ Ö Ø ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ̧ × Ö Ò Ð ̧ ÅÏ 1⁄2̧ ÆÏ o o o1⁄2 ÁÆÌ ÊÁÇÊ1 ÈÇÁÆÌ Å ÌÀÇ Ë ÇÊ ÆÇÆÄÁÆ Ê ÈÊÇ Ê ÅÅ ÁÆ Ì Ö × Ö ÒØÐ Ý Ò Ö Ø ÒØ Ö ×Ø Ò ÜØ Ò Ò ÒØ Ö ÓÖ1ÔÓ ÒØ Ñ Ø Ó × ØÓ Ö1 Ø Ò Ð ×× × Ó ÓÒÚ Ü ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ×̧ Ñ ÒØ Ò Ò Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð ÓÑÔÐ Ü ØÝ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1031
1⁄21⁄4¿3⁄4 Å oÂo Ì Ó ÓÙÒ o Ì ÑÓ× Ø ÜØ Ò× Ú Û ÓÖ × Ò ÓÒ Ý Æ ×Ø ÖÓÚ Ò Æ Ñ Ö ÓÚ× ̧ Ò ÔÔ Ö× Ò Ø Ö ÓÓ ÆÆ × Ð×Ó ÌÆ1⁄41⁄2̧ Ê Ò1⁄41⁄2 o ÒÝ ÓÒÚ Ü ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ö ÛÖ ØØ Ò̧ Ý Ò ÓÒ ÓÖ ØÛÓ Ú Ö Ð ×̧ Ò Ø ÓÖÑ Ó Ø Ö Ñ Ò Ì Ü Ü 3⁄4 ÓÖ Ñ Ò Ì Ü Ü Ü 3⁄4 Ã Û Ö Ò Ã Ö ÐÓ× ÓÒÚ Ü × Ø× Ò Ê Ò Û Ø ÒÓÒ Ñ ÔØÝ Ò Ø Ö ÓÖ ×̧ Ò Ã × ÓÒ o Ì × ÓÒ ÓÖÑÙÐ Ø ÓÒ̧ × ØÓ Ò ÓÒ Ð ÓÖÑ ̧ × Ð ÖÐÝ ÐÓ× ÐÝ Ö Ð Ø ØÓ Ø ×Ø Ò Ö ÓÖÑ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ ́ÄÈ μ̧ Ò Ð ÐÓÛ× Ò ×Ø Ø Ñ ÒØ Ó Ø Ù Ð × Ñ Ü Ì Ý Ì Ý · × × 3⁄4 à £ Û Ö Ã £ × Ø Ù Ð ÓÒ × 3⁄4 Ê Ò Ü Ì × 1⁄4 ÓÖ ÐÐ Ü 3⁄4 à o Ï Ù Ð ØÝ × ÑÑ Ø ̧ Û Ð ×ØÖ ÓÒ Ù Ð ØÝ ÓÐ × ̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø Ö Ö × Ð ×ÓÐ ÙØ ÓÒ× ØÓ ÓØ ÔÖÓ Ð Ñ× Û Ø Ü Ò × Ò Ø ÒØ Ö ÓÖ× Ó Ø Ö Ö ×Ô Ø Ú ÓÒ ×o Ä ÇËË Ê Ë Ð 1 ÓÒ ÓÖ ÒØ ÖÖ Ö ÖÖ Ö ÙÒ Ø ÓÒ × Ø × Ý Ò ÖØ Ò ×ÑÓÓØ Ò ×× ÓÒ1 Ø ÓÒ× Ð ÐÓÛ Ò Æ ÒØ Ò Ø Ö ÓÖ1ÔÓ ÒØ Ñ Ø Ó ×o Ë Ð 1× Ð ÖÖ Ö Ë Ð 1 ÓÒ ÓÖ ÒØ ÖÖ Ö × Ø × Ý Ò ÙÖØ Ö ÓÒ Ø ÓÒ× Ð ÐÓÛ1 Ò Ö Ø Ö Ö ÓÑ Ò Æ ÒØ Ñ Ø Ó ×o Ë Ñ ¬Ò Ø ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÓÒÚ Ü ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ Û Ø ÓÒ×ØÖ ÒØ× Ø Ø Ö1 Ø Ò × ÝÑÑ ØÖ Ñ ØÖ × ÔÓ× Ø Ú × Ñ ¬Ò Ø o ËÝ ÑÑ ØÖ ÓÒ × Ë Ð 1 Ù Ð ÓÑÓ Ò ÓÙ× ÓÒ ×o Ì Ú Û Ó ÒØ Ö ÓÖ1Ô Ó ÒØ Ñ Ø Ó × Ú Ò Ò Ë Ø ÓÒ o¿ Ð × Ù× ØÓ ÓÒ× Ö ×Ø Ô ×Ø × ÒØ ר Ô× ÓÖ ×ØÖ ØÐÝ × Ð ÔÓ ÒØ ́ Ò ÒØ ÓÖ Ü 3⁄4 ÒØ Ã Ü μ Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ø ÒÓÖÑ ¬Ò ÝØ À ×× Ò Ó ÖÖ Ö ÙÒ Ø ÓÒ ÓÖ Ø × Ø ÓÖ Ão Æ ×Ø ÖÓÚ Ò Æ Ñ ÖÓÚ× Ú × Ô Ø 1 ÓÐÐ ÓÛ Ò Ò ÔÓØ ÒØ Ð1Ö Ù Ø ÓÒ Ñ Ø Ó × Û Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ÓÑÔÐ Ü ØÝ ÓÖ Ø ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÚ ×Ð Ó Ò × ÖÖ Ö ÙÒ Ø ÓÒ ÓÖ ÓÖ Ã Ò ÓÙÒ × Ø × Ý Ò ÖØ Ò Ý ÔÖÓÔ ÖØ ×o Ì × ÔÖÓÔ1 ÖØ ×̧ ÖÓÙ ÐÝ ÓÒÚ Ü ØÝ Ò Ä Ô× ØÞ ÓÒØ ÒÙ ØÝ Ó Ò Ø× × ÓÒ Ö Ú Ø Ú Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ø ÒÓÖ Ñ ¬Ò Ý Ø × ÓÒ Ö Ú Ø Ú Ø× Ð ̧ ¬Ò Ø × Ø Ó × Ð 1 ÓÒ ÓÖ ÒØ ÖÖ Ö×o Ò ØØÖ Ø Ú ØÙÖ Ó Ø × ÙÒ Ø ÓÒ× × Ø Ø Æ ÛØÓÒ3× Ñ Ø Ó Ô Ö ÓÖÑ × Û ÐÐ ́ Ò ÔÖ × × Ò× μ Û Ò ÔÔÐ ØÓ Ø Ö Ñ Ò Ñ Þ Ø ÓÒ̧ ÒÓØ Ùר ÐÓ ÐÐÝ ÙØ Ð×Ó ÐÓ ÐÐÝ o ÇÒ Ó Ø Ä Ô× ØÞ ÓÒ× Ø ÒØ×̧ Ø Ô Ö Ñ Ø Ö Ó Ø ÖÖ Ö̧ Ø × Ø ÔÐ Ó Ø ÒÙÑ Ö Ó Ð Ò Ö Ò ÕÙ Ð Ø × Ò Ò Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ò ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó Ù Ò × oÌ Ù× Ø ÒÙÑ Ö Ó Ø Ö Ø ÓÒ× Ó Ø Ö Ð ÓÖ Ø Ñ× ØÓ ØØ Ò ̄1ÓÔØ Ñ Ð ØÝ ×Ḉ ÐÒ 1⁄2 ̄ μÓ ÖḈ Ô ÐÒ 1⁄2 ̄ μo Ì Ó Ú ÐÓÔ × ÝÑÑ ØÖ ÔÖ Ñ Ð1 Ù Ð Ñ Ø Ó × Ð Ø Ó× Ù× Ò ÒØ Ö ÓÖ1ÔÓ ÒØ Ó × ÓÖ ÄÈ ̧Û Ò ØÓ ÓÒ× Ö Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ò ÓÒ Ð ÓÖÑ Ò Ö ÕÙ Ö ÙÖØ Ö ÓÒ Ø ÓÒ ÓÒ Ø ÖÖ Ö Ø × ÓÙÐ × Ð 1× Ð ÆÌ o Ï Û ÐÐ ÒÓØ Ú Ø ÔÖ × ¬Ò Ø ÓÒ Ö ̧ ÙØ Û ÒÓØ Ø Ø ÓÒ Ó Ø× ÓÒ× ÕÙ Ò × × Ø Ø̧ ÓÖ Ú ÖÝ Ü 3⁄4 ÒØ Ã Ò × 3⁄4 ÒØ à £ ̧ Ø Ö × ÙÒ ÕÙ Û 3⁄4 ÒØ Ã Û Ø 1⁄41⁄4 ́Û μÜ ×o Ì Ò Ø © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1032
ÔØ Ö Å Ø Ñ Ø Ð ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò 1⁄21⁄4¿¿ Ò Ö ÔÖ Ñ Ð1 Ù Ð ÒØ Ö ÓÖ1ÔÓ ÒØ Ñ Ø Ó × Ü ØÐÝ × Ò Ø Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò × ̧ Ü ÔØ Ø Ø Ø Ð ×Ø ÕÙ Ø ÓÒ ¬Ò Ò Ø Ö Ø ÓÒ× ÓÑ × 1⁄41⁄4 ́Û μ Ü · × × ­ 1⁄4 ́Ü μ Û Ö 1⁄41⁄4 ́Û μÜ × o ÁØ ØÙÖÒ× ÓÙØ Ø Ø ÓÒ Ñ Ø× × Ð 1× Ð ÖÖ Ö Ü ØÐÝ Û Ò Ø × × ÝÑÑ ØÖ ̧ o o̧ × Ð 1 Ù Ð ́ ×ÓÑÓÖÔ ØÓ Ø× Ù Ðμ Ò ÓÑÓ Ò ÓÙ× ́Ø Ö × Ò ÙØÓÑ ÓÖÔ ×Ñ Ó Ø ÓÒ Ø Ò ÒÝÔ ÓÒ Ø Ó Ø× ÒØ Ö ÓÖ ÒØÓ ÒÝ ÓØ Öμo ËÙ ÓÒ × Ú Ò ×ØÙ Ò ÔØ × Ò Ø 1⁄2 1⁄4×o Ì × ÓÒÒ Ø ÓÒ Û × Ñ Ý ÙÐ Ö ÙÐ o ÖÖ Ö× Ó Ø × ØÝÔ × Ú × ØÖÓÒ ÓÑ ØÖ ÓÒ× ÕÙ Ò ×o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø ÐÐ Ó Ö Ù× 1⁄2 ÒØ Ö Ø ×ØÖ ØÐÝ × Ð ÔÓ ÒØ Ò ¬Ò Ý Ø ÒÓÖ Ñ × ÓÒ Ø À ×× Ò Ó × Ð 1 ÓÒ ÓÖ ÒØ ÖÖ Ö Ø Ø Ø ÔÓ ÒØ Ð × ÓÑ ÔÐ Ø ÐÝ Û Ø Ò ÓÖ Ão ÅÓÖ ÓÚ Ö̧ ×Ù ÖÖ Ö ÓÖ × Ñ Ò Ñ Þ Ö Ü £ ́Ø Ò ÐÝØ ÒØ Ö Ó μ̧ Ø Ò ÒÓØ ÓÒÐ Ý ÓÒØ Ò× Ø ÐÐ Ó Ö Ù× 1⁄2 ÒØ Ö Ø Ü £ Û Ø Ö ×Ô Ø ØÓ Ø × ÒÓÖÑ ̧ ÙØ × Ð×Ó ÓÒØ Ò Ò Ø ÐÐ Ó Ö Ù× 1⁄2·¿ ̧ Û Ö × Ø Ô Ö Ñ Ø Ö Ó Ø ÖÖ Öo ÓÖ × Ð 1× Ð ÖÖ Ö×̧ Û Ò ¬Ò Ú Ò Ð Ö Ö Ò× Ö × Ø×̧ ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ØÓ 1⁄2 1 ÐÐ×o Ì Ø Ø Ø ÓÖ Ã Ò Ø Ù× Û ÐÐ1¬ØØ Ý × ÑÔÐ ÓÒÚ Ü × Ø× Ú × Ò Ò Ø ÓÒ Ó Ø Ö ×ÓÒ Ø Ø Æ ÒØ Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò ÓÙÒ ØÓ ÓÔØ Ñ Þ ÓÚ Ö Ø Ño Ù× Ó Ø Ò Ö Ð Ø ÓÖÝ Ø × Ó Ú ÓÙ×Ð Ý × Ö Ð ØÓ ÓÒ×ØÖ Ù Ø × Ð 1 ÓÒ1 ÓÖ ÒØ ÓÖ × Ð 1× Ð ÖÖ Ö× ÓÖ ÓÒÚ Ü × Ø× Ò ÓÒ × Ø Ø Ò Ù× ØÓ ÑÓ Ð ÑÔÓÖØ ÒØ ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ð Ñ×o À Ö × Ð ×Ø Ó ×ÓÑ ×Ô Ð × × 1⁄2o ÉÙ Ö Ø ÓÒ ×ØÖ ÒØ× Ä Ø 1⁄2 Ñ ÓÒÚ Ü ÕÙ Ö Ø ÙÒ 1 Ø ÓÒ× ́ÒÓØ Ø Ø Ø × Ò ÐÙ Ð Ò Ö ÙÒ Ø ÓÒ×μo Ì Ò ́Üμ Ñ 1⁄2 ÐÒ ́Üμ × × Ð 1 ÓÒ ÓÖ ÒØ ÖÖ Ö Û Ø Ô Ö Ñ Ø Ö Ñ ÓÖ Ü ́Üμ 1⁄4 1⁄2 Ñ 3⁄4o Ë ÓÒ 1ÓÖ Ö̧ ÓÖ ÄÓÖ ÒØ Þ̧ ÓÖ 1 Ö Ñ ÓÒ Ì ÙÒ Ø ÓÒ ́Üμ ÐÒ́Ü 3⁄4 1⁄4 Ò 1⁄2 Ü 3⁄4 μ × × Ð 1 ÓÒ ÓÖ ÒØ ́ Ò × Ð 1× Ð μ ÖÖ Ö Û Ø Ô Ö Ñ Ø Ö 3⁄4 ÓÖ Ø ÓÒ Ã Ü 3⁄4 Ê Ò·1⁄2 Ü 1⁄4 ́ Ò 1⁄2 Ü 3⁄4 μ 1⁄2 3⁄4 ¿o ËÝÑ Ñ ØÖ ÔÓ× Ø Ú × Ñ ¬Ò Ø Ñ ØÖ × Ì ÙÒ Ø ÓÒ ́ μ ÐÒ Ø × × Ð 1 ÓÒ ÓÖ ÒǾ Ò × Ð 1× Ð μ ÖÖ Ö Û Ø Ô Ö Ñ Ø Ö Ò ÓÖ Ø ÓÒ Ã Ó ×ÝÑ Ñ ØÖ ÔÓ× Ø Ú × Ñ ¬Ò Ø Ñ ØÖ × Ó ÓÖ Ö Òo Ì × Ð ×Ø Ü ÑÔÐ × Ô ÖØ ÙÐ ÖÐÝ ÒØ Ö ×Ø Ò ̧ Ù× × Ú Ö Ð ÑÔÓÖØ ÒØ ÔÔÐ 1 Ø ÓÒ× ́ Ò ÐÙ Ò Ó Ø Ò Ò ÓÙÒ × Ò Ö ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÓÖ ÓÒØÖÓÐ Ø ÓÖÝ ÔÖÓ Ð Ñ×̧ Ò ÒÚ ÐÙ ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒμ Ò ÑÓ Ð × ÓÔØ Ñ Þ Ò Ð Ò1 Ö ÙÒ Ø ÓÒ ÓÚ Ö Ø ÓÒ Ó ×ÝÑ Ñ ØÖ ÔÓ× Ø Ú × Ñ ¬Ò Ø Ñ ØÖ ×̧ ×Ù Ø ØÓ Ð Ò Ö ÓÒ×ØÖ ÒØ× ×Ù ÔÖÓ Ð Ñ× Ö Ø ×Ù Ø Ó × Ñ ¬Ò Ø ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1033
1⁄21⁄4¿ Å oÂo Ì Ó o ËÇÍÊ Ë Æ Ê Ä Ì Å Ì ÊÁ Ä ÇÇÃ Ë Æ ËÍÊÎ Ë × × Ø Ö Ö Ò × Ø ÓÚ ̧ Ø Ö Ö Ò ÓÒ× ÙÐØ Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ×ÓÙÖ × ÓÖ ÑÓÖ ÖÓÙÒ Ò ÙÖØ Ö Ø Ø ÓÒ× Ó Ø Ð Ø Ö ØÙÖ o ÁÒ Ò Ö Ð̧ Ø Ô1 Ø Ö× Ò ÆÊ Ì ÔÖ ÓÚ ×Ø Ø 1Ó 1Ø 1 ÖØ ×ÙÖ Ú Ý× Ó Ú Ö ÓÙ× ¬ Ð × Ó Ñ Ø Ñ Ø Ð ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò × Ó 1⁄2 o ÓÖ ÒÓÒÐ Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ̧ × Ð×Ó Ð ̧ ÅÏ 1⁄2̧ ÀÄ ¿ ̧ ÀÄ ¿ ̧ ÆÏ ̧ Î Ú 1⁄2 o Ì ÓÓ Æ ¿ ÓÒØ Ò× ÐÑ Óר ÐÐ ÝÓÙ Û ÒØ ØÓ ÒÓÛ ÓÙØ ÐÓ Ð Þ Ö Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò Ø ́ Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ Ðμ ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Ó ÓÒ1 Ú Ü ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ̧ ÐØ ÓÙ Ø ÔÖ Ø × Ø ÅÁ ́ × Ù×× Ò ÆÆ μ × Ð×Ó Ì 1⁄2 o ÓÖ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ̧ Ø Ð ×× Ø ÜØ× Ö Ò ¿̧ Ú ¿̧ Ë ÑÓÖ Ö ÒØ × ÙÖÚ Ý× ÓÒ Ô Ø 1 ÓÐÐ ÓÛ Ò Ñ Ø Ó × Ò ÔÓØ ÒØ Ð1Ö Ù Ø ÓÒ Ð ÓÖ Ø Ñ× Ö ÓÒ 3⁄4̧Ì Ó ̧ Ò Ø ÓÓ × ÌÆ1⁄41⁄2̧ Ê Ò1⁄41⁄2̧ Î Ò ̧Ï Ö ̧ Ö Ö 1 ÓÑÑ Ò o ÓÖ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ̧ × ÈË Ò ÓÒ× ÙÐØ Ø Ô1 Ø Ö× ÓÒ ÓÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ̧ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝØÓÔ ×̧ Ò Ô ÓÐÝ Ö Ð ÓÑ Ò ØÓÖ × Ò Ä o Ì ÔÔÐ Ø ÓÒ Ó ÒØ Ö ÓÖ1ÔÓ ÒØ Ñ Ø Ó × ØÓ ÓÒÚ Ü ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò × × Ù×× Ò ÌÆ1⁄41⁄2̧ À ¿̧ ÆÆ ̧ Ê Ò1⁄41⁄2 o Ë Ñ ¬Ò Ø ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ò ÑÓÖ Ò Ö Ð ÓÒ ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× Ö ÓÚ Ö Ò Ï ËÎ1⁄41⁄4 o Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö Ä ØØ ÔÓ ÒØ× Ò Ð ØØ Ô ÓÐÝØÓÔ × ÔØ Ö 1⁄2 × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÔØ Ö 3⁄41⁄4 ÈÓÐÝØÓÔ × Ð ØÓÒ× Ò Ô Ø × ÔØ Ö ¿1⁄2 ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ü ØÝ ÔØ Ö Ä Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ê Ê Æ Ë Æo Ñ ÒØ Ò oÅo Ð Öo ÓÖÑ ÔÖÓ Ù Ø× Ò Ñ Ü Ñ Ð × ÓÛ× Ó ÔÓÐÝØÓÔ ×o ÁÒ o Þ ÐÐ ̧ Âo o ÓÓ Ñ Ò̧ Ò Êo ÈÓÐÐ ̧ ØÓÖ×̧ Ú Ò × Ò × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ ̧ Ô × ß 1⁄4o Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 1⁄2 o Ì 1⁄2 Êo o Ð Ò ̧ o ÓÐ Ö ̧ Ò Åo Âo ÌÓ o Ì ÐÐ Ô×Ó Ñ Ø Ó ×Ù ÖÚ Ýo ÇÔ Öo Ê ×o̧ 3⁄4 1⁄21⁄4¿ ß1⁄21⁄4 1⁄2̧ 1⁄2 1⁄2o ÓÖ ÃoÀo ÓÖ Û Ö Øo Ì Ë ÑÔÐ Ü Å Ø Ó ÈÖÓ Ð ×Ø Ò ÐÝ× ×o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o Ë Äo o ÐÐ Ö Ò o Ë Ö Ò Ö Òo ÐÐ 1⁄411⁄2 Ô ÓÐÝ ØÓÔ × Ö ØÖ Ú Ð Ò × Ð ×Ñ Ò ÔÓÐÝØÓÔ ×o ÓÑ Ò ØÓÖ ̧ 1⁄2 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ì Æ1⁄41⁄2 o Ò1Ì Ð Ò oËo Æ Ñ ÖÓÚ × o Ä ØÙÖ × ÓÒ ÅÓ ÖÒ ÓÒÚ Ü ÇÔØ Ñ Þ Ø ÓÒo ËÁ Å̧ È Ð ÐÔ ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Î1⁄41⁄2 o ÖØ× Ñ × Ò Ëo Î ÑÔ Ð o Ë ÓÐÚ Ò ÓÒÚ Ü ÔÖÓ Ö Ñ× Ý Ö Ò ÓÑ Û Ð ×o Å ÒÙ× Ö ÔØ̧ Ä ÓÖ ØÓÖÝ Ó ÓÑÔÙØ Ö Ë Ò ̧ ÅÁÌ ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1034
ÔØ Ö Å Ø Ñ Ø Ð ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò 1⁄21⁄4¿ ÈË ÏoÂo ÓÓ ̧ Ï oÀo ÙÒÒ Ò Ņ̃ Ïo Êo ÈÙ ÐÐ Ý Ð Ò ̧ Ò o Ë Ö Ú Öo ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÇÔØ Ñ Þ Ø ÓÒo Ï Ð Ý ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o Ú ¿ Îo Ú Ø Ðo Ä Ò Ö ÈÖÓ Ö ÑÑ Ò o Ö Ñ Ò̧ Ë Ò Ö Ò × Ó̧ 1⁄2 ¿o ÂÊ 1⁄2 Ìo Ö ×ØÓ ̧ Åo ÂÙÒ Ö̧ Ò o Ê Ò ÐØo ÓÑ ÔÐ Ø × Ö ÔØ ÓÒ Ó Ø ØÖ Ú Ð Ò × Ð ×1 Ñ Ò Ô ÓÐÝ ØÓÔ ÓÒ ÒÓ ×o ÇÔ Öo Ê ×o Ä Ø Øo̧ 1⁄21⁄4 ß 1⁄41⁄4̧ 1⁄2 1⁄2o Ò ¿ o o ÒØÞ o Ä Ò Ö ÈÖÓ Ö ÑÑ Ò Ò ÜØ Ò× ÓÒ×o ÈÖ Ò ØÓÒ ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 ¿o Áo Áo Òo ÁØ Ö Ø Ú ×ÓÐ ÙØ ÓÒ Ó ÔÖÓ Ð Ñ× Ó Ð Ò Ö Ò ÕÙ Ö Ø ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o ËÓÚ Ø Å Ø o Ó Ðo̧ ß ̧ 1⁄2 o Ë Âo o ÒÒ ×̧ ÂÖo Ò Êo o Ë Ò Ðo ÆÙÑ Ö Ð Å Ø Ó × ÓÖ ÍÒ ÓÒ×ØÖ Ò ÇÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ Ò ÆÓ ÒÐ Ò Ö ÕÙ Ø ÓÒ×̧Ú ÓÐ ÙÑ 1⁄2 Ó Ð ×× × Ô ÔÐo Å Ø o ËÁ Å̧ È Ð ÐÔ ̧ 1⁄2 o ÓÖÖ Ø Ö ÔÖ ÒØ Ó Ø 1⁄2 ¿ ÓÖ Ò Ðo Ð Êo Ð Ø Öo ÈÖ Ø Ð Å Ø Ó × Ó ÇÔØ Ñ Þ Ø ÓÒo Ï Ð Ý̧Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o Ä ÊoÄo Ö Ņ̃ Åo ÖÓØ× Ð̧ Ò Äo ÄÓÚ ×Þo À Ò ÓÓ Ó ÓÑ Ò ØÓÖ ×o ÆÓÖØ 1 ÀÓÐ Ð Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o ÄË Åo ÖÓØ× Ð̧ Äo ÄÓÚ ×Þ̧ Ò o Ë Ö Ú Öo ÓÑ ØÖ Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÇÔØ Ñ Þ Ø ÓÒo ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o ÅÏ 1⁄2 È o o ÐÐ̧ Ïo ÅÙ ÖÖ Ý̧ Ò ÅoÀo ÏÖ Øo ÈÖ Ø Ð ÇÔØ Ñ Þ Ø ÓÒo Ñ ÈÖ ××̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 1⁄2o ÓÒ 3⁄4 o o ÓÒÞ o È Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ñ Ø Ó × ÓÖ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o ËÁ Å Ê Úo̧ ¿ 1⁄2 ß 3⁄43⁄4 ̧ 1⁄2 3⁄4o ÙÐ Ço ÙÐ Öo ÖÖ Ö ÙÒ Ø ÓÒ× Ò ÒØ Ö ÓÖ1Ô Ó ÒØ Ñ Ø Ó ×o Å Ø o ÇÔ Öo Ê ×o̧ 3⁄41⁄2 1⁄4ß ̧ 1⁄2 o Ï o ÖØÒ Ö Ò o Ï Ð ÞÐo Ä Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ö Ò ÓÑ Þ Ø ÓÒ Ò ×ØÖ Ø Ö Ñ 1 ÛÓÖ ×o ÁÒ ÈÖÓ o 1⁄2¿Ø ÒÒÙo ËÝ ÑÔÓ×o Ì ÓÖ Øo ×Ô Ø× ÓÑÔÙØo Ë o̧Ú ÓÐÙÑ 1⁄21⁄4 Ó Ä ØÙÖ ÆÓØ × Ò ÓÑÔÙØo Ë o̧ Ô × ß o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o À ¿ o Ò À ÖØÓ o ÁÒØ Ö ÓÖ ÈÓ ÒØ Ô ÔÖÓ ØÓ Ä Ò Ö̧ ÉÙ Ö Ø Ò ÓÒÚ Ü ÈÖÓ Ö Ñ1 Ñ Ò o ÃÐÙÛ Ö̧ ÓÖ Ö Ø̧ 1⁄2 ¿o ÀÄ ¿ Âo o À Ö ÖØ1ÍÖÖÙ ØÝ Ò o Ä Ñ Ö Ðo ÓÒÚ Ü Ò ÐÝ× × Ò Å Ò Ñ Þ Ø ÓÒ Ð ÓÖ Ø Ñ× Áo ÙÒ Ñ ÒØ Ð×o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 ¿o ÀÄ ¿ Âo o À Ö ÖØ1ÍÖÖÙ ØÝ Ò o Ä Ñ Ö Ðo ÓÒÚ Ü Ò ÐÝ× × Ò Å Ò Ñ Þ Ø ÓÒ Ð ÓÖ Ø Ñ× ÁÁ̧ Ú Ò Ì ÓÖÝ Ò ÙÒ Ð Å Ø Ó ×o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 ¿o à Р3⁄4 o à Рo ×Ù ÜÔÓÒ ÒØ Ð Ö Ò ÓÑ Þ × ÑÔÐ Ü Ð ÓÖ Ø Ño ÁÒ ÈÖÓ o 3⁄4 Ø ÒÒ Ùo Å ËÝ ÑÔÓ× o Ì ÓÖÝ ÓÑ ÔÙ Øo̧ Ô × ß 3⁄4̧ 1⁄2 3⁄4o Ã Ö ÆoÃo à ÖÑ Ö Öo Ò Û ÔÓÐÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o ÓÑ 1 Ò ØÓÖ ̧ ¿ ¿ß¿ ̧ 1⁄2 o à Äo o Ã Ý Òo ÔÓÐÝÒÓÑ Ð Ð ÓÖ Ø Ñ Ò Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o ËÓÚ Ø Å Ø o Ó Ðo̧ 3⁄41⁄4 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ãà Îo ÃÐ Ò È o ÃÐ Ò× Ñ Øo Ì 1ר Ô ÓÒ ØÙÖ Ò Ø× Ö Ð Ø Ú ×o Å Ø o ÇÔ Öo Ê ×o̧ 1⁄23⁄4 1⁄2 ß ̧ 1⁄2 o ÃÌ ¿ Äo o Ã Ý Ò Ò Åo o ÌÓ o ÇÒ Ø ÓÑ ÔÐ Ü ØÝÓ ÔÔ ÖÓÜ Ñ Ø Ò Ø Ñ Ü Ñ Ð Ò× Ö ÐÐ Ô×Ó ÓÖ Ô ÓÐÝ ØÓÔ o Å Ø o ÈÖÓ Ö ÑÑ Ò ̧ 1⁄2 1⁄2¿ ß1⁄2 ̧ 1⁄2 ¿o Ä Ò ¿ ÀoÏo Ä Ò×ØÖ ̧ ÂÖo ÁÒØ Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Û Ø ¬Ü ÒÙÑ Ö Ó Ú Ö Ð ×o Å Ø o ÇÔ Öo Ê ×o̧ ¿ ß ̧ 1⁄2 ¿o Ä Ú o Ùo Ä Ú Òo ÇÒ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ø Ñ Ò Ñ Þ Ø ÓÒ Ó ÓÒÚ Ü ÙÒ Ø ÓÒ×o ËÓÚ Ø Å Ø o Ó Ðo̧ 3⁄4 ß3⁄4 1⁄4̧ 1⁄2 o ÄÄÊ Ë oÄo Ä ÛÐ Ö̧ Âo Ão Ä Ò×ØÖ ̧ oÀo o Ê ÒÒÓÓÝ Ã Ò̧ Ò o o Ë Ñ ÓÝ×o Ì ÌÖ Ú Ð Ò Ë Ð ×Ñ Ò ÈÖÓ Ð Ño Ï Ð Ý ̧ÆÛ ÓÖ ̧ 1⁄2 o Æ o Æ o Ì À Ö× ÓÒ ØÙÖ × ØÖÙ ÓÖ ́1⁄4̧ 1⁄2μ1Ô ÓÐ ÝØÓÔ ×o Å Ø o ÈÖÓ Ö ÑÑ Ò ̧ 1⁄21⁄4 ß1⁄21⁄21⁄4̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1035
1⁄21⁄4¿ Å oÂo Ì Ó Æ Û oÂo Æ ÛÑ Òo ÄÓ Ø ÓÒ Ó Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÓÒ ÙÒ ÑÓ Ð ×ÙÖ ×o Âo ××Ó o ÓÑÔÙØo Å o̧ 1⁄23⁄4 ¿ ß¿ ̧ 1⁄2 o ÆÆ Ùo o Æ ×Ø ÖÓÚ Ò oËo Æ Ñ ÖÓÚ × o ÁÒØ Ö ÓÖ ÈÓ ÒØ ÈÓ ÐÝÒ ÓÑ Ð Å Ø Ó × Ò ÓÒÚ Ü ÈÖÓ Ö ÑÑ Ò Ì ÓÖÝ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ×o ËÁ Å̧ È Ð ÐÔ ̧ 1⁄2 o ÆÊÌ oÄo Æ Ñ Ù× Ö̧ oÀo o Ê ÒÒÓÓÝ Ã Ò̧ Ò Åo Âo Ì Ó o ÇÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ̧ Î ÓÐÙÑ 1⁄2 Ó À Ò ÓÓ × ÇÔ Öo Ê ×o Å Ò Ñ ÒØ Ë o̧ ÆÓÖØ 1ÀÓÐ Ð Ò ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o ÆÌ Ùo o Æ ×Ø ÖÓÚ Ò Åo o Ì Ó o Ë Ð 1× Ð ÖÖ Ö× Ò ÒØ Ö ÓÖ1Ô Ó ÒØ Ñ Ø Ó × ÓÖ ÓÒÚ Ü ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o Å Ø o ÇÔ Öo Ê ×o̧ 3⁄43⁄4 1⁄2ß 3⁄4̧ 1⁄2 o ÆÏ Âo ÆÓ Ð Ò Ëo ÏÖ Øo ÆÙÑ Ö Ð ÇÔØ Ñ Þ Ø ÓÒo ËÔÖ Ò Ö̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o Æ ¿ oËo Æ Ñ ÖÓÚ × Ò o o Ù Òo ÈÖÓ Ð Ñ ÓÑÔÐ Ü ØÝ Ò Å Ø Ó Æ Ò Ý Ò ÇÔØ 1 Ñ Þ Ø ÓÒo Ï Ð Ý ̧ÆÛ ÓÖ ̧ 1⁄2 ¿o ÇÊ ÇÊË Âo ÓÑ ÔÙ Øo̧ 1⁄2ß¿ ̧ 1⁄2 o Ê Ò Âo Ê Ò Öo ÔÓÐÝÒÓÑ Ð1Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ × ÓÒ Æ ÛØÓÒ3× Ñ Ø Ó ÓÖ Ð Ò Ö Ô ÖÓ1 Ö ÑÑ Ò o Å Ø o ÈÖÓ Ö ÑÑ Ò ̧ 1⁄4 ß ¿̧ 1⁄2 o Ê Ò1⁄41⁄2 Âo Ê Ò Öo Å Ø Ñ Ø Ð Î Û Ó ÁÒØ Ö ÓÖ1 ÈÓ ÒØ Å Ø Ó × Ò ÓÒÚ Ü ÇÔØ Ñ Þ Ø ÓÒo ËÁ Å̧ È Ð ÐÔ ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o ÊÓ 1⁄4 Êo Ìo ÊÓ ÐÐ Öo ÓÒÚ Ü Ò ÐÝ× ×o ÈÖ Ò ØÓÒ ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 1⁄4o Ê Ï Êo Ìo ÊÓ ÐÐ Ö Ò ÊoÂo1 o Ï Ø×o Î Ö Ø ÓÒ Ð Ò ÐÝ× ×o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o Ë o Ë Ö Ú Öo Ì ÓÖÝ Ó Ä Ò Ö Ò ÁÒØ Ö ÈÖÓ Ö ÑÑ Ò o Ï Ð Ý̧ ר Ö̧ 1⁄2 o Ë Ó Æo o Ë ÓÖo ÙØ1Ó« Ñ Ø Ó Û Ø ×Ô ÜØ Ò× ÓÒ Ò ÓÒÚ Ü ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÖÓ Ð Ñ×o Ý ÖÒ Ø ×̧ 1⁄2¿ ß ̧ 1⁄2 o Ìà Ëo Èo Ì Ö ×ÓÚ ̧ Äo o Ã Ý Ò̧ Ò ÁoÁo ÖÐ o Ì Ñ Ø Ó Ó Ò× Ö ÐÐ Ô×Ó ×o ËÓÚ Ø Å Ø o Ó Ðo̧ ¿ 3⁄43⁄4 ß3⁄4¿1⁄4̧ 1⁄2 o ÌÓ Åo o Ì Ó o ÈÓØ ÒØ Ð1Ö Ù Ø ÓÒ Ñ Ø Ó × Ò Ñ Ø Ñ Ø Ð ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò o Å Ø o ÈÖÓ1 Ö ÑÑ Ò ̧ ¿ß ̧ 1⁄2 o Î Ò Êo Âo Î Ò Ö o Ä Ò Ö ÈÖÓ Ö ÑÑ Ò ÓÙÒ Ø ÓÒ× Ò ÜØ Ò× ÓÒ×o ÃÐ ÙÛ Ö̧ ÓרÓÒ̧ 1⁄2 o Î Ú 1⁄2 Ëo o Î Ú × ×o ÆÓÒÐ Ò Ö ÇÔØ Ñ Þ Ø ÓÒ ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ Á× ×Ù ×o ÇÜ ÓÖ ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 1⁄2o ÏÖ Ëo ÏÖ Øo ÈÖ Ñ Ð1 Ù Ð ÁÒØ Ö ÓÖ1 ÈÓ ÒØ Å Ø Ó ×o ËÁ Å̧ È Ð ÐÔ ̧ 1⁄2 o Ï ËÎ1⁄41⁄4 Ào ÏÓÐ ÓÛ Þ̧ Êo Ë Ð̧ Ò Äo Î Ò Ò Ö ̧ ØÓÖ×o À Ò ÓÓ ÓÒ Ë Ñ ¬Ò Ø ÈÖÓ Ö ÑÑ Ò o ÃÐ ÙÛ Ö̧ ÓרÓÒ ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o o o ÁÒØ Ö ÓÖ ÈÓ ÒØ Ð ÓÖ Ø Ñ× Ì ÓÖÝ Ò Ò ÐÝ× ×o Ï Ð Ý ̧ÆÛ ÓÖ ̧ 1⁄2 o Æ o o Ù Ò Ò oËo Æ Ñ ÖÓÚ × o ÁÒ ÓÖÑ Ø ÓÒ Ð ÓÑÔ Ð Ü ØÝ Ò Æ ÒØ Ñ Ø Ó × ÓÖ Ø ×ÓÐÙ Ø ÓÒ Ó ÓÒÚ Ü ÜØÖ Ñ Ð ÔÖÓ Ð Ñ×o Å Ø ÓÒ̧ 1⁄2¿ ¿ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o ÌÅ o ̧ Åo o Ì Ó ̧ Ò Ëo Å ÞÙÒ Óo Ò Ḉ Ô ÒÄμß Ø Ö Ø ÓÒ ÓÑÓ Ò ÓÙ× Ò × Ð ß Ù Ð Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ð ÓÖ Ø Ño Å Ø o ÇÔ Öo Ê ×o̧ 1⁄2 ¿ß ̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1036
47 ALGORITHMIC MOTION PLANNING Micha Sharir INTRODUCTION Motion planning is a fundamental problem in robotics. It comes in a variety of forms, but the simplest version is as follows. We are given a robot system B, which may consist of several rigid objects attached to each other through various joints, hinges, and links, or moving independently, and a 2D or 3D environment V cluttered with obstacles. We assume that the shape and location of the obstacles and the shape of B are known to the planning system. Given an initial placement Z1 and a final placement Z2 of B, we wish to determine whether there exists a collision-avoiding motion of B from Z1 to Z2 , and, if so, to plan such a motion. In this simplified and purely geometric setup, we ignore issues such as incomplete infor- mation, nonholonomic constraints, control issues related to inaccuracies in sensing and motion, nonstationary obstacles, optimality of the planned motion, and so on. Since the early 1980s, motion planning has been an intensive area of study in robotics and computational geometry. In this chapter we will focus on algorithmic motionplanning,emphasizingtheoreticalalgorithmicanalysisoftheproblemand seeking worst-case asymptotic bounds, and only mention briefly practical heuristic approaches to the problem. The majority of this chapter is devoted to the sim- plified version of motion planning, as stated above. Section 47.1 presents general techniques and lower bounds. Section 47.2 considers efficient solutions to a vari- ety of specific moving systems with a small number of degrees of freedom. These efficient solutions exploit various sophisticated methods in computational and com- binatorialgeometryrelatedtoarrangementsofcurvesandsurfaces(Chapter24). Section 47.3 then briefly discusses various extensions of the motion planning prob- lem, incorporating uncertainty, moving obstacles, etc. We conclude in Section 47.4 with a brief review of Davenport-Schinzel sequences, a combinatorial structure that plays an important role in many motion planning and other geometric algorithms. 47.1 GENERAL TECHNIQUES AND LOWER BOUNDS GLOSSARY SomeofthetermsdefinedherearealsodefinedinChapter48. Robot B: A mechanical system consisting of one or more rigid bodies, possibly connected by various joints and hinges. Physical space (workspace): The 2D or 3D environment in which the robot © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1037
1038 M. Sharir moves. Placement: The portion of physical space occupied by the robot at some instant. D eg ree s of f reed om k: The number of real parameters that determine the robot B’s placements. Each placement can be represented as a point in R k . Free placement: A placement at which the robot is disjoint from the obstacles. Semifree placement: A placement at which the robot does not meet the interior of any obstacle (but may be in contact with some obstacles). Configuration space C : A portion of k-space (where k is the number of degrees of freedom of B) that represents all possible robot placements; the coordinates of any point in this space specify the corresponding placement. Expanded obstacle / C-obstacle / forbidden region: For an obstacle O, this is the portion O∗ of configuration space consisting of placements at which the robot intersects (collides with) O. Free configuration space F : The subset of configuration space consisting of free placements of the robot: F = C\ O O∗ . (In the literature, this usually also includes semifree placements. In that case, F is the complement of the union of the interiors of the expanded obstacles.) Contact surface: For an obstacle feature a (corner, edge, face, etc.) and for a feature b of the robot, this is the locus in C of placements at which a and b are in contact with each other. In most applications, these surfaces are semialgebraic sets of constant description complexity (see definitions below). Collision-free motion of B: A path contained in F . Any two placements of B that can be reached from each other via a collision-free path must lie in the same (arcwise-)connected component of F . Arrangement A(Σ): The decomposition of k-space into cells of various dimen- sions, induced by a collection Σ of surfaces in R k . Each cell is a maximal con- nected portion of the intersection of some fixed subcollection of surfaces that doesnotmeetanyothersurface.SeeChapter24.Sinceacollision-freemotion should not cross any contact surface, F is the union of some of the cells of A(Σ), where Σ is the collection of contact surfaces. Semialgebraic set: A subset of Rk defined by a Boolean combination of poly- nomialequalitiesandinequalitiesinthekcoordinates.SeeSection33.2 . Constant description complexity: Said of a semialgebraic set if it is defined by a constant number of polynomial equalities and inequalities of constant max- imum degree (where the number of variables is also assumed to be constant). Example. Let B be a rigid polygon with k edges, moving in a planar polygonal environment V with n edges. The system has three degrees of freedom, (x, y , θ), where (x, y) are the coordinates of some reference point on B,andθ is the orien- tation of B. Each contact surface is the locus of placements where some vertex of B touches some edge of V , or some edge of B touches some vertex of V . There are 2kn contact surfaces, and if we replace θ by tan θ 2 , then each contact surface becomes a portion of some algebraic surface of degree at most 4, bounded by a constant number of algebraic arcs, each of degree at most 2. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1038
Chapter 47: Algorithmic motion planning 1039 47.1.1 GENERAL SOLUTIONS GLOSSARY Cylindrical algebraic decomposition of F : A recursive decomposition of C into cylindrical-like cells originally proposed by Collins [Col75]. Over each cell of the decomposition, each of the polynomials involved in the definition of F has a fixed sign (positive, negative, or zero), implying that F is the union of some of the cells of this decomposition. See Section 33.5 for further details. Connectivity graph: A graph whose nodes are the (free) cells of a decomposition of F and whose arcs connect pairs of adjacent cells. Roadmap R: A network of one-dimensional curves within F , having the prop- erties that (i) it preserves the connectivity of F , in the sense that the portion of R within each connected component of F is (nonempty and) connected; and (ii) it is reachable, in the sense that there is a simple procedure to move from any free placement of the robot to a placement on R; we denote the mapping resulting from this procedure by φR . Retraction of F onto R: A continuous mapping of F onto R that is the identity on R. The roadmap mapping φR is usually a retraction. When this is the case, we note that for any path ψ within F , represented as a continuous mapping ψ :[0, 1] →F, φR ◦ ψ is a path within R, and, concatenating to it the motions from ψ(0) and ψ(1) to R, we see that there is a collision-free motion of B between two placements Z1 ,Z2 iff there is a path within R between φR(Z1)andφR(Z2). Silhouette:Thesetofcriticalpointsofamapping;seeSection33.6 . CELL DECOMPOSITION F is a semialgebraic set in R k . Applying Collins’s cylindrical algebraic decompo- sition results in a collection of cells whose total complexity is O((nd)3k ), where d is the maximum algebraic degree of the polynomials defining the contact surfaces; the decomposition can be constructed within a similar time bound. If the coor- dinate axes are generic, then we can also compute all pairs of cells of F that are adjacent to each other (i.e ., cells whose closures (within F ) overlap), and store this information in the form of a connectivity graph. It is then easy to search for a collision-free path through this graph, if one exists, between the (cell containing the) initial robot placement and the (cell containing the) final placement. This leads to a doubly-exponential general solution for the motion planning problem: THEOREM 47.1.1 Cylindrical Cell Decomposition [SS83] Any motion planning problem, with k degrees of freedom, for which the contact surfaces are defined by a total of n polynomials of maximum degree d,canbe solved by Collins’s cylindrical algebraic decomposition, in randomized expected time O((nd)3k ). (The randomization is needed only to choose a generic direction for the coordinate axes.) © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1039
1040 M. Sharir ROADMAPS A more recent and improved solution is given in [Can87, BPR00] based on the notion of a roadmap R, a network of one-dimensional curves within (the closure of ) F , having properties defined in the glossary above. Once such a roadmap R has been constructed, any motion planning instance reduces to path searching within R, which is easy to do. R is constructed recursively, as follows. One pro jects F onto some generic 2-plane, and computes the silhouette of F under this pro jection. Next, the critical values of the pro jection of the silhouette on some line are found, and a roadmap is constructed recursively within each slice of F at each of these critical values. The resulting “sub-roadmaps” are then merged with the silhouette, to obtain the desired R. The original algorithm of Canny relies heavily on the polynomials defining F being in general position, and on the availability of a generic plane of pro jection. This algorithm runs in nk (log n)dO(k4) deterministic time, and in nk (log n)dO(k2) expected randomized time. Recent work [BPR00] addresses and overcomes the gen- eral position issue, and produces a roadmap for any semialgebraic set; the running time of this solution is nk+1dO(k2 ) . If we ignore the dependence on the degree d, the algorithm of Canny is close to optimal in the worst case, assuming that some representation of the entire F has to be output, since there are easy examples where the free configuration space consists of Ω(nk ) connected components. THEOREM 47.1.2 Roadmap Algorithm [Can87] Any motion planning problem, as in the preceding theorem, in general position can be solved by the roadmap technique in nk (log n)dO(k4) deterministic time, and in nk (log n)dO(k2) expected randomized time. 47.1.2 LOWER BOUNDS The upper bounds for both general solutions are (at least) exponential in k (but are polynomial in the other parameters when k is fixed). This raises the issue of calibrating the complexity of the problem when k can be arbitrarily large. THEOREM 47.1.3 Lower Bounds The motion planning problem, with arbitrarily many degrees of freedom, is PSPACE- hard for the instances of: (a) coordinated motion of many rectangular boxesalong a rectangular floor [HSS84]; (b) motion planning of a planar mechanical linkage with many links [HJW84]; and (c) motion planning for a multi-arm robot in a 3-dimensional polyhedral environment [Rei87]. All these results can also be found in the collection [HSS87]. There are also many NP-hardness results for other systems; see, e.g ., [HJW85]. Facing these findings, we can either approach the general problem with heuristic and approximate schemes, or attack specific problems with small values of k, with the goal of obtaining solutions better than those yielded by the general techniques. We will mostly survey here the latter approach, and mention toward the end what has been achieved by the first approach. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1040
Chapter 47: Algorithmic motion planning 1041 47.2 MOTION PLANNING WITH A SMALL NUMBER OF DEGREES OF FREEDOM In this main section of the chapter, we review solutions to a variety of specific motion planning problems, most of which have 2 or 3 degrees of freedom. Exploiting the special structure of these problems leads to solutions that are more efficient than the general methods described above. GLOSSARY Jordan arc/curve: The image of the closed unit interval under a continuous bijective mapping into the plane. A closed Jordan curve is the image of the unit circle under a similar mapping, and an unbounded Jordan curve is an image of the open unit interval (or of the entire real line) that separates the plane. Randomized algorithm: An algorithm that applies internal randomization (“coin-flips”). We consider here algorithms that always terminate, and produce the correct output, but whose running time is a random variable that depends on the internal coin-flips. We will state upper bounds on the expectation of the running time (the randomized expected time ) of such an algorithm, which holdforanyinput.SeeChapter40. Minkowski sum: For two planar (or spatial) sets A and B , their Minkowski sum, or pointwise vector addition, isthesetA⊕B={x+y|x∈A,y∈B}. General position: The input to a geometric problem is said to be in general position if no nontrivial algebraic identity with integer coefficients holds among the parameters that specify the input (assuming the input is not overspecified). For example: no three input points should be collinear, no four points cocircular, no three lines concurrent, etc. Convex distance function: A convex region B that contains the origin in its interior induces a convex distance function dB defined by dB(p,q)=min{λ|q∈p⊕λB}. If B is centrally symmetric with respect to the origin then dB is a metric whose unit ball is B. B-Voronoi diagram: Fo r a s e t S of sites, and a convex region B as above, the B-Voronoi diagram VorB (S)ofS is a decomposition of space into Voronoi cells V(s),for s∈S, suchthat V(s)={p|dB(p,s)≤dB(p,s )forall s ∈S}. Here dB(p, s) = minq∈s dB(p, q). α(n): The extremely slowly-growing inverse Ackermann function; see Section 47.4 . Contact segment: The locus of (not necessarily free) placements of a polygon B translating in a planar polygonal workspace, at each of which either some specific vertex of B touches some specific obstacle edge, or vice-versa. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1041
1042 M. Sharir Contact curve: A generalization of “contact segment” to the locus of (not nec- essarily free) placements of a more general robot system B, assuming that B has only two degrees of freedom, where some specific feature of B makes contact with some specific obstacle feature. 47.2.1 TWO DEGREES OF FREEDOM A TRANSLATING POLYGON IN 2D This is a system with two degrees of freedom (translations in the x and y directions). A CONVEX POLYGON Suppose first the translating polygon B is a convex k-gon, and there are m convex polygonal obstacles, A1,...,Am , with pairwise disjoint interiors, having a total of n edges. The region of configuration space where B collides with Ai is the Minkowski sum Ki=Ai⊕(−B)={x−y|x∈Ai,y∈B}. The free configuration space is the complement of m i=1 Ki . Assuming general position, one can show: THEOREM 47.2.1 [KLPS86] (a) Each Ki is a convex polygon, with ni + k edges, where ni is the number of edges of Ai . (b) For each i = j , the boundaries of Ki and Kj intersect in at most two points. (This also holds when the Ai ’s and B are not polygons.) (c) Given a collection of planar regions K1 ,...,Km , each enclosed by a closed Jordan curve, such that any pair of the bounding curves intersects at most twice, then the boundary of the union m i=1 Ki consists of at most 6m − 12 maximal connected portions of the boundaries of the Ki ’s, provided m ≥ 3, and this bound is tight in the worst case. These properties, combined with several algorithmic techniques [KLPS86, MMP+91, dBDS95], imply: THEOREM 47.2.2 (a) The free configuration space for a translating convex polygon, as above,isa polygonal region with at most 6m−12 convex vertices and N = m i=1(ni +k)= n + km nonconvex vertices. (b) F can be computed in deterministic time O(N log 2 n), or in randomized ex- pected time O(N log n). If the robot is translating in a convex room with n walls, then the complexity of the free space is O(n) and it can be computed in O(n + k) time. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1042
Chapter 47: Algorithmic motion planning 1043 AN ARBITRARY POLYGON Suppose next that B is an arbitrary polygonal region with k edges. Let A be the union of all obstacles, which is another polygonal region with n edges. As above, the free configuration space is the complement of the Minkowski sum K=A⊕(−B)={x−y|x∈A,y∈B}. K is again a polygonal region, but, in this case, its maximum possible complexity is Θ(k2n2 ) (see, e.g ., [AFH02]), so computing it might be considerably more expensive than in the convex case. Efficient practical algorithms for the exact computation of Minkowski sums in this case (together with their implementation) are described in [AFH02]. A single face suffices. If the initial placement Z of B is given, then we do not have to compute the entire (complement of ) K; it suffices to compute the connected component f of the complement of K that contains Z , because no other placement is reachable from Z via a collision-free motion. Let Σ be the collection of all contact segments; there are 2kn such segments. The desired component f is the face of A(Σ) that contains Z . Using the theory of Davenport-Schinzel sequences (Section 47.4), one can show that the maximum possible combinatorial complexity of a single face in a two-dimensional arrangement of N segments is Θ(Nα(N)). A more careful analysis [HCA+95], combined with the algorithmic techniques of [CEG+93, GSS89], shows: THEOREM 47.2.3 (a) The maximum combinatorial complexity of a single face in the arrangement of contact segments for the case of an arbitrary translating polygon is Θ(knα(k)) (this improvement is significant only when k n). (b) Such a face can be computed in deterministic time O(knα(k) log 2 n) [GSS89], or in randomized expected time O(knα(k) log n) [CEG+93]. VORONOI DIAGRAMS Another approach to motion planning for a translating convex object B, is via gen- eralizedVoronoidiagrams(seeChapter23),basedontheconvexdistancefunction dB (p, q). This function effectively places B centered at p and expands it until it hits q. The scaling factor at this moment is the dB -distance from p to q (if B is a unit disk, dB is the Euclidean distance). dB satisfies the triangle inequality, and is thus “almost” a metric, except that it is not symmetric in general; it is symmetric iff B is centrally symmetric with respect to the point of reference. Using this distance function dB ,aB-Voronoi diagram Vo r B (S)ofS may be defined for a set S of m pairwise disjoint obstacles. See [LS87a, Yap87a]. THEOREM 47.2.4 Assuming that each of B and the obstacles in S has constant description complexity, and that they are in general position, the B-Voronoi diagram has O(m) complexity, and can be computed in O(m log m) time (in an appropriate model of computation). If B and the obstacles are convex polygons, as above, then the complexity of Vor B (S) is O(N) and it can be computed in time O(N log m). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1043
1044 M. Sharir One can show that if Z1 and Z2 are two free placements of B, then there exists a collision-free motion from Z1 to Z2 if and only if there exists a collision- free motion of B where its center moves only along the edges of VorB (S), between two corresponding placements W1,W2 , where Wi ,fori =1, 2, is the placement obtained by pushing B from the placement Zi away from its dB -nearest obstacle, until it becomes equally nearest to two or more obstacles (so that its center lies on an edge of VorB (S)). Thus motion planning of B reduces to a path-searching in the one-dimensional network of edges of VorB (S). This technique is called the retraction technique , and can be regarded as a special case of the general roadmap algorithm. The resulting motions have “high clearance,” and so are safer than arbitrary motions, because they stay equally nearest to at least two obstacles. THEOREM 47.2.5 The motion planning problem for a convex object B translating amidst m convex and pairwise disjoint obstacles can be solved in O(m log m) time, by constructing and searching in the B -Voronoi diagram of the obstacles, assuming that B and the obstacles have constant description complexity each. If B and the obstacles are convex polygons, then the same technique yields an O(N log m) solution, where N=n+kmisasabove. THE GENERAL MOTION PLANNING PROBLEM WITH TWO DEGREES OF FREEDOM If B is any system with two degrees of freedom, its configuration space is 2D, and, for simplicity, let us think of it as the plane (spaces that are topologically more complex can be decomposed into a constant number of “planar” patches). We construct a collection Σ of contact curves, which, under reasonable assumptions concerning B and the obstacles, are each an algebraic Jordan arc or curve of some fixed maximum degree b. In particular, each pair of contact curves will intersect in at most some constant number, s ≤ b2, of points. As above, it suffices to compute the single face of A(Σ) that contains the initial placement of B. The theory of Davenport-Schinzel sequences implies that the complexity of such a face is O(λs+2(n)), where λs+2 (n) is the maximum length of an (n, s + 2)-Davenport-Schinzel sequence (Section 47.4), which is slightly super- linear in n when s is fixed. The face in question can be computed in deterministic time O(λs+2 (n) log 2 n), using a fairly involved divide-and-conquer technique based on line-sweeping; see [GSS89] and Section 24.5 . (Some slight improvements in the running time have been subsequently obtained.) Using randomized incremental (or divide-and-conquer) techniques, the face can be computed in randomized expected O(λs+2 (n) log n) time [CEG+93, SA95]. THEOREM 47.2.6 see [GSS89, CEG+93, dBDS95] Under the above assumptions, the general motion planning problem for systems with two degrees of freedom can be solved in deterministic time O(λs+2 (n) log 2 n),orin O(λs+2(n) log n) randomized expected time. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1044
Chapter 47: Algorithmic motion planning 1045 47.2.2 THREE DEGREES OF FREEDOM A ROD IN A PLANAR POLYGONAL ENVIRONMENT We next pass to systems with three degrees of freedom. Perhaps the simplest in- stance of such a system is the case of a line segment B (“rod,” “ladder,” “pipe”) moving (translating and rotating) in a planar polygonal environment with n edges. The maximum combinatorial complexity of the free configuration space F of B is Θ(n 2) (recall that the naive bound for systems with three degrees of freedom is O(n3 )). A cell-decomposition representation of F can be constructed in (deter- ministic) O(n2 log n) time [LS87b]. Several alternative near-quadratic algorithms have also been developed, including one based on constructing a Voronoi diagram in F [OSY87]. A worst-case optimal algorithm, with running time O(n2 ), has been given in [Veg90]. An Ω(n2 ) lower bound for this problem has been established in [KO88]. It exhibits a polygonal environment with n edges and two free placements of B that are reachable from each other. However, any free motion between them requires Ω(n2 ) “elementary moves,” that is, the specification of any such motion requires Ω(n2 ) complexity. This is a fairly strong lower bound, since it does not rely on lower bounding the complexity of the free configuration space (or of a single connected component thereof ); after all, it is not clear why a motion planning algorithm should have to produce a full description of the whole free space (or of a single component). THEOREM 47.2.7 Motion planning for a rod moving in a polygonal environment bounded by n edges ca n be pe r f orm ed in O(n2 ) time. There are instances where any collision-free motion of the rod between two specified placements requires Ω(n2 ) “elementary moves.” A CONVEX POLYGON IN A PLANAR POLYGONAL ENVIRONMENT Here B is a convex k-gon, free to move (translate and rotate) in an arbitrary polyg- onal environment bounded by n edges. The free configuration space is 3D, and there are at most 2kn contact surfaces, of maximum degree 4. The naive bound on the complexity of F is O((kn)3) (attained if B is nonconvex), but, using Davenport- Schinzel sequences, one can show that the complexity of F is only O(knλ6(kn)). Geometrically, a vertex of F is a semifree placement of B at which it makes simul- taneously three obstacle contacts. The above bound implies that the numberof such critical placements is only slightly super-quadratic (and not cubic) in kn. Computing F in time close to this bound has proven more difficult, and only recently has a complete solution, running in O(knλ6(kn) log kn) time and con- structing the entire F , been attained [AAS99]. Previous solutions that were either incomplete with the same time bound or complete and somewhat more expensive are given in [KS90, HS96, KST97]. Another approach was given in [CK93]. It computes the Delaunay triangulation of the obstacles under the distance function dB , when the orientation of B is fixed, and then traces the discrete combinatorial changes in the diagram as the orientation © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1045
1046 M. Sharir varies. The number of changes was shown to be O(k4 nλ3(n)). Using this structure, the algorithm of [CK93] produces a high-clearance motion of B between any two specified placements, in time O(k4nλ3(n) log n). Since all these algorithms are fairly complicated, one might consider in practice an alternative approximate scheme, proposed in [AFK+92]. This scheme, originally formulated for a rectangle, discretizes the orientation of B, solves the translational motion planning for B at each of the discrete orientations, and finds those place- ments of B at which it can rotate (without translating) between two successive orientations. This scheme works very well in practice. THEOREM 47.2.8 Motion planning for a k-sided convex polygon, translating and rotating in a planar polygonal environment bounded by n edges, can be performed in O(knλ6(kn) log kn) or O(k4nλ3(n) log n) time. EXTREMAL PLACEMENTS A related problem is to find the largest free placement of B in the given polygonal environment. This has applications in manufacturing, where one wants to cut out copies of B that are as large as possible from a sheet of some material. If only translations are allowed, the B -Voronoi diagram can be used to find the largest free homothetic copy of B. If general rigid motions are allowed, the technique of [CK93] computes the largest free similar copy of B in time O(k4 nλ3(n) log n). An alternative technique is given in [AAS98], with randomized expected running time O(knλ6(kn) log 4 kn). Both bounds are nearly quadratic in n. See also earlier work on this problem in [ST94]. Finally, we mention the special case where the polygonal environment is the interior of a convex n-gon. This is simpler to analyze. The number of free critical placements of (similar copies of ) B,atwhichB makes simultaneously four obstacle contacts, is O(kn2 ) [AAS98], and they can all be computed in O(kn2 log n) time. If only translations are allowed, this problem can easily be expressed as a linear program, and can be solved in O(n + k) time [ST94]. THEOREM 47.2.9 The largest similar placement of a k-sided convex polygon in a planar polygonal environment bounded by n edges can be computed in randomized expected time O(knλ6(kn) log 4 kn) or in deterministic time O(k4nλ3(n) log n). When the en- vironment is the interior of an n-sided convex polygon, the running time improves to O(kn2 log n),andtoO(n + k) if only translations are allowed. A NONCONVEX POLYGON Next we consider the case where B is an arbitrary polygonal region (not necessarily connected), translating and rotating in a polygonal environment bounded by n edges, as above. Here one can show that the maximum complexity of F is Θ((kn)3). Using standard techniques, F can be constructed in Θ((kn)3 log kn) time, and algorithms with this running time bound have been implemented; see, e.g ., [ABF89]. However, as in the purely translational case, it suffices to construct the connected component of F containing the initial placement of B. The general result, stated © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1046
Chapter 47: Algorithmic motion planning 1047 below, for systems with three degrees of freedom, implies that the complexity of such a component is only near-quadratic in kn. A special-purpose algorithm that computes the component in time O((kn)2+ ) is given in [HS96]. A more general algorithm with a similar running time bound is reported below. An earlier work considered the case where B is an L-shaped object moving amid n point obstacles [HOS92]. Motion planning can be performed in this case in time O(n2 log 2 n). THEOREM 47.2.10 Motion planning for an arbitrary k-sided polygon, translating and rotating in a pla- nar polygonal environment bounded by n edges, can be performed in time O((kn)2+ ), for any >0. If the polygon is L-shaped and the obstacles are points, the running time improves to O(n2 log 2 n). A TRANSLATING POLYTOPE IN A 3D POLYHEDRAL ENVIRONMENT Another interesting motion planning problem with three degrees of freedom involves a polytope B, with a total of k vertices, edges, and facets, translating amidst polyhedral obstacles in R 3 , with a total of n vertices, edges, and faces. The contact surfaces in this case are planar polygons, composed of a total of O(kn) triangles in 3-space. Without additional assumptions, the complexity of F canbeΘ((kn)3)inthe worst case. However, the complexity of a single component is only O((kn)2 log kn). Such a component can be constructed in O((kn)2+ ) time, for any >0 [AS94]. If B is a convex polytope, and the obstacles consist of m convex polyhedra, with pairwise disjoint interiors and with a total of n faces, the complexity of the entire F is O(kmn log m) and it can be constructed in O(kmn log 2 m) time [AS97]. (Note that, in analogy with the two-dimensional case, F is the complement of the union of the Minkowski sums Ai ⊕ (−B), where Ai are the given obstacles. The above-cited bound is about the complexity and construction of such a union.) An earlier study [HY98] considered the case where B is a box, and obtained an O(n2 α(n)) bound for the complexity of F . THEOREM 47.2.11 Translational motion planning for an arbitrary polytope with k facets, in an ar- bitrary 3D polyhedral environment bounded by n facets, can be performed in time O((kn)2+ ), for any >0.IfB is a convex polytope, and there are m convex pairwise disjoint obstacles with a total of n facets, then the motion planning can be performed in O(kmn log 2 m) time. A BALL IN A 3D POLYHEDRAL ENVIRONMENT Let B be a ball moving in 3D amidst polyhedral obstacles with a total of n ver- tices, edges, and faces. The complexity of the entire F is O(n2+ ), for any >0 [AS00a]. Note that, for the special case of line obstacles, the expanded obstacles are congruent (infinite) cylinders, and F is the complement of their union. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1047
1048 M. Sharir THEOREM 47.2.12 Motion planning for a ball in an arbitrary 3D polyhedral environment bounded b y n facets can be performed in time O(n2+ ), for any >0. 3D B-VORONOI DIAGRAMS A more powerful approach to translational motion planning in three dimensions is via B -Voronoi diagrams, defined in three dimensions in full analogy to the two-dimensional case mentioned above. The goal is to establish a near-quadratic bound for the complexity of such a diagram. This would yield near-quadratic algorithms for planning the motion of the moving body B, for planning a high- clearance motion, and for finding largest homothetic free placements of B.Th e analysis of B-Voronoi diagrams is considerably more difficult in 3-space, and there are only a few instances where a near-quadratic complexity bound is known. One instance is for the case where B is a translating convex polytope with O(1) facets in a 3D polyhedral environment [KS02b]; the complexity of the diagram in this case is O(n2+ ). If the obstacles are lines or line segments, the complexity is O(n2 α(n) log n) [CKS+98, KS02b]. The case where B is a ball appears to be more challenging. Even for the special case where the obstacles are lines, no near-quadratic bounds are known. However, if the obstacles are n lines with a constant number of orientations, the B-diagram has complexity O(n2+ ) [KS02a]. THE GENERAL MOTION PLANNING PROBLEM WITH THREE DEGREES OF FREEDOM The last several instances were special cases of the general motion planning problem with three degrees of freedom. In abstract terms, we have a collection Σ of N contact surfaces in R 3 , where these surfaces are assumed to be (patches of ) algebraic surfaces of constant maximum degree. The free configuration space consists of some cells of the arrangement A(Σ), and a single connected component of F is just a single cell in that arrangement. Inspecting the preceding cases, a unifying observation is that while the maxi- mum complexity of the entire F can be Θ(N 3), the complexity of a single component is invariably only near-quadratic in N . This was recently shown in [HS95a] to hold in general: the combinatorial complexity of a single cell of A(Σ) is O(N 2+ ), for any >0, where the constant of proportionality depends on and on the maximum degree of the surfaces; cf. Section 24.5 . A general-purpose algorithm for computing a single cell in such an arrange- ment was recently given in [SS97]. It runs in randomized expected time O(N 2+ ), for any >0, and is based on vertical decompositions in such arrangements (see Section24.3.2). THEOREM 47.2.13 An arbitrary motion planning problem with three degrees of freedom, involving N contact surface patches, each of constant description complexity, can be solved in time O(N 2+ ), for any >0. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1048
Chapter 47: Algorithmic motion planning 1049 47.2.3 OTHER PROBLEMS WITH FEW DEGREES OF FREEDOM MORE DEGREES OF FREEDOM The general motion planning problem for systems with d degrees of freedom, for d ≥ 4, calls for estimating the complexity of a single cell in the d-dimensional arrangement of the appropriate contact surfaces, and for efficient algorithms for constructing such a cell. A recent result [Bas03] shows that the complexityof such a cell in a d-dimensional arrangement of n surfaces of constant description complexity is O(nd−1+ ), for any >0, where the constant of proportionality depends on d, , and the maximum degree of the polynomials defining the surfaces. In contrast, computing such a cell within a comparable time bound remains an open problem. COORDINATED MOTION PLANNING Another class of motion planning problems involves coordinated motion planning of several independently moving systems. Conceptually, this situation can be handled as just another special case of the general problem: Consider all the moving objects as a single system, with k = t i=1 ki degrees of freedom, where t is the number of moving objects, and ki is the number of degrees of freedom of the ith object. However, k will generally be too large, and the problem then will be more difficult to tackle. A better approach is as follows [SS91]. Let B1 ,...,Bt be the given independent objects. For each i =1,...,t, construct the free configuration space F (i) for Bi alone (ignoring the presence of all other moving objects). The actual free configu- ration space F is a subset of t i=1 F (i). Suppose we have managed to decompose each F (i) into subcells of constant description complexity. Then F is a subset of the union of Cartesian products of the form c1 × c2 ×···×ct, where ci is a subcell of F(i). We next compute the portion of F within each such product. Each such sub- problem can be intuitively interpreted as the coordinated motion planningofour objects, where each moves within a small portion of space, amidst only a constant number of nearby obstacles; so these subproblems are much easier to solve. More- over, in typical cases, for most products P = c1 × c2 ×···×ct the problem is trivial, because P represents situations where the moving objects are far from one another, and so cannot interact at all, meaning that F∩P = P . The number of subproblems that really need to be solved will be relatively small. The connectivity graph that represents F is also relatively easy to construct. Its nodes are the connected components of the intersections of F with each of the above cell products P , and two nodes are connected to each other if they are adjacent in the overall F . In many typical cases, determining this adjacency is easy. As an example, one can apply this technique to the coordinated motion plan- ning of k disks moving in a planar polygonal environment bounded by n edges, to get a solution with O(nk ) running time [SS91]. Since this problem has 2k degrees of freedom, this is a significant improvement over the bound O(n2k log n) yielded by Canny’s general algorithm. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1049
1050 M. Sharir See [ABS+99] for another treatment of coordinated motion planning, for two or three general independently moving robots, where algorithms that are also faster than Canny’s general technique are developed. A ROD IN A 3D POLYHEDRAL ENVIRONMENT This problem has five degrees of freedom (three of translation and two of rotation). Recent work shows that the complexity of F is only O(n3 λ4(n)) [Kol]. TABLE 47.2.1 Summary of motion planning algorithms. SYSTEM MOTION ENVIRONMENT df RUNNING TIME Convex k-gon translation planar p olygonal 2 O(N log m) Arbitrary k-gon translation planar p olygonal 2 O(kn log2 n) General 2 O(λs+2 (n)log2 n) Line segment trans & rot planar p olygonal 3 O(n2 log n) Convex k-gon trans & rot planar p olygonal 3 O(k4 nλ3(n)logn) O(knλ6(kn)logn) Arbitrary k-gon trans & rot planar p olygonal 3 O((kn)2+ ) Convex polytope translation 3D polyhedral 3 O(kmn log2 m) Arbitrary p olytop e translation 3D polyhedral 3 O((kn)2+ ) Ball 3D polyhedral 3 O(n2+ ) General 3 O(N2+ ) MOTION PLANNING AND ARRANGEMENTS As can be seen from the preceding subsections, motion planning is closely related to the study of arrangements of surfaces in higher dimensions. Motion planning has motivated many problems in arrangements, such as the problem of bounding the complexity of, and designing efficient algorithms for, computing a single cell in an arrangement of n low-degree algebraic surface patches in d dimensions, the problem of computing the union of geometric objects (the expanded obstacles), and the problem of decomposing higher-dimensional arrangements into subcells of constant description complexity. These problems are only partially solved and present ma jor challenges in the study of arrangements. See Chapter 24 and [SA95] for further details. SUMMARY Some of the above results are summarized in Table 47.2.1 . For each specific system, only one or two algorithms are listed. 47.3 VARIANTS OF THE MOTION PLANNING PROBLEM We now briefly review several variants of the basic motion planning problem,in which additional constraints are imposed on the problem. Further materialon manyoftheseproblemscanbefoundinChapter48. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1050
Chapter 47: Algorithmic motion planning 1051 OPTIMAL MOTION PLANNING The preceding section described techniques for determining the existenceofa collision-free motion between two given placements of some moving system.It paid no attention to the optimality of the motion, which is an important consider- ation in practice. There are several problems involved in optimal motion planning. First, optimality is a notion that can be defined in many ways, each of which leads to different algorithmic considerations. Second, optimal motion planning is usually much harder than motion planning per se. SHORTEST PATHS The simplest case is when the moving system B is a single point. In this case the cost of the motion is simply the length of the path traversed by the point (normally, we use the Euclidean distance, but other metrics have been considered as well). We thus face the problem of computing shortest paths amidst obstacles in a 2D or 3D environment. The planar case. Let V be a closed planar polygonal environment bounded by n edges, and let s (the “source”) be a point in V . For any other point t ∈ V ,let π (s, t) denote the (Euclidean) shortest path from s to t within V . Finding π(s, t) for any t is facilitated by construction of the shortest path map SPM(s, V )from sinV,adecompositionofVintoregionsdetailedinChapter27.Arecentresult [HS99] computes SPM(s, V ) in optimal O(n log n) time. The same problem may be considered in other metrics. For example, it is easier to give an O(n log n) algorithm for the shortest path problem under the L1 or L∞ metric.SeeSection27.3 . The three-dimensional case. Let V be a closed polyhedral environment bounded by a total of n faces, edges, and vertices. Again, given two points s, t ∈ V , we wish to compute the shortest path π(s, t) within V from s to t. Here π(s, t) is a polygonal path, bending at edges (sometimes also at vertices) of V . To compute π(s, t), we need to solve two subproblems: to find the sequence of edges (and vertices) of V visited by π(s, t) (the shortest-path sequence from s to t), and to compute the actual points of contact of π(s, t) with these edges. These points obey the rule that the incoming angle of π(s, t) with an edge is equal to the outgoing angle. Hence, given the shortest-path sequence of length m, we need to solve a system of m quartic equations in m variables in order to find the contact points. This can be solved either approximately, using an iterative scheme, or exactly, using techniques of computational real algebraic geometry; the latter method requires exponential time. Even the first, more “combinatorial,” problem of computing the shortest- path sequence is NP-hard [CR87], so the general shortest-path problem is certainly much harder in three dimensions. Many special cases of this problem, with more efficient solutions, have been studied, of which we mention the problem of computing shortest paths on a con- vex polytope (see [MMP87] for an exact O(n2 log n) algorithm, which has been subsequently improved to O(n2 ) [CH96], and [AHSV97] for an approximate linear- time solution), and on a polyhedral terrain [MMP87, VA01, LMS97]. See also Section27.5. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1051
1052 M. Sharir VARIOUS OPTIMAL MOTION PLANNING PROBLEMS Suppose next that the moving system B is a rigid body free only to translate in two or three dimensions. Then the notion of optimality is still well defined—it is the total distance traversed by (any reference point attached to) B. One can then apply the same techniques as above, after replacing the obstacles by their expanded versions. For example, if B is a convex polygon in the plane, and the obstacles are m pairwise openly-disjoint convex polygons A1,...,Am , then we form the Minkowski sums Ki = Ai ⊕ (−B), for i =1,...,m, and compute a shortest path in the complement of their union. Since the Ki ’s may overlap, we first need to compute their union, as above. A similar approach can be used in planning shortest motion of a polyhedron translating amidst polyhedra in 3-space, etc. If B admits more complex motions, then the notion of optimality begins to be fuzzy. For example, consider the case of a line segment (“rod”) translating and rotating in a planar polygonal environment. One could measure the cost of a motion by the total distance traveled by a designated endpoint (or the centerpoint) of B, or by a weighted average between such a distance and the total turning angle of B, etc. A version of this problem has recently been shown to be NP-hard [AKY96]. SeeSection27.3 . The notion of optimality gets even more complicated when one introduces kine- matic constraints on the motion of B. It is then often challenging even without obstacles;seeSection48.5.4 . PRACTICAL APPROACHES TO MOTION PLANNING When the number of degrees of freedom is even moderately large, exact and com- plete solutions of the motion planning problem are very inefficient in practice, so one seeks heuristic or other incomplete but practical solutions. Several such techniques have been developed. Potential field. The first heuristic regards the robot as moving in a potential field induced by the obstacles and by the target placement, where the obstacles act as repulsive barriers, and the target as a strongly attracting source. By letting the robot follow the gradient of such a potential field, we obtain a motion that avoids the obstacles and that can be expected to reach the goal. An attractive feature of this technique is that planning and executing the desired motion are doneina single stage. Another important feature is the generality of the approach;itcan easily be applied to systems with many degrees of freedom. This technique, however, may lead to a motion where the robot gets stuck at a local minimum of the potential field, leaving no guarantee that the goal will be reached. To overcome this problem, several solutions have been proposed. One is to try to escape from such a “potential well” by making a few small random moves, in the hope that one of them will put the robot in a position from which the field leads it away from this well. Another approach is to use the p otential field only for subproblems where the initial and final placements are close to each other, so the chance to get stuck at a local minimum is small. Probabilistic roadmaps. In the past decade, this method has picked up mo- mentum, and has become the method of choice in many practical motion planning systems [BKL+97, KSLO96]. The general approach is to generate many random © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1052
Chapter 47: Algorithmic motion planning 1053 free placements throughout the workspace, and to apply any “local” simple-minded planner to plan a motion between pairs of these placements; one may use for this purpose the potential field approach, or simply attempt to connect the two place- ments by a straight segment in configuration space. If the configuration space is sufficiently densely sampled, enough local free paths will be generated, and they will form a roadmap, in the sense of Section 47.1 .1, which can then be used to per- form motion planning between any pair of input placements. This technique has been applied to the difficult problem of protein folding with some success [SA01]. A significant problem that arises is how to sample well the free configuration space; informally, the goal is to detect all “tight” passages within F , which will be missed unless some placements are generated near them. See [ABD+98, BKL+97, HLM99, KSLO96, KL01] and Section 48.4 for more details concerning this tech- nique, its extensions and variants. Fat obstacles. Another technique exploits the fact that, in typical layouts, the obstacles can be expected to be “fat” (this has several definitions; intuitively, they do not have long and skinny parts). Also, the obstacles tend not to be too clustered, in the sense that each placement of the robot can interact with only a constant number of obstacles. These facts tend to make the problem easier to solve in such so-called realistic input scenes. See [vdS+93] for the case of fat obstacles, [vdS+98] for the case of environments with low obstacle density, and [BKO+02] for two other models of realistic input scenes. EXPLORATORY MOTION PLANNING If the environment in which the robot moves is not known to the system a priori, but the system is equipped with sensory devices, motion planning assumes a more “exploratory” character. If only tactile (or proximity) sensing is available, then a plausible strategy might be to move along a straight line (in physical or configu- ration space) directly to the target position, and when an obstacle is reached, to follow its boundary until the original straight line of motion is reached again. This technique has been developed and refined for arbitrary systems with two degrees of freedom (see, e.g ., [LS87]). It can be shown that this strategy provably reaches the goal, if at all possible, with a reasonable bound on the length of the motion. This technique has been implemented on several real and simulated systems,and has applications to maze-searching problems. One attempt to extend this technique to a system with three degrees of freedom is given in [CY91]. This technique computes within F a certain one-dimensional skeleton (roadmap) R which captures the connectivity of F . The twist here is that F is not known in advance, so the construction of R has to be done in an incre- mental, exploratory manner. This exploration can be implemented in a controlled manner that does not require too many “probing” steps, and which enables the system to recognize when the construction of R has been completed (if the goal has not been reached beforehand). If vision is also available, then other possibilities need to be considered, e.g ., the system can obtain partial information about its environment by viewingitfrom the present placement, and then “explore” it to gain progressively more information until the desired motion can be fully planned. Results that involve such model- building tasks can be found in [GMR97, ZF96] and Section 48.7 . © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1053
1054 M. Sharir TIME-VARYING ENVIRONMENTS Interesting generalizations of the motion planning problem arise when some of the obstacles in the robot’s environment are assumed to be moving along known tra jec- tories. In this case the robot’s goal will be to “dodge” the moving obstacles while moving to its target placement. In this “dynamic” motion planning problem,itis reasonable to assume some limit on the robot’s velocity and/or acceleration. Two studies of this problem are [SM88, RS94]. They show that the problem of avoiding moving obstacles is substantially harder than the corresponding static problem. By using time-related configuration changes to encode Turing machine states, they show that the problem is PSPACE-hard even for systems with a small and fixed number of degrees of freedom. However, polynomial-time algorithms are available in a few particularly simple special cases. Another variant of this problem involves movable obstacles, which the robot B can, say, push aside to clear its passage. Again, it can be shown that the general problem of this kind is PSPACE-hard, some special instances are NP-hard, and polynomial-time algorithms are available in certain other special cases [Wil91, DZ99]. COMPLIANT MOTION PLANNING In realistic situations, the moving system has only approximate knowledgeofthe geometry of the obstacles and/or of its current position and velocity, and it has an inherent amount of error in controlling its motion. The objective is to devise a strategy that will guarantee that the system reaches its goal, where such a strat- egy usually proceeds through a sequence of free motions (until an obstacle is hit) intermixed with compliant motions (sliding along surfaces of contacted obstacles) until it can be ascertained that the goal has been reached. A standard approach to this problem is through the construction of pre-images (or back pro jections) [LPMT84]. Specific algorithms that solve various special cases oftheproblemcanbefoundin[Bri89,Don90,FHS96].SeeSection48.5.3 . NONHOLONOMIC MOTION PLANNING Another realistic constraint on the possible motions of a given system is kinematic (or kinodynamic). For example, the moving object B might be constrained not to exceed certain velocity or acceleration thresholds, or has only limited steering capability. Even without any obstacles, such problems are usually quite hard, and the presence of (stationary or moving) obstacles makes them extremely complicated to solve. These so-called nonholonomic motion planning problems are usually han- dled using tools from control theory. A relatively simple special case is that of a car-like robot in a planar workspace, with a bound on the radius of curvature of its motion. Issues like reachability between two given placements (eveninthe absence of obstacles) raise interesting geometric considerations, where one of the goals is to identify canonical motions that always suffice to get to any reachable placement. See [Lat91, LC92, Lau98] for several books that cover this topic, and Section 48.5 .2 . Kinodynamic motion planning is treated in [CDRX88, CRR91], and bounded-curvature motion planning is treated in [AW01, RW98]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1054
Chapter 47: Algorithmic motion planning 1055 GENERAL TASK AND ASSEMBLY PLANNING In task planning problems, the system is given a complex task to perform, such as assembling a part from several components or restructuring its workcell into a new layout, but the precise sequence of substeps needed to attain the final goal is not specified and must be inferred by the system. Suppose we want to manufacture a product consisting of several parts. Let S be the set of parts in their final assembled form. The first question is whether the product can be disassembled by translating in some fixed direction one part after the other, so that no collision occurs. An order of the parts that satisfies this property is called a depth order . It need not always exist, but when it does, the product can be assembled by translating the constituent parts one after another, in the reverse of the depth order, to their target positions. Products that can be assembled in this manner are called s t a c k produ c t s [WL94]. The simplicity of the assembly process makes stack products attractive to manufacture. Computing a depth order in a given direction (or deciding that no such order exists) can be done in O(m4/3+ ) time, for any >0, for a set of polygons in 3-space with m vertices in total [dBOS94]. Faster algorithms are known for the special cases of axis-parallel polygons, c-oriented polygons, and “fat” objects. Many products, however, are not stack products, that is, a single directionin which the parts must be moved is not sufficient to assemble the product. One solution is to search for an assembly sequence that allows a subcollection of parts to be moved as a rigid body in some direction. This can be accomplished in polynomial time, though the running time is rather high in the worst case: itmay require Ω(m4 ) time for a collection of m tetrahedra in 3-space [WL94]. A more modest, but considerably more efficient, solution allows each disassembly step to proceed in one of a few given directions [ABHS96]. It has running time O(m4/3+ ), for any >0. A general approach to assembly planning, based on the concept of a nondirec- tional blocking graph [WL94], is proposed in [HLW00]. It is called the motion space approach, where the motion space plays a role parallel to configuration space in mo- tion planning. Every point in the motion space represents a possible (dis)assembly sequence motion, all having the same number of degrees of freedom. The motion space is decomposed into an arrangement of cells where in each cell the blocking relations among the parts are invariant, namely, for a every pair of parts P, Q, P will either hit Q for all the possible motions of a cell, or avoid it. It thus suffices to check one specific motion sequence from each cell, leading to a finite complete solution. specific motion See Section 48.3 and [dML91] for further details on assembly sequencing, and Chapter 55 for related problems. ON-LINE MOTION PLANNING Consider the problem of a point robot moving through a planar environment filled with polygonal obstacles, where the robot has no a priori information aboutthe obstacles that lie ahead. One models this situation by assuming that the robot knows the location of the target position and of its own absolute position, but that it only acquires knowledge about the obstacles as it contacts them. The goalisto © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1055
1056 M. Sharir minimize the distance that the robot travels. See also the discussion on exploratory motion planning above. Because the robot must make decisions without knowing what lies ahead, it is natural to use the competitive ratio to evaluate the performance of a strategy. In particular, one would like to minimize the ratio between the distance traveled by the robot and the length of the shortest start-to-target path in that scene. The competitive ratio is the worst-case ratio achieved over all scenes having a given source-target distance. A special case of interest is when all obstacles are axis- parallel rectangles of width at least 1 located in the infinite Euclidean plane. Nat- ural greedy strategies yield a competitive ratio of Θ(n), where n is the Euclidean source-target distance. More sophisticated algorithms obtain competitive ratios of Θ( √n) [BRS97]. Randomized algorithms can do much better [BBF+96]. Through the use of randomization, one can translate the case of arbitrary convex obstacles [BRS97] to rectilinearly-aligned rectangles, at the cost of some increase in the com- petitive ratio. If the scene is not on an infinite plane but rather within some finite rectangular “warehouse,” and the start location is one of the warehouse corners, then the competitive ratio drops to log n [BBFY94]. COLLISION DETECTION Although not a motion planning problem per se, collision detection is a closely re- lated problem in robotics [LG98]. It arises, for example, when one tries to use some heuristic approach to motion planning, where the planned path is not guaranteed apriori to be collision-free. In such cases, one wishes to test whether collisions occur during the proposed motion. Several methods have been developed, including: (a) Keeping track of the closest pair of features between two objects, at least one of which is moving, and updating the closest pair, either at discrete time steps, or usingkineticdatastructures(Chapter50).(b)Usingahierarchicalrepresentation of more complex moving systems, by means of bounding boxes or spheres, and testing for collision recursively through the hierarchical representation (see, e.g ., [LGLM00] and references therein). See Chapter 35 for more details. IMPLEMENTATION OF COMPLETE SOLUTIONS Previously, complete solutions have barely been implemented, mainly due to lack of the nontrivial infrastructure that is needed for such tasks. With the recent advancement in the laying out of such infrastructure, and in particular with tools now available in the software libraries LEDA [MN99] and CGAL [CGAL] (cf. Chap- ter 65), implementing complete solutions to motion planing has become feasible. A summary of progress and prospects in this domain can be found in [Hal02]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1056
Chapter 47: Algorithmic motion planning 1057 47.4 DAVENPORT-SCHINZEL SEQUENCES Davenport-Schinzel sequences are interesting and powerful combinatorial structures that arise in the analysis and calculation of the lower or upper envelope of collections of functions, and therefore have applications in many geometric problems, including numerous motion planning problems, which can be reduced to the calculationof such an envelope. A recent comprehensive survey of Davenport-Schinzel sequences and their geometric applications can be found in [SA95]. An (n, s) Davenport-Schinzel sequence, where n and s are positive integers, is a sequence U =(u1 ,...,um ) composed of n symbols with the properties: (i) No two adjacent elements of U are equal: ui = ui+1 for i =1,...,m − 1 . (ii) U does not contain as a subsequence any alternation of length s + 2 between two distinct symbols: there do not exist s + 2 indices i1 <i2 < ··· <is+2 so thatui1=ui3=ui5= ···= a andui2=ui4=ui6=···=b,fortwodistinct symbols a and b. Thus, for example, an (n, 3) sequence is not allowed to contain any subsequence of the form (a ···b ·· ·a ·· ·b · ··a). Let λs(n) denote the maximum possible length of an (n, s) Davenport-Schinzel sequence. The importance of Davenport-Schinzel sequences lies in their relationship to the combinatorial structure of the lower (or upper) envelope of a collection of functions (Section 24.2). Specifically, for any collection of n real-valued continuous functions f1,...,fn defined on the real line, having the property that each pair of them intersect in at most s points, one can show that the sequence of function indices i in the order in which these functions attain their lower envelope (i.e., their pointwise minimum f = mini fi)fromlefttorightisan(n, s) Davenport-Schinzel sequence. Conversely, any (n, s) Davenport-Schinzel sequence can be realized in this way for an appropriate collection of n continuous univariate functions, each pair of which intersect in at most s points. The crucial and surprising property of Davenport-Schinzel sequences is that, for a fixed s, the maximal length λs(n) is nearly linear in n, although for s ≥ 3it is slightly super-linear. Specifically, one has λ1(n)=n λ2(n)=2 n−1 λ3(n)=Θ(nα(n)) λ4(n)=Θ(n · 2 α(n)) λ2s(n) ≤ n·2 α(n) s−1 +C2s (n) λ2s+1(n) ≤ n·2 α(n) s−1 log α(n)+C2s+1 (n) λ2s(n)=Ω(n · 2 1 (s−1)! α(n) s−1 +C2s(n)) , where α(n) is the inverse of Ackermann’s function, and where Cr(n), Cr(n)are asymptotically smaller than the leading terms in the respective exponents. Acker- mann’s function A(n) grows extremely quickly, with A(4) an exponential “tower” of 65636 2’s. Thus α(n) ≤ 4 for all practical values of n. See [SA95]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1057
1058 M. Sharir If one considers the lower envelope of n continuous, but only partially defined, functions, then the complexity of the envelope is at most λs+2 (n), where s is the maximum number of intersections between any pair of functions [SA95]. Thusfor a collection of n line segments (for which s = 1), the lower envelope consists of at most O(nα(n)) subsegments. A surprising result is that this bound is tight in the worst case: there are collections of n segments, for arbitrarily large n, whose lower envelope does consist of Ω(nα(n)) subsegments. This is perhaps the most natural example of a combinatorial structure defined in terms of n simple objects, whose complexity involves the inverse Ackermann’s function; see [SA95, WS88]. Algorithms. The lower envelope of n given total or partial continuous functions, each pair of which intersect in at most s points, can be computed by a simple divide-and-conquer technique that runs (in an appropriate model of computation) in time O(λs(n) log n)orO(λs+2(n) log n) (depending on whether the functions are totally or partially defined). A refined technique (see [Her89]) reduces the time for partially-defined functions to O(λs+1(n) log n). Thus, in the case of segments, the algorithm computes their lower envelope in optimal O(n log n) time. More complex combinatorial and algorithmic applications of Davenport-Schinzel sequences (such as the complexity and construction of a single face in a planar arrangement)are mentioned throughout this chapter. Extensions to higher-dimensional instances, which arise naturally in many motion planning problems, are described in the book [SA95] and in the survey articles [AS00b, AS00c]. 47.5 SOURCES AND RELATED MATERIAL SURVEYS The results not given an explicit reference above, and additional material on motion planning and related problems may be traced in these surveys: [Lat91]: A book devoted to robot motion planning. [HSS87]: A collection of early papers on motion planning. [SA95]: A book on Davenport-Schinzel sequences and their geometric applications; contains a section on motion planning. [HS95b]: A recent review on arrangements and their applications to motion plan- ning. [SS88, SS90, Sha89, Sha95, AY90]: Several survey papers on algorithmic motion planning. [AS00b, AS00c]: Recent surveys on Davenport-Schinzel sequences and on higher- dimensional arrangements. RELATED CHAPTERS Chapter 23: Voronoi diagrams and Delaunay triangulations © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1058
Chapter 47: Algorithmic motion planning 1059 Chapter 24: Arrangements Chapter 27: Shortest paths and networks Chapter 33: Computational real algebraic geometry Chapter 35: Collision detection Chapter 48: Robotics Chapter 50: Algorithms for tracking moving objects REFERENCES [AAS98] P.K . Agarwal, N. Amenta, and M. Sharir. Largest placement of one convexp olygon inside another. Discrete Comput. Geom., 19:95–104, 1998. [AAS99] P.K . Agarwal, B. Aronov, and M. Sharir. Motion planning for a convexpolygon in a polygonal environment. Discrete Comput. Geom., 22:201–221, 1999, [ABHS96] P.K . Agarwal, M. de Berg, D. Halperin, and M. Sharir. Efficient generation of k - directional assembly sequences. In Proc. 7th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 122–131, 1996. [AFH02] P.K . Agarwal, E. Flato, and D. Halperin. Polygon decomposition for efficient construc- tion of Minkowski sums. Comput. Geom. Theory Appl., 21:39–61, 2002. [AHSV97] P.K . Agarwal, S. Har-Peled, M. Sharir, and K.R. Varadara jan. Approximate shortest paths on a convexp olytope in three dimensions. J. Assoc. Comput. Mach., 44:567–584, 1997. [AS00a] P.K . Agarwal and M. Sharir. Pipes, cigars, and kreplach: The union of Minkowski sums in three dimensions. Discrete Comput. Geom., 24:645–685, 2000. [AS00b] P.K . Agarwal and M. Sharir. Davenport-Schinzel sequences and their geometric appli- cations. In Handbook of Computational Geometry, J.R. Sack and J. Urrutia, editors, pages 1–47, Elsevier North-Holland, Amsterdam, 2000. [AS00c] P.K . Agarwal and M. Sharir. Arrangements of surfaces in higher dimensions. in Hand- book of Computational Geometry, J.R. Sack and J. Urrutia, editors, pages 49–119, Elsevier North-Holland, Amsterdam, 2000. [AW01] P.K . Agarwal and H. Wang. Approximation algorithms for shortest paths with bounded curvature. SIAM J. Comput., 30:1739–1772, 2001. [AFK+ 92] H. Alt, R. Fleischer, M. Kaufmann, K. Mehlhorn, S. N ̈aher, S. Schirra, and C. Uhrig. Approximate motion planning and the complexity of the boundary of the unionof simple geometric figures. Algorithmica , 8:391–406, 1992. [AY90] H. Alt and C.K . Yap. Algorithmic asp ects of motion planning: A tutorial, Parts 1 and 2. Algorithms Rev., 1:43–60, 61–77, 1990. [ABD+98] N.M. Amato, B. Bayazit, L. Dale, C. Jones, and D. Vallejo. OBPRM: An obstacle- based PRM for 3D workspaces. In Robotics: The Algorithmic Perspective (WAFR ’98), P.K . Agarwal, L.E. Kavraki, and M. Mason, editors, pages 155–168, A.K . Peters, Wellesley, 1998. [ABS+99] B. Aronov, M. de Berg, A.F. van der Stappen, P. ˇ Svestka, and J. Vleugels. Motion planning for multiple rob ots. Discrete Comput. Geom., 22:505–525, 1999. [AS94] B. Aronov and M. Sharir. Castles in the air revisited. Discrete Comput. Geom., 12:119– 150, 1994. [AS97] B. Aronov and M. Sharir. On translational motion planning of a convexp olyhedron in 3-space. SIAM J. Comput., 26:1785–1803, 1997. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1059
1060 M. Sharir [AST97] B. Aronov, M. Sharir, and B. Tagansky. The union of convexpolyhedra in three di- mensions. SIAM J. Comput., 26:1670–1688, 1997. [AKY96] Te. Asano, D.G. Kirkpatrick, and C.K . Yap. d1 -optimal motion for a rod. In Proc. 12th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 252–263, 1996. [ABF89] F. Avnaim, J.- D . Boissonnat, and B. Faverjon. A practical exact motion planning algorithm for p olygonal objects amidst p olygonal obstacles. Lecture Notes Comput. Sci., volume 391:67–86, Springer-Verlag, Berlin, 1989. [BBFY94] E. Bar-Eli, P. Berman, A. Fiat, and P. Yan. On-line navigation in a room. J . Algo- rithms, 17:319–341, 1994. [BKL+97] J. Barraquand, L.E. Kavraki, J. - C. Latombe, T.- Y . Li, R. Motwani, and P. Raghavan. A random sampling framework for path planning in large-dimensional configuration spaces. Internat. J. Robot. Res., 16:759–774, 1997. [Bas03] S. Basu. On the combinatorial and top ological complexity of a single cell. Discrete Comput. Geom., 29:41–59, 2003. [BPR00] S. Basu, R. Pollack, and M. - F. Roy. Computing roadmaps of semi-algebraic sets on a va r i e ty. J. Amer. Math. Soc., 13:55–82, 2000. [BBF+96] P. Berman, A. Blum, A. Fiat, H. Karloff, A. Rosen, and M. Saks. Randomized rob ot navigation algorithms. In Proc. 7th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 75–84, 1996. [Ber00] R. - P. Berretty. Geometric Design of Part Feeders. Ph.D. thesis, Utrecht Univ., Utrecht, The Netherlands, 2000. [BRS97] A. Blum, P. Raghavan, and B. Schieber. Navigating in unfamiliar geometric terrain. SIAM J. Comput., 26:110–137, 1997. [Bri89] A.J. Briggs. An efficient algorithm for one-step planar compliant motion planning with uncertainty. In Proc. 5th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 187–196, 1989. [CGAL]CGAL,TheComputationalGeometryAlgorithmsLibrary. http://www.cgal.org. [Can87] J.F . Canny. The Complexity of Robot Motion Planning. MIT Press, Cambridge, 1987. See also: Computing roadmaps in general semi-algebraic sets. Comput. J., 36:504–514, 1993. [CDRX88] J.F. Canny, B.R. Donald, J.H . Reif, and P. Xavier. On the complexity of kinodynamic planning. In Proc. 29th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 306–316, 1988. [CRR91] J.F . Canny, A. Rege, and J.H . Reif. An exact algorithm for kinodynamic planning in the plane. Discrete Comput. Geom., 6:461–484, 1991. [CR87] J.F . Canny and J.H . Reif. New lower b ound techniques for robot motion planning problems. In Proc. 28th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 49–60, 1987. [CEG+93] B. Chazelle, H. Edelsbrunner, L.J. Guibas, M. Sharir, and J. Snoeyink. Computing afaceinanarrangementoflinesegmentsandrelatedproblems.SIAM J. Comput., 22:1286–1302, 1993. [CH96] J. Chen and Y. Han. Shortest paths on a p olyhedron. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 6:127–144, 1996. [CK93] L.P. Chew and K. Kedem. A convexpolygon among polygonal obstacles: placement and high-clearance motion. Comput. Geom. Theory Appl., 3:59–89, 1993. [CKS+98] L.P. Chew, K. Kedem, M. Sharir, B. Tagansky, and E. Welzl. Voronoi diagrams of lines in three dimensions under polyhedral convexdistance functions. J. Algorithms, 29:238–255, 1998. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1060
Chapter 47: Algorithmic motion planning 1061 [Col75] G.E. Collins. Quantifier elimination for real closed fields by cylindrical algebraic decom- position. In Proc. 2nd GI Conf. Automata Theory Formal Languages, Lecture Notes Comput. Sci., volume 33, pages 134–183, Springer-Verlag, Berlin, 1975. [CY91] J. Coxand C.K. Yap. On-line motion planning: Case of a planar ro d. Ann. Math. Artif. Intel l., 3:1–20, 1991. [dBDS95] M. de Berg, K. Dobrindt, and O. Schwarzkopf. On lazy randomized incremental con- struction. Discrete Comput. Geom., 14:261–286, 1995. [BKO+ 02] M. de Berg, M.J . Katz, M.H . Overmars, A.F. van der Stapp en, and J. Vleugels. Models and motion planning. Comput. Geom. Theory Appl., 23:53–68, 2002. [dBOS94] M. de Berg, M.H . Overmars, and O. Schwarzkopf. Computing and verifying depth orders. SIAM J. Comput., 23:437–446, 1994. [dML91] L.S. Homem de Mello and S. Lee, editors. Computer-Aided Mechanical Assembly Plan- ning. Kluwer Academic Publishers, Boston, 1991. [Don90] B.R. Donald. The complexity of planar compliant motion planning under uncertainty. Algorithmi ca, 5:353–382, 1990. [DZ99] D. Dor and U. Zwick. SOKOBAN and other motion planning problems. Comput. Geom. Theory Appl., 13:215–228, 1999. [FHS96] J. Friedman, J. Hershb erger, and J. Sno eyink. Efficiently planning compliant motion in the plane. SIAM J. Comput., 25:562–599, 1996. [GMR97] L.J. Guibas, R. Motwani, and P. Raghavan. The rob ot localization problem. SIAM J. Comput., 26:1120–1138, 1997. [GSS89] L.J . Guibas, M. Sharir, and S. Sifrony. On the general motion planning problem with two degrees of freedom. Discrete Comput. Geom., 4:491–521, 1989. [Hal02] D. Halperin. Robust geometric computing in motion. Internat. J . Robot. Res., 21:219– 232, 2002. [HLW00] D. Halperin, J.- C . Latombe, and R.H . Wilson. A general framework f or assembly plan- ning: The motion space approach. Algorithmi ca, 26:577–601, 2000. [HOS92] D. Halperin, M.H . Overmars, and M. Sharir. Efficient motion planning for an L–shaped ob ject in the plane. SIAM J. Comput. 21:1–23, 1992. [HS95a] D. Halperin and M. Sharir. Almost tight upper bounds for the single cell and zone problems in three dimensions. Discrete Comput. Geom., 14:385–410, 1995. [HS95b] D. Halperin and M. Sharir. Arrangements and their applications in rob otics: Recent developments. In The Algorithmic Foundations of Robotics, K. Goldberg, D. Halperin, J. -C . Latombe, and R. Wilson, editors, pages 495–511. A .K . Peters, Boston, 1995. [HS96] D. Halperin and M. Sharir. A near-quadratic algorithm for planning the motion of a polygon in a polygonal environment. Discrete Comput. Geom., 16:121–134, 1996. [HY98] D. Halperin and C.K . Yap. Combinatorial complexity of translating a boxin polyhedral 3-space. Comput. Geom. Theory Appl., 9:181–196, 1998. [HCA+95] S. Har-Peled, T.M . Chan, B. Aronov, D. Halperin, and J. Snoeyink. The complexity of a single face of a Minkowski sum. In Proc. 7th Canad. Conf. Comput. Geom.,Qú eb ec City, pages 91–96, 1995. [Her89] J. Hershb erger. Finding the upp er envelope of n line segments in O(n log n)time. Inform. Process. Lett., 33:169–174, 1989. [HS99] J. Hershb erger and S. Suri. An optimal algorithm for Euclidean shortest paths in the plane. SIAM J. Comput., 28:2215–2256, 1999. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1061
1062 M. Sharir [HJW84] J.E . Hopcroft, D.A . Joseph, and S.H. Whitesides. Movement problems for 2- dimensional linkages. SIAM J. Comput., 13:610–629, 1984. [HJW85] J.E . Hopcroft, D.A . Joseph, and S.H . Whitesides. On the movement of rob ot arms in 2-dimensional b ounded regions. SIAM J. Comput. 14:315–333, 1985. [HSS84] J.E. Hop croft, J.T. Schwartz, and M. Sharir. On the complexity of motion planning for multiple independent objects: P-space hardness of the “Warehouseman’s Problem.” Internat. J . Robot. Res., 3:76–88, 1984. [HSS87] J.E. Hopcroft, J.T . Schwartz, and M. Sharir, editors. Planning, Geometry, and Com- plexity of Robot Motion. Ablex, Norwood, 1987. [HLM99] D. Hsu, J.- C . Latombe, and R. Motwani. Path planning in expansive configuration spaces. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 9:495–512, 1999. [KSLO96] L.E. Kavraki, P. ˇ Svestka, J. - C. Latomb e, and M.H . Overmars. Probabilistic roadmaps for fast path planning in high dimensional configuration spaces. IEEE Trans. Robot. Aut o m. , 12:566–580, 1996. [KO88] Y. Ke and J. O’Rourke. Lower bounds on moving a ladder in two and three dimensions. Discrete Comput. Geom., 3:197–217, 1988. [KLPS86] K. Kedem, R. Livne, J. Pach, and M. Sharir. On the union of Jordan regions and collision-free translational motion amidst polygonal obstacles. Discrete Comput. Geom., 1:59–71, 1986. [KS90] K. Kedem and M. Sharir. An efficient motion planning algorithm for a convexrigid polygonal object in 2-dimensional polygonal space. Discrete Comput. Geom., 5:43–75, 1990. [KST97] K. Kedem, M. Sharir, and S. Toledo. On critical orientations in the Kedem-Sharir motion planning algorithm. Discrete Comput. Geom., 17:227–239, 1997. [Kol] V. Koltun. Personal communication. [KS02a] V. Koltun and M. Sharir. Three-dimensional Euclidean Voronoi diagrams of lines with a fixed number of orientations. In Proc. 18th ACM Annu. Sympos. Comput. Geom., pages 217–226, 2002. [KS02b] V. Koltun and M. Sharir. Polyhedral Voronoi diagrams of polyhedral sites in three dimensions. In Proc. 18th ACM Annu. Sympos. Comput. Geom., pages 227–236, 2002. [KL01] J.J . Kuffner and S.M. LaValle. Rapidly exploring random trees: Progress and prospects. In Algorithmic and Computational Robotics: New Dimensions (WAFR ’00), B.R. Donald, K.M. Lynch, and D. Rus, editors, pages 293–308, A.K . Peters, Wellesley, 2001. [LMS97] M. Lanthier, A. Maheshwari, and J. - R. Sack. Approximating weighted shortest paths on polyhedral surfaces. In Proc. 13th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 274–283, 1997. [LGLM00] E. Larsen, S. Gottschalk, M.C . Lin, and D. Manocha. Fast distance queries using rectangular swept sphere volume. In Proc. IEEE Internat. Conf. Robotics Autom., 2000. [Lat91] J. -C . Latombe. Robot Motion Planning. Kluwer Academic, Boston, 1991. [Lau98] J. -P. Laumond, editor. Robot Motion Planning and Control. Lectures Notes Control Inform. Sci., volume 229, Springer-Verlag, Berlin, 1998. [LS87a] D. Leven and M. Sharir. Planning a purely translational motion for a convexobject in two-dimensional space using generalized Voronoi diagrams. Discrete Comput. Geom., 2:9–31, 1987. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1062
Chapter 47: Algorithmic motion planning 1063 [LS87b] D. Leven and M. Sharir. An efficient and simple motion planning algorithm for a ladder moving in 2-dimensional space amidst p olygonal barriers. J. Algorithms, 8:192–215, 1987. [LC92] Z. Li and J.F. Canny, editors. Nonholonomic Motion Planning. Kluwer Academic, Norwell, 1992. [LG98] M.C . Lin and S. Gottschalk. Collision detection b etween geometric models: A survey. In Proc. IMA Conf. Math. Surfaces, 1998. [LPMT84] T. Lozano-Ṕerez, M.T . Mason, and R.H . Taylor. Automatic synthesis of fine-motion strategies for rob ots. Internat. J. Robot. Res., 3:3–24, 1984. [LS87] V.J. Lumelsky and A.A . Stepanov. Path-planning strategies for a p oint mobile automa- ton moving amidst unknown obstacles of arbitrary shape. Algorithmi ca , 2:403–430, 1987. [MMP+91] J. Matouˇsek, N. Miller, J. Pach, M. Sharir, S. Sifrony, and E. Welzl. Fat triangles determine linearly many holes. In Proc. 32nd Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 49–58, 1991. [MN99] K. Mehlhorn and S. N̈aher. The LEDA Platform of Combinatorial and Geometric Computing, Cambridge University Press, 1999. [MMP87] J.S .B. Mitchell, D.M. Mount, and C.H . Padadimitriou. The discrete geodesic problem. SIAM J. Comput., 16:647–668, 1987. [OSY87] C. ́ O’D ́unlaing, M. Sharir, and C.K . Yap. Generalized Voronoi diagrams for a ladder: II. Efficient construction of the diagram. Algorithmi ca, 2:27–59, 1987. [Rei87] J.H . Reif. Complexity of the generalized mover’s problem. In Planning, Geometry, and Complexity of Robot Motion, J.E . Hopcroft, J.T. Schwartz, and M. Sharir, editors, pages 267–281, Ablex, Norwood, 1987. [RS94] J.H . Reif and M. Sharir. Motion planning in the presence of moving obstacles. J. Assoc. Comput. Mach., 41:764–790, 1994. [RW98] J.H . Reif and H. Wang. The complexity of the two-dimensional curvature-constrained shortest-path problem. In Proc. 3rd Workshop the Algo. Found. Robotics, P.K . Agarwal, L.E. Kavraki, and M. Mason, editors, pages 49–58, A.K . Peters, Natick, 1998. [SS83] J.T . Schwartz and M. Sharir. On the piano movers’ problem: II. General techniques for computing topological prop erties of real algebraic manifolds. Adv. Appl. Math., 4:298–351, 1983. [SS88] J.T . Schwartz and M. Sharir. A survey of motion planning and related geometric al- gorithms. Artif. Intell., 37:157–169, 1988. Also in D. Kapur and J. Mundy, editors, Geometric Reasoning, pages 157–169. MIT Press, Cambridge, 1989. And in S.S . Iyen- gar and A. Elfes, editors, Autonomous Mobile Robots, volume I, pages 365–374. IEEE Computer Society Press, Los Alamitos, 1991. [SS90] J.T . Schwartz and M. Sharir. Algorithmic motion planning in robotics. In J. van Leeuwen, editor, Handbook of Theoret. Comput. Sci., Volume A: Algorithms and Com- plexity, pages 391–430. Elsevier, Amsterdam, 1990. [SS97] O. Schwarzkopf and M. Sharir. Vertical decomposition of a single cell in a 3-dimensional arrangement of surfaces. Discrete Comput. Geom., 18:269–288, 1997. [Sha89] M. Sharir. Algorithmic motion planning in robotics. Computer, 22:9–20, 1989. [Sha95] M. Sharir. Rob ot motion planning. Comm. Pure Appl. Math., 48:1173–1186, 1995. Also in E. Schonberg, editor, The Houses That Jack Built. Courant Institute, New York, 1995, 287–300 . © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1063
1064 M. Sharir [SA95] M. Sharir and P.K . Agarwal. Davenport-Schinzel Sequences and Their Geometric Ap- plications. Cambridge University Press, 1995. [SS91] M. Sharir and S. Sifrony. Co ordinated motion planning for two independent rob ots. Ann. Math. Artif. Intel l., 3:107–130, 1991. [ST94] M. Sharir and S. Toledo. Extremal polygon containment problems. Comput. Geom. Theory Appl., 4:99–118, 1994. [SS87] S. Sifrony and M. Sharir. A new efficient motion planning algorithm forarodintwo- dimensional polygonal space. Algorithmi ca , 2:367–402, 1987. [SA01] G. Song and N.M . Amato. Using motion planning to study protein folding pathways. In Internat. Conf. Research Comput. Molecular Biology, pages 287–296, 2001. [SM88] K. Sutner and W. Maass. Motion planning among time-dep endent obstacles. Act a Inform., 26:93–122, 1988. [vdS+93] A.F. van der Stappen, D. Halperin, and M.H. Overmars. The complexity of the free space for a rob ot moving amidst fat obstacles. Comput. Geom. Theory Appl., 3:353– 373, 1993. [vdS+98] A.F. van der Stappen, M.H . Overmars, M. de Berg, and J. Vleugels. Motion planning in environments with low obstacle density. Discrete Comput. Geom., 20:561–587, 1998. [VA01] K.R. Varadara jan and P.K . Agarwal. Approximate shortest paths on a nonconvex polyhedron. SIAM J. Comput., 30:1321–1340, 2001. [Veg90] G. Vegter. The visibility diagram: A data structure for visibility problems and motion planning. Proc. 2nd Scand. Workshop Algorithm Theory, Lecture Notes Comput. Sci., volume 447, pages 97–110, Springer-Verlag, Berlin, 1990. [WS88] A. Wiernik and M. Sharir. Planar realization of nonlinear Davenport–Schinzel se- quences by segments. Discrete Comput. Geom., 3:15–47, 1988. [Wil91] G. Wilfong. Motion planning in the presence of movable obstacles. Ann. Math. Artif. Intel l., 3:131–150, 1991. [WL94] R.H . Wilson and J. - C . Latombe. Geometric reasoning about mechanical assembly. Ar- tif. Intell., 71:371–396, 1994. [Yap87a] C.K. Yap. An O(n log n) algorithm for the Voronoi diagram of a set of simple curve segments. Discrete Comput. Geom., 2:365–393, 1987. [Yap87b] C.K . Yap. Algorithmic motion planning. in Advances in Robotics 1: Algorithmic and Geometric Aspects of Robotics (J.T . Schwartz and C.K . Yap, editors), Lawrence Erl- baum Associates, Hillsdale, 1987, 95–143. [ZF96] Z. Zhang and O. Faugeras. A 3D world mo del builder with a mobile robot. Internat. J. Robot. Re s. , 11:269–285, 1996. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1064
48 ROBOTICS Dan Halperin, Lydia E. Kavraki, and Jean-Claude Latombe INTRODUCTION Robotics is concerned with the generation of computer-controlled motionsofphys- ical objects in a wide variety of settings. Because physical objects define spatial distributions in 3-space, geometric representations and computations play an im- portant role in robotics. As a result the field is a significant source of practical problems for computational geometry. There are substantial differences, however, in the ways researchers in robotics and in computational geometry address related problems. Robotics researchers are primarily interested in developing methods that work well in practice and can be combined into integrated systems. They often pay less attention than researchers in computational geometry to the underlying combinatorialandcomplexityissues(thefocusofChapter47).Thisdifferencein approach will become clear in the present chapter. In Section 48.1 we survey basic definitions and problems in robot kinematics. Part manipulation is discussed in Section 48.2 with emphasis on part grasping, fix- turing, and feeding. In Section 48.3 we present algorithms for assembly sequencing. The basic path planning problem is the topic of Section 48.4 . Extensions of this problem, in particular nonholonomic motion planning, are discussed in Section 48.5 . We briefly survey additional topics in two sections that follow: data structures for representing moving objects in Section 48.6, and sensing and localization in Sec- tion 48.7 . GLOSSARY Workspace W: A subset of 2D or 3D physical space: W ⊂ Rk (k = 2 or 3). Body: Rigid physical object modeled as a compact manifold with boundary B ⊂ Rk (k = 2 or 3). B ’s boundary is assumed piecewise-smooth. We will use the terms “body,” “physical object,” and “part” interchangeably. Robot : A collection of bodies capable of generating their own motions. Configuration: Any mathematical specification of the position and orientation of every body composing a robot, relative to a fixed coordinate system. The configuration of a single body is also called a placement or a po s e . Configuration space C : Set of all configurations of a robot. For almost any robot, this set is a smooth manifold. We will always denote the configuration space of a robot by C and its dimension by m. Given a robot A, we will let A(q) denote the subset of the workspace occupied by A at configuration q. Number of degrees of freedom: The dimension m of C. In the following we will abbreviate “degree of freedom” by dof. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1065
1066 D. Halperin, L. Kavraki, and J.-C. Latombe 48.1 KINEMATICS Many robots consist of multiple bodies connected by joints, which may be either actuated or passive. The spatial relations among these bodies and the spaceof their feasible motions is an important area of study in robotics; cf. Section 59.4 .1. GLOSSARY Linkage: A collection of bodies, called links, in which some pairs of links are connected by joints. The graph whose nodes (resp. edges) represent links (resp. joints) is connected. Prismatic joint: A joint between two links that allows one link to translate along a line attached to the other. Revolute joint: A joint between two links that allows one link to rotate about a line attached to the other. J oi nt paramet e r : A real parameter associated with a prismatic or revolute joint whose value uniquely determines the relative position or orientation of the two links connected by that joint. Robot arm: Serial linkage such that the first link, called the ba s e ,isfixedin space. The last link is called the end-effector. There are other types of joints besides the prismatic and revolute joints considered in this chapter. Most of them can be reduced to independent prismatic and/or revolute joints. For example, a telescopic joint is equivalent to collinear pris- matic joints connecting links that penetrate one another. We also note that some industrial robot arms contain closed mechanical loops. For many computational purposes, however, they can be considered as serial linkages, as we assume here. NUMBER OF DEGREES OF FREEDOM OF A LINKAGE Let L be an arbitrary linkage with nlink links and njoint joints, with each joint either prismatic or revolute. The number of dofs of L, denoted by ndof , is the number of joints in L that can move independently with the others complying, and is given by the Gr ̈ubler formula [Rot94]: ndof ≥ n0(nlink − 1) − (n0 − 1)njoint , where n0 = 3 if the linkage is planar, and n0 = 6 if the linkage is in 3-space. In general, this formula holds with equality. The strict “greater-than” is needed only for mechanisms with special proportions or alignments. If L is a serial linkage, we have nlink = njoint +1. So ndof = njoint .IfL consists of a single closed loop, we have nlink = njoint .Sondof = njoint − n0 ;thus,one degree of freedom requires 4 joints in 2-space and 7 joints in 3-space. If L consists of multiple loops, the Gr̈ubler formula yields ndof = njoint − n0 , where is the number of independent loops. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1066
Chapter 48: Robotics 1067 FORWARD AND INVERSE KINEMATICS The number of dofs of a robot arm is equal to its number of joints. The deter- mination of the placement of the end-effector from the joint parameters is called the direct kinematics problem. In order for the last link’s placement to span a 6-space,thearmmusthaveatleast6joints.(SeeFigure59.4.1 .) The determination of the values of the arm’s joint parameters from the last link’s placement is called the inverse kinematics problem. For a 6-joint arm this problem has at most 16 distinct solutions (except for some singularities). In other words, at most 16 distinct legal placements of the arm’s links achievethe same specified placement of the end-effector. If the arm has two prismatic joints, then the maximum drops to 8. If it has three prismatic joints, it drops to 2. Any time three consecutive revolute joints have intersecting or parallel axes, the number is at most 8 (see [Rot94]). OPEN PROBLEM Given a workspace W , find the optimal design of a robot arm that can reach everywhere in W without collision. Several variants of this problem are solved in [Kol95]. However the 3D case is largely open. An extension of this problem also asks for a design of the layout of the workspace so that a certain task canbe completed efficiently. (Additional reachability problems for planar robotarmsand their solutions are presented in [O’R98, Section 8.6].) 48.2 PART MANIPULATION Part manipulation is one of the most frequently performed operations in industrial robotics: parts are grasped from conveyor belts, they are oriented prior to feeding assembly workcells, and they are immobilized for machining operations. GLOSSARY Wrench: A pair [f , p × f ], where p denotes a point in the boundary of a body B, represented by its coordinate vector in a frame attached to B , f designates a force applied to B at p,and× is the vector cross-product. If f is a unit vector, the wrench is said to be a unit wrench. Finger: A tool that can apply a wrench. Grasp: A set of unit wrenches wi =[fi , pi × f i], i =1,...,p, defined on a body B, each created by a finger in contact with the boundary, ∂B,ofB.Foreach wi , if the contact is frictionless, f i is normal to ∂B at pi ; otherwise, it can span the friction cone defined by the Coulomb law. Force-closure grasp: Agrasp{wi}i=1,...,p such that, for any arbitrary wrench w, there exists a set of real values {f1 ,...,fp} achieving Σp i=1fiwi = −w .In other words, a force-closure grasp can resist any external wrenches applied to B. If contacts are nonsticky, we require that fi ≥ 0 for all i =1,...,p, and the © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1067
1068 D. Halperin, L. Kavraki, and J.-C. Latombe grasp is called posi ti v e . In this section we only consider positive grasps. Form-closure grasp: A positive force-closure grasp in which all finger-body contacts are frictionless. 48.2.1 GRASPING Grasp analysis and synthesis has been an active research area over the last decade and has contributed to the development of robotic hands and grasping mechanisms. SIZE OF A FORM/FORCE CLOSURE GRASP The following results are shown in [MNP90, MSS87]: Bodies with rotational symmetry (e.g ., disks in 2-space, spheres and cylinders in 3-space) admit no form-closure grasps. All other bodies admit a form-closure grasp with at most four fingers in 2-space and twelve fingers in 3-space. All polyhedral bodies have a form-closure grasp with seven fingers. With frictional finger-body contacts, all bodies admit a force-closure grasp that consists of three fingers in 2-space and four fingers in 3-space. TESTING FOR FORM/FORCE CLOSURE A necessary and sufficient condition for force closure in 2-space (resp. 3 -space) is that the finger wrenches span three (resp. six) dimensions and that a strictly positive linear combination of them be zero. Said otherwise, the null wrench (the origin) should lie in the interior of the convex hull H of the finger wrenches [MSS87]. This condition provides an effective test for deciding in constant time whether a given grasp achieves force closure. A related quantitative measure of the quality of a grasp (one among several metrics proposed) is the radius of the maximum ball centered at the origin and contained in the convex hull H [KMY92]. SYNTHESIZING FORM/FORCE CLOSURE GRASPS Most research has concentrated on computing grasps with two to four nonsticky fingers. Optimization techniques and elementary Euclidean geometry are used in [MNP90] to derive an algorithm computing a single force-closure grasp ofa polygonal or polyhedral part. This algorithm is linear in the part complexity. Other linear-time techniques using results from combinatorial geometry (Steinitz’s theorem) are presented in [MSS87, Mis95]. Optimal force-closure grasps are syn- thesized in [FC92] by maximizing the set of external wrenches that can be balanced by the contact wrenches. Finding the maximal regions on a body where fingers can be positioned inde- pendently while achieving force closure makes it possible to accommodate errors in finger placement. Geometric algorithms for constructing such regions are pro- posed in [Ngu88] for grasping polygons with two fingers (with friction) and four fingers (without friction), and for grasping polyhedra with three fingers (with fric- tional contact capable of generating torques) and seven fingers (without friction). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1068
Chapter 48: Robotics 1069 Curved obstacles have also been studied [PSS+97]. The latter paper contains a good overview of work on the effect of curvature at contact points on grasp planning. DEXTROUS GRASPING Reorienting a part by moving fingers on the part’s surface is often considered to lie in the broader realm of grasping. Finger gait algorithms and nonholonomic rolling contacts (Section 48.5.2) for fingertips have been explored. 48.2.2 FIXTURING Most manufacturing operations require fixtures to hold parts. To avoid the custom design of fixtures for each part, modular reconfigurable fixtures are often used. A typical modular fixture consists of a workholding surface, usually a plane,thathas a lattice of holes where locators, clamps, and edge fixtures can be placed. Locators are simple round pins, while clamps apply pressure on the part. Contacts between fixture elements and parts are generally assumed to be fric- tionless. In modular fixturing, contact locations are restricted by the lattice of holes, and form closure cannot always be achieved. In particular, when three lo- cators and one clamp are used on a workholding plane, there exist polygons of arbitrary size for which no fixture design can be achieved [ZG95]. But if parts are restricted to be rectilinear, a fixture can always be found as long as all edges have length at least four lattice units [Mis91]. Algorithms for computing all placements of (frictionless) point fingers that put a polygonal part in form closure and all place- ments of point fingers that achieve “2nd-order immobility” [RB98] of a polygonal part are presented in [vSWO00]. When the fixturing kit consists of a latticed workholding plane, three locators, and one clamp, the algorithm in [BG96] finds all possible placements of a given part on the workholding surface where form closure can be achieved, along with the corresponding positions of the locators and the clamp. The algorithm in [ORSW95] computes the form-closure fixtures of input polygonal parts using a kit containing one edge fixture, one locator, and one clamp. An algorithm for fixturing an assembly of parts that are not rigidly fastened together is proposed in [Mat95]. A large number of fixturing contacts are first scattered at random on the external boundary of the assembly. Redundant contacts are then pruned until the stability of the assembly is no longer guaranteed. 48.2.3 PART FEEDING Part feeders account for a large fraction of the cost of a robotic assembly workcell. A typical feeder must bring parts at subsecond rates with high reliability. The problem of part-feeder design is formalized in [Nat89] in terms of a set of functions—called transfer functions —which map configurations to configurations. The goal is then to find a composition of these functions that maps each configuration to a unique final configuration (or a small set of final configurations). Given k transfer functions and n possible configurations, the shortest composition that will result in the smallest number of final configurations can be found in O(kn4 ) [Nat89]. If the transfer functions are all monotone, the complexity is reduced to O(kn2 ) [Epp90]. Part feeding often relies on nonprehensile manipulation . Nonprehensile © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1069
1070 D. Halperin, L. Kavraki, and J.-C. Latombe manipulation exploits task mechanics to achieve a goal state without grasping and frequently allows accomplishing complex feeding tasks with few dofs. It may also enable a robot to move parts that are too large or heavy to be grasped and lifted. Pushing is one form of nonprehensile manipulation. Work on pushing originated in [Mas82] where a simple rule is established to qualitatively determine the motion of a pushed object. This rule makes use of the position of the center of friction of the object on the supporting surface. Given a part we can compute its push transfer function. The push function, pα : S1 → S1, when given an orientation θ returns the orientation of the part pα(θ) after it has been pushed from direction α by a fence orthogonal to the push direction. With a sequence of different push operations it is possible to uniquely orient a part. The push function has been used in several nonprehensile manipulation algorithms: A planning algorithm for a robot that tilts a tray containing a planar part of known shape to orient it to a desired orientation [EM88]. This algorithm was extended to the polyhedral case in [EMV93]. An algorithm to compute the design of a sequence of curved fences along a conveyor belt to reorient a given polygonal part [WGPB96]. See also [BGO+98]. An algorithm that computes a sequence of motions of a single articulated fence on a conveyor belt that achieves a goal orientation of an object [AHLM00]. A frictionless parallel-jaw gripper was used in [Gol93] to orient polygonal parts. For any part P having an n-sided convex hull, there exists a sequence of 2n − 1 squeezes achieving a single orientation of P (up to symmetries of the convex hull). This sequence is computed in O(n2 ) time [CI95]. The result has been gener- alized to planar parts having a piecewise algebraic convex hull [RG95]. It was shown [vSGO00] that one could design plans whose length depends on a param- eter that describes the part’s shape (called geomet ri c ecce nt ri city in [vSGO00]) rather than on the description of the combinatorial complexity of the part.F o r the parallel-jaw gripper we can define the squeeze transfer function. In [MGEF02] another transfer function is defined: the ro l l function. With this function a part is rolled between the jaws by making one jaw slide in the tangential direction. Using a combination of squeeze and roll primitives a polygonal part can be oriented without changing the orientation of the gripper. Distributed manipulation systems provide another form of nonprehensile ma- nipulation. These systems induce motions on objects through the application of many external forces. The part-orienting algorithm for the parallel-jaw gripper has been adapted for arrays of microelectromechanical actuators which—due to their tiny size—can generate almost continuous fields [BDM99]. Algorithms that posi- tion and orient parts based on identifying a finite number (depending on the num- ber of vertices of the part) of distinct equilibrium configurations were also given in [BDM99]. Subsequent work showed that using a carefully selected actuators field, it is possible to position and orient parts in two stable equilibrium configura- tions [Kav97]. Finally, a long standing conjecture was proved, namely that there ex- ists a field that can uniquely position and orient parts in a single step [BDKL00]. In fact, two different such fields were fully analyzed in [LK01b, SK01]. On the macro- scopic scale it was shown that in-plane vibration can be used for closed-loop manip- ulation of objects using vision systems for feedback [RMC00], that arrays of con- trollable airjets can manipulate paper [YB00], and that foot-sized discrete actuator arrays can handle heavier objects under various manipulation strategies [LMC01]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1070
Chapter 48: Robotics 1071 OPEN PROBLEMS A major open practical problem is to predict feeder throughputs to evaluate al- ternative feeder designs, given the geometry of the parts to be manipulated. In relation to this problem, simulation algorithms have been proposed recently to predict the pose of a part dropped on a horizontal surface [MZG+96], and on arbitrary surfaces [ME02b]. In distributed manipulation, an open problemisto analyze the effect of discrete arrays of actuators on the positioning and orientation of parts [LMC01, LK01b]. 48.3 ASSEMBLY SEQUENCING Most mechanical products consist of multiple parts. The goal of assembly sequenc- ing is to compute both an order in which parts can be assembled and the corre- sponding required movements of the parts. GLOSSARY Assembly: Collection of bodies in some given relative placements. Subassembly: Subset of the bodies composing an assembly A in their relative positions and orientations in A. Separated subassemblies: Subassemblies that are arbitrarily far apart from one another. Hand: A tool that can hold an arbitrary number of bodies in fixed relative placements. Assembly operation: A motion that merges s pairwise-separated subassemblies (s ≥ 2) into a new subassembly; each subassembly moves as a single body. No overlapping between bodies is allowed during the operation. The parameter s is called the number of hands of the operation. We call the reverse of an assembly operation assembly partitioning. Assembly sequence: A total ordering on assembly operations that merge the separated parts composing an assembly into this assembly. The maximum, over all the operations in the sequence, of the number of hands required by an oper- ation is called the number of hands of the sequence. Monotone assembly sequence: A sequence in which no operation brings a body to an intermediate placement (relative to other bodies), before another operationtransfersittoitsfinalplacement.SeeFigure48.3.1 . NUMBER OF HANDS IN ASSEMBLY Every assembly of convex polygons in the plane has a two-handed assembly sequence of translations. In the worst case, s hands are necessary and sufficient for assemblies of s star-shaped polygons/polyhedra [Nat88]. There exists an assembly of six tetrahedra without a two-handed assembly sequence of translations, but with a three-handed sequence of translations. Every © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1071
1072 D. Halperin, L. Kavraki, and J.-C. Latombe FIGURE 48.3 .1 Both assemblies below admit two-handed sequences with translational motions only. While (a) accepts such a monotone sequence, (b) does not. To disassemble (b) the triangle must be translated to an intermediate position [HW95]. If general motions are accepted, there exists a monotone two- handed sequence for (b). A monotone three-handed sequence with translations only is also possible. (a) (b) assembly of five or fewer convex polyhedra admits a two-handed assembly sequence of translations. There exists an assembly of thirty convex polyhedra that cannot be assembled with two hands [SS94]. COMPLEXITY OF ASSEMBLY SEQUENCING When arbitrary sequences are allowed, assembly sequencing is PSPACE-hard. The problem remains PSPACE-hard even when the bodies are polygons, each with a constant number of vertices [Nat88]. When only two-handed monotone sequences are permitted, deciding if an as- sembly A can be partitioned into two subassemblies S and A\S such that they can be separated by an arbitrary motion is NP-complete [WKL+95]. The prob- lem remains NP-complete when both S and A\S are required to be connected and motions are restricted to translations [KK95]. MONOTONE TWO-HANDED ASSEMBLY SEQUENCING A popular approach to assembly sequencing is disassembly sequencing [HS91]. A sequence that separates an assembly into its individual components is first generated and next reversed. Most existing assembly sequencers can only generate two-handed monotone sequences. Such a sequence is computed by partitioning the assembly and, recursively, the resulting subassemblies into two separated subassemblies. The nondirectional blocking graph (NDBG) is proposed in [WL95] to rep- resent all the blocking relations in an assembly. It is a subdivision of the space of all allowable motions of separation into a finite number of cells such that within each cell the set of blocking relations between all pairs of parts remains fixed. Within each cell this set is represented in the form of a directed graph, called the directional blocking graph (DBG). The NDBG is the collection of the DBGs over all the cells in the subdivision. We illustrate this approach for polyhedral assemblies when the allowable mo- tions are infinite translations. The partitioning of an assembly consisting of poly- hedral parts into two subassemblies is performed as follows. For an ordered pair of parts Pi ,Pj , the 3-vector d is a blocking direction if translating Pi to infinity in © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1072
Chapter 48: Robotics 1073 direction d will cause Pi to collide with Pj . For each ordered pair of parts, the set of blocking directions is constructed on the unit sphere S 2 by drawing the boundary arcs of the union of the blocking directions (each arc is a portion of a great circle). The resulting collection of arcs partitions S 2 into maximal regions such that the blocking relation among the parts is the same for any direction inside such a region. Next, the blocking graph is computed for one such maximal region. The al- gorithm then moves to an adjacent region and updates the DBG by the blocking relations that change at the boundary between the regions, and so on. After each time the construction of a DBG is completed, this graph is checked for strongcon- nectivity in time linear in its number of edges. The algorithm stops the first time it encounters a DBG that is not strongly connected and it outputs the two subassem- blies of the partitioning. The overall sequencing algorithm continues recursively with the resulting subassemblies. If all the DBG’s that are produced duringapar- titioning step are strongly connected, the algorithm reports that the assembly does not admit a two-handed monotone assembly sequence with infinite translations. Polynomial-time algorithms are proposed in [WL95] to compute and exploit NDBG’s for restricted families of motions. In particular, the case of partitioning a polyhedral assembly by a single translation to infinity is analyzed in detail, and it is shown that partitioning an assembly of m polyhedra with a total of v vertices takes O(m2v4 ) time. Another case studied in [WL95] is where the separating motions are infinitesimal rigid motions. Then partitioning the polyhedral assembly takes O(mc5) time, where m is the number of pairs of parts in contact and c is the number of independent point-plane contact constraints. (This result is improved in[GHH+98]byusingtheconceptofmaximallycoveredcells;seeSection24.6 .) Using these algorithms, every feasible disassembly sequence can be generated in polynomial time. In [WL95], NDBG’s are defined only for simple families of separating motions (infinitesimal rigid motions and infinite translations). An extension, called the in- terference diagram, is proposed in [WKL+95] for more complex motions. In the worst case, however, this diagram yields a partitioning algorithm that is exponential in the number of surfaces describing the assembly. When each separating motion is restricted to be a short sequence of concatenated translations (for example, a finite translation followed by an infinite translation), rather efficient partitioning algorithms are available [HW95]. A unified and general framework for assembly planning, based on the NDBG, called the motion space approach is presented in [HLW00]. OPEN PROBLEM The complexity of the NDBG grows exponentially with the number of parameters that control the allowable motions, making this approach highly time consuming for assembly sequencing with compound motions. For the case of infinitesimal rigid motion it has been observed that only a (relatively small) subset of the NDBG needs to be constructed [GHH+98]. Are there additional types of motion where similar gains can be made? Are there situations where the full NDBG (or a structure of comparable size) must be constructed? © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1073
1074 D. Halperin, L. Kavraki, and J.-C. Latombe 48.4 PATH PLANNING Motion planning is aimed at providing robots with the capability of deciding au- tomatically which motions to execute in order to achieve goals specified by spatial arrangements of physical objects. It arises in a variety of forms. The simplest form—the basic path planning problem —requires finding a geometric collision-free path for a single robot in a known static workspace. The path is represented by an arc connecting two points in the robot’s configuration space [LP83]. This arc must not intersect a forbidden region, the C -obstacle region, which is the image of the workspace obstacles. Other motion planning problems require dealing withmoving obstacles, multiple robots, movable objects, uncertainty, etc. In this section we consider basic path planning. In the next one we review other motion planning problems. Most of our presentation focuses on practical methods. See Chapter 47 for a more extensive review of theoretical motion planning. GLOSSARY Path: A continuous map τ :[0, 1] →C. Obstacle: A workspace W ⊂ Rk is often defined by a set of obstacles Bi, i = 1,...,q, such that W = Rk\ q 1 Bi. C-obstacle: Given an obstacle Bi , the subset CB i ⊆C such that, for any q ∈ CB i , A(q) intersects Bi . C-obstacle region: The union CB = ∪iCB i plus the configurations that violate the mechanical limits of the robot’s joints. Free spa ce: The complement of the C-obstacle region in C, F = C\CB . Free path: A path in free space. Semifree path: A path in the complement of the union of the interior of C - obstacles. Basic path planning problem: Compute a free or semifree path between two input configurations. Path planning query: Given two points in configuration space find a (semi)free path between them. The term is often used in connection with algorithms that preprocess the configuration space in preparation for many queries. Complete algorithm: A motion planning algorithm is complete if it is guaran- teed to find a (semi)free path between two given configurations whenever such a path exists, and report that there is no (semi)free path otherwise. Complete algorithms are sometimes referred to as exact algorithms. There are weaker variants of completeness, for example, probabilistic completeness. COMPLETE ALGORITHMS Basic path planning for a 3D linkage made of polyhedral links is PSPACE-hard (Theorem 47.1.3c). The proof provides strong evidence that any complete algorithm will require exponential time in the number of dofs. This result remains true in more © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1074
Chapter 48: Robotics 1075 specific cases, e.g ., when the robot is a planar arm in which all joints are revolute (Theorem 47.1 .3b). However, it no longer holds in some very simple settings; for instance, planning the path of a planar arm within an empty circle is in P [HJW85]. Two kinds of complete planners have been proposed: general ones, which apply to virtually any robot with an arbitrary number of dofs, and specific ones, which apply to a restricted family of robots usually having a fixed small number of dofs. The general “roadmap” algorithm in [Can88] is singly-exponential in the dimension of C and polynomial in both the number of polynomial constraints defining the free space and their maximal degree (Theorem 47.1 .2). Specific algorithms have been developed mainly for robots with 2 or 3 dofs. For a k-sided polygonal robot moving freely in a polygonal workspace, the algorithm in [HS96] takes O((kn)2+ ) time, where n is the total number of edges of the workspace (Theorem 47.2 .10). PROBABILISTIC ALGORITHMS The complexity of path planning for robots with many dofs (more than 4 or 5) has led to the development of computational schemes that attempt to trade off completeness against time. One such scheme, probabilistic planning [BKL+97], avoids computing an explicit geometric representation of the free space. Instead, it uses an efficient procedure to compute distances between bodies in the workspace. It samples the configuration space by selecting a large number of configurations at random and retaining only the free configurations as milestones. It then checks if each pair of milestones can be connected by a collision-free straight path in configuration space. This computation yields the graph (V, E), called a probabilistic roadmap, where V is the set of milestones and E is the set of pairs of milestones that have been connected. Various strategies can be applied to sample the configuration space. The strat- egy in [KˇSLO96] proceeds as sketched above. Once a roadmap has been precom- puted, it is used to process an arbitrary number of path planning queries. Other sampling strategies [BL91, HLM99] assume that the initial and goal configurations are given, and incrementally build a roadmap until these two configurationsare connected. The results reported in [KLMR98, HLM99] bound the number of milestones generated by probabilistic-roadmap planners, under the assumption that the free space F satisfies some geometric properties. One such property, called expansive- ness, measures the difficulty caused by the presence of “narrow passages.” Let S be a subset of F .Thelookout of S is the set of all points in S that see a significant fraction of the volume of F\S (the complement of S in F ). The lookout of S is “large” if its volume is a significant fraction of the volume of S. F is said to be expansive if its subsets have large lookouts. If F is expansive, the probability that a probabilistic-roadmap planner fails to find a free path between two given config- urations, while one exists, goes to 0 exponentially in the number of milestones. Recent research has focused on designing efficient sampling and connection strategies. For instance, the Gaussian sampling strategy produces a greater density of milestones near the boundary of the free space F , whose connectivity is usu- ally more difficult to capture by a roadmap than wide-open areas of F [BOvS99]. Different methods to create milestones near the boundary of F were obtained in [ABD+98]. A lazy-evaluation of the roadmap has been suggested in [BK00, SL02] while visibility has been exploited in [SL01]. Sampling and connection strategies © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1075
1076 D. Halperin, L. Kavraki, and J.-C. Latombe are reviewed in [SL02]. While some planners are better geared toward searching the whole F (e.g, [KˇSLO96]), others focus on answering single queries very efficiently (e.g ., [BK00, SL02, LK01c]). Probabilistic-roadmap techniques have also been used to compute collision- free tra jectories taking dynamic constraints (e.g ., bounded torques of actuators) into account [HKLR01, LK01c], and to plan manipulation and locomotion paths of humanoid robots under stability constraints [KNK+01]. The techniques have also been used for planning for nonholonomic systems [ˇSO97, HKLR01] (see also Section 48.5.2). Applications of probabilistic planning include the maintenance of aircraft en- gines, the riveting of aircraft fuselages, design automation (by ensuring correct- ness and maintainability of products from their CAD models), the program- ming of automotive assembly lines, the generation of aggressive maneuversfor autonomous helicopters, the generation of reconfiguration strategies for modular robots, the generation of motions in contact, and computer animation. Recent work has applied randomized path planning techniques to planning for flexible ob- jects [LK01a] and to the computation of protein folding pathways and molecular motion [ADS02, ABG+02]. HEURISTIC ALGORITHMS Several heuristic techniques have been proposed to speed up path planning. Some of them work well in practice, but they usually offer no performance guarantee. Heuristic algorithms often search a regular grid defined over the configuration space and generate a path as a sequence of adjacent grid points [Don87]. The search can be guided by a potential field, a function over the free space that has a global minimum at the goal configuration. This function may be constructed as the sum of an attractive and a repulsive field [Kha86]. The attractive field has a single minimum at the goal and grows to infinity as the distance to the goal increases. The repulsive field is null at all configurations where the distance between the robot and the obstacles is greater than some predefined value, and grows to infinityas the robot gets closer to an obstacle. Evaluating the repulsive field requires an efficient distance computation algorithm. The search is usually done by following the steepest descent of the potential function. Several techniques deal with local minima [BL91]. Potentials free of local minima have been proposed [RK92], but their computation is likely to be at least as expensive as path planning. One may also construct grids at variable resolution. Hierarchical space de- composition techniques such as octrees and boxtrees have been used to that pur- pose [BH95]. At any decomposition level, each grid cell is labeled empty, full,or mixed depending on whether it lies entirely in the free space, lies in the C -obstacle region, or overlaps both. Only the mixed cells are decomposed further, until a search algorithm finds a sequence of adjacent free cells connecting the initial and goal configurations. DISTANCE COMPUTATION The efficient computation of distances between two bodies is a crucial element of many path planners. Various algorithms have been proposed to compute distances © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1076
Chapter 48: Robotics 1077 between two convex bodies. A numerical descent technique is described in [GJK88] to compute the distance between two convex polyhedra; experience indicates that it runs in approximately linear time in the total complexity of the polyhedra. See Chapters 34 and 37 for related techniques. In robotics applications one often needs to compute the minimum distance be- tween two sets of bodies, one representing the robot, the other the obstacles. The cost of computing the distance between every pair of bodies can be prohibitive. Sim- ple bounding volumes, often coupled with hierarchical decomposition techniques, have been used to reduce computation time [Qui94, GLM96]. When motion is involved, incremental distance computation has been suggested for tracking the closest points on a pair of convex polyhedra [LC91]. It takes advantage of the fact that the closest features (faces, edges, vertices) change infrequently as the polyhedra move along finely discretized paths. See Chapter 35. OPEN PROBLEMS 1. Design algorithms for probabilistic-roadmap planners capable of efficiently sampling milestones in narrow passages of the free space. 2. Implement effective complete solutions, namely exact algorithmic solutions thatrunreasonablyfast.TheCGALlibrary(Chapter65)ofgeometricalgo- rithms provides infrastructure for such development [Hal02]. For example, an exact solver for translational motion planning in the plane has already been developed on top of CGAL [Fla00]. 3. Design algorithms to compute distance between rigid and continuously de- formable objects (e.g ., power cables). 48.5 OTHER MOTION PLANNING PROBLEMS There are many useful extensions of the basic path planning problem. Several are surveyedinChapter47,e.g .,shortestpaths,coordinatedmotionplanning(multi- robot case), time-varying workspaces (moving obstacles), and exploratory motion planning. Below we focus on the following extensions: manipulation planning, nonholonomic robots, uncertainty, and optimal planning. GLOSSARY Movable object: Body that can be grasped and moved by a robot. Manipulation planning: Motion planning with movable objects. Trajectory: Path parameterized by time. Tangent space: Given a smooth manifold M and a point p ∈ M , the vector space Tp(M) spanned by the tangents at p to all smooth curves passing through p and contained in M . The tangent space has the same dimension as M . © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1077
1078 D. Halperin, L. Kavraki, and J.-C. Latombe Nonholonomic robot: Robot whose permissible velocities at every configuration q span a subset Ω(q) of the tangent space Tq(C) of lower dimension. Ω is called the set of controls of the robot. Fea s i b l e pa t h : A piecewise differentiable path of a nonholonomic robot whose tangent at every point belongs to the robot’s set of controls, i.e ., satisfies the nonholonomic velocity constraints. Locally control lable robot: A nonholonomic robot is locally controllable if for every configuration q0 and any configuration q1 in a neighborhood U of q0, there exists a feasible path connecting q 0 to q1 which is entirely contained in U . Uncertainty in control and sensing: Distributions of control and position sensing errors over multiple executions. Landmark: Workspace feature that the robot may reliably sense and use to pre- cisely localize itself. The region of configuration space from which the robot can sense a landmark is called a landmark area. Kinodynamic planning: Find a minimal-time tra jectory between two given configurations of a robot, given the robot’s dynamic equation of motion. 48.5.1 MANIPULATION PLANNING Many robot tasks consist of achieving arrangements of physical objects. Such ob- jects, called movable objects, cannot move autonomously; they must be grasped by a robot. Planning with movable objects is called manipulation planning. In [Wil91] the robot A and the movable object M are both convex polygons in a polygonal workspace. The goal is to bring A and M to specified positions. A can only translate. To grasp M , A must have one of its edges that exactly coincides with an edge of M . While A grasps M , they move together as one rigid object. An exact cell decomposition algorithm is given that runs in O(n2 ) time after O(n3 log 2 n) preprocessing, where n is the total number of edges in the workspace, the robot, and the movable object. An extension of this problem allowing an infinite set of grasps is solved by an exact cell decomposition algorithm in [ALS95]. Heuristic algorithms have also been proposed. The planner in [KL94] first plans the path of the movable object M . During that phase, it verifies only that for every configuration taken by M there exists at least one collision-free configuration of the robot where it can hold M . In the second phase, the planner determines the points along the path of M where the robot must change grasps. It then computes the paths where the robot moves alone (transit paths) to (re)grasp M . The paths of the robot when it carries M (transfer paths) are obtained through inverse kinematics. This planner is not complete, but it has solved complex tasks in practice. Probabilistic roadmap methods have also been used for manipulation planning [NK00]. Finally, of special interest are the efforts on planning for closed kinematic chains using probabilistic methods, manipulation that frequently leads to closed chains formed by two manipulators and the manipulated object [CSL02]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1078
Chapter 48: Robotics 1079 48.5.2 NONHOLONOMIC ROBOTS The tra jectories of a nonholonomic robot are constrained by p ≥ 1 nonintegrable scalar equality constraints: G(q(t), ̇q(t)) = (G1(q(t), ̇q(t)), ···,G p (q(t), ̇q(t))) = (0,...,0), where ̇q(t) ∈ Tq(t)(C) designates the velocity vector along the tra jectory q(t). At every q, the function Gq = G(q,.) maps the tangent space Tq(C)intoRp.IfGq is smooth and its Jacobian has full rank (two conditions that are often satisfied), the constraint Gq( ̇q)=(0,...,0) constrains ̇q to be in a linear subspace of Tq(C)of dimension m − p. The nonholonomic robot may also be subject to scalar inequality constraints of the form H j (q, ̇q) > 0. The subset of Tq(C) that satisfies all the constraints on ̇q is called the set Ω(q) of controls at q. A feasible path is a piecewise differentiable path whose tangent lies everywhere in the control set. A car-like robot is a classical example of a nonholonomic robot. It is constrained by one equality constraint (the linear velocity points along the car’s mainaxis). Limits on the steering angle impose two inequality constraints. Other nonholonomic robots include tractor-trailers, airplanes, and satellites. Given an arbitrary subset U ⊂C, the configuration q1 ∈ U is said to be U - acce s s ible from q0 ∈ U if there exists a piecewise constant control ̇q(t)inthe control set whose integral is a tra jectory joining q0 to q1 that lies fully in U . Let AU (q0) be the set of configurations U -accessible from q0. The robot is said to be locally controllable at q0 ifffor every neighborhood U of q0 , AU (q0)is also a neighborhood of q0. It is locally controllable iffthis is true for all q0 ∈C. Car-like robots and tractor-trailers that can go forward and backward are locally controllable [BL93]. Let X and Y be two smooth vector fields on C. The Lie bracket of X and Y , denoted by [X, Y ], is the smooth vector field on C defined by [X, Y ]=dY ·X −dX ·Y , where dX and dY , respectively, denote the m × m matrices of the partial derivatives of the components of X and Y w.r.t. the configuration coordinates in a chart placed on C . To get a better intuition of the Lie bracket, imagine a tra jectory startingat an arbitrary configuration qs and obtained by concatenating four subtra jectories: the first is the integral curve of X during time δt; the second, third, and fourth are the integral curves of Y , −X ,and−Y , respectively, each during the same δt.Let qf be the final configuration reached. A Taylor expansion yields: lim δt→0 qf−qs δt2 =[X, Y ]. Hence, if [X, Y ] is not a linear combination of X and Y , the above tra jectory allows the rob ot to move away from qs in a direction that is not contained in the vector subspace defined by X (qs)andY (qs). But the motion along this new direction is an order of magnitude slower than along any direction αX(qs)+βY (qs). The control Lie algebra associated with the control set Ω, denoted by L(Ω), is the space of all linear combinations of vector fields in Ω closed by the Lie bracket operation. The following result derives from the Controllability Rank Condition Theorem [BL93]: A robot is locally control lable if, for every q ∈C, Ω(q) is symmetric with respect to the origin of Tq(C) and the set {X(q) | X ∈ L(Ω(q))} has dimension m. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1079
1080 D. Halperin, L. Kavraki, and J.-C. Latombe The minimal length of the Lie brackets required to construct L(Ω), when these brackets are expressed with vectors in Ω, is called the degree of nonholonomy of the robot. The degree of nonholonomy of a car-like robot is 2. Except at some singular configurations, the degree of nonholonomy of a tractor towing a chain of s trailers is 2 + s [LR96]. Intuitively, the higher the degree of nonholonomy, the more complex (and the slower) the robot’s maneuvers to perform some motions. PLANNING FOR CONTROLLABLE ROBOTS Let A be a locally controllable nonholonomic robot. A necessary and sufficient con- dition for the existence of a feasible free path of A between two given configurations is that they lie in the same connected component of the open free space. Indeed, local controllability guarantees that a possibly nonfeasible path can be decomposed into a finite number of subpaths, each short enough to be replaced by a feasible free subpath. Hence, deciding if there exists a free path for a locally controllable nonholonomic robot has the same complexity as deciding if there exists a path for the holonomic robot having the same geometry. Transforming a nonfeasible free path τ into a feasible one can be done by recursively decomposing τ into subpaths. The recursion halts at every subpath that can be replaced by a feasible free subpath. Specific substitution rules (e.g ., Reeds and Shepp curves) have been defined for car-like robots [LJTM94]. The complexity of transforming a nonfeasible free path τ into a feasible one is of the form O( d), where is the smallest clearance between the robot and the obstacles along τ and d is the degree of nonholonomy of the robot (see [LJTM94] for the case d=2). The algorithm in [BL93] directly constructs a nonholonomic path for a car- like or a tractor-trailer robot by searching a tree obtained by concatenating short feasible paths, starting at the robot’s initial configuration. The plannerisasymp- totically complete, i.e ., it is guaranteed to find a path if one exists, provided that the lengths of the short feasible paths are small enough. It can also find paths that minimize the number of cusps (changes of sign of the linear velocity). PLANNING FOR NONCONTROLLABLE ROBOTS Path planning for nonholonomic robots that are not locally controllable is much less understood. Research has almost exclusively focused on car-like robots that can only move forward. Results include: No obstacles: A complete synthesis of the shortest, no-cusp path for a point moving with a lower-bounded turning radius [SL93]. Polygonal obstacles: An algorithm to decide whether there exists such a path between two configurations; it runs in time exponential in obstacle complex- ity [FW88]. Convex obstacles: The algorithm in [ART95] computes a path in polynomial time under the assumptions that all obstacles are convex and their boundaries have a curvature radius greater than the minimum turning radius of the point. Other polynomial algorithms (e.g ., [BL93]) require some sort of discretization and are only asymptotically complete. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1080
Chapter 48: Robotics 1081 OPEN PROBLEM Establish a nontrivial lower bound on the complexity of planning for a nonholonomic robot that is not locally controllable. 48.5.3 UNCERTAINTY In practice, robots deviate from planned paths due to errors in control and position sensing. A motion planning problem with uncertainty can be formulated as follows: Input. The inputs are the initial region I ⊂C, in which the robot is known to be prior to moving, the goal region G ⊂C, in which it should terminate its motion, and the uncertainty in control and sensing. Uncertainty is specified in the form of regions. For instance, the uncertainty in position sensing isthe set of actual robot configurations that are possible given the sensor readings. Output. The output is a series of motion commands, if one exists, whose execution enables the robot to reach G from I . Each command is a velocity vector v and a termination condition T . The vector v specifies the desired behavior of the robot over time (with or without compliance). The condition T is a Boolean function of the sensor readings and time which causes the motion to stop as soon as it becomes true. A plan may contain conditional branchings. This problem is NEXPTIME-hard for a point robot moving in 3-space among poly- hedral obstacles [CR87]. PREIMAGE OF A GOAL Given a goal G and a command (v,T), a preimage of G is any region P ⊂C such that executing the command from anywhere in P makes the robot reach and stop in G [LPMT84]. One way to compute a (nonmaximal) preimage is to restrict the termination condition so that it recognizes G independently of the region from which the motion started [Erd86]. For example, one may shrink G to a subset K , called the kernel of G, such that whenever the robot is in K , all robot configurations consistent with the current sensor readings are in G. A preimage is then computed as the region from which the robot commanded along v is guaranteed to reach K . This region is called the backprojection of K for v. This preimage computation has been well studied in a polygonal configuration space with G a polygon [Lat91]. ONE-STEP PLANNING In a polygonal configuration space, the kernel of a polygonal goal is either inde- pendent of the selected v or changes at a number of critical orientations of v that is linear in the workspace complexity [Lat91]. Moreover, the backpro jection of a polygonal region K , when the orientation of v varies, changes topology only at a quadratic number of critical directions. Its intersection with a polygonal initial region I of constant complexity also changes qualitatively at few directions of v. Checking the containment of I by the backpro jection at each such direction yields a one-step motion plan, if one exists, in amortized time O(n2 log n), where n are the edges in C [Bri95]. In [dBGH+95] the computational complexity of solving cer- tain one-step planning problems is expressed also in terms of the size of the control error. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1081
1082 D. Halperin, L. Kavraki, and J.-C. Latombe MULTI-STEP PLANNING For multi-step planning, algebraic approaches that check the satisfiability of a first- order semialgebraic formula have been proposed. In [Can89] it is assumed that all possible tra jectories have an algebraic description. The approach there is based on a two-player game interpretation of planning, where the robot is one playerand nature the other. Each step of a plan contributes three quantifiers: one existential quantifier applies to the direction of motion, and corresponds to choosing this di- rection; another existential quantifier applies to time, and corresponds to choosing when to terminate the motion; one universal quantifier applies to the sensor read- ings and represents the unknown action of nature. The formula representingan r-step plan thus contains r quantifier alternations; checking its satisfiability takes doubly-exponential time in r, which is itself polynomial in the total complexity of the robot and the workspace. LANDMARK-BASED PLANNING Often a workspace contains features that can be reliably sensed and used to precisely localize the robot. Each such landmark feature induces a region in configuration space called the landmark area from which the robot can sense the corresponding feature. The planner described in [LL95] considers a point robot among n circular obsta- cles and O(n) circular landmark areas. It assumes perfect position sensing and mo- tion control in landmark areas. Outside these areas, it assumes that the robot has no position sensing whatsoever and that directional errors in control are bounded by the angle θ. Given circular initial and goal regions I and G (with G intersecting at least one landmark area), the planner constructs a motion plan that enables the robot to move from landmark area to landmark area until it reaches the goal. It proceeds backward by computing the preimages of the landmark regions inter- secting G, the preimages of the landmark regions intersected by these preimages, and so on, until a preimage contains I . The planner runs in O(n4 log n) time; it is complete and generates plans that minimize the number of steps to be executed in the worst case. 48.5.4 OPTIMAL PLANNING Therehasbeenconsiderableresearchonfindingshortestpaths(seeChapter27), but minimal Euclidean length may not be the most suitable criterion in practice. One is often more interested in minimizing execution time, which requires dealing with the robot’s dynamics. OPTIMAL-TIME CONTROL PLANNING The input is a (geometric) free path τ parameterized by s ∈ [0,L], the distance trav- eled from the starting configuration. The problem is to find the time parametriza- tion s(t) that minimizes travel time along τ , while satisfying actuator limits. The equation of motion of a robot arm with m dofs can be written as M (q)̈q + V ( ̇q , q)+G(q) = Γ, where q, ̇q ,and̈q , respectively, denote the robot’s configuration, velocity, and acceleration [Cra89]. M is the m × m inertia matrix of the robot, V the m-vector (quadratic in ̇q) of centrifugal and Coriolis forces, and G the m-vector of gravity forces. Γ is the m-vector of the torques applied by the © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1082
Chapter 48: Robotics 1083 joint actuators. Using the fact that the robot follows τ , this equation can be rewritten in the form: m̈s + v̇s2 + g = Γ, where m, v,andg are derived from M, V ,andG, respectively. Minimum-time control planning becomes a two-point boundary value problem: Find s(t) that minimizes tf = L 0 ds/̇s,subjecttoΓ=m̈s+v̇s2+g, Γmin ≤Γ≤Γmax, s(0)=0, s(tf)=L, and ̇s(0)= ̇ s(L) = 0. Numerical techniques solve this problem by finely discretizing the path τ [BDG85]. MINIMAL-TIME TRAJECTORY PLANNING Finding a minimal-time tra jectory, called kinodynamic motion planning, is much more difficult. One approach is to first plan a geometric path and then iteratively deform this path to reduce travel time [SD91]. Each iteration requires checking the new path for collision and recomputing the optimal-time control. No bound has been established on the running time of this approach or the goodness of its outcome. Kinodynamic planning is NP-hard for a point robot under Newtonian mechanics in 3-space [DX95]. The approximation algorithm in [DXCR93] computes a tra jectory -close to optimal in time polynomial in both 1/ and the workspace complexity. Other optimality questions concern the layout of a robotic cell and in particular the optimal placement of robots inside the cell. Such problems bear resemblance to facility location problems; see, for example, an efficient solution to the problem of placing two robot arms in order to minimize the maximal horizontal stretch of an arm for a given collection of workpoints that the robots must reach [HSG02]. 48.6 DATA STRUCTURES FOR MOVING OBJECTS Robotics requires efficient algorithms to compute motions and/or to update prop- erties of bodies as they move (e.g., distances to obstacles). Several data structures have been specifically proposed to represent moving bodies. The related study of kineticdatastructuresisdescribedinChapter50. NONDIRECTIONAL DATA STRUCTURES These data structures partition the space of possible motions into an arrangement of cells such that a given property remains satisfied over each cell. They are typically computed in a preprocessing step to speed up the treatment of subsequent queries. For example, in the context of assembly sequencing (Section 48.3), a property of interest is how the parts in an assembly block one another for a certain family of motions. It yields the concepts of a nondirectional blocking graph and an inter- ference diagram. In motion planning with uncertainty (Section 48.5 .3), a similar concept is the nondirectional backpro jection/preimage of a goal [Bri95, LL95]. As the direction of motion varies, the topology of a preimage changes only at critical values which define an arrangement of cells in the motion space. This arrangement, along with a preimage computed in each cell, forms the nondirectional preimage. A related concept is used in [Gol93] to construct the possible orientationsofa polygonal body after it has been squeezed by a parallel-jaw gripper (Section 48.2 .3). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1083
1084 D. Halperin, L. Kavraki, and J.-C. Latombe DYNAMIC MAINTENANCE OF KINEMATIC STRUCTURES Several prototypes of highly flexible robots have been designed and constructed in recent years. Since the number of dofs in these new designs is far larger than in more traditional robots, they raise new algorithmic issues. Similar issues arise in com- puter simulation of large kinematic structures outside robotics, e.g ., in molecular biology and in graphic animation of digital actors. A basic problem in this domain can be phrased as follows. Given a linkage with many dofs, how can we efficiently maintain a data structure that allows usto quickly answer intersection (or range) queries as the bodies move. Severalmod- els for dynamic maintenance of such linkages are proposed in [HLM97], together with efficient maintenance algorithms. Tight results are given on the worst-case, amortized, and randomized complexity of this data structure problem. For the off- line version of the problem, NP-hardness is established and efficient approximation algorithms are provided. Another basic problem is to efficiently detect collisions (cf. Chapter 35) ofa kinematic chain with itself (“self collisions”), motivated primarily by Monte Carlo simulation of conformational change of polymers. Two variants of the problem have been addressed: (i) single joint, continuous motion—detecting self-collision while continuously modifying one degree of freedom of the chain [ST00]. This variant was shown to defy preprocessing that would lead to efficient query answering [SEO03]. (ii) Several joints, discrete modification—changing a small number of degrees of freedom and testing statically for self-collision at the new configuration [LSHL02]. A data structure that combines bounding volume hierarchy and a hierarchy of transformations over the links of the chain was shown to perform very well in practice, with guaranteed theoretical resource bounds. 48.7 SENSING Sensing allows a robot to acquire information about its workspace and to localize itself. A wide variety of sensors are available and provide raw data of different types, such as time of flight, light intensity, color, or force. Preprocessing these data yield more directly usable information, e.g., geometric information, which can then be exploited to perform such tasks as model construction, object identification, and robot localization. Vision sensors are the most widely used sensors. Many textbooks focus on the role of geometry in computer vision, e.g ., [Gri90]. Touch and force sensors are important to detect and characterize contacts among objects, for instance in manipulation tasks. Sensing is a wide domain of research with many subareas and challenging problems. Here we mention only a few selected topics. MODEL BUILDING Consider a mobile robot in an unknown workspace W . A first task for this robot is likely to be the construction of a geometric model (also called a map) of W . This requires the robot to perform a series of sensing operations at different locations. Each operation yields a partial model. The robot must patch together the succes- © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1084
Chapter 48: Robotics 1085 sively obtained partial models to eventually form a complete map of the workspace. This problem is complicated by the fact that the robot has imperfect controland cannot accurately keep track of its position in a fixed coordinate system. See, e.g ., [ZF96]. Recently model building has led to two families of methods, SLAM and NBV. In SLAM (for Simultaneous Localization and Sensing), probability distributions are computed and combined to best localize the robot(s) with respect to the partial map built so far and to patch this map with newly acquired data [DWDG00]. In NBV (for Next Best View), geometric visibility algorithms are used to compute where the robot should move next in order to acquire the “best” new data [GBL02b]. ROBOT LOCALIZATION A robot often has to localize itself relative to its workspace W . A model of W is given and localization is done by matching sensory inputs against this model to in- fer the transform that defines the robot configuration. This problem usuallyarises for mobile robots. Other types of robots, such as robot arms, often have absolute references (e.g., mechanical stops) and internal sensors (e.g ., joint encoders) that provide configurations more directly. Mobile robots have wheel encoders allowing dead-reckoning, but the absence of absolute reference on the one hand and slipping on the ground on the other hand usually necessitate sensor-based localization. GPS (Global Positioning System) has recently become a more widely available alterna- tive, but it does not work in all environments. Two kinds of sensor-based localization problems can be distinguished, static and dynamic. In the static problem, the robot is placed at an arbitrary unknown configuration and the problem is to compute this configuration. In the dynamic problem, the robot moves continuously and must regularly update its configura- tion. The second problem consists of refining an available estimate of the current configuration; here the computation must be done in real time. The static problem is usually more complex, but computation time is less restricted. A preprocess- ing approach to the static localization problem for a point robot equipped with a 360◦ range sensor is discussed in Section 47.3. Practical techniques for localiza- tion are also available, e.g ., [TA96]. Probabilistic methods (particle filtering) have also been successfully applied to the dynamic localization problem for one or sev- eral robots [FBKT00]. Localization using wireless Ethernet has been explored in [LBM+02]. PURSUIT-EVASION The problem here is for a team of robots (called pursuers) equipped with visual sensors to find a moving target in an environment of given geometry. The solution is a set of coordinated paths such that one pursuer is eventually guaranteedtosee the target. In a polygonal environment with n edges and h holes, it has been shown that the minimum number of pursuers needed is Ω( √ h + log n)andO(h + log n). If h = 0, it is Θ(log n). Computing the actual minimum number of pursuers is NP-hard. See [SY92, GLL+99, LSS02]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1085
1086 D. Halperin, L. Kavraki, and J.-C. Latombe ADDITIONAL ISSUES IN SENSING Sensor placement is the problem of computing the set of placements from which a sensor (or guard) can monitor a region within a given workspace [Bri95]. Another problem is to choose a minimal set of sensors and their placement so as to com- pletely cover a given region. This induces a family of art-gallery type problems (see Section 28.1) that vary according to the type of data that the sensors provide. For the case of visual sensors with realistic physical constraints, a practical randomized solution has been proposed that produces a good approximation of the minimal necessary number of guards [GBL02a]. In the case where each point sees a sizable fraction of the gallery, bounds on the number of guards are given in [Val98, Val99]. Interestingly, the latter results were motivated by questions in randomized motion planning [KLMR98]. There has been considerable interest in recognizing and reconstructing shapes of objects using simple sensors. So-called probes , described in Chapter 29, provide a convenient abstraction for the case where the robot takes a discrete number of measurements. There is also work on combining shape reconstruction with manip- ulation; see e.g ., [BMP99, ME02a]. Matching and aspect graphs (Section 28.6.3) are two related topics that have been well studied, mainly in computer vision. 48.8 SOURCES AND RELATED MATERIAL Craig’s book [Cra89] provides an introduction to robot arm kinematics, dynamics, and control. For advanced kinematics see the book by Bottema and Roth [BR79]. Robot motion planning and its variants are discussed in Latombe’s book [Lat91]. This book takes an algorithmic approach to a variety of advanced issues in robotics (not restricted to robot arms). The mechanics of robotic manipulation is covered in Mason’s book [Mas01]. The proceedings series of the International Symposium on Robotics Research gives state-of-the-art presentations of robotics in general (e.g ., [GH96] and subse- quent volumes). The proceedings of the Workshop on Algorithmic Foundations of Robotics (WAFR)—see [GHLW95] and subsequent volumes—emphasize algorith- mic issues in robotics. Several computational geometry books contain sections on robotics or motion planning [O’R98, SA95, dBvK+00]. RELATED CHAPTERS Chapter 24: Arrangements Chapter 27: Shortest paths Chapter 28: Visibility Chapter 29: Geometric reconstruction problems Chapter 33: Computational real algebraic geometry Chapter 35: Collision detection Chapter 47: Algorithmic motion planning Chapter 50: Motion Chapter 59: Geometric applications of the Grassmann-Cayley algebra © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1086
Chapter 48: Robotics 1087 REFERENCES [ABD+98] N.M. Amato, B. Bayazit, L. Dale, C. Jones, andD. Vallejo. OBPRM: An obstacle- basedPRM for 3D workspaces. In P.K. Agarwal, L.E. Kavraki, andM.T . Mason, editors, Robotics:The Algorithmic Perspective. A .K . Peters, Wellesley, 1998. [ABG+02] M.S. Apaydin, D.L . Brutlag, C. Guestrin, D. Hsu, and J. - C . Latombe. Stochastic roadmap simulation: An efficient representation and algorithm for analyzing molecular motion. In Proc. 6th Internat. Conf. Comput. Molecular Biology, pages 12–21, 2002. [ADS02] N.M. Amato, K. Dill, andG. Song. Using motion planning to map protein folding landscapes and analyze folding kinetics of known native structures. In Proc. 6th Internat. Conf. Comput. Molecular Biology, pages 2–11, 2002. [AHLM00] S. Akella, W. Huang, K. Lynch, andM.T . Mason. Parts feeding on a conveyor w ith a one joint robot. Algorithmica (Special Issue on Robotics), 26(3/4):313–344, 2000. [ALS95] R. Alami, J. - P. Laumond, and T. Siḿeon. Two manipulation planning algorithms. In Goldberg et al. [GHLW95], pages 109–125. [ART95] P.K . Agarwal, P. Raghavan, andH. Tamaki. Motion planning for a steering- constrainedrobot through moderate obstacles. In Proc. 28th Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 343–352, 1995. [BDG85] J.E. Bobrow, S. Dubowsky, andJ.S . Gibson. Time-optimal control of robotic manip- ulators along specifiedpaths. Internat. J. Robot. Res., 4:3–17, 1985. [BDKL00] K.- F. B̈ohringer, B.R. Donald, L.E. Kavraki, and F. Lamiraux. Part orientation to one or two stable equilibria using programmable force fields. IEEE Trans. Robot. Aut om ., 16:731–747, 2000. [BDM99] K.- F. B ̈ohringer, B.R. Donald, and N. MacDonald. Programmable vector fields for distributed manipulation, with application to MEMS actuator arrays and vibratory part feeders. Internat. J. Robot. Res., 18:168–200, 1999. [BG96] R.C. Brost and K.Y . Goldberg. A complete algorithm for designing planar fixtures using modular components. IEEE Trans. Syst. Man Cybern., 12:31–46, 1996. [BGO+98] R. - P. Berretty, K.Y . Goldberg, M.H . Overmars, and A.F. van der Stappen. Computing fence designs for orienting parts. Comput. Geom. Theory Appl., 10:249–262, 1998. [BH95] M. Barbehenn andS. Hutchinson. Efficient search andhierarchical motion planning by dynamically maintaining single-source shortest paths trees. IEEE Trans. Robot. Aut om ., 11:198–214, 1995. [BK00] R. Bohlin andL.E. Kavraki. Path planning using lazy prm. In Proc. IEEE Internat. Conf. Robot. Autom., pages 521–528, 2000. [BKL+97] J. Barraquand, L.E. Kavraki, J.- C . Latombe, T.- Y . Li, R. Motwani, and P. Raghavan. A random sampling framework for path planning in large-dimensional configuration spaces. Internat. J. Robot. Res., 16:759–774, 1997. [BL91] J. BarraquandandJ. -C . Latombe. Rob ot motion planning: A distributedrepresen- tation approach. Internat. J. Robot. Res., 10:628–649, 1991. [BL93] J. BarraquandandJ. -C . Latombe. Nonholonomic multibody mobile rob ots: Control- lability andmotion planning in the presence of obstacles. Algorithmica , 10:121–155, 1993. [BMP99] A. Bicchi, A. Marigo, andD. Prattichizzo. Dexterity through rolling: Manipulation of unknown objects. In Proc. IEEE Internat. Conf. Robot. Autom., pages 1583–1588, Detroit, Michigan, 1999. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1087
1088 D. Halperin, L. Kavraki, and J.-C. Latombe [BOvS99] V. Bo or, M.H. Overmars, andA.F. van der Stapp en. The Gaussian sampling strategy for probabilistic roadmap planners. In Proc. IEEE Internat. Conf. Robot. Autom., pages 1018–1023, 1999. [BR79] O. Bottema andB. Roth. Theoretical Kinematics. North Holland, Amsterdam, 1979. [Bri95] A.J . Briggs. Efficient geometric algorithms for robot sensing andcontrol. Rep ort 95-1480, Dept. of Computer Science, Cornell Univ., Ithaca, 1995. [Can88] J.F. Canny. The Complexity of Robot Motion Planning. MIT Press, Cambridge, 1988. [Can89] J.F. Canny. On computability of fine motion plans. In Proc. IEEE Internat. Conf. Robot. Autom., pages 177–182, 1989. [CI95] Y.- B. Chen andD.J . Ierardi. The complexity of oblivious plans for orienting and distinguishing polygonal parts. Algorithmi ca, 14:367–397, 1995. [CR87] J.F. Canny andJ.H . Reif. New lower boundtechniques for robot motion planning problems. In Proc. 28th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 49–60, 1987. [Cra89] J.J . Craig. Introduction to Robotics. Mechanics and Control, 2nd edition. Addison- Wesley, Reading, 1989. [CSL02] J. Cortes, T. Siḿeon, and J.- P. Laumond. A random loop generator for planning the motions of closedkinematic chains using PRM methods. In Proc. IEEE Internat. Conf. Robot. Autom., Washington, 2002. [dBGH+95] M. de Berg, L.J. Guibas, D. Halperin, M.H . Overmars, O. Schwarzkopf, M. Sharir, and M. Teillaud. Reaching a goal with directional uncertainty. Theoret. Comput. Sci., 140:301–317, 1995. [dBvK + 00] M. de Berg, M. van Kreveld, M.H. Overmars, and O. Schwarzkopf. Computational Geometry:Algorithms and Applications, 2ndedition. Springer-Verlag, Berlin, 2000. [Don87] B.R. Donald. A search algorithm for motion planning with six degrees of freedom. Artif. Intel l., 31:295–353, 1987. [DWDG00] H.F. Durrant-Whyte, M.W.M.G. Dissanayake, andP.W. Gibbens. Towarddeploy- ment of large scale simultaneous localisation andmap building (SLAM) systems. In J.M. Hollerbach and D.E. Koditschek, editors, Robotics Research—The 9th Internat. Sympos., pages 161–167, Springer-Verlag, New York, 2000. [DX95] B.R. DonaldandP. Xavier. Provably goodapproximation algorithms for optimal kin- odynamic planning: Robots with decoupled dynamics b ounds. Algorithmica , 14:443– 479, 1995. [DXCR93] B.R. Donald, P. Xavier, J.F. Canny, and J.H . Reif. Kino dynamic motion planning. J. Assoc. Comput. Mach., 40:1048–1066, 1993. [EM88] M.A . Erdmann and M.T. Mason. An exploration of sensorless manipulation. IEEE Trans. Robot. Autom., 4:369–379, 1988. [EMV93] M.A . Erdmann, M.T . Mason, and G. Vanˇeˇcek, Jr. Mechanical parts orienting: The case of a polyhedron on a table. Algorithmi ca , 10:226–247, 1993. [Epp90] D. Eppstein. Reset sequences for monotonic automata. SIAM J. Computing, 19:500– 510, 1990. [Erd86] M. Erdmann. Using backpro jections for fine motion planning with uncertainty. In- ternat. J. Robot. Res., 5:19–45, 1986. [FBKT00] D. Fox, W. Burgard, H. Kruppa, and S. Thrun. Efficient multi-rob ot localization based on Monte Carlo approximation. In J.M . Hollerbach and D.E. Koditschek, editors, © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1088
Chapter 48: Robotics 1089 Robotics Research—The 9th Internat. Sympos., pages 153–160, Springer-Verlag, New York, 2000. [FC92] C. Ferrari andJ.F. Canny. Planning optimal grasps. In Proc. IEEE Internat. Conf. Robot. Autom., pages 2290–2295, 1992. [Fla00] E. Flato. Robust andefficient construction of planar Minkowski sum s. Master’s thesis, Dept.Comput.Sci.,Tel-AvivUniv.,2000. http://www.cs .tau.ac .il/~flato. [FW88] S.J. Fortune andG. Wilfong. Planning constrainedmotions. In Proc. 20th Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 445–459, 1988. [GBL02a] H.H . Gonźalez-Bãnos andJ.- C . Latombe. A randomizedart-gallery algorithm for sensor placement. Internat. J. Robotics. Res., 21: 829–848, 2002. [GBL02b] H.H . Gonźalez-Bãnos andJ.- C . Latomb e. Navigation strategies for exploring indoor environments. Internat. J. Robot. Res., 2002. [GH96] G. Giralt andG. Hirzinger, editors. Ro bo t ic s Re s ea rch . Springer-Verlag, Berlin, 1996. [GHH+ 98] L.J . Guibas, D. Halperin, H. Hirukawa, J. -C . Latomb e, andR.H. Wilson. Polyhe- dral assembly partitioning using maximally covered cells in arrangements of convex polytop es. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 8:179–200, 1998. [GHLW95] K.Y . Goldberg, D. Halperin, J. - C . Latomb e, and R.H . Wilson, editors. Algorithmi c Foundations of Robotics, A.K . Peters, Wellesley, 1995. [GJK88] E.G. Gilbert, D.W . Johnson, andS.S. Keerthi. A fast procedure for computing dis- tance b etween complex ob jects in three-dimensional space. IEEE Trans. Robot. Au- tom., 4:193–203, 1988. [GLL+99] L.J . Guibas, J.- C . Latomb e, S.M. LaValle, D. Lin, andR. Motwani. A visibility-based pursuit-evasion problem. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 9:471–494, 1999. [GLM96] S. Gottschalk, M.C . Lin, andD. Manocha. OBB-tree: A hierarchical structure for rapidinterference detection. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 96, pages 171–180, 1996. [Gol93] K.Y . Goldb erg. Orienting polygonal parts without sensors. Algorithmi ca, 10:201–225, 1993. [Gri90] W.E.L . Grimson. Object Recognition by Computer. The Role of Geometric Con- straints. MIT Press, Cambridge, 1990. [Hal02] D. Halperin. Robust geometric computing in motion. Internat. J. Robot. Res., 21:219– 232, 2002. [HJW85] J.E. Hopcroft, D.A . Joseph, andS.H . Whitesides. On the movement of rob ot arms in 2-dimensional b ounded regions. SIAM J. Computing, 14:315–333, 1985. [HKLR01] D. Hsu, R. Kindel, J. - C . Latombe, and S. Rock. Randomized kino dynamic motion planning with moving obstacles. In B.R . Donald, K.M. Lynch, and D. Rus, editors, Algorithmic and Computational Robotics, pages 247–264. A .K . Peters, Wellesley, 2001. [HLM97] D. Halperin, J. -C . Latomb e, andR. Motwani. Dynamic maintenance of kinematic structures. In J. - P. LaumondandM.H . Overmars, editors, Algorithmic Foundations of Robotics, pages 155–170. A.K . Peters, Wellesley, 1997. [HLM99] D. Hsu, J.- C . Latombe, andR. Motwani. Path planning in expansive configuration spaces. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 9(4–5):495–512, 1999. [HLW00] D. Halperin, J. - C . Latomb e, andR.H . Wilson. A general framework for assembly planning: The motion space approach. Algorithmi ca , 26:577–601, 2000. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1089
1090 D. Halperin, L. Kavraki, and J.-C. Latombe [HS91] L.S . Homem de Mello and A.C . Sanderson. A correct and complete algorithm for the generation of mechanical assembly sequences. IEEE Trans. Robot. Autom., 7:228–240, 1991. [HS96] D. Halperin andM. Sharir. A near-quadratic algorithm for planning the motion of a polygon in a polygonal environment. Discrete Comput. Geom., 16:121–134, 1996. [HSG02] D. Halperin, M. Sharir, andK.Y . Goldb erg. The 2-center problem with obstacles. J. Algorithms , 42:109–134, 2002. [HW95] D. Halperin andR.H . Wilson. Assembly partitioning along simple paths: thecaseof multiple translations. In Proc. IEEE Internat. Conf. Robot. Autom., pages 1585–1593, 1995. [Kav97] L.E . Kavraki. Part orientation with programmable vector fields: Two stable equi- libria for most parts. In Proc. IEEE Internat. Conf. Robot. Autom., pages 20–25, Albuquerque, 1997. [Kha86] O. Khatib. Real-time obstacle avoidance for manipulators and mobile robots. Internat. J. Robot. Res. , 5:90–98, 1986. [KK95] L.E. Kavraki andM.N. Kolountzakis. Partitioning a planar assemblyintotwocon- nectedparts is NP-complete. Inform. Process. Lett., 55:159–165, 1995. [KL94] Y. Koga andJ.- C . Latombe. On multi-arm manipulation planning. In Proc. IEEE Internat. Conf. Robot. Autom., pages 945–952, 1994. [KLMR98] L.E. Kavraki, J.- C . Latombe, R. Motwani, andP. Raghavan. Randomizedquery processing in robot motion planning. J. Comput. Syst. Sci., 57:50–60, 1998. [KMY92] D.G. Kirkpatrick, B. Mishra, andC.K. Yap. Quantitative Steinitz’s theorem with applications to multifingeredgrasping. Discrete Comput. Geom., 7:295–318, 1992. [KNK+01] J.J . Kuffner, K. Nishiwaki, S. Kagami, M. Inaba, andH. Inoue. Motion planning for humanoidrobots under obstacle anddynamic balance constraints. In Proc. IEEE Internat. Conf. Robot. Autom., Seoul, 2001. [Kol95] K. Kolarov. Algorithms for optimal design of rob ots in complex environment. In Goldb erg et al. [GHLW95], pages 347–369. [KˇSLO96] L.E . Kavraki, P. ˇ Svestka, J.- C . Latombe, andM.H. Overmars. Probabilistic roadmaps for fast path planning in high dimensional configuration spaces. IEEE Trans. Robot. Aut om ., 12:566–580, 1996. [Lat91] J.- C . Latomb e. Robot Motion Planning. Kluwer, Boston, 1991. [LBM+02] A. Ladd, K. Bekris, G. Marceau, A. Rudys, D. Wallach, and L.E. Kavraki. Using wireless internet for localization. In Proc. IEEE/RJS Internat. Conf. Intel l. Rob. Sys. (IROS). IEEE Press, 2002. [LC91] M.C. Lin andJ.F. Canny. A fast algorithm for incremental distance computation. In Proc. IEEE Internat. Conf. Robot. Autom., pages 1008–1014, 1991. [LJTM94] J.- P. Laumond, P.E. Jacobs, M. Taix, and R.M. Murray. A motion planner for non- holonomic mobile rob ots. IEEE Trans. Robot. Autom., 10:577–593, 1994. [LK01a] F. Lamiraux andL.E. Kavraki. Planning paths for elastic objects under manipulation constraints. Internat. J. Robot. Res., 20:188–208, 2001. [LK01b] F. Lamiraux andL.E. Kavraki. Positioning of symmetric andnonsymmetric parts using radial and constant fields: Computation of all equilibrium configurations. In- ternat. J. Robot. Res., 20:635–659, 2001. [LK01c] S.M. LaValle and J.J . Kuffner. Randomized kinodynamic planning. Internat. J. Robot. Re s . , 20:278–300, 2001. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1090
Chapter 48: Robotics 1091 [LL95] A. Lazanas andJ. -C . Latombe. Landmark-basedrob ot navigation. Algorithmi ca , 13:472–501, 1995. [LMC01] J.E. Luntz, W. Messner, andH. Choset. Distributedmanipulation using discrete actuator arrays. Internat. J. Robot. Res., 20:553–582, 2001. [LP83] T. Lozano-Ṕerez. Spatial planning: A configuration space approach. IEEE Trans. Comput., 32:108–120, 1983. [LPMT84] T. Lozano-Ṕerez, M.T. Mason, andR.H . Taylor. Automatic synthesis of fine-motion strategies for robots. Internat. J. Robot. Res., 3:3–24, 1984. [LR96] J. - P. LaumondandJ.J. Risler. Nonholonomic systems: controllability andcomplexity. Theoret. Comput. Sci., 157:101–114, 1996. [LSHL02] I. Lotan, F. Schwarzer, D. Halperin, andJ. - C. Latombe. Efficient maintenance and self-collision testing for kinematic chains. In Proc. 18th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 43–52, 2002. [LSS02] S.M. LaValle, B. Simov, andG. Slutzki. An algorithm for searching a p olygonal region with a flashlight. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 12(1-2):87–113, 2002. [Mas82] M.T. Mason. Manipulation by grasping and pushing operations.Ph.D .thesis,MIT , Artificial Intelligence Lab., 1982. [Mas01] M.T. Mason. Mechanics of Robotic Manipulation. MIT Press, Cambridge, 2001. [Mat95] R. Matikalli. Mechanics Based Assembly Planning. Ph.D. thesis, Carnegie Mellon Univ., 1995. [ME02a] M. Moll andM.A . Erdmann. Dynamic shape reconstruction using tactile sensors. In Proc. IEEE Internat. Conf. Robot. Autom., pages 1636–1641, 2002. [ME02b] M. Moll and M.A . Erdmann. Manipulation of pose distributions. Internat. J. Robot. Res . , 21:277–292, 2002. [MGEF02] M. Moll, K.Y . Goldberg, M.A . Erdmann, and R. Fearing. Aligning parts for micro assemblies. Assembly Automation, 22:46–54, 2002. [Mis91] B. Mishra. Workholding: Analysis and planning. In Proc. IEEE/SRJ Internat. Conf. Intelligent Robots Syst., pages 53–57, 1991. [Mis95] B. Mishra. Grasp metrics: Optimality andcomplexity. In Goldberg et al. [GHLW95], pages 137–165. [MNP90] X. Markenscoff, L. Ni, andC.H . Papadimitriou. The geometry of grasping. Internat. J. Robot. Res. , 9:61–74, 1990. [MSS87] B. Mishra, J.T . Schwartz, andM. Sharir. On the existence andsynthesis of multifinger positive grips. Algorithmi ca, 2:541–558, 1987. [MZG+ 96] B. Mirtich, Y. Zhuang, K.Y . Goldb erg, J.J. Craig, R. Zanutta, B. Carlisle, and J.F. Canny. Estimating pose statistics for rob otic part feeders. In Proc. IEEE Internat. Conf. Robot. Autom., pages 1140–1146, 1996. [Nat88] B.K . Natara jan. On planning assemblies. In Proc. 4th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 299–308, 1988. [Nat89] B.K . Natara jan. Some paradigms for the automated design of parts feeders. Internat. J. Robot. Res. , 8:98–109, 1989. [Ngu88] V.D . Nguyen. Constructing force-closure grasps. Internat. J. Robot. Res., 7:3–16, 1988. [NK00] C.L . Nielsen andL.E. Kavraki. A two level fuzzy PRM for manipulation planning. In Proc. IEEE/RSJ Internat. Conf. Intel ligent Robots Syst., pages 1716–1722, Japan, 2000. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1091
1092 D. Halperin, L. Kavraki, and J.-C. Latombe [O’R98] J. O’Rourke. Computational Geometry in C, 2nd edition. Cambridge University Press, 1998. [ORSW95] M.H. Overmars, A.S. Rao, O. Schwarzkopf, andC. Wentink. Immobilizing polygons against a wall. In Proc. 11th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 29–38, 1995. [PSS+ 97] J. Ponce, S. Sullivan, A. Sudsang, J. - D. Boissonnat, and J. -P. Merlet. On computing four-finger equilibrium andforce-closure grasps of polyhedral ob jects. Internat. J. Robot. Res. , 16:11–35, 1997. [Qui94] S. Quinlan. Efficient distance computation between non-convex objects. In Proc. IEEE Internat. Conf. Robot. Autom., pages 3324–3329, 1994. [RB98] E. Rimon and J. Burdick. Mobility of bodies in contact–I: A 2nd order mobility index for multiple-finger grasps, IEEE Trans. Robot. Autom., 14(5), 1998. [RG95] A.S . Rao andK.Y . Goldb erg. Manipulating algebraic parts in the plane. IEEE Trans. Robot. Autom., 11:598–602, 1995. [RK92] E. Rimon andD. Koditschek. Exact robot navigation using artificial potential func- tions. IEEE Trans. Robot. Autom., 8:501–518, 1992. [RMC00] D. Reznik, E. Moshkivich, andJ.F. Canny. Building a universal planar manipulator. In K.- F. B̈ohringer andH. Choset, editors, Distributed Manipulation, pages 147–171. Kluwer Academic Publishers, Boston, 2000. [Rot94] B. Roth. Connections b etween robotic andclassical mechanisms. In T. Kanade and R. Paul, editors, Ro bot i c s Re s ea rc h 6 , pages 225–236. The Internat. Foundation for Rob otics Research, 1994. [SA95] M. Sharir andP.K . Agarwal. Davenport-Schinzel Sequences and Their Geometric Applications. Cambridge University Press, 1995. [SD91] Z. Shiller andS. Dubowsky. On computing time-optimal motions of rob otic manipu- lators in the presence of obstacles. IEEE Trans. Robot. Autom., 7:785–797, 1991. [SEO03] M. Soss, J. Erickson, andM.H . Overmars. Prepro cessing chains for fast dihedral rotations is hardor even impossible. Comput. Geom. Theory Appl., 26:235–246, 2003. [SK01] A. Sudsang and L.E. Kavraki. A geometric approach to designing a programmable force fieldwith a unique stable equilibrium for parts in the plane. In Proc. IEEE Internat. Conf. Robot. Autom. (ICRA), pages 1079–1085, Seoul, 2001. [SL93] P. Sou`eres andJ.- P. Laumond. Shortest path synthesis for a car-like robot. In Proc. 2nd European Control Conf., 1993. [SL01] T. Siḿeon and J. - P. Laumond. Notes on visibility roadmaps and path planning. In B.R. Donald, K.M. Lynch, and D. Rus, editors, Algorithmic and Computational Ro bo t ic s , pages 317–328. A.K . Peters, Wellesley, 2001. [SL02] G. Śanchez andJ.- C . Latombe. On delaying collision checking in prm planning: Application to multi-rob ot coordination. Internat. J. Robot. Res., 21:5–26, 2002. [ˇSO97] P. ˇ Svestka andM.H . Overmars. Motion planning for car-like robots, a probabilistic learning approach. Internat. J. Robot. Res., 16:119–143, 1997. [SS94] J. Snoeyink andJ. Stolfi. Objects that cannot be taken apart with two hands. Discrete Comput. Geom., 12:367–384, 1994. [ST00] M. Soss andG.T . Toussaint. Geometric andcomputational aspects of polymer recon- figuration. J. Math. Chemistry, 27:303–318, 2000. [SY92] I. Suzuki andM. Yamashita. Searching for a mobile intruder in a polygonal region. SIAM J. of Computing, 21:863–888, 1992. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1092
Chapter 48: Robotics 1093 [TA96] R. Talluri andJ.K . Aggarwal. Mobile rob ot self-lo cation using mo del-image feature corresp ondence. IEEE Trans. Robot. Autom., 12:63–77, 1996. [Val98] P. Valtr. Guarding galleries where no point sees a small area. Israel J. Mathematics, 104:1–16, 1998. [Val99] P. Valtr. Guarding galleries with no bad points. Discrete Comput. Geom., 21:193–200, 1999. [vSGO00] A.F. van der Stappen, K.Y . Goldberg, and M.H . Overmars. Geometric eccentricity andthe complexity of manipulation plans. Algorithmi ca , 26:494–514, 2000. [vSWO00] A.F. van der Stappen, C. Wentink, and M.H. Overmars. Computing im mobilizing grasps of polygonal parts. Internat. J. Robot. Res., 19:467–479, 2000. [WGPB96] J. Wiegley, K.Y . Goldberg, M. Peshkin, and M. Brokowski. A complete algorithm for designing passive fences to orient parts. In Proc. IEEE Internat. Conf. Robot. Autom., pages 1133–1139, 1996. [Wil91] G.T. Wilfong. Motion planning in the presence of movable ob jects. Ann. Math. Artif. Intell., 3:131–150, 1991. [WKL+95] R.H . Wilson, L.E. Kavraki, J. -C . Latombe, andT. Lozano-Ṕerez. Two-handed as- sembly sequencing. Internat. J. Robot. Res., 14:335–350, 1995. [WL95] R.H . Wilson andJ. - C. Latomb e. Geometric reasoning ab out mechanical assembly. Artif. Intel l., 71:371–396, 1995. [YB00] M. Yim andA. Berlin. Two approaches to distributedmanipulation. In K.- F. B̈ohringer andH. Choset, editors, Distributed Manipulation, pages 237–261, Kluwer Academic, Boston, 2000. [ZF96] Z. Zhang andO. Faugeras. A 3dworldmodel builder with a mobile rob ot. Internat. J. Robot . Res . , 11:269–285, 1996. [ZG95] Y. Zhuang and K.Y . Goldb erg. On the existence of modular fixtures. Internat. J. Robot. Res. , 15(5), 1995. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1093
1094
49 COMPUTER GRAPHICS David Dobkin and Seth Teller INTRODUCTION Computer graphics is often cited as a prime application area for the techniques of computational geometry. The histories of the two fields have a great deal of overlap, with similar methods (e.g ., sweep-line and area subdivision algorithms) arising independently in each. Both fields have often focused on similar problems, although with different computational models. For example, hidden surfaceremoval (visible surface identification) is a fundamental problem in both fields. At the same time, as the fields have matured, they have brought different requirements to similar problems. Here, we aim to highlight both similarities and differences between the fields. Computational geometry is fundamentally concerned with the efficient quanti- tative representation and manipulation of ideal geometric entities to produce exact results. Computer graphics shares these goals, in part. However, graphics practi- tioners also model the interaction of objects with light and with each other, and the media through which these effects propagate. Moreover, graphics researchers and practitioners: (1) typically use finite precision (rather than exact) representa- tions for geometry; (2) rarely formulate closed-form solutions to problems, instead employing sampling strategies and numerical methods; (3) often design into their algorithms explicit tradeoffs between running time and solution quality; (4) often analyze algorithm performance by defining as primitive operations those that have been implemented in hardware and (5) implement most algorithms they propose. 49.1 RELATIONSHIP TO COMPUTATIONAL GEOMETRY In this section we elaborate these five contacts and contrasts. GEOMETRY VS. RADIOMETRY AND PSYCHOPHYSICS One fundamental computational process in graphics is rendering: the synthesis of realistic images of physical objects. This is done through the application of a simulation process to quantitative models of light, materials, and transmission me- dia to predict (i.e., synthesize) appearance. Of course, this process must account for the shapes of and spatial relationships among objects and the viewer, as must computational geometric algorithms. In graphics, however, objects are imbued further with material properties, such as reflectance (in its simplest form, color), refractive index, opacity, and (for light sources) emissivity. Moreover, physically justifiable graphics algorithms must model radiometry: quantitative representa- tions of light sources and the electromagnetic radiation they emit (with associated attributes of intensity, wavelength, polarization, phase, etc.), and the psychophysi- cal aspects of the human visual system. Thus rendering is a kind of radiometrically © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1095
1096 D. Dobkin and S. Teller and psychophysically “weighted” counterpart to computational geometry problems involving interactions among objects. CONTINUOUS IDEAL VS. DISCRETE REPRESENTATIONS Computational geometry is largely concerned with ideal objects (points, lines, cir- cles, spheres, hyperplanes, polyhedra), continuous representations (effectively infi- nite precision arithmetic), and exact combinatorial and algebraic results. Graphics algorithms (and their implementations) model such objects as well, but do so in a discrete, finite-precision computational model. For example, most graphics al- gorithms use a floating-point or fixed-point coordinate representation. Thus, one can think of many computer graphics computations as occurring on a (2D or 3D) sample grid. However, a practical difficulty is that the grid spacing is not con- stant, causing certain geometric predicates (e.g ., sidedness) to change under simple transformationssuchasscalingortranslation(seeChapter41). An analogy can be made between this distinct choice of coordinates, and the way in which geometric objects—infinite collections of points—are represented by geometers and graphics researchers. Both might represent a sphere similarly—say, by a center and radius. However, an algorithm to render the sphere must select a finite set of sample points on its surface. These sample points typically arise from the placement of a synthetic camera and from the locations of display elements on a two-dimensional display device, for example pixels on a computer monitororink dots on a page in a computer printer. The colors computed at these (zero-area) sample points, through some radiometric computation, then serve as an assignment to the discrete value of each (finite-area) display element. CLOSED-FORM VS. NUMERICAL SOLUTION METHODS Rarely does a problem in graphics demand a closed-form solution. Instead, graphi- cists typically rely on numerical algorithms to estimate solution values in an it- erative fashion. Numerical algorithms are chosen by reason of efficiency, orof simplicity. Often, these are antagonistic goals. Aside from the usual dangers of quantization into finite-precision arithmetic (Chapter 41), other types of error may arise from numerical algorithms. First, using a point-sampled value to represent a finite-area function’s value leads to discretization errors—differences between the reconstructed (interpolated) function, which may be piecewise-constant, piecewise- linear, piecewise-polynomial, etc., and the piecewise-continuous (but unknown) true function. These errors may be exacerbated by a poor choice of sampling points, by a poor piecewise function representation or basis, or by neglect of boundaries along which the true function or its derivative have strong discontinuities. Also, numerical algorithms may suffer bias and converge to incorrect solutions (e.g ., due to the misweighting, or omission, of significant contributions). TRADING SOLUTION QUALITY FOR COMPUTATION TIME Many graphics algorithms recognize sources of error and seek to bound them by vari- ous means. Moreover, for efficiency’s sake an algorithm might deliberately introduce error. For example, during rendering, objects might be crudely approximated to © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1096
Chapter 49: Computer graphics 1097 speed the geometric computations involved. Alternatively, in a more general illumi- nation computation, many instances of combinatorial interactions (e.g ., reflections) between scene elements might be ignored except when they have a significant effect on the computed image or radiometric values. Graphics practitioners have long sought to exploit this intuitive tradeoffbetween solution quality and computation time. THEORY VS. PRACTICE Graphics algorithms, while often designed with theoretical concerns in mind, are typically intended to be of practical use. Thus, while computational geometers and computer graphicists have a substantial overlap of interest in geometry, graphi- cists develop computational strategies that can feasibly be implemented on modern machines. Also, while computational geometric algorithms often assume “generic” inputs, in practice geometric degeneracies do occur, and inputs to graphics algo- rithms are at times highly degenerate (for example, comprised entirely of isothetic rectangles). Thus, algorithmic strategies are shaped not only by challenging inputs that arise in practice, but also by the technologies available at the time the algorithm is proposed. The relative bandwidths of CPU, bus, memory, network connections, and tertiary storage have major implications for graphics algorithms involving interac- tion or large amounts of simulation data, or both. For example, in the 1980s the decreasing cost of memory, and the need for robust processing of general datasets, brought about a fundamental shift in most practitioners’ choice of computational techniques for resolving visibility (from combinatorial, object-space algorithms to brute force, screen-space algorithms). The increasing power of general-purpose processors, the emergence of sophisticated, robust visibility algorithms, and the wide availability of dedicated, programmable low-level graphics hardware may bring about yet another fundamental shift. TOWARD A MORE FRUITFUL OVERLAP Given such substantial overlap, there is potential for fruitful collaboration between geometers and graphicists [CAA+96]. One mechanism for spurring such collabora- tion is the careful posing of models and open problems to both communities. To that end, these are interspersed throughout the remainder of this chapter. 49.2 GRAPHICS AS A COMPUTATIONALPROCESS This section gives an overview of three fundamental graphics operations: acquisition of some representation of model data, its associated attributes and illumination sources; re nd e ri ng , or simulating the appearance of static scenes; and simulating the behavior of dynamic scenes either in isolation or under the influence of user interaction. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1097
1098 D. Dobkin and S. Teller GLOSSARY Rendering problem: Given quantitative descriptions of surfaces and their prop- erties, light sources, and the media in which all these are embedded, rendering is the application of a computational model to predict appearance; that is, render- ing is the synthesis of images from simulation data. Rendering typically involves for each surface a visibility computation followed by a shading computation. Visibility: Determining which pairs of a set of objects in a scene share an unob- structed line of sight. Shading: The determination of radiometric values on a surface (eventually inter- preted as colors) as viewed by the observer. Simulation: The representation of a natural process by a computation. Psychophysics: The study of the human visual system’s response to electromag- netic stimuli. REPRESENTATION: GEOMETRY, LIGHT, AND FORCES Every computational process requires some representation in a form amenable to simulation. In graphics, the quantities to be represented span shape, appearance, and illumination. In simulation or interactive settings forces must also be repre- sented; these may arise from the environment, from interactions among objects, or from the user’s actions. The graphics practitioner’s choice of representation has significant implications. For example, how is the data comprising the representation to be acquired? For e f - ficient manipulation or increased spatial or temporal coherence, the representation might have to include, or be amenable to, spatial indexing. A number of intrinsic (winged-edge, quad-edge, facet-edge, etc.) and extrinsic (quadtree, octree, k -d tree, BSP tree, B-rep, CSG, etc.) data structures have been developed to represent geo- metric data. Continuous, implicit functions have been used to model shape,ashave discretized volumetric representations, in which data types or densities are associ- atedwithspatial“voxels.”Asubfieldofmodeling,SolidModeling(Chapter56), represents shape, mass, material, and connectivity properties of objects, so that, for example, complex object assemblies may be defined for use in Computer-Aided Machiningenvironments(Chapter55).Someofthesedatastructurescanbeadap- tively subdivided, and made persistent (that is, made to exist in memory andin nonvolatilestorage;seeChapter34),sothatmodelswithwide-scalevariations,or simply enormous data size, may be handled. None of these data structures is uni- versal; each has been brought to bear in specific circumstances, depending on the nature of the data (manifold vs. nonmanifold, polyhedral vs. curved, etc.) and the problem at hand. We forego here a detailed discussion of representational issues; seeChapters53and56. The data structures alluded to above represent “macroscopic” properties of scene geometry—shape, gross structure, etc. Representing material properties, in- cluding reflectance over each surface, and possibly surface microstructure (such as roughness) and substructure (as with layers of skin or other tissue), is another fun- damental concern of graphics. For each material, computer graphics researchers craft and employ quantitative descriptions of the interaction of radiant energy © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1098
Chapter 49: Computer graphics 1099 and/or physical forces with objects having these properties. Examples include human-made objects such as machine parts, furniture, and buildings; organic ob- jects such as flora and fauna; naturally occurring objects such as molecules, terrains, and galaxies; and wholly synthetic objects and materials. Analogously, suitable rep- resentations of radiant energy and physical forces also must be crafted in order that the simulation process can model such effects as erosion [DPH96]. ACQUISITION In practice, algorithms require input. Realistic scene generation can demand com- plex geometric and radiometric models—for example, of scene geometry and re- flectance properties, respectively. Nongeometric scene generation methods can use sparse or dense collections of images of real scenes. Geometric and image inputs must arise from some source; this model acquisition problem is a core prob- lem in graphics. Models may be generated by a human designer (for example, using Computer-Aided Design packages), generated procedurally (for example, by applying recursive rules), or constructed by machine-aided manipulation of im- age data (for example, generating 3D topographical maps of terrestrial or extra- terrestrial terrain from multiple photographs), or other machine-sensing methods (e.g ., [CL96]). Methods for completely automatic (i.e., not human-assisted) acqui- sition of large-scale geometric models are still in their infancy. RENDERING We partition the simulation process of re nd e ri ng into visibility and shading sub- components, which are treated in separate subsections below. For static scenes, and with more difficulty when conditions change with time, rendering can be factored into geometrically and radiometrically view-independent tasks (such as spatial partitioning for surface intervisibility, and the computation of diffuse illumination) and their view-dependent counterparts (culling and specular il- lumination, respectively). View-independent tasks can be cast as precomputations, while at least some view-dependent tasks cannot occur until the instantaneous viewpoint is known. These distinctions have been blurred by the development of data structures that organize lazily-computed, view-dependent information for use in interactive settings [TBD96]. INTERACTION (SIMULATION OF DYNAMICS) Graphics brings to bear a wide variety of simulation processes to predict behav- ior. For example, one might detect collisions to simulate a pair of tumbling dice, or simulate frictional forces in order to provide haptic (touch) feedback through a mechanical device to a researcher manipulating a virtual object [LMC94]. Increas- ingly, graphics researchers are incorporating spatialized sounds into simulations as well. These physically-based simulations are integral to many graphics applications. However, the generation of synthetic imagery is the most fundamental operation in graphics. The next section describes this “rendering” problem. When datasets become extremely large, some kind of hierarchical, persistent spatial database is required for efficient storage and access to the data [FKST96], © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1099
1100 D. Dobkin and S. Teller and simplification algorithms are necessary to store and display complex objects with varying fidelity (see, e.g ., [CVM+96, HDD+92]). We first discuss algorithmic aspects of model acquisition, a fundamental first step in graphics (Section 49.3). We next introduce rendering, with its intertwined operations of visibility determination, shading, and sampling (Section 49.4). We then pose several challenges for the future, listing problems of current or future interest in computer graphics on which computational geometry may have a sub- stantial impact (Section 49.5). Finally, we list further references (Section 49.6). 49.3 ACQUISITION Model acquisition is fundamental in achieving realistic, complex simulations. In some cases, the required model information may be “authored” manually, for exam- ple by a human user operating a computer-aided design application. Clearly manual authoring can produce only a limited amount of data. For more complex inputs, simulation designers have crafted “procedural” models, in which code is written to generate model geometry and attributes. However, such models often have limited expressiveness. To achieve both complexity and expressiveness, practitioners em- ploy sensors such as cameras and range scanners to “capture” representations of real-world objects. GLOSSARY Model capture: Acquiring a data representation of a real-world object’s shape, appearance, or other properties. GEOMETRY CAPTURE In crafting a geometry capture method, the graphics practitioner must choose a sensor, for example a (passive) camera or multi-baseline stereo camera configura- tion, or an (active) laser range-finder. Regardless of sensor choice, data fusion from several sensors requires intrinsic and extrinsic sensor calibration and registration of multiple sensor observations. The fundamental algorithmic challenges here include handling noisy data, and solving the data association problem, i.e ., determining which features match or correspond across sensor observations. When the device output (e.g ., a point cloud) is not immediately useful as a geometric model,anin- termediate step is required to infer geometric structure from the unorganized input [HDD+92, AB99]. These problems are particularly challenging in an interactive context, for example when merging range scans acquired at video rate [RHHL02]. In some applications, the datasize becomes enormous, as in the “Digital Michelan- gelo” pro ject [LPC+00] or in GIS (geographical information systems) applied over largelandareas(seeChapter59). One thrust common to both computer graphics and computer vision includes attempts to recover 3D geometry from many cameras situated outside or within the object or scene of interest. These “volumetric stereo” algorithms mustface representational issues: a voxel data structures grows in size as the cube of the scene’s linear dimension, whereas a boundary representation is more efficient but © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1100
Chapter 49: Computer graphics 1101 requires additional a priori information. Another class of challenges arises from hybrids of procedural and data-driven methods. For example, there exist powerful “grammars” that produce complex synthetic flora using recursive elaboration of simple shapes [MP96]. These meth- ods have a high “amplification factor” in the sense that they can produce complex geometry from a small number of parameters. However, they are notoriously diffi- cult to invert; that is, given a set of observations of a tree, it is apparently difficult to recover an L-system (a particular string rewriting system) that reproduces the tree. APPEARANCE CAPTURE Another aspect of capture arises in the process of acquiring texture properties or other “appearance” attributes of geometric models. A number of powerful procedu- ral methods exist for texture generation [Per85] and 3D volumetric effects such as smoke, fire, and clouds [SF95]. Researchers are challenged to make these methods data-driven, i.e., to find the procedural parameters that reproduce observations. Recently, appearance capture approaches have emerged that attempt to avoid explicit geometry capture. These “image-based” modeling techniques [MB95] gather typically dense collections of images of the object or scene of interest, then use the acquired data to reconstruct images from novel viewpoints (i.e., viewpoints not occupied by the camera). Outstanding challenges for developers of these meth- ods include: crafting effective sampling and reconstruction strategies; achieving effective storage and compression of the input images, which are often highly re- dundant; and achieving classical graphics effects such as re-illumination under novel lighting conditions when the underlying object geometry is unknown or onlyap- proximately known. Acquisition strategies are also needed when capturing mate- rials with complex appearance due to, for example, subsurface effects (e.g ., veined marble) [LPC+00]. MOTION CAPTURE Capturing geometry and appearance of static scenes populated by rigid bodies is challenging. Yet this problem can itself be generalized in two ways. First, scenes may be dynamic, i.e ., dependent on the passage of time. Second, scene objects may be articulated, i.e ., composed of a number of rigid or deformable subobjects, linked through a series of geometric transformations. Although the dimensionality of the observed data may be immense, the actual number of degrees of freedom can be significantly lower; the computational challenge lies in discovering and representing the reduced dimensions efficiently and without an unacceptable loss of fidelity to the original motion. Thus motion capture yields a host of problems: segmenting objects from one another and from outlier data; inference of object substructure and degrees of freedom; and scaling up to complex articulated assemblies. Some oftheseproblemshavebeenaddressedinComputerVision(seealsoChapter51), although in graphics the same problems arise when processing 3D range (in contrast to 2D image) data. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1101
1102D. Dobkin and S. Teller OPEN PROBLEMS • Given time-dependent range or motion data of several moving human figures, segment the figures from one another and produce as output an articulated model of each figure. 49.4 RENDERING Rendering is the process through which a computer image of a model (acquired or otherwise) is created. To render an image that is perceived by the human vi- sual system as being accurate is often considered to be the fundamental problem of computer graphics (photorealistic rendering). To do so requires visibility com- putations to determine which portions of objects are not obscured. Also required are shading computations to model the photometry of the situation. Becausethe resultant image will be sampled on a discrete grid, we must also consider techniques for minimizing sampling artifacts from the resultant image. GLOSSARY Visibility computation: The determination of whether some set of surfaces, or sample points, is visible to a synthetic observer. Shading computation: The determination of radiometric values on the surface (eventually interpreted as colors) as viewed by the observer. Pixel: A picture element, for example on a raster display. Viewport: A 2D array of pixels, typically comprising a rectangular region on a computer display. View frustum: A truncated rectangular pyramid, representing the synthetic ob- server’s field of view, with the synthetic eyepoint at the apex of the pyramid. The truncation is typically accomplished using near and far clipping planes, analo- gous to the “left, right, top, and bottom” planes that define the rectangular field of view. (If the synthetic eyepoint is placed at infinity, the frustum becomes a rectangular parallelepiped.) Only those portions of the scene geometry that fall inside the view frustum are rendered. Rasterization: The transformation of a continuous scene description, through discretization and sampling, into a discrete set of pixels on a display device. Ray casting: A hidden-surface algorithm in which, for each pixel of an image, a ray is cast from the synthetic eyepoint through the center of the pixel [App68]. The ray is parametrized by a variable t such that t = 0 is the eyepoint, and t>0 indexes points along the ray increasingly distant from the eye. The first intersection found with a surface in the scene (i.e., the intersection with minimum positive t) locates the visible surface along the ray. The corresponding pixel is assigned the intrinsic color of the surface, or some computed value. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1102
Chapter 49: Computer graphics 1103 Depth-buffering: (also z-buffering) An algorithm that resolves visibility by stor- ing a discrete depth (initialized to some large value) at each pixel [Cat74]. Only when a rendered surface fragment’s depth is less than that stored at the pixel can the fragment’s color replace that currently stored at the pixel. Irradiance: Total power per unit area impinging on a surface element. Units: power per receiver area. BRDF: The Bidirectional Reflectance Distribution Function, which maps incident radiation (at general position and angle of incidence) to reflected exiting radia- tion (at general position and angle of exiting). Unitless, in [0, 1]. BTDF: The Bidirectional Transmission Distribution Function, which maps inci- dent radiation (at general position and angle of incidence) to transmitted exiting radiation (at general position and angle of exiting). Analogous to the BRDF. Radiance: The fundamental quantity in image synthesis, which is conserved along a ray traveling through a nondispersive medium, and is therefore “the quantity that should be associated with a ray in ray tracing” [CW93]. Units: power per source area per receiver steradian. Radiosity: A global illumination algorithm for ideal diffuse environments. Ra- diosity algorithms compute shading estimates that depend only on the surface normal and the size and position of all other surfaces and light sources, and that are independent of view direction. Also: a physical quantity, with units power per source area. Ray t rac i ng : An image synthesis algorithm in which ray casting is followed, at each surface, by a recursive shading operation involving a spherical/hemispherical integral of irradiance at each surface point. Ray tracing algorithms are best suited to scenes with small light sources and specular surfaces. Hybrid algorithm: A global illumination algorithm that models both diffuse and specular interactions (e.g ., [SP89]). VISIBILITY LOCAL VISIBILITY COMPUTATIONS Given a scene composed of modeling primitives (e.g., polygons, or spheres), and a viewing frustum defining an eyepoint, a view direction, and field of view, the visi- bility operation determines which scene points or fragments are visible—connected to the eyepoint by a line segment that meets the closure of no other primitive. The visibility computation is global in nature, in the sense that the determination of visibility along a single ray may involve all primitives in the scene. Typically, how- ever, visibility computations can be organized to involve coherent subsets of the model geometry. In practice, algorithms for visible surface identification operate under severe constraints. First, available memory may be limited. Second, the computation time allowed may be a fraction of a second—short enough to achieve interactive refresh rates under changes in viewing parameters (for example, the location or viewing direction of the observer). Third, visibility algorithms must be simple © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1103
1104 D. Dobkin and S. Teller enough to be practical, but robust enough to apply to highly degenerate scenes that arise in practice. The advent of machine rendering techniques brought about a cascade of screen- space and object-space combinatorial hidden-surface algorithms, famously surveyed and synthesized in [SSS74]. However, a memory-intensive screen-space technique— depth!buffering@-buffering—soon won out due to its simplicity and the decreasing cost of memory. In depth-buffering, specialized hardware performs visible surface determination independently at each pixel. Each polygon to be rendered is raster- ized, producing a collection of pixel coordinates and an associated depth for each. A polygon fragment is allowed to “write” its color into a pixel only if the depth of the fragment at hand is less than the depth stored at the pixel (all pixel depths are initialized to some large value). Thus, in a complex scene each pixel might be written many times to produce the final image, wasting computation and memory bandwidth. This is known as the overdraw problem. Two decades of spectacular improvement in graphics hardware have ensued, and high-end graphics workstations now contain hundreds of increasingly complex processors that clip, illuminate, rasterize, and texture millions of polygons per sec- ond. This capability increase has naturally led users to produce ever more complex geometric models, which suffer from increasing overdraw. Object simplification algorithms, which represent complex geometric assemblages with simpler shapes, do little to reduce overdraw. Thus, visible-surface identification (hidden-surface elimination) algorithms have again come to the fore (Section 28.8 .1). GLOBAL VISIBILITY COMPUTATIONS Real-time systems perform visibility computations from an instantaneous synthetic viewpoint along rays associated with one or more samples at each pixel of some viewport. However, visibility computations also arise in the context of global illu- mination algorithms, which attempt to identify all significant light transport among point and area emitters and reflectors, in order to simulate realistic visual effects such as diffuse and specular interreflection and refraction. A class of global visibility algorithms has arisen for these problems. For example, in radiosity computations, a fundamental operation is determining area-area visibility in the presence of block- ers; that is, the identification of those (area) surface elements visible to a given element, and for those partially visible, all tertiary elements causing (or potentially causing) occlusion [HW91, HSA91]. CONSERVATIVE ALGORITHMS Graphics algorithms often employ quadrature techniques in their innermost loops— for example, estimating the energy arriving at one surface from another by casting multiple rays and determining an energy contribution along each. Thus, any effi- ciency gains in this frequent process (e.g ., omission of energy sources known not to contribute energy at the receiver, or omission of objects known not to be blockers) will significantly improve overall system performance. Similarly, occlusion culling algorithms (omission of objects known not to contribute pixels to the rendered image) can significantly reduce overdraw. Both techniques are examples of co n - servative algorithms, which overestimate some geometric set by combinatorial means, then perform a final sampling-based operation that produces a (discrete) solution or quadrature. Of course, the success of conservative algorithms in practice depends on two assumptions: first, that through a relatively simple computation, a © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1104
Chapter 49: Computer graphics 1105 usefully tight bound can be attained on whatever set would have been computed by a more sophisticated (e.g., exact) algorithm; and second, that the aggregate time of the conservative algorithm and the sampling pass is less than that of an exact algorithm for input sizes encountered in practice. This idea can be illustrated as follows. Suppose the task is to render a sceneof n polygons. If visible fragments must be rendered exactly , any correct algorithm must expend at least kn 2 time, since n polygons (e.g ., two slightly misaligned combs, each with n/2 teeth) can cause O(n2 ) visible fragments to arise. But a conservative algorithm might simply render all n polygons, incurring some overdraw (to be resolved by a depth-buffer) at each pixel, but expending only time linear in the size of the input. This highlights an important difference between computational geometry and computer graphics. Standard computational geometry cost measures would show that the O(n2) algorithm is optimal in an output-sensitive model (Section 28.8 .1). In computer graphics, hardware considerations motivate a fundamentally different approach: rendering a (judiciously chosen) superset of those polygons that will contribute to the final image. A major open problem is to unify these approaches by finding a cost function that effectively models such considerations (see below). HARDWARE TRENDS In recent years, several hybrid object-space/screen-space visibility algorithms have emerged (e.g ., [GKM93]). As general-purpose processors continue to become faster, such hybrid algorithms have become more widely used. In certain situations, these algorithms operate entirely in object space, without relying on special-purpose graphics hardware [CT96]. Specialized hardware for hierarchical visibility deter- mination as envisioned in [GKM93], and programmable hardware capable of ded- icated higher-level visibility operations such as ray-object intersection and spatial index traversal [PBMH02], will become increasingly available in the future, perhaps bringing about another shift in the algorithmic techniques of choice. SHADING Through sampling and visibility operations, a visible surface point or fragment is identified. This point or fragment is then shaded accordingtoalocal or global illumination algorithm. Given scene light sources and material reflectionand transmission properties, and the propagative media comprising and surrounding the scene objects, the shading operation determines the color and intensity of the incident and exiting radiation at the point to be shaded. Shading computations can be characterized further as view-independent (modeling only purely diffuse interactions, or directional interactions with no dependence on the instantaneous eye position) or view-dependent. Most graphics workstations perform a local shading operation in hardware, which, given a point light source, a surface point, and an eye position, evaluates the energy reaching the eye via a single reflection from the surface. This local op- eration is implemented in the software and hardware offered by most workstations. However, this simple model cannot produce realistic lighting cues such as shadows, reflection, and refraction. These require more extensive, global computations as described below. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1105
1106 D. Dobkin and S. Teller SHADING AS RECURSIVE WEIGHTED INTEGRATION Most generally, the shading operation computes the energy leaving a differential surface element in a specified differential direction. This energy depends on the surface’s emittance and on the product of the surface’s reflectance with the total energy incident from all other surfaces. This relation is known as the Re nde rin g Equation [Kaj86], which states intuitively that each surface fragment’s appearance, as viewed from a given direction, depends on any light it emits, plus any light (gath- ered from other objects in the scene) that it reflects in the direction of the observer. Thus, shading can be cast as a recursive integration; to shade a surface fragment F , shade all fragments visible to F , then sum those fragments’ illumination upon F (appropriately weighted by the BRDF or BTDF) with any direct illumination of F . Effects such as diffuse illumination, motion blur, Fresnel effects, etc., can be simulated by supersampling in space, time, and wavelength, respectively, and then averaging [CPC84]. Of course, a base case for the recursion must be defined. Classical ray tracers truncate the integration when a certain recursion depth is reached. If this maximum depth is set to 1, ray casting (the determination of visibility for eye rays only) results. More common is to use a small constant greater than one, which leads to “Whitted” or “classical” ray tracing [Whi80]. For efficiency, practitioners also employ a thresholding technique: when multiple reflections cause the weight with which a particular contribution will contribute to the shading at the root to drop below a specified threshold, the recursion ceases. These termination conditions can, under some conditions, cause important energy-bearing paths to be overlooked. For example, a bright light source (such as the sun) filtering through many partsofa house to reach an interior space may be incorrectly discounted by this condition. In recent years, a hardware trend has developed in support of “programmable shading,” in which a (typically short, straight-line) program can be downloaded into graphics hardware for application to every vertex or pixel processed. 1 This trend has spurred research into, for example, ways to “factor” complex shading calculations into suitable components for mapping to hardware. ALIASING From a purely physical standpoint, the amount of energy leaving a surface ina particular direction is the product of the spherical integral of incoming energy and the bidirectional reflectance (and transmittance, as appropriate) in the exiting direction. From a psychophysical standpoint, the perceived color is an inner product of the energy distribution incident on the retina with the retina’s spectral response function. We do not explore psychophysical considerations further here. Global illumination algorithms perform an integration of irradiance at each point to be shaded. Ray tracing and radiosity are examples of global illumination algorithms. Since no closed-form solutions for global illumination are known for general scenes, practitioners employ sampling strategies. Graphics algorithms typ- ically attempt “reconstruction” of some illumination function (e.g., irradiance, or radiance), given some set of samples of the function’s values and possibly other information, for example about light source positions, etc. However, such recon- struction is subject to error for two reasons. First, the well-known phenomenon of aliasing occurs when insufficient samples are taken to find all high-frequency terms in a sampled signal. In image processing, 1 CurrentmanufacturersincludeNVIDIAhttp://nvidia.com/andATIhttp://ati.com/. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1106
Chapter 49: Computer graphics 1107 samples arise from measurements, and reconstruction error arises from samples that are too widely spaced. However, in graphics, the sample values arise from a simulation process, for example, the evaluation of a local illumination equation, or the numerical integration of irradiance. Thus, reconstruction error can arise from simulation errors in generating the samples. This second type of error is called biasing. For example, classical ray tracers [Whi80] may suffer from biasing in three ways. First, at each shaded point, they compute irradiance only: from direct illumination by point lights; along the reflected direction; and along the refracted direction. Significant “indirect” illumination that occurs along any direction other than these is not accounted for. Thus, indirect reflection and focusing effects are missed. Classical ray tracers also suffer biasing by truncating the depth of the recursive ray tree at some finite depth d; thus, they cannot find significant paths of energy from light source to eye of length greater than d. Third, classical ray tracers truncate ray trees when their weight falls below some threshold. This can fail to account for large radiance contributions due to bright sources illuminating surfaces of low reflectance. SAMPLING Sampling patterns can arise from a regular grid (e.g ., pixels in a viewport) but these lead to a stair-stepping kind of aliasing. One solution is to supersample (i.e., take multiple samples per pixel) and average the results. However, one must take care to supersample in a way that does not align with the scene geometry or some underlying attribute (e.g., texture) in a periodic, spatially varying fashion; otherwise aliasing (including Moiŕe patterns) will result. DISCREPANCY The quality of sampling patterns can be evaluated with a measure known as dis- crepancy(Chapter44).Forexample,ifwearesamplinginapixel,featuresinter- acting with the pixel can be modeled by line segments (representing parts of edges of features) crossing the pixel. These segments divide the pixel into two regions. A good sampling strategy will ensure that the proportion of sample points ineach region approximates the proportion of pixel area in that region. The difference between these quantities is the discrepancy of the point set with respect to the line segment. We define the discrepancy of a set of samples (in this case) as the maxi- mum discrepancy with respect to all line segments. Other measures of discrepancy arepossible,asdescribedbelow.SeealsoChapter13. Sampling patterns are used to solve integral equations. The advantage of using a low-discrepancy set is that the solution will be more accurately approximated, resulting in a better image. These differences are expressed in solution convergence rates as a function of the number of samples. For example, truly random sampling has a discrepancy that grows as O(N − 1 2 ) where N is the number of samples. There are other sampling patterns (e.g ., the Hammersley points ) that have discrepancies growing as O(N −1 log k−1 N ). Sometimes one wishes to combine values obtained by different sampling methods [VG95]. The search for good sampling patterns, given a fixed number of samples, is often done by running an optimization process which aims to find sets of ever-decreasing discrepancy. A crucial part of any such process is the ability to quickly compute the discrepancy of a set of samples. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1107
1108 D. Dobkin and S. Teller COMPUTING THE DISCREPANCY There are two common questions that arise in the study of discrepancy: first, given fixed N , how to construct a good sampling pattern in the model described above; second, how to construct a good sampling pattern in an alternative model. For concreteness, consider the problem of finding low discrepancy patternsin the unit square, modeling an individual pixel. As stated above, the geometry of objects is modeled by edges that intersect the pixel dividing it into two regions, one where the object exists and one where it does not. An ideal sampling method would sample the regions in proportion to their relative areas. We model this as a discrepancy problem as follows. Let S be a sample set of points in the unit square. For a line l (actually, a segment arising from a polygon boundary in the scene being rendered), define the two regions S + and S− into which l divides S . Ideally, we want a sampling pattern that has the same fraction of samples in the region S + as the area of S+ . Thus, in the region S+ , the discrepancy with respect to l is | (S ∩ S+)/ (S) − Area(S+)| , where (·) denotes the cardinality operator. The discrepancy of the sample set S with respect to a line l is defined as the larger of the discrepancies in the two regions. The discrepancy of set S is then the maximum, over al l lines l,ofthe discrepancy of S with respect to l. Finding the discrepancy in this setting is an interesting computational geometry problem. First, we observe that we do not need to consider all lines. Rather,we need consider only those lines that pass through two points of S, plus a few lines derived from boundary conditions. This suggests the O(n3) algorithm of computing the discrepancy of each of the O(n 2 ) lines separately. This can be improved to O(n2 log n) by considering the fan of lines with a common vertex (i.e., one of the sample points) together. This can be further improved by appealing to duality. The traversal of this fan of lines is merely a walk in the arrangement of linesin dual space that are the duals of the sample points. This observation allows us to use techniques similar to those in Chapter 24 to derive an algorithm that runs asymptotically as O(n2 ). Full details are given in [DEM93]. There are other discrepancy models that arise naturally. A second obvious can- didate is to measure the discrepancy of sample sets in the unit square with respect to axis-oriented rectangles. Here we can achieve a discrepancy of O(n2 log n), again using geometric methods. We use a combination of techniques, appealing to the incremental construction of 2D convex hulls to solve a basic problem, then using the sweep paradigm to extend this incrementally to a solution of the more general problem. The sweep is easier in the case in which the rectangle is anchored with one vertex at the origin, yielding an algorithm with running time O(n log 2 n). The model given above can be generalized to compute bichromatic discrep- ancy. In this case, we have sample points that are colored either black or red. We can now define the discrepancy of a region as the difference between its numberof red and black points. Alternatively, we can look for regions (of the allowable type) that are most nearly monochromatic in red while their complements are nearly monochromatic in black. This latter model has application in computational learn- ing theory. For example, red points may represent situations in which a concept is true, black situations where it is false. The minimum discrepancy rectangle is now a classifier of the concept. This is a popular technique for computer-assisted medical diagnosis. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1108
Chapter 49: Computer graphics 1109 The relevance of these algorithms to computational geometry is that they will lead to faster algorithms for testing the “goodness” of sampling patterns, and thus eventually more efficient algorithms with bounded sampling error. Also, algorithms for computing the discrepancy relative to a particular set system are directly related tothesystem’sVC-dimension(seeSection44.1). OPEN PROBLEMS An enormous literature of adaptive, backward, forward, distribution, etc. ray trac- ers has evolved to address sampling and bias errors. However, the fundamental issues can be stated simply. (Each of the problems below assumes a geometric model consisting of n polygons.) A related inverse problem arises in machine vision, now being adopted by computer graphics practitioners as a method for acquiring large-scale geometric models from imagery. The problems below are open for both the unit cube and unit ball in all dimen- sions. 1. The set of visible fragments can have complexity Ω(n2) in the worst case. However, the complexity is lower for many scenes. If k is the number of edge incidences (vertices) in the pro jected visible scene, the set of visible fragments can be computed in optimal output-sensitive O(nk1/2 log n) time [SO92]. Although specialized results have been obtained, optimality has not beenreachedinmanycases.SeeTable28.8 .1 . 2. Give a spatial partitioning and ray casting algorithm that runs in amortized nearly-constant time (that is, has only a weak asymptotic dependence on total scene complexity). Identify a useful “density” parameter of the scene (e.g ., the largest number of simultaneously visible polygons), and express the amortized cost of a ray cast in terms of this parameter. 3. Give an output-sensitive algorithm which, for specified viewing parameters, determines the set of “contributing” polygons—i.e., those which contribute their color to at least one viewport pixel. 4. Give an output-sensitive algorithm which, for specified viewing parameters, approximates the visible set to within . That is, produce a superset of the visible polygons of size (alternatively, total pro jected area) at most (1 + ) times the size (resp., pro jected area) of the true set. Is the lower bound for this problem asymptotically smaller than that for the exact visibility problem? 5. For machine-dependent parameters A and B describing the transform (per- vertex) and fill (per-pixel) costs of some rendering architecture, give an al- gorithm to compute a superset S of the visible polygon set minimizing the rendering cost on the specified architecture. 6. In a local illumination computation, identify those polygons (or a superset) visible from the synthetic observer, and construct, for each visible polygon P , an efficient function V (p) that returns 1 iffpoint p ∈ P is visible from the viewpoint. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1109
1110 D. Dobkin and S. Teller 7. In a global illumination computation, identify all pairs (or a superset)ofin- tervisible polygons, and for each such pair P, Q, construct an efficient function V (p, q) that returns 1 iffpoint p ∈ P is visible from point q ∈ Q. 8. Image-based rendering [MB95]: Given a 3D model, generate a minimal set of images of the model such that for all subsequent query viewpoints, the correct image can be recovered by combination of the sample images. 9. Given a geometric model M , a collection of light sources L, a synthetic view- point E , and a threshold , identify all optical paths to E bearing radiance greater than . 10. Given a geometric model M , a collection of light sources L, and a threshold , identify all optical paths bearing radiance greater than . 11. An observation of a real object comprises the prod uc t of irradiance and re- flection (BRDF). How can one deduce the BRDF from such observations? 12. Given N , generate a minimum-discrepancy pattern of N samples. 13. Given a low-discrepancy pattern of K points, generate a low (or lower) dis- crepancy pattern of K + 1 points. 49.5 FURTHER CHALLENGES We have described several core problems of computer graphics and illustrated the impact of computational geometry. We have only scratched the surface of a highly fruitful interaction; the possibilities are expanding, as we describe below. These computer graphics problems all build on the combinatorial framework of compu- tational geometry and so have been, and continue to be, ripe candidates for ap- plication of computational geometry techniques. Numerous other problems remain whose combinatorial aspects are perhaps less obvious, but for which interaction may be equally fruitful. INDEX AND SEARCH The proliferation of geometric models leads to a problem analogous to that in document storage: how to index models so that they can be efficiently found later. In particular, we might wish to define the Google of 3D models. Searching by name is of limited utility, since in many cases a model’s author may not have namedit suggestively, or as expected by the seeker. Searching by attributes or appearance is likely to be more fruitful or at the least, a necessary adjunct to searching by name. Perhaps the most successful search mechanisms to date are those relying on geometric “shape signatures” of objects, along with name and attribute metadata where available [FMK+03]. One promising class of signatures related to the medial axis transform is the “shock graph” [LK01]. A first step toward building sucha system appears in [OFCD02]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1110
Chapter 49: Computer graphics 1111 TRANSMISSION AND LEVEL OF DETAIL Fast network connectivity is not yet universally deployed, and the number and size of available models is growing inexorably with time. Thus in many contexts it is important to store, transmit, and display geometric information efficiently. A variety of techniques have been developed for “progressive” [Hop97] or “multi- resolution” geometry representation [GSS99], as well as for automated level-of-detail generation from source objects [GH97]. For specific model classes, e.g ., terrain, efficient algorithms have been developed for varying the fidelity of the display across the field of view [dBD98]. Finally, some practitioners have proposed techniques to choose levels of detail, within some time rendering budget, to optimize some image quality criterion [FKST96]. OPEN PROBLEM • Robust simplification. Cheng et al. [SWCP02] recently gave a method for computing levels of details that preserve the genus of the original surface. Combine their techniques with techniques for robust computation to derivea robust and efficient scheme for simplification that can be easily implemented. SeeChapter54. INTERACTION In addition to off-line or batch computations, graphics practitioners develop on-line computations which involve a user in an interactive loop with input and output (dis- play) stages, such as scientific visualization. For responsiveness, such applications may have to produce many outputs per second: rendering applications typically must maintain 10Hz or faster, whereas haptic or force-feedback applications may operate at 1KHz. Modern applications must also cope with large datasets, only parts of which may be memory-resident at any moment. Thus effective techniques for indexing, searching, and transmitting model data are required. For out-of-core data, predictive fetching strategies are required to avoid high-latency “hiccups” in the user’s display. Beyond seeing and feeling virtual representations of an object, new “3D print- ing” techniques have emerged for rapid prototyping applications that create real, physical models of objects. Computational geometry algorithms are required to plan the slicing or deposition steps needed. Also, “augmented reality” (AR) meth- ods attempt to provide synthetically generated image overlays onto real scenes, for example using head-mounted displays or hand-held pro jectors. AR methods re- quire good, low-latency 6-DOF tracking of the user’s head or device position and orientation in extended environments. An exciting new class of “pervasive computing” and “mobile computing” ap- plications attempts to move computation away from the desktop and out into the extended work, home, or outdoor environment. These applications are by nature integrative, encompassing geometric and functional models, position and orienta- tion tracking, proximity data structures, ad hoc networks, and distributed self- calibration algorithms [PMBT01]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1111
1112D. Dobkin and S. Teller OPEN PROBLEM • Collision detection and force feedback. Imagine that every object has an as- sociated motion, and that some objects (e.g ., virtual probes) are interactively controlled. Suppose further that when pairs of objects intersect, there isa reaction (due, e.g ., to conservation of momentum). Here we wish to ren- der frames and generate haptic feedback while accounting for such physical considerations. Are there suitable data structures and algorithms within com- putational geometry to model and solve this problem (e.g ., [LMC94, MC95])? DYNAMICS When simulations include objects that affect each other through force exchange or collision, they must efficiently identify the actual interactions. Usually there is significant temporal coherence, i.e., the set of objects near a given object changes slowly over time. A number of techniques have been proposed to track moving objects in a spatial index or closest-pair geometric data structure in order to detect collisions efficiently [MC95, LMC94, BGH99]. The “object” of interest may bethe geometric representation of a user, for example of a finger or hand probing a virtual scene. Recently, some authors have proposed synthesizing sound information to accompany the visual simulation outputs [OSG02]. We have focused this chapter on problems in which the parameters are static; that is, the geometry is unchanging, and nothing is moving (except perhaps the synthetic viewpoint). Now, we briefly describe situations where this is not the case and deeper analysis is required. In these situations it is likely that computational geometry can have a tremendous impact; we sketch some possibilities here. Each of the static assumptions above may be relaxed, either alone or in com- bination. For example, objects may evolve with time; we may be interested in transient rather than steady-state solutions; material properties may change over time; object motions may have to be computed and resolved; etc. It is a challenge to determine how techniques of computational geometry can be modified to address state-of-the-art and future computer graphics tasks in dynamic environments. Among the issues we have not addressed where these considerations are impor- tant are the following. Model changes over time. In a realistic model, even unmoving objects change over time, for example becoming dirty or scratched. In some environments, objects rust or suffer other corrosive effects. Sophisticated geometric representations and algorithms are necessary to capture and model such phenomena [DPH96]. See Chapter50. Inverse processes. Much of what we have described is a feed-forward process in which one specifies a model and a simulation process and computes a result. Of equal importance in design contexts is to specify a result and a simulation process, and compute a set of initial conditions that would produce the desired result. For example, one might wish to specify the appearance of a stage, and deduce the in- tensities of scores or hundreds of illuminating light sources that would result in this appearance [SDSA93]. Or, one might wish to solve an inverse kinematics problem in which an object with multiple parts and numerous degrees of freedom is specified. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1112
Chapter 49: Computer graphics 1113 Given initial and final states, one must compute a smooth, minimal energy path between the states, typically in an underconstrained framework. This is a common probleminrobotics(seeSection47.1).However,theconfigurationsencounteredin graphics tend to have very high complexity. For example, convincingly simulating the motion of a human figure requires processing kinematic models with hundreds of degrees of freedom. External memory algorithms. Computational geometry assumes a realm in which all data can be stored in RAM and accessed at no cost (or unit cost per word). Increasingly often, this is not the case in practice. For example, many large databases cannot be stored in main memory. Only a small subset of the model contributes to each generated image, and algorithms for efficiently identifying this subset, and maintaining it under small changes of the viewpoint or model, form an active research area in computer graphics. Given that motion in virtual envi- ronments is usually smooth, and that hard real-time constraints preclude the use of purely reactive, synchronous techniques, such algorithms must be predictive and asynchronous in nature [FKST96]. Achieving efficient algorithms for appropriately shuttling data between secondary (and tertiary) storage and main memory isan interesting challenge for computational geometry. 49.6 SOURCES AND RELATED MATERIAL SURVEYS All results not given an explicit reference above may be traced in these surveys: [Dob92]: A survey article on computational geometry and computer graphics. [Dor94]: Survey of object-space hidden-surface removal algorithms. [Yao92, LP84]: Surveys of computational geometry. [CCSD03]: Survey of visibility for walkthroughs. RELATED CHAPTERS Chapter 13: Geometric discrepancy theory and uniform distribution Chapter 25: Triangulations and mesh generation Chapter 26: Polygons Chapter 28: Visibility Chapter 35. Collision detection Chapter 37: Ray shooting and lines in space Chapter 50. Algorithms for tracking moving objects Chapter 53: Splines and geometric modeling Chapter 54. Surface simplification and 3D geometry compression Chapter 56: Solid modeling © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1113
1114 D. Dobkin and S. Teller REFERENCES [AB99] N. Amenta and M. Bern. Surface reconstruction by Voronoi filtering. Discrete Comput. Geom., 22:481–504, 1999. [App68] A. Appel. Some techniques for shading machine renderings of solids. In Proc. SJCC, pages 37–45. Thompson Books, Washington, 1968. [BGH99] J. Basch, L.J. Guibas, and J. Hershb erger. Data structures for mobile data. J. Algorithms , 31:1–28, 1999. [Cat74] E.E. Catmull. A Subdivision Algorithm for Computer Display of Curved Surfaces. Ph.D . thesis, Univ. Utah, TR UTEC-CSc-74–133, 1974. [CAA+96] B. Chazelle, N. Amenta, Te. Asano, G. Barequet, M. Bern, J. - D. Boissonnat, J.F . Canny, K.L . Clarkson, D.P. Dobkin, B.R. Donald, S. Drysdale, H. Edels- brunner, D. Eppstein, A.R. Forrest, S.J . Fortune, K.Y. Goldberg, M.T. Goodrich, L.J. Guibas, P. Hanrahan, C. Hoffmann, D. Huttenlocher, H. Imai, D.G. Kirk- patrick, D.T . Lee, K. Mehlhorn, V.J . Milenkovic, J.S.B. Mitchell, M.H. Overmars, R. Pollack, R. Seidel, M. Sharir, J. Snoeyink, G.T. Toussaint, S. Teller, H.Voel- cker, E. Welzl, and C.K . Yap. Application Challenges to Computational Geometry: CG Impact Task Force Report. Tech. Rep. TR-521-96, Princeton CS Dept., 1996. http://graphics.lcs.mit.edu/~seth/pubs/taskforce/techrep.html [CVM+ 96] J. Cohen, A. Varshney, D. Manocha, G. Turk, H. Weber, P.K . Agarwal, F.P. Brooks, Jr., and W.V . Wright. Simplification envelop es. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 96, pages 119–128, 1996. [CCSD03] D. Cohen-Or, Y. Chrysanthou, C. Silva, and F. Durand. A survey of visibility for walkthrough applications. IEEE. Trans. Visualization Comput. Graphics, 9:412–431, 2003. [CW93] M.F. Cohen and J.R . Wallace. Radiosity and Realistic Image Synthesis.A cademic Press, Cambridge, 1993. [CPC84] R.L . Cook, T. Porter, and L. Carpenter. Distributed ray tracing. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 84, volume 18, pages 137–45, 1984. [CT96] S. Coorg and S. Teller. Temporally coherent conservative visibility. I n Proc. 12th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., 1996. [CL96] B. Curless and M. Levoy. A volumetric method for building complex mo dels from range images. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 96, pages 303–312, 1996. [dBD98] M. de Berg and K. Dobrindt. On levels of detail in terrains. Graphical Models Image Proc., 60:1–12, 1998. [DEM93] D.P. Dobkin, D. Eppstein, and D. Mitchell. Computing the discrepancy with applica- tions to supersampling patterns. In Proc. 9th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 47–52, 1993. [Dob92] D.P. Dobkin. Computational geometry and computer graphics. Proc. IEEE, 80:1400– 1411, 1992. [DPH96] J. Dorsey, H. Pedersen, and P. Hanrahan. Flow and changes in app earance. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 96, pages 411–420, 1996. [Dor94] S.E. Dorward. A survey of object-space hidden surface removal. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 4:325–362, 1994. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1114
Chapter 49: Computer graphics 1115 [FMK+03] T. Funkhouser, P. Min, M. Kazhdan, J. Chen, A. Halderman, D.P. Dobkin, and D. Jacobs. A search engine for 3D models. ACM Trans. Graph., 22:83–105, 2003. [FKST96] T. Funkhouser, D. Khorramabadi, C. Śequin, and S. Teller. The UCB system for interactive visualization of large architectural models. Presence, 5:13–44, Winter 1996. [GH97] M. Garland and P.S . Heckb ert. Surface simplification using quadric error metrics. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 97, pages 209–216, 1997. [GKM93] N. Greene, M. Kass, and G.L . Miller. Hierarchical Z-buffer visibility. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 93, pages 231–238, 1993. [GSS99] I. Guskov, W. Sweldens, and P. Schr̈oder. Multiresolution signal processing for meshes. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 99, pages 325–334, 1999. [HW91] E. Haines and J.R . Wallace. Shaft culling for efficient ray-traced radiosity. In Proc. 2nd Eurographics Workshop Rendering, pages 122–138, 1991. [HSA91] P. Hanrahan, D. Salzman, and L.J . Aupperle. A rapid hierarchical radiosity algorithm. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 91, pages 197–206, 1991. [HDD+92] H. Hoppe, T.D. DeRose, T. Duchamp, J. McDonald, and W. Stuetzle. Surface recon- struction from unorganized points. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 92, pages 71–78, 1992. [Hop97] H. Hopp e. View-dep endent refinement of progressive meshes. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 97, pages 189–198, 1997. [HDD+92] H. Hoppe, T.D. DeRose, T. Duchamp, J. McDonald, and W. Stuetzle. Surface recon- struction from unorganized points. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 92, pages 71–78, 1992. [Ka j86] J.T . Kajiya. The rendering equation. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 86, pages 143–150, 1986. [LP84] D.T . Lee and F.P. Preparata. Computational geometry: A survey. IEEE Trans. Comput., 33:1072–1101, 1984. [LPC+ 00] M. Levoy, K. Pulli, B. Curless, S. Rusinkiewicz, D. Koller, L. Pereira, M. Ginzton, S. Anderson, J. Davis, J. Ginsb erg, J. Shade, and D. Fulk. The digital michelangelo pro ject: 3D scanning of large statues. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 00, pages 131–144, 2000. [LK01] F.F. Leymarie and B.B. Kimia. The sho ck scaffold for representing 3D shape. In Proc. 4th Internat. Workshop Visual Form, pages 216–229. Springer-Verlag, Berlin, 2001. [LMC94] M.C . Lin, D. Manocha, and J.F . Canny. Fast contact determination in dynamic environments. In Proc. Internat. Conf. Robot. Autom., pages 602–609, 1994. [MB95] L. McMillan and G. Bishop. Plenoptic modeling: An image-based rendering system. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 95, pages 39–46, 1995. [MP96] R. Mech and P. Prusinkiewicz. Visual models of plants interacting with their environ- ment. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 96, pages 397–410, 1996. [MC95] B. Mirtich and J.F. Canny. Impulse-based simulation of rigid bodies. In 1995 Sympos. Interactive 3D Graphics, pages 181–188, 1995. [OSG02] J. O’Brien, C. Shen, and C. Gatchalian. Natural phenomena: Synthesizing sounds from rigid-body simulations. Proc. ACM SIGGRAPH Sympos. Computer Animation, 2002. [OFCD02] R. Osada, T. Funkhouser, B. Chazelle, and D.P. Dobkin. Shap e distributions. ACM Trans. Graph., 21:807–832, 2002. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1115
1116 D. Dobkin and S. Teller [Per85] K. Perlin. An image synthesizer. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 85, pages 287–296, 1985. [PMBT01] N. Priyantha, A. Miu, H. Balakrishnan, and S. Teller. The cricket compass for context- aware mobile applications. In Proc. 7th ACM Internat. Conf. Mobile Comput. Network, pages 1–14, 2001. [PBMH02] T.J . Purcell, I. Buck, R.M. William, and P. Hanrahan. Ray tracing on programmable graphics hardware. ACM Trans. Graph., 21:703–712, 2002. [RHHL02] S. Rusinkiewicz, O. Hall-Holt, and M. Levoy. Real-time 3D mo del acquisition. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 02, pages 438–446, 2002. [SWCP02] T.K. Dey, S.W . Cheng and S.H. Po on. Hierarchy of surface models and irreducible triangulation. In Proc. Internat. Sympos. Algorithms Comput., pages 286–295, 2002. [SDSA93] C. Schoeneman, J. Dorsey, B. Smits, and J. Arvo. Painting with light. Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 93, pages 143–146, 1993. [SO92] M. Sharir and M.H . Overmars. A simple output-sensitive algorithm for hidden surface removal. ACM Trans. Graph., 11:1–11, 1992. [SP89] F.X . Sillion and C. Puech. A general two-pass method integrating sp ecular and diffuse reflection. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 89, pages 335–344, 1989. [SF95] J. Stam and E. Fiume. Depicting fire and other gaseous phenomena using diffusion processes. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 95, pages 129–136, 1995. [SSS74] I.E. Sutherland, R.F. Sproull, and R.A. Schumacker. A characterization of ten hidden- surface algorithms. ACM Comput. Surv., 6:1–55, 1974. [TBD96] S. Teller, K. Bala, and J. Dorsey. Conservative radiance envelopes for ray tracing. In Proc. 7th Eurographics Workshop Rendering, pages 105–114, 1996. [VG95] E. Veach and L.J . Guibas. Optimally combining sampling techniques for monte carlo rendering. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 95, pages 419–428, 1995. [Whi80] T. Whitted. An improved illumination model for shading display. Commun. ACM, 23:343–349, 1980. [Yao92] F.F. Yao. Computational geometry. In Algorithms and Complexity, Handbook of Theoretical Computer Science, volume A, Elsevier Science, Amsterdam, pages 343– 389, 1992. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1116
50 MODELING MOTION Leonidas J. Guibas 50.1 INTRODUCTION Motion is ubiquitous in the physical world, yet its study is much less developed than that of another common physical modality, namely shape. While we have several standardized mathematical shape descriptions, and even entire disciplines devoted to that area—such as Computer-Aided Geometric Design (CAGD)—the state of formal motion descriptions is still in flux. This in part because motion descriptions span many levels of detail; they also tend to be intimately coupled to an underlying physical process generating the motion (dynamics). Thus, until recently, proper abstractions were lacking and there was only limited work on algorithmic descriptions of motion and their associated complexity measures. This chapter aims to show how an algorithmic study of motion is intimately tied to discrete and computational geometry. After a quick survey of earlier work (Sections 50.2 and 50.3), we devote the bulk of this chapter to discussing the framework of Kinetic Data Structures (Section 50.4) [Gui98, BGH99]. We also briefly discuss methods for querying moving objects (Section 50.5). 50.2 MOTION IN COMPUTATIONAL GEOMETRY Dynamic computational geometry refers to the study of combinatorial changes in a geometric structure, as its defining objects undergo prescribed motions. For example, we may have n points moving linearly with constant velocities in R 2 ,and may want to know the time intervals during which a particular point appears on their convex hull, the steady-state form of the hull (after all changes have occurred), or get an upper bound on how many times the convex hull changes during this motion. Such problems were introduced and studied in [Ata85]. A number of other authors have dealt with geometric problems arising from motion, such as collision detection (Chapter 35) or minimum separation determina- tion [GJS96, ST95, ST96]. For instance, [ST96] shows how to check in subquadratic time whether two collections of simple geometric objects (spheres, triangles) collide with each other under specified polynomial motions. 50.3 MOTION MODELS An issue in the above research is that object motion(s) are assumed to be known in advance, sometimes in explicit form (e.g ., points moving as polynomial functions © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1117
1118 L. J. Guibas of time). Indeed, the proposed methods reduce questions about moving objects to other questions about derived static objects. While most evolving physical systems follow known physical laws, it is also frequently the case that discrete events occur (such as collisions) that alter the motion law of one or more of the objects. Thus motion may be predictable in the short term, but becomes less so further into the future. Because of such discrete events, algorithms for modeling motion must be able to adapt in a dynamic wayto motion model modifications. Furthermore, the occurrence of these events must be either predicted or detected, incurring further computational costs. Nevertheless, any truly useful model of motion must accommodate this on-line aspect of the tem- poral dimension, differentiating it from spatial dimensions, where all information is typically given at once. In real-world settings, the motion of objects may be imperfectly known and better information may only be obtainable at considerable expense. The model of data in motion of [Kah91] assumes that upper bounds on the rates of change are known, and focuses on being selective in using sensing to obtain additional information about the objects, in order to answer a series of queries. 50.4 KINETIC DATA STRUCTURES Suppose we are interested in tracking high-level attributes of a geometricsystem of objects in motion such as, for example, the convex hull of a set on n points moving in R 2 . Note that as the points move continuously, their convex hull will be a continuously evolving convex polygon. At certain discrete moments, however, the combinatorial structure of the convex hull will change (that is, the circular sequence of a subset of the points that appear on the hull will change). In between such moments, tracking the hull is straightforward: its geometry is determined by the positions of the sequence of points forming the hull. How can we know when the combinatorial structure of the hull changes? The idea is that we can focus on certain elementary geometric relations among the n points, a set of cach ed assertions, which altogether certify the correctness of the current combinatorial structure of the hull. Furthermore, we can hope to choose these relations in such a way so that when one of them fails because of point motion, both the hull and its set of certifying relations can be updated locally and incrementally, so that the whole process can continue. GLOSSARY Kinetic data structure: A kinetic data structure (KDS) for a geometric at- tribute is a collection of simple geometric relations that certifies the combinato- rial structure of the attribute, as well as a set of rules for repairing the attribute and its certifying relations when one relation fails. Certificate: A certificate is one of the elementary geometric relations used in a KDS. Event: An event is the failure of a KDS certificate during motion. Events are classified as external when the combinatorial structure of the attribute changes, and internal, when the structure of the attribute remains the same, but its © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1118
Chapter 50: Modeling motion 1119 certification needs to change. Event queue: In a KDS, all certificates are placed in an event queue, according to their earliest failure time. The inner loop of a KDS consists of repeated certificate failures and certification repairs, as depicted in Figure 50.4 .1 . Proof of correctness Certificate failure Proof update Attribute update FIGURE 50.4.1 The inner loop of a kinetic data structure. We remark that in the KDS framework, objects are allowed to change their motions at will, with appropriate notification to the data structure. When this happens all certificates involving the object whose motion has changed mustre- evaluate their failure times. CONVEX HULL EXAMPLE Suppose we have four points a, b, c,andd in R 2 , and wish to track their convex hull. For the convex hull problem, the most important geometric relation is the ccw predicate: ccw(a, b, c) asserts that the triangle abc is oriented counterclockwise. Figure 50.4.2 shows a configuration of four points and four ccw relations that hold among them. It turns out that these four relations are sufficient to prove that the convex hull of the four points is the triangle abc. Indeed the points can move and form different configurations, but as long as the four certificates shown remain valid, the convex hull must be abc. Now suppose that points a, b,andc are stationary and only point d is moving, asshowninFigure50.4 .3.Atsometimet1 the certificate ccw(d, b, c) will fail, and at a later time t2 ccw(d, a, b) will also fail. Note that the certificate ccw(d, c, a) will never fail in the configuration shown even though d is moving. So the certificates ccw(d, b, c)andccw(d, a, b) schedule events that go into the event queue. At time t1 , ccw(d, b, c) ceases to be true and its negation, ccw(c, b, d), becomes true. In this simple case the three old certificates, plus the new certificate ccw(c, b, d), allow us to conclude that the convex hull has now changed to abdc. If the certificate set is chosen judiciously, the KDS repair can be a local, incre- mental process—a small number of certificates may leave the cache, a small number may be added, and the new attribute certification will be closely related to the old one. A good KDS exploits the continuity or coherence of motion and change in the world to maintain certifications that themselves change only incrementally and locally as assertions in the cache fail. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1119
1120 L. J. Guibas a b c d Proof of correctness: • ccw(a, b, c) • ccw(d, b, c) • ccw(d, c, a) • ccw(d, a, b) FIGURE 50.4.2 Determining the convex hul l of the points. Old proof New proof ccw(a, b, c) ccw(a, b, c) ccw(d, b, c) ccw(c, b, d) ccw(d, c, a) ccw(d, c, a) ccw(d, a, b) ccw(d, a, b) t1 t2 c d a b c d a b FIGURE 50.4.3 Updating the convex hull of the points. PERFORMANCE MEASURES FOR KDS Because a KDS is not intended to facilitate a terminating computation but rather an on-going process, we need to use somewhat different measures to assess its com- plexity. In classical data structures there is usually a tradeoff between operations that interrogate a set of data and operations that update the data. We commonly seek a compromise by building indices that make queries fast, but such that up- dates to the set of indexed data are not that costly as well. Similarly in the KDS setting, we must at the same time have access to information that facilitates or trivializes the computation of the attribute of interest, yet we want information that is relatively stable and not so costly to maintain. Thus, in the same way that classical data structures need to balance the efficiency of access to the data with the ease of its update, kinetic data structures must tread a delicate path between “knowing too little” and “knowing too much” about the world. A good KDS will select a certificate set that is at once economical and stable, but also allows a quick repair of itself and the attribute computation when one of its certificates fails. GLOSSARY responsiveness: AKDSisresponsive if the cost, when a certificate fails, of repairing the certificate set and updating the attribute computation is small. By © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1120
Chapter 50: Modeling motion 1121 “small” we mean polylogarithmic in the problem size—in general we consider small quantities that are polylogarithmic or O(n ) in the problem size. efficiency: AKDSisefficient if the number of certificate failures (total number of events) it needs to process is comparable to the number of required changes in the combinatorial attribute description (external events), over some class of allowed motions. Technically, we require that the ratio of total events to external events is small. The class of allowed motions is usually specified as the class of pseudo-algebraic motions, in which each KDS certificate can flip between true and false at most a bounded number of times. compactness: AKDSiscom pac t if the size of the certificate set it needs is close to linear in the degrees of freedom of the moving system. locality: AKDSislocal if no object participates in too many certificates; this condition makes it easier to re-estimate certificate failure times when an object changes its motion law. (The existence of local KDSs is an intriguing theoretical question for several geometric attribute functions.) CONVEX HULL, REVISITED We now briefly describe a KDS for maintaining the convex hull of n points moving around in the plane [BGH99]. The key goal in designing a KDS is to produce a repairable certification of the geometric object we want to track. In the convex hull case it turns out that it is a bit more intuitive to look at the dual problem, that of maintaining the upper (and lower) envelope of a set of moving lines in the plane, instead of the convex hull of the primal points. For simplicity we focus only on the upper envelope partfrom now on; the lower envelope case is entirely symmetric. Using a standard divide- and-conquer approach, we partition our lines into two groups of size roughly n/2 each, and assume that recursive invocations of the algorithm maintain the upper envelopes of these groups. For convenience call the groups red and blue. In order to produce the upper envelope of all the lines, we have to merge the upper envelopes of the red and blue groups and also certify this merge, so we can detectwhenitceasestobevalidasthelinesmove;seeFigure50.4 .4 . Conceptually, we can approach this problem by sweeping the envelopes with a vertical line from left to right. We advance to the next red (blue) vertex and determine if it is above or below the corresponding blue (red) edge, and so on. In this process we determine when red is above blue or vice versa, as well as when the two envelopes cross. By stitching together all the upper pieces, whether red or blue, we get a representation of the upper envelope of all the lines. The certificates used in certifying the above merge are of three flavors: • x-certificates (<x ) are used to certify to x-ordering among the red and blue vertices; these involve four original lines. • y -certificates (<y ) are used to certify that a vertex is above or below an edge of the opposite color; these involve three original lines and are exactly the duals of the ccwcertificates discussed earlier. • s-certificates (<s ) are slope comparisons between pairs of original lines; though these did not arise in our sweep description above, they are needed to make the KDS local [BGH99]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1121
1122 L. J. Guibas FIGURE 50.4.4 Merging the red and blue upper envelopes. In this example, the red envelope (solid line) is above the blue (dotted line), except at the extreme left and right areas . Ve rt i ca l double-ended arrows represent y-certificates and horizontal double-ended arrows represent x-certificates, as described below. Figure 50.4 .5 shows examples of how these types of certificates can be used to specify x-ordering constraints and to establish intersection or non-intersectionof the envelopes. a b c d e ab<x de de<x bc x-ordering certificates a b d e ab<y d de<y b intersection certificates a b d e c d<s b b<s e b<y de non-intersection certificates FIGURE 50.4.5 Using the different types of certificates to certify the red-blue envelope merge. A total of O(n) such certificates suffices to verify the correctness of the upper envelope merge. Whenever the motion of the lines causes one of these certificates to fail, a local, constant-time process suffices to update the envelope and repair the certification. Figure 50.4 .6 shows an example where an y-certificate fails, allowing the blue en- velope to poke up above the red. It is straightforward to prove that this kinetic upper envelope algorithm is responsive, local, and compact, using the logarithmic depth of the hierarchical structure of the certification. In order to bound the number of events processed, © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1122
Chapter 50: Modeling motion 1123 a b d e f d e f a b FIGURE 50.4.6 Envelope repair after a certificate failure. In the event shown lines b, d,ande beco m e concurrent, producing a red-blue envelope intersection however, we must assume that the line motions are polynomial or at least pseudo- algebraic. A proof of efficiency can be developed by extruding the moving lines into space-time surfaces. Using certain well-known theorems about the complexity of upper envelopes of surfaces [Sha94] and the overlays of such envelopes [ASS96] (cf. Chapter 47), it can be shown that in the worst case the number of events processed by this algorithm is near quadratic (O(n2+ )). Since the convex hull of even linearly moving points can change Ω(n 2) times [AGHV01], the efficiency result follows. No comparable structure is known for the convex hull of points in dimensions d≥3. EXTENT PROBLEMS A number of the original problems for which kinetic data structures were developed are aimed at different measures of how “spread out” a moving set of points in R2 is—one example is the convex hull, whose maintenance was discussed in the previous subsection. Other measures of interest include the diameter, width, and smallest area or perimeter bounding rectangle for a moving set S of n points. All these problems can be solved using the kinetic convex hull algorithm above;the efficiency of the algorithms is O(n2+ ), for any >0. There are also corresponding Ω(n2 ) lower bounds for the number of combinatorial changes in these measures. Surprisingly, the best upper bound known for maintaining the smallest enclosing disk containing S is still near-cubic. Extensions of these results to dimensions higher than two are also lacking. These costs can be dramatically reduced if we consider approximate extent measures. If we are content with (1 + ) approximations to the measures, then an approximate smallest orthogonal rectangle, diameter, and smallest enclosing disk can be maintained with a number of events that is a function only and not of n [AHP01]. For example, the bound of the number of approximate diameter updates in R 2 under linear motion of the points is O(1/ ). PROXIMITY PROBLEMS The fundamental proximity structures in computational geometry are the Voronoi diagramandtheDelaunaytriangulation(Chapter23).TheedgesoftheDelaunay triangulation contain the closest pair of points, the closest neighbor to each point, as well as a wealth of other proximity information among the points. From the © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1123
1124 L. J. Guibas kinetic point of view, these are nice structures, because they admit completely local certifications. Delaunay’s 1934 theorem [Del34] states that if a local empty sphere condition is valid for each (d−1)-simplex in a triangulation of points in Rd , then that triangulation must be Delaunay. This makes it simple to maintain a Delaunay triangulation under point motion: an update is necessary only when one of these empty sphere conditions fails. Furthermore, whenever that happens, a local retiling of space (of which the classic “edge-flip” in R 2 is a special case; cf. Section 25.3) easily restores Delaunayhood. Thus the KDS for Delaunay (and Voronoi) that follows from this theorem is both responsive and efficient—in fact, each KDS event is an external event in which the structure changes. Though no redundant events happen, an exact upper bound for the total number of such events in the worst-case is still elusive even in R2 , where the best upper bound known is nearly cubic, while the best lower bound is only quadratic [AGMR98]. This principle of a set of easily checked local conditions that implies a global property has been used in kinetizing other proximity structures as well. For in- stance, in the pow e r diag ram [Aur87] of a set of disjoint balls, the two closest balls must be neighbors [GZ98]—and this diagram can be kinetized by a similar ap- proach. Voronoi diagrams of more general objects, such as convex polytopes, have also been investigated. For example, in R2 [GSZ00] shows how to maintain a com- pact Voronoi-like diagram among moving disjoint convex polygons; again, asetof local conditions is derived which implies the global correctness of this diagram. As the polygons move, the structure of this diagram allows one to know the nearest pair of polygons at all times. In many applications the exact L2 -distance between objects is not needed and more relaxed notions of proximity suffice. Polyhedral metrics (such as L1 or L∞) are widely used, and the normal unit ball in L2 can be approximated arbitrarily closely by polyhedral approximants. It is more surprising, however, that if we partition the space around each point into a set of polyhedral cones and maintain a number of directional nearest neighbors to each point in each cone, then wecan still capture the globally closest pair of points in the L2 metric. By directional neighbors here we mean that we measure distance only along a given directionin that cone. This geometric fact follows from a packing argument and is exploited in [BGZ97] to give a different method for maintaining the closest pair of points in Rd . The advantage of this method is that the kinetic events are changes of the sorted order of the points along a set of directions fixed a priori, and therefore the total number of events is provably quadratic. TRIANGULATIONS AND TILINGS Many areas in scientific computation and physical modeling require the mainte- nance of a triangulation (or more generally a simplicial complex) that approximates a manifold undergoing deformation. The problem of maintaining the Delaunay tri- angulation of moving points in the plane mentioned above is a special case. More generally, local re-triangulations are necessitated by collapsing triangles, and some- times required in order to avoid undesirably “thin” triangles. In certain cases the number of nodes (points) may also have to change in order to stay sufficiently faithful to the underlying physical process; see, for example, [CDES01]. Because in general a triangulation meeting certain criteria is not unique or canonical, it becomes more difficult to assess the efficiency of kinetic algorithms for solving such © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1124
Chapter 50: Modeling motion 1125 problems. The lower-bound results in [ABdB+99] indicate that one cannot hope for a subquadratic bound on the number of events in the worst case for the main- tenance of any triangulation, even if a linear number of additional Steiner points is allowed. There is large gap between the desired quadratic upper bound and the cur- rent state of the art. Even for maintaining an arbitrary triangulation of a set of n points moving linearly in the plane, the best-known algorithm processes O(n7/3) events [ABG+00] in the worst case. The algorithm actually maintains a pseudo- triangulation of the convex hull of the point set and then a triangulation ofeach pseudotriangle. Although there are only O(n2) events in the pseudotriangulation, some of the events change too many triangles because of high-degree vertices. Un- less additional Steiner points are allowed, there are point configurations for which high-degree vertices are inevitable and therefore some of the events will be expen- sive. A more clever, global argument is needed to prove a near-quadratic upper bound on the total number of events in the above algorithm. Methods that choose to add additional points, on the other hand, have the burden of defining appropri- ate tra jectories for these Steiner points as well. Finally, today no triangulation that guarantees certain quality on the shapes of triangles as well as a subcubic bound on the number of retiling events is known. COLLISION DETECTION Kinetic methods are naturally applicable to the problem of collision detection be- tween moving geometric objects. Typically collisions occur at irregular intervals, so that fixed-time stepping methods have difficulty selecting an appropriate sampling rate to fit both the numerical requirements of the integrator as well as thos of colli- sion detection. A kinetic method based on the discrete events that are the failures of relevant geometric conditions can avoid the pitfalls of both oversampling and undersampling the system. For two moving convex polygons in the plane, a kinetic algorithm where the number of events is a function of the relative separation of the two polygons is given in [EGSZ99]. The algorithm is based on constructing certain outer hierarchies on the two polygons. Analogous methods for 3Dpolytopes were presented in [GXZ01], together with implementation data. A tiling of the free space around objects can serve as a proof of non-intersection of the objects. If such a tiling can be efficiently maintained under object motion, then it can be the basis of a kinetic algorithm for collision detection. Several papers have developed techniques along these lines, including the case of two moving simple polygons in the plane [BEG+99], or multiple moving polygons [ABG+00, KSS00]. These developments all exploit deformable pseudotriangulations of the free space— tilings which undergo fewer combinatorial changes than, for example, triangula- tions.Anexamplefrom[ABG+00]isshowninFigure50.4 .7 .Thefigureshows how the pseudotriangulation adjusts by local retiling to the motion of the inner quadrilateral. The approach of [ABG+00] maintains a canonical pseudotriangula- tion, while others are based on letting a pseudotriangulation evolve according to the history of the motion. It is unclear at this point which is best. An advantage of all these methods is that the number of certificates needed is close to the size of the min-link separating subdivision of the objects, and thus sensitive to how intertwined the objects are. Deformable objects are more challenging to handle. Classical methods, such as © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1125
1126L. J. Guibas (i) (ii) (iii) (iv) FIGURE 50.4.7 Snapshots of the mixed pseudotriangulation of [ABG+00]. As the center trapezoid-like polygon moves to the right, the edges corresponding to the next about-to-fail certificate are highlighted. bounding volume hierarchies [GLM96], become expensive, as the fixed objecthier- archies have to be rebuilt frequently. One possibility for mitigating thiscostistolet the hierarchies themselves deform continuously, by having the bounding volumes defined implicitly in terms of object features. Such an approach was developed for flexible linear objects (such as rope or macromolecules), using combinatorially defined sphere hierarchies in [GNRZ02]. In that work a bounding sphere is defined not in the usual way, via its center and radius, but in an implicit combinatorial way, in terms of four feature points of the enclosed object geometry. As the object deforms these implicitly defined spheres automatically track their assigned features, and therefore the deformation. Of course the validity of the hierarchy has to be checked at each time step and repaired if necessary. What helps here is that the im- plicitly defined spheres change their combinatorial description rather infrequently, even under extreme deformation. An example is shown in Figure 50.4 .8 where the rod shown is bent substantially, yet only the top-level sphere needs to update its description. The pseudotriangulation-based methods above can also be adapted to deal with object deformation. CONNECTIVITY AND CLUSTERING Closely related to proximity problems is the issue of maintaining structures en- coding connectivity among moving geometric objects. Connectivity problems arise frequently in ad hoc mobile communication and sensor networks, where the viability of links may depend on proximity or direct line-of-sight visibility among the sta- © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1126
Chapter 50: Modeling motion 1127 FIGURE 50.4.8 A thin rod bending from a straight configuration, and a portion of its associat ed bo u nd i ng sphere hierarchy. The combinatorial ly defined sphere hierarchy is stable under deforma- tion. Only the top level sphere differs between the two conformations. tions desiring to communicate. With some assumptions, the communication range of each station can be modeled by a geometric region, so that two stations canes- tablishalinkifandonlyiftheirrespectiveregionsoverlap.(SeealsoSection58.4 .3 .) There has been work on kinetically maintaining the connected components ofthe union of a set of moving geometric regions for the case of rectangles [HS99] and unit disks [GHSZ00]. Clustering mobile nodes is an essential step in many algorithms for establishing communication hierarchies, or otherwise structuring ad hoc networks. Nodes in close proximity can communicate directly, using simpler protocols; correspondingly, well-separated clusters can reuse scarce resources, such the same frequency or time- division multiplexing communication scheme, without interference. Maintaining clusters of mobile nodes requires a tradeoff between the tightness, or optimality of the clustering, and its stability under motion. In [GGH+01b] a randomized clustering scheme is discussed based on an iterated leader-election algorithm that produces a number of clusters within a constant factor of the optimum, and in which the number of cluster changes is also asymptotically optimal. This scheme was used in [GGH+01a] to maintain a routing graph on mobile nodes that is always sparse and in which communication paths exist that are nearly as good as those in the full communication graph. Another fundamental kinetic question is the maintenance of a minimum span- ning tree (MST) among n mobile points in the plane, closely related to earlier work on parametric spanning trees [FBSE96] in a graph whose edge weights are functions of a parameter λ (λ is time in the kinetic setting). Since the MST is determined by the sorted order of the edge weights in the graph, a simple algorithm can beob- tained by maintaining the sorted list of weights and some auxiliary data structures (such an algorithm is quadratic in the graph size, or O(n4) in our case). This was improved when the weights are linear functions of time to nearly O(n11/6) (sub- quadratic) for planar graphs or other minor-closed families [AEGH98]. When the weights are the Euclidean distances between moving points, only approximation algorithms are known and the best event bounds are nearly cubic [BGZ97]. For many other optimization problems on geometric graphs, such as shortest paths for example, the corresponding kinetic questions are wide open. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1127
1128 L. J. Guibas VISIBILITY The problem of maintaining the visible parts of the environment when an observer is moving is one of the classic questions in computer graphics and has motivated significant developments, such as binary space partition trees, the hardware depth buffer, etc. The difficulty of the question increases significantly when the environ- ment itself includes moving objects; whatever visibility structures accelerate oc- clusion culling for the moving observer must now themselves be maintained under object motion. Binary space partitions (BSP) are hierarchical partitions of space into convex tiles obtained by performing planar cuts (Chapter 28.8 .2). Tiles are refined by further cuts until the interior of each tile is free of objects or contains geometry of limited complexity. Once a BSP tree is available, a correct visibility ordering for all geometry fragments in the tiles can be easily determined and incrementally main- tained as the observer moves. A kinetic algorithm for visibility can be devised by maintaining a BSP tree as the objects move. The key insight is to certify the correct- ness of the BSP tree through certain combinatorial conditions, whose failure triggers localized tree rearrangements — most of the classical BSP construction algorithms do not have this property. In R 2 , a randomized algorithm for maintaining a BSP of moving disjoint line segments is given in [AGMV00]. The algorithm processes O(n2 ) events, the expected cost per tree update is O(log n), and the expected tree size is O(n log n). The maintenance cost increases to O(nλs+2 (n) log 2 n)[AEG98] for disjoint moving triangles in R 3 (s is a constant depending on the triangle mo- tion). Both of these algorithms are based on variants of vertical decompositions (many of the cuts are parallel to a given direction). It turns out that in practice these generate “sliver-like” BSP tiles that lead to robustness issues [Com99]. As the pioneering work on the visibility complex has shown [PV96], another structure that is well suited to visibility queries in R 2 is an appropriate pseudo- triangulation. Given a moving observer and convex moving obstacles, a full radial decomposition of the free space around the observer is quite expensive to maintain. One can build pseudotriangulations of the free space that become more and more like the radial decomposition as we get closer to the observer. Thus one can have a structure that compactly encodes the changing visibility polygon around the ob- server, while being quite stable in regions of the free space well occluded from the observer [OH02]. RESULT SUMMARY We summarize in Table 50.4 .1 the efficiency bounds on the main KDSs discussed above. OPEN PROBLEMS As mentioned above, we still lack efficient kinetic data structures for many funda- mental geometric questions. Here is a short list of such open problems: 1. Find an efficient (and responsive, local, and compact) KDS for maintaining the convex hull of points moving in dimensions d ≥ 3. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1128
Chapter 50: Modeling motion 1129 TABLE 50.4 .1 Bounds on the number of combinatorial changes. STRUCTURE BOUNDS ON EVENTS SOURCE Convex hull Ω(n2+ ) [BGH99] Pseudotriangulation O(n2) [ABG+ 00] Triangulation (arb.) Ω(n7/3) [ABG+ 00] MST O(n11/6 log 3/2 n) [AEGH98] BSP ̃ O(n2) [AGMV00, AEG98] 2. Find an efficient KDS for maintaining the smallest enclosing disk in d ≥ 2. Fo r d = 2, a goal would be an O(n2+ ) algorithm. 3. Establish tighter bounds on the number of Voronoi diagram events, narrowing the gap between quadratic and near-cubic. 4. Obtain a near-quadratic bound on the number of events maintaining an ar- bitrary triangulation of linearly moving points. 5. Maintain a kinetic triangulation with a guarantee on the shape of the trian- gles, in subcubic time. 6. Find a KDS to maintain the MST of moving points under the Euclidean metric achieving subquadratic bounds. Beyond specific problems, there are also several important structural issues that require further research in the KDS framework. These include: Recovery after multiple certificate failures. We have assumed up to now that the KDS assertion cache is repaired after each certificate failure. In many realistic scenarios, however, it is impossible to predict exactly when certificates will fail because explicit motion descriptions may not be available. In such settings we may need to sample the system and thus we must be prepared to deal with multiple (but hopefully few) certificate failures at each time step. A general area of research that this suggests is the study of how to efficiently update common geometric structures, such as convex hulls, Voronoi and Delaunay diagrams, arrangements, etc., after “small motions” of the defining geometric objects. There is also a related subtlety in the way that a KDS assertion cache can certify the value, or a computation yielding the value, of the attribute of interest. Suppose our goal is to certify that a set of moving points in the plane, in a given circular order, always forms a convex polygon. A plausible certificate set for convexity is thatallinterioranglesofthepolygonareconvex.SeeFigure50.4 .9 .Inthenormal KDS setting where we can always predict accurately the next certificate failure, it turns out that the above certificate set is sufficient, as long as at the beginning of the motion the polygon was convex. One can draw, however, nonconvex self- intersecting polygons all of whose interior angles are convex, as also shown in the same figure. The point here is that a standard KDS can offer a historical proof of the convexity of the polygon by relying on the fact that the certificate set is valid © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1129
1130 L. J. Guibas and that the polygon was convex during the prior history of the motion. Indeed the counterexample shown cannot arise under continuous motion without oneof the angle certificates failing first. On the other hand, if an oracle can move the points when ‘we are not looking,’ we can wake up and find all the angle certificates to be valid, yet our polygon need not be convex. Thus in this oracle setting, since we cannot be sure that no certificates failed during the time step, we must insist on absolute proofs — certificate sets that in any state of the world fully validate the attribute computation or value. FIGURE 50.4.9 Certifying the convexity of a polygon. Hierarchical motion descriptions. Objects in the world are often organized into groups and hierarchies and the motions of objects in the same group are highly correlated. For example, though not all points in an elastic bouncing ball follow exactly the same rigid motion, the tra jectories of nearby points are very similar and the overall motion is best described as the superposition of a global rigid motion with a small local deformation. Similarly, the motion of an articulated figure, such as a man walking, is most succinctly described as a set of relative motions, say that of the upper right arm relative to the torso, rather than by giving the tra jectory of each body part in world coordinates. What both of these examples suggest is that there can be economies in motion description, if the motion of objects in the environment can be described asa superposition of terms, some of which can be shared among several objects. Such hierarchical motion descriptions can simplify certificate evaluations, as certificates are often local assertions concerning nearby objects, and nearby objects tend to share motion components. For example, in a simple articulated figure, we may wish to assert ccw(A, B , C ) to indicate that an arm is not fully extended, where AB and BC are the upper and lower parts of the arm, respectively. Evaluating this certificate is clearly better done in the local coordinate frame of the upper arm than in a world frame—the redundant motions of the legs and torso have already been factored out. Motion sensitivity. As already mentioned, the motions of objects in the world are often highly correlated and it behooves us to find representations and data structures that exploit such motion coherence. It is also important to find math- ematical measures that capture the degree of coherence of a motion and then use this as a parameter to quantify the performance of motion algorithms. If we do not do this, our algorithm design may be aimed at unrealistic worst-case behav- ior, without capturing solutions that exploit the special structure of the motion © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1130
Chapter 50: Modeling motion 1131 data that actually arise in practice — as already discussed in a related setting in [dBK+97]. Thus it is important to develop a class of kinetic motion-sensitive algorithms, whose performance can be expressed as a function of how coherent the motions of the underlying objects are. Noncanonical structures. The complexity measures for KDSs mentioned ear- lier are more suitable for maintaining canonical geometric structures, which are uniquely defined by the position of the data, e.g ., convex hull, closest pair, and Delaunay triangulation. In these cases the notion of external events is well defined and is independent of the algorithm used to maintain the structure. On the other hand, as we already discussed, suppose we want to maintain a triangulation of a moving point set. Since the triangulation of a point set is not unique, the external events depend on the triangulation being maintained, and thus depend on the al- gorithm. This makes it difficult to analyze the efficiency of a kinetic triangulation algorithm. Most of the current approaches for maintaining noncanonical structures artificially impose canonicality and maintain the resulting canonical structure. But this typically increases the number of events. So it is entirely possible that methods in which the current form of the structure may depend on its past history can be more efficient. Unfortunately, we lack mathematical techniques for analyzing such history-dependent structures. 50.5 QUERYING MOVING OBJECTS Continuous tracking of a geometric attribute may be more than is needed for some applications. There may be time intervals during which the value of the attribute is of no interest; in other scenarios we may be just interested to know the attribute value at certain discrete query times. For example, given n moving points in R 2 , we may want to pose queries asking for all points inside a rectangle R at time t,for various values of R and t, or for an interval of time ∆t, etc. Such problems can be handled by a mixture of kinetic and static techniques, including standard range- searching tools such as partition trees and range trees [dBvK+00]. They typically involve tradeoffs between evolving indices kinetically, or prebuilding indices for static snapshots. An especially interesting special case is when we want to be able answer queries about the near future faster than those about the distant future—a natural desideratum in many real-time applications. A number of other classical range-searching structures, such as k-d-trees and R-trees have recently been investigated for moving objects [AHPP02, AGG02]. 50.6 SOURCES AND RELATED MATERIALS SURVEYS Results not given an explicit reference above may be traced in these surveys. [Gui98]: An early, and by now somewhat dated, survey of KDS work. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1131
1132 L. J. Guibas [AG+ ar]: A report based on an NSF-ARO workshop, addressing several issues on modeling motion from the perspective of a variety of disciplines. [Gui02]: A “popular-science” type article containing material related to the costs of sensing and communication for tracking motion in the real world. RELATED CHAPTERS Chapter 22: Convex hull computations Chapter 23: Voronoi diagrams and Delaunay triangulations Chapter 25: Triangulations and mesh generation Chapter 35: Collision detection REFERENCES [ABdB+99] P.K . Agarwal, J. Basch, M. de Berg, L.J . Guibas, and J. Hershberger. Lower bounds for kinetic planar subdivisions. In Proc. 15th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 247–254, 1999. [ABG+00] P.K . Agarwal, J. Basch, L.J . Guibas, J. Hershb erger, and L. Zhang. Deformable free space tiling for kinetic collision detection. In Proc. 4th Workshop Algorithmic Found. Robo t . , pages 83–96, 2000. [AEG98] P.K . Agarwal, J. Erickson, and L.J. Guibas. Kinetic BSPs for intersecting segments and disjointtriangles. In Proc. 9th Annu. ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 107–116, 1998. [AEGH98] P.K . Agarwal, D. Eppstein, L.J . Guibas, and M. Henzinger. Parametric and kinetic minimum spanning trees. In Proc. 39th Annu. IEEE Sympos. Found. Comput. Sci., pages 596–605, 1998. [AGG02] P.K . Agarwal, J. Gao, and L.J . Guibas. Kinetic medians and kd-trees. In Proc. 10th Europ. Sympos. Algorithms, pages 5–16, 2002. [AGHV01] P.K . Agarwal, L.J . Guibas, J. Hershberger, and E. Veach. Maintaining the extent of a moving pointset. Discrete Comput. Geom., 26:353–374, 2001. [AGMR98] G. Alb ers, L.J . Guibas, J.S .B. Mitchell, and T. Roos. Voronoi diagrams of moving points. Internat. J . Comput. Geom. Appl., 8:365–380, 1998. [AGMV00] P.K . Agarwal, L.J . Guibas, T.M. Murali, and J.S . Vitter. Cylindrical static and kinetic binary space partitions. Comp. Geometry, Theory and Appl., 16:103–127, 2000. [AG+ ar] P.K . Agarwal, L.J . Guibas, et al. Algorithmic issues in modeling motion. ACM Comput. Surv., 34:550–572, 2002. [AHP01] P.K . Agarwal and S. Har-Peled. Maintaining approximate extent measures of moving points. In Proc. 12th Annu. ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 148– 157, 2001. [AHPP02] P.K . Agarwal, S. Har-Peled, and C.M. Procopiuc. Star-tree: An efficientself- adjusting index for moving points. In Workshop Algorithms Engineering, 2002. [ASS96] P.K . Agarwal, O. Schwarzkopf, and M. Sharir. The overlay of lower envelop es and its applications. Discrete Comput. Geom., 15:1–13, 1996. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1132
Chapter 50: Modeling motion 1133 [Ata85] M.J. Atallah. Some dynamic computational geometry problems. Comput. Math. Appl., 11:1171–1181, 1985. [Aur87] F. Aurenhammer. Power diagrams: prop erties, algorithms and applications. SIAM J. Comput., 16:78–96, 1987. [BEG+99] J. Basch, J. Erickson, L.J . Guibas, J. Hershb erger, and L. Zhang. Kinetic collision detection b etween two simple polygons. In Proc. 10th Annu. ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 327–336, 1999. [BGH99] J. Basch, L.J. Guibas, and J. Hershberger. Data structures for mobile data. J. Algorithms, 31:1–28, 1999. [BGZ97] J. Basch, L.J. Guibas, and L. Zhang. Proximity problems on moving points. In Proc. 13th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 344–351, 1997. [CDES01] H.L . Cheng, T.K. Dey, H. Edelsbrunner, and J. Sullivan. Dynamic skin triangulation. In Proc. 12th SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 47–56, 2001. [Com99] J.L.D. Comba. Kinetic vertical decomposition trees. Ph.D. thesis, Stanford Univ., 1999. [dBK+97] M. de Berg, M.J . Katz, A.F. van der Stappen, and J. Vleugels. Realistic inputmodels for geometric algorithms. In Proc. 13th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 294–303, 1997. [dBvK + 00] M. de Berg, M. van Kreveld, M.H . Overmars, and O. Schwarzkopf. Computational Geometry: Algorithms and Applications, 2nd edition. Springer-Verlag, Berlin, 2000. [Del34] B.N. Delaunay. Sur la sph`ere vide. A la memoire de Georges Voronoi. Izv. Akad. Nauk SSSR, Otdelenie Matematicheskih i Estestvennyh Nauk, 7:793–800, 1934. [EGSZ99] J. Erickson, L.J . Guibas, J. Stolfi, and L. Zhang. Separation-sensitive collision detec- tion for convex objects. In Proc. 10th ACM-SIAM Symp. Discrete Algorithms, pages 102–111, 1999. [FBSE96] D. Fern`andez-Baca, G. Slutzki, and D. Eppstein. Using sparsification for parametric minimum spanning tree problems. Nordic J. Computing, 3:352–366, 1996. [GGH+01a] J. Gao, L.J . Guibas, J. Hershberger, L. Zhang, and A. Zhu. Geometric spanner for routing in mobile networks. In Proc. 2nd Annu. ACM Sympos. Ad -Hoc Networking Comput. (MobiHoc), pages 45–55, Oct. 2001. [GGH+01b] J. Gao, L.J. Guibas, J. Hershberger, L. Zhang, and A. Zhu. Discrete mobile centers. In Proc. 17th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 190–198, 2001. [GHSZ00] L.J . Guibas, J. Hershb erger, S. Suri, and L. Zhang. Kinetic connectivity for unit disks. In Proc. 16th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 331–340, 2000. [GJS96] P. Gupta, R. Janardan, and M. Smid. Fast algorithms for collision and proximity problems involving moving geometric objects. Comput. Geom. Theory Appl., 6:371– 391, 1996. [GLM96] S. Gottschalk, M.C. Lin, and D. Mano cha. OBB-Tree: A hierarchical structure for rapid interference detection. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 96, pages 171–180, 1996. [GNRZ02] L.J . Guibas, A. Nguyen, D. Russell, and L. Zhang. Collision detection for deforming necklaces. In Proc. 18th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 33–42, 2002. [GSZ00] L.J . Guibas, J. Snoeyink, and L. Zhang. CompactVoronoi diagrams f or moving convex p olygons. In Proc. Scand. Workshop Alg. Data Struct., volume 1851 of Lec t u re Notes Comput. Sci., pages 339–352. Springer-Verlag, Berlin, 2000. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1133
1134 L. J. Guibas [Gui98] L.J . Guibas. Kinetic data structures—A state of the art rep ort. In P.K . Agarwal, L.E . Kavraki, and M. Mason, editors, Proc. Workshop Algorithmic Found. Robot., pages 191–209. A .K . Peters, Wellesley, 1998. [Gui02] L.J . Guibas. Sensing, tracking, and reasoning with relations. IEEE Signal Proc. Mag., pages 73–85, 2002. [GXZ01] L.J . Guibas, F. Xie, and L. Zhang. Kinetic collision detection: Algorithms and experiments. In Proc. Internat. Conf. Robot. Autom., pages 2903–2910, 2001. [GZ98] L.J . Guibas and L. Zhang. Euclidean proximity and power diagrams. In Proc. 10th d. Conf. Comput. Geom., pages 90–91, 1998. [HS99] J. Hershberger and S. Suri. Kinetic connectivity of rectangles. In Proc. 15th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 237–246, 1999. [Kah91] S. Kahan. A model for data in motion. In Proc. 23th Annu. ACM Sympos. Theory Comput., pages 267–277, 1991. [KSS00] D.G. Kirkpatrick, J. Snoeyink, and B. Speckmann. Kinetic collision detection for simple polygons. In Proc. 16th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 322– 330, 2000. [OH02] O. Hall-Holt. Kinetic visibility. Ph.D. thesis, Stanford Univ., 2002. [PV96] M. Pocchiola and G. Vegter. The visibility complex. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 6:279–308, 1996. [Sha94] M. Sharir. Almosttightupper bounds for lower envelopes in higher dimensions. Discrete Comput. Geom., 12:327–345, 1994. [ST95] E. Scḧomer and C. Thiel. Efficient collision detection for moving polyhedra. In Proc. 11th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 51–60, 1995. [ST96] E. Scḧomer and C. Thiel. Subquadratic algorithms for the general collision detec- tion problem. In Abstracts 12th European Workshop Comput. Geom., pages 95–101. UniversiẗatM̈unster, 1996. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1134
51 PATTERN RECOGNITION Joseph O’Rourke and Godfried T. Toussaint INTRODUCTION The two fundamental problems in a pattern recognition system are feature extrac- tion (shape measurement) and classification. The problem of extracting a vector of shape measurements from a digital image can be further decomposed into three subproblems. The first is the image segmentation problem, i.e., the separation of objects of interest from their background. The cluster analysis methods discussed in Section 51.1 are useful here. The second subproblem is that of finding the objects in the segmented image. An example is the location of text lines in a document as illustrated in Section 51.2. The final subproblem is extracting the shape infor- mation from the objects detected. Here there are many tools available depending on the properties of the objects that are to be classified. The Hough transform (Section 51.2), polygonal approximation (Section 51.3), shape measurement (Sec- tion 51.4), and polygon decomposition (Section 51.6), are some of the favorite tools used here. Important to many of these tasks is finding a nice viewpoint from which extraction is robust and efficient (Section 51.5). Proximity graphs, discussed in Sec- tion 51.2, are used extensively for both cluster analysis and shape measurement. The classification problem involves the design of efficient decision rules with which to classify the feature vector. The most powerful decision rules are the nonparametric rules which make no assumptions about the underlying distribu- tions of the feature vectors. Of these the nearest-neighbor (NN) rule, treated in Section 51.7, is the most well known. This section covers the three main issues concerning NN-rules: how to edit the data set so that little storage space is used, how to search for the nearest neighbor of a vector efficiently, and how to estimate the future performance of a rule both reliably and efficiently. 51.1 CLUSTER ANALYSIS AND CLASSIFICATION GLOSSARY Cluster analysis problem: Partitioning a collection of n points in some fixed- dimensional space into m<n groups that are “natural” in some sense. Here m is usually much smaller than n. Image segmentation problem: Partitioning the pixels in an image into “mean- ingful” regions, usually such that each region is associated with one physical object. D endrog ra m : A tree representing a hierarchy of categories or clusters. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1135
1136 J. O’Rourke and G.T. Toussaint Hierarchical clustering algorithms: Those that produce a dendrogram whose root is the whole set and whose leaves are the individual points. Graph-theoretic clustering: Clustering based on deleting edges from a prox- imity graph. K-means clustering: Tracking clusters over time by comparing new data with old means. Data mining: Intelligent and efficient information retrieval from huge (and often unstructured) data repositories. Classical cluster analysis requires partitioning points into natural clumps. “Natu- ral” may mean that the clustering agrees with human perception, or it may simply optimize some natural mathematical measure of similarity or distance so that points that belong to one cluster are similar to each other and points far away from each other are assigned to different clusters. It is not surprising that such a general and fundamental tool has been applied to widely different subproblems in pattern recognition. One obvious application is to the determination of the numberand description of classes in a pattern recognition problem where the classes are not known a priori, such as disease classification in particular or taxonomy in general. In this case m is not known beforehand and the cluster analysis reveals it. A fundamental problem in pattern recognition of images is the segmentation problem: distinguishing the figure from the background. Clustering is one of the most powerful approaches to image segmentation, applicable even to complicated images such as those of outdoor scenes. In this approach each pixel in the N × N image is treated as a complicated object by associating it with a local neighborhood. For example, we may define the 5 × 5 neighborhood of pixel pij , denoted by N5[pij ], as{pmn|i−2≤m≤i+2,j−2≤n≤j+2}.Wenextmeasurekpropertiesof pij by making k measurements in N5[pij ]. Such measurements may include various moments of the intensity values (grey levels) found in N5[pij ], etc. Thus each pixel is mapped into a point in k-dimensional pixel-space. Performing a cluster analysis of all the resulting N × N points in pixel-space yields the desired partitioning of the pixels into categories. Labeling each category of pixels with a different color then produces the segmentation. See [Gor96] for a survey of clustering methods in which the objects in one class are not only required to be similar to each other but must satisfy othercon- straints on the distances between the objects or on the topology of the resulting dendrograms. HIERARCHICAL CLUSTERING In taxonomy there is no special number m that we want to discover; rather the goal is the production of a de ndrog ram (tree) that grows all the way from one cluster to n clusters and shows us at once how good a partitioning is obtained for any number of clusters between one and n. Such methods are referred to as hierarchical methods. They fall into two groups: agglomerative (bottom-up, merging) and divisive (top-down, splitting). Furthermore, each of these methods can be used with a variety of distance measures between subsets to determine when to merge or split. Two popular agglomerative clustering algorithms are the single- link and the complete-linkage (or farthest-neighbor) algorithm. In the former, cluster similarity is measured by the minimum of the distances between all pairs © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1136
Chapter 51: Pattern recognition 1137 of elements, one in each subset, whereas in the latter similarity is measured by the maximum pairwise distance. The complete-linkage criterion tends to produce more compact clusters, while the single-link criterion can suffer from chaining[JMF99]. Krznaric and Levcopoulos [KL02] show that a complete-linkage hierarchy can be computed in optimal O(n log n) time and O(n) space. GRAPH-THEORETIC CLUSTERING The most powerful methods of clustering in difficult problems, which give results having the best agreement with human performance, are the graph-theoretic meth- ods [JT92]. The idea is simple: Compute some proximity graph (such as the mini- mum spanning tree) of the original points. Then delete (in parallel) any edge in the graph that is much longer (according to some criterion) than its neighbors.The resulting forest is the clustering (each tree in this forest is a cluster). Proximity graphs have also been used effectively to design cluster validity tests [PB97]. K-MEANS TYPE CLUSTERING There are many applications where we know that there are exactly K clusters, for example in character recognition. However, because of external factors such as the variations in people’s hand-printing over time, or a change in the parameters of a machine due to wear or weather conditions, the clusters must be “tracked” over time. One of the most popular methods for doing this is the K-means algorithm . The k-means algorithm searches for k cluster centroids in R d with the property that the mean squared (Euclidean) distance between each point and its nearest centroid is minimized [Mac67]. A determining characteristic of this approach is that the number of clusters k is fixed. A typical heuristic starts with an initial partition, computes centers, assigns data points to their nearest center, recomputes the cen- troids, and iterates until convergence is achieved according to some criterion. (A neural network equivalent was developed by Kohonen [Koh95, BB95].) Unfortu- nately, this attractively simple algorithm’s performance depends upon the initial partitioning, and in fact can be forced into a suboptimal solution of arbitrarily high approximation ratio (with respect to the optimal mean squared distance). This led recently to developing algorithms with performance guarantees. Matouˇsek achieved an O(n log k n) -approximation algorithm under the assumption that k and d are fixed [Mat00]. This was improved to an (9 + )-approximation algorithm via a center-swap heuristic with this provable upper bound [KM+02]. On the other hand, there is some evidence that the exact k-means algorithm can be implemented to work well in practice for small d [PM99]. A variation on the k-means algorithm permits splitting and merging of clusters. This technique is employed by the ISODATA algorithm (Interactive Self-Organizing Data Analysis Technique) [Jen96]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1137
1138 J. O’Rourke and G.T. Toussaint DISTANCES BETWEEN SETS A fundamental computational primitive of almost all clustering algorithms is the frequent computation of some distance measure between two sets (subsets) of points. This is especially so in the popular hierarchical methods discussed above. There exists a large variety of distance and more general similarity measures for this purpose. Here we mention a few. Most efficient algorithms for distance between sets apply only in R 2 but some methods extend to higher dimensions; see [Smi00]. Let P and Q be two convex polygons of n sides each. Two distance measures should be distinguished: the minimum element distance, the smallest distance between a vertex or edge of P and a vertex or edge of Q, and the minimum vertex distance, the minimum distance between a vertex of P and a vertex of Q. The minimum element distance can be computed in O(log n) time [Ede85]. On the other hand, computation of the minimum vertex distance between P and Q has a linear lower bound. For the case of two nonintersecting convex polygons several different O(n) time algorithms are available, and the same bound can be achieved for crossing convex polygons [Tou84]. Let R be a set of n red points and B asetofn blue points in the plane. Both the minimum distance and the maximum distance between R and B can be computed in O(n log n) time. For the latter problem, two algorithms are available. The first [TM82] is simple but does not appear to generalize to higher dimensions. The second [BT83] works by reducing the maximum distance problem between R and B to computing the diameter of 81 convex polygons. These are obtained by computing the convex hulls of the unions of 81 carefully selected subsets of R and B , and then reporting the maximum of these 81 diameters as the maximum distance. These ideas can be extended to obtain efficient algorithms for all dimensions [Rob93]. Therefore, any improvement in high-dimensional diameter algorithms automatically improves maximum-distance algorithms. DATA MINING The explosion of the Web has given new impetus to intelligent and efficient infor- mation retrieval from huge, often unstructured, data repositories. This activity has become known as data mining. Clustering is often used to segment the data set, to support subsequent “mining.” The k-means algorithm and its variants remain popular, not only in geometric domains (e.g., in geological databases [JMF99], ce- lestial databases [PM99], image databases, and so on), but even for text databases. For example, Fayyad et al. [FRB98] report some success on a Reuter’s database using the 302 most frequently occurring words, i.e., the dimension is d = 302. There is some movement in the literature away from p oint distances for categorical attributes, for which the iterative centroid-based clustering algorithms are often inappropriate. For example, recent work uses “links” [GRS00] or context-based measures [DM00], which places this work close to graph-theoretic clustering. A related new direction is finding “unusual” strings of ACTG characters within the human genome [ABL02]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1138
Chapter 51: Pattern recognition 1139 51.2 EXTRACTING SHAPE FROM DOT PATTERNS HOUGH TRANSFORMS The Hough transform was originally proposed (and patented) as an algorithm to detect straight lines in digital images [Lea92]. The method may be used to detect any parametrizable pattern, and has been generalized to locate arbitrary shapes in images. The basic idea is to let each above-threshold pixel in the image vote for the points in the parameter space that could generate it. The votes are accumulated in a quantized version of the parameter space, with high vote tallies indicating detection. Examples 1. Lines. Let the lines in the (x, y) image plane be parametrized as y = mx + b. Then a pixel at (x0 ,y0) is a witness to a line passing through it, that is, an (m, b) pair satisfying y0 = mx0 + b.Thus,(x0 ,y0 ) votes for all those (m, b) pairs: the line in parameter space dual to the pixel. 2. Circles. Parametrize the circles by their center and radius, (xc ,yc ,r). Then a pixel (x0 ,y0 ) gives evidence for all the parameter triples on the circular cone in the 3-parameter space with apex at (x0,y0 , 0) and axis parallel to the r-axis. 3. Object location. Suppose a known but arbitrary shape S is expected to be found in an image, and its most likely location is sought. For translation-only, the parameter space represents the location of some fixed point of S.Each pixel in the image of the right shading or color votes for all those translations that cover it appropriately. The above approaches are not necessarily optimal for the tasks listed. For example, it was shown in [CT77] that nonuniform (maximum entropy) quantization with ρ − θ parametrization for lines is superior to uniform quantization with m − b parametrization. The demands of high-dimensional vote accumulators have engendered the study of dynamic quantization of the parameter space, and geometric hashing. This latter technique has features in the image vote for each member of a library of shapes by hashing into a table using the feature coordinates as a key. Each table entry may correspond to several shapes at several displacements, but all receive votes. Geometric hashing has been applied with some success to the molecular docking problem [LW88]; see also [MSW02]. More recently, new variants of the Hough transform inspired by results in com- putational geometry have appeared. In [AK96] two such algorithms are presented and studied with respect to the tradeoff that exists between computational com- plexity and effectiveness of line detection. They obtain efficient implementations by using the plane-sweep paradigm. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1139
1140 J. O’Rourke and G.T. Toussaint TEXT-LINE ORIENTATION INFERENCE In an automated document analysis system, given a block (paragraph) of text, the text-line orientation inference problem consists of determining the location and direction of the lines of text on the page. Almost always these lines are either horizontal (e.g., English) or vertical (e.g ., Chinese) The fundamental geometric property that allows this problem to be solved is the fact that according to a universal typesetting convention guided by ease of reading, characters are printed closer together within textlines than between textlines. One of the most successful, robust, skew-tolerant, simple, and elegant tech- niques for text-line orientation inference was proposed by Ittner [Itt93]. Assume that the given text block B consists of n black connected components (characters). The three key steps in the procedure are: (1) idealize each character by a point, thus obtaining a set S of n points in the plane; (2) construct the Euclidean mini- mum spanning tree MST(S)ofthen points obtained in (1); and (3) determine the textline orientation by analysis of the distribution of the orientations of the edges in MST(S). Step (1) is done by computing the center of the bounding box of each character. Cheriton and Tarjan proposed a simple algorithm for computing the MST of a graph in O(E) time where E is the number of edges in the graph [CT76]. Fortunately there are many graphs defined on S (usually belonging to the class of proximity graphs [JT92]) that have the property that they contain the MST(S) and also have O(n) edges. For these graphs the Cheriton-Tarjan algorithm runs in O(n) time. RELATIVE NEIGHBORHOOD GRAPHS Relative neighborhood graphs (RNG’s), introduced in [Tou80b], capture proximity between points by connecting nearby points with a graph edge. The many possible notions of “nearby” (in several metrics) lead to a variety of related graphs. It is easiest to view the graphs as connecting points only when certain regions of space areempty.LetVbeasetofnpointsinR d . GLOSSARY δ(p,q): the distance between two points p and q. Lp: The distance metric Lp defined as δp(x, y)=( d i=1 |xi − yi |p)1/p .ForL1 this reduces to d i=1 |xi − yi|, and for L∞, to max1≤i≤d |xi − yi|. Ball B(x,r): The open ball B(x, r)={y | δ(x, y) <r}. Nearest-neighbor Graph NNG(V ): The graph with vertex set V and an edge (p, q)iffB(p, δ(p, q)) ∩ V = ∅. Lune L(p,q): L(p, q)=B(p, δ(p, q)) ∩ B(q, δ(p, q)). Relative neighborhood graph RNG(V ): The graph with vertex set V and an edge (p, q)iffL(p, q) ∩ V = ∅. Thus the edge is present iff δ(p, q) ≤ max v ∈V \{p,q} {δ(p, v),δ(q, v)}. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1140
Chapter 51: Pattern recognition 1141 Gabriel graph GG(V ): The graph with vertex set V andanedge(p, q)iff B p+q 2 , δ(p, q) 2 ∩V=∅. β-lune: Lβ(p, q)=B p(1 − β 2)+qβ 2, β 2δ(p,q) ∩B q(1−β 2)+pβ 2, β 2δ(p,q) . β-skeleton: The graph Gβ (V ) with vertex set V andanedge(p, q)iffLβ (p, q) ∩ V = ∅. The range 1 ≤ β ≤ 2 is especially relevant, with G2(V )=RNG(V )and G1(V )=GG(V ). Sphere-of-influence graph SIG(V ): Let Cp be the circle centered on p with radius equal to the distance to a nearest neighbor of p.SIG(V ) has node set V andanedge(p, q)iffCp and Cq intersect in at least two points. Mimimum-Weight Triangulation MWT(V ): A triangulation of minimum total edge length. The relative neighborhood graph connects two points if the lune they determine is empty of points of V .The Gabriel graph is defined similarly, but with the diameter sphere required to be empty. The β -skeletons are a continuous generalization of the Gabriel graph. These graph definitions are motivated by various applications: com- puter vision, texture discrimination, geographic analysis, pattern analysis, cluster analysis, and others. Proximity graphs form a nested hierarchy, a version of which was first estab- lished in [Tou80b]: THEOREM 51.2.1 Hierarchy InanyLp metric,for afixedsetV and1≤β≤2, NNG⊆MST⊆RNG⊆Gβ⊆GG⊆DT. MST is the minimum spanning tree, and DT the Delaunay triangulation, of V . Neighborhood graphs can have at most O(n2 ) edges, and Θ(n2 ) complexity is achieved in many instances. For the L2 metric in R 2 , however, RNG’s (and their relatives) have linear size, which increases their usefulness. See Table 51.2 .1 . TABLE 51.2.1 Size of relative neighborhood graphs. DIM METRIC SIZE 2 Lp,1<p<∞ Θ(n):∈[n−1,3n−6] ≥2 L1 ,L∞ Θ(n2 ) 3 L2 O(n4/3) d>4 Lp Θ(n2 ) The many applications of neighborhood graphs have stimulated considerable effort on developing efficient algorithms for constructing them. The RNG has the most applications and has received the most attention. O(n3 ) time complexity is trivial to achieve. Exploiting the fact that the Delaunay triangulation isasuperset © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1141
1142 J. O’Rourke and G.T. Toussaint leads easily to O(n2) in the plane. Further development is more difficult. Two milestones in algorithm development were Supowit’s O(n log n) algorithm for L2 inR 2 [Sup83], and Agarwal and Matouˇsek’s near-O(n3/2) algorithm for general position points in R 3 [AM92]. See Table 51.2 .2 . TABLE 51.2.2 Relative neighborhood graph algorithms. DIM METRIC COMPLEXITY 2 L2 O(n log n) 2 L1,L∞ O(n log n) 3 L2 O(n3/2+ ) 3 L1,L∞ O(n log2 n) d L2 O(n 2(1− 1 d+1)+ ) d L1,L∞ O(n logd−1 n) A related graph is the sphere-of-influence (SIG) graph. It has at most 15n = O(n) edges in R 2 and can be computed in Θ(n log n) time. The SIG can serve as a type of graph-theoretical “primal sketch.” It, in some sense, explainsthe dot-pattern version of the Mueller-Lyer illusion. See the survey [JT92] for further details on neighborhood graphs. An important connection between β -skeletons and minimum-weight triangula- tions (MWT) was discovered by Keil [Kei94]: for β = √ 2, Gβ ⊆ MWT. This was subsequently sharpened to β = 1 62 √ 3 + 45, which is optimal [WY99]. OPEN PROBLEMS 1. What is the maximum number of edges of an RNG in R 3 ? It is known that it has at most O(n4/3) edges, but no supra-linear lower bound is known. 2. That the SIG has at most 15n edges in the plane follows from a theorem of Erd̋os and Panwitz [Sos99], but the best lower bound is 9n. It is also known that the SIG has a linear number of edges in any fixed dimension [GPS94], and bounds on the expected number of edges are known [Dwy95], but again tight results are not available. 51.3 POLYGONAL APPROXIMATION Let P =(p1,p2,...,pn ) be a polygonal curve or chain in the plane, consisting of n points pi joined by line segments pi pi+1. In general P may be closed and self-intersecting. Polygonal curves occur frequently in pattern recognition either as representations of the boundaries of figures or as functions of time representing, e.g ., speech. In order to reduce the complexity of costly processing operations, © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1142
Chapter 51: Pattern recognition 1143 it is often desirable to approximate a curve P with one that is composed of far fewer segments, yet is a close enough replica of P for the intended application. Some methods of reduction attempt smoothing as well. An important instanceof the problem is to determine a new curve Q =(q1 ,q2 ,...,qm ) such that (1) m is significantly smaller than n; (2) the qj are selected from among the pi ; and (3) any segment qjqj+1 that replaces the chain qj = pr ,...,ps = qj+1 is such that the distance between qj qj+1 and each pk , r ≤ k ≤ s, is less than some predetermined error tolerance ω. Different notions of distance, or error criteria, lead to different algorithmic issues. Moreover, for each distance definition, there are two constrained optimization problems that are of interest, Min-# and Min- . GLOSSARY Distance from point p to segment s: Minimum distance from p to any point of s. Parallel-strip criterion: All the vertices pi ,...,pt lie in a parallel strip of width 2ω whose center line is collinear with qj qj +1 [ET94]. Segment criterion: For each pk, r ≤ k ≤ s, the distance from pk to qjqj+1 is less than ω [MO88, CC96]. Min-# problem: Given the error tolerance ω, find a curve Q =(q1,...,qm ) satisfying the constraint such that m is minimum. Min- problem: Given m, find a curve Q =(q1 ,...,qm) satisfying the constraint such that the error tolerance is minimized. The main results obtained are listed in Table 51.3 .1 . TABLE 51.3 .1 Polygonal approximation algorithm time complexities. ERROR CRITERION MIN-# MIN- Parallel strip O(n2 log n) O(n2 log2 n) Segment O(n2) O(n2 log n) The task of polygonal approximation has been given new significance in three- dimensions for its importance in simplifying polyhedral models in computer graph- ics,e.g .,[CVM+96,LE97].ThistopiciscoveredindetailinChapter54. OPEN PROBLEMS Find algorithms for the strip criterion problems that match those for the segment problems. Perhaps quadratic performance is achievable for all four problems. ITERATIVE ENDPOINT FITTING There are many algorithms in both the pattern recognition and automated car- tography literatures that are intended to yield approximations with few, but not necessarily the minimum number of, segments. This suffices for many applications, © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1143
1144 J. O’Rourke and G.T. Toussaint and often can be obtained more efficiently in both time and space complexities. One of the most popular such algorithms is iterative endpoint fitting, which employs the parallel-strip criterion. Given a tolerance ω, the algorithm first attempts to use only one segment Q =(p1,pn) to approximate P . If the error tolerance is exceeded, then that vertex of P whose distance to the line through p1 pn is maximum is chosen to divide P into two subchains. The procedure is then recursively applied to these subchains. This procedure can be implemented to run in O(n log n) time. 51.4 SHAPE MEASUREMENT AND REPRESENTATION MEDIAL AXIS GLOSSARY Medial axis: The set of points of a region P with more than one closest point among the boundary points ∂P of the region. Equivalently, it is the set of centers of maximal balls, i.e., of balls in P that are themselves not enclosed in another ballinP. Voronoi diagram: The partition of a polygonal region P into cells each consist- ing of the points closer to a particular open edge or vertex than to any other. The medial or symmetric axis was introduced by Blum [Blu67] to capture biological shape, and it has since found many other applications, for example, to geometric modeling(offsetcomputations;seeSection47.2)andtomeshgeneration[SNT+92] (Section 22.4). It provides a central “skeleton” for an object that has found many uses. It connects to several other mathematical concepts, including the cut locus andmostimportantly,theVoronoidiagram(Chapter20). The medial axis of a convex polygon is a tree with each vertex a leaf. For a nonconvex polygon, the medial axis may have a parabolic arc associated with each reflex vertex (Figure 47.1 .5). The basic properties of the medial axis were detailed by Lee [Lee82], who showed that the medial axis of a polygon P is just the Voronoi diagram minus the Voronoi edges incident to reflex vertices, and provided an O(n log n) algorithm for constructing it. After a long search by the community, an O(n) algorithm was obtained [CSW95]. The simplest implementations are, however, quadratic [YR91]. See Table 52.4 .1. The medial axis has also found much use in image processing, where its digital computation is via thinning algorithms. Pioneered by Rosenfeld, these algorithms are very simple and easily parallelized [Cyc94]. The definition of medial axis extends to R d . Some work has explored R 3 [SPB95], but currently the lack of reliable software hampers extensive applications. POINT PATTERN MATCHING Exact point pattern matching is an interesting algorithmic question related to string matching, but pattern recognition applications usually require some type of approxi- mate matching. Two types may be distinguished [AG00]: one-to-one matching, and Hausdorff matching. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1144
Chapter 51: Pattern recognition 1145 GLOSSARY One-to-one approximate matching: Let two finite sets of points A and B have the same cardinality. One-to-one matching requires finding a transformation (of a given type) of B such that each point of B is mapped to within a distance of of a matched point of A. The matches are either determined by labels on the points, or the points are unlabeled and the match is to be discovered. Decision problem: Given , is there such a matching? Optimization problem: Find the minimum for which an approximate match- ing exists. Hausdorff distance: For two finite sets A and B , perhaps of different cardinal- ities, the largest of the between-sets nearest-neighbor distances. Hausdorff matching: Find a transformation of B that minimizes the Hausdorff distance from A. The most combinatorially interesting point matching (unrealistically) demands exact matching. One version of this is the congruent subset detection problem : Given a pattern set A of m points, find all subsets of a background set B of n points that are congruent to A. Solving this in the plane relies on the unsolved Erd̋os problem of bounding the number of unit-distance pairs among n points, whose bestupperboundisO(n4/3)(Chapter10).Importantvariationsareobtainedby acting on the pattern by some group, e.g ., translations. Results here are surveyed in [Bra02], from which the results shown in Table 51.4 .1 are gathered (α() is the near-constant inverse Ackermann function; cf. Chapter 47). TABLE 51.4 .1 Subset detection of m points among n points. GROUP DIM MATCHES ALGORITHM Congruence 2 O(n4/3) O(mn4/3 log n) Congruence 3 Ω(n4/3) O(mn5/3 log n2O(α(n)2)) ) Translation d n−Θ(n1−1/k),k≤d O(mn log n) Homothets d O(n1+1/k), k ≤ d O(mn1+1/d log n) Similarity d O(nd) O(mnd log n) Affine d O(nd+1) O(mnd+1 log n) A window-restricted version of the problem led Brass to pose the following interesting Conjecture: • Any set of n points in the plane contains only O(n) empty congruent triangles. There are sets with n 3 empty triangles. Results on one-to-one approximate matching algorithms obtained in [AM+88] foravarietyofpermissibletransformationsareshowninTable51.4.2 . Hausdorff matching leads to analysis of envelopes of Vo ro n oi s u rfa ce s . Typical resultsareshowninTable51.4 .3.Hereweshowthecomplexitieswhen|A|=|B|= n, although the algorithms work for sets of different cardinalities. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1145
1146 J. O’Rourke and G.T. Toussaint TABLE 51.4 .2 One-to-one point matching in two dimensions. MOVEMENTS LABELED COMPLEXITY Translation lab eled dec, opt O(n) Translation unlabeled decision O(n6) Translation unlabeled optimization O(n6 log n) Rotation lab eled decision O(n log n) Rotation lab eled optimization O(n2) Trans+rot+refl lab eled decision O(n3 log n) Trans+rot+refl unlabeled decision O(n8) TABLE 51.4.3 Hausdorff matching in the L2 metric. MOVEMENTS DIM COMPLEXITY Translation 2 O(n3 log n) Translation + rotation 2 O(n6 log n) Translation 3 O(n5+ ) Another type of matching is order type matching (cf. Section 5.2). In [GP83], an O(n3) algorithm is given for finding all matchings between two planar point configurations in which their order types agree. SYMMETRY DETECTION Symmetry is an important feature in the analysis and synthesis of shape and form and has received considerable attention in the pattern recognition and computer graphics literatures. In [WWV85] an O(n log n) algorithm is presented for comput- ing the rotational symmetries of polygons and polyhedra of n vertices, but the con- stant in R 3 is very large. Jiang and Bunke [JB91] give a simple and practical O(n2 ) time algorithm for polyhedra. One of the earliest applications of computational geometry to symmetry detection was the algorithm of Akl and Toussaint [AT79] to check for polygon similarity. Since then attention has been given to other aspects of symmetry and for objects other than polygons. Sugihara [Sug84] shows howa modification of the planar graph-isomorphism algorithm of Hopcroft and Tarjan can be used to find all symmetries of a wide class of polyhedra in O(n log n) time. A related topic is centers of symmetry. Given a convex polygon P , associate with each point p in P the minimum area of the polygon to the left of any chord through p. The maximum over all points in P is known as Winternitz’s measure of symmetry and the point p∗ that achieves this maximum is called the ce n t e r of area. Diaz and O’Rourke [DO94] show that p∗ is unique and propose an algorithm for computing p∗ in time O(n6 log 2 n). For a survey of the early work on detecting symmetry, see [Ead88]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1146
Chapter 51: Pattern recognition 1147 THE ALPHA HULL Theα-shapeSαofasetSofnpointsinR 3 is a polyhedral surface whose boundary is a particular collection of triangles, edges, and vertices determined by the points of S [EM94]. It is similar in spirit to the β -skeleton of Section 51.2 in that it is a parametrized collection of shapes determined by an empty balls condition, but it emphasizes the external rather than the internal structure of the set. Let T be a subset of S of 1, 2, or 3 points. Then the convex hull of T ,conv(T ), is part of the boundary ∂Sα of the α-shape iff the surface of some ball of radius α includes exactly the points of T while its interior is empty of points of S. Thus a triangle conv(T )is part of ∂Sα iff there is an open α-ball that can “erase” all of the triangle but leave its vertices. Sα is defined for all 0 ≤ α ≤∞, with S0 = S and S∞ =conv(S). Every edge and triangle of Sα is present in the Delaunay triangulation DT of S, and every edge and triangle in DT is present in some Sα .Ifα is varied continuously over its full range starting from ∞, the convex hull of S is gradually “eaten away” by smaller and smaller α-ball erasers, eventually exposing the original set of points. In between, the α-shape bounds a subcomplex of DT that represents the shape of S. The alpha shape has been used for cluster analysis, molecular modeling, and the analysis of medical data, among other applications. High-quality code is avail- able[EF99];nowCGALincludesalphashapesinitsbasiclibrary(Chapter65). 51.5 NICE VIEWPOINTSAND PROJECTIONS A robot navigating in 3D space faces a variety of pattern recognition problems that involve classifying objects modeled as polyhedra. A polyhedral object in 3D space is often well represented by a set of points (vertices) and line segments (edges) that act as its features. The feature extraction process involves obtaining nice viewpoints of the polyhedron. By a nice viewpoint of an object we mean a pro jective view in which all (or most) of the features of the object, relevant for some task, are clearly visible. Such a view is often called a nondegenerate view or pro jection. A recent survey of this topic can be found in [Tou00]. GLOSSARY Nice viewpoint: A pro jection of a 3D object (set of points, etc) onto a plane such that it has some desirable special property. Knot diagram: A regular pro jection of a polygon in 3-dimensions onto a plane. Degeneracies: Properties of objects such as three points collinear. General position: A configuration of an object such that some specified degen- eracies are absent. Orthogonal projection: A pro jection from a point at infinity. Perspective projection: A pro jection from a point not at infinity. Robust algorithm: One that works correctly even in the presence of degenera- cies. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1147
1148 J. O’Rourke and G.T. Toussaint Regular projection: An orthogonal pro jection of S such that no three points of S pro ject to the same point on H , and no vertex of S pro jects to the same point on H as any other point of S. Wirtinger projections: Regular pro jections in which no two consecutive edges of the 3D polygon have collinear pro jections. Robust nondegenerate projection: A pro jection that remains nondegenerate even if the object is slightly perturbed. Decision problem: Given an object and a pro jection of it, does the pro jection contain a degeneracy? Computation problem: Given an object, compute a pro jection that does not contain a specified degeneracy. Optimization problem: Given an object, compute the most robust nondegen- erate pro jection. REGULAR PROJECTIONS The earliest work on nondegenerate orthogonal pro jections appears to be inthe area of knot theory. Let S be a set of n disjoint line segments in R 3 specified by the cartesian coordinates of their endpoints (vertices of S) and let H be a plane. Let SH be the orthogonal pro jection of S onto H . An orthogonal pro jection of S is said to be regular if no three points of S project to the same point on H and no vertex of S pro jects to the same point on H as any other point of S [Liv93]. This definition implies that for disjoint line segments (1) no point of SH corresponds to more than one vertex of S, (2) no point of SH corresponds to a vertex of S and an interior point of an edge of S, and (3) no point of SH corresponds to more than two interior points of edges of S. Therefore the only crossing points (intersections) allowed in a regular pro jection are those points that belong to the interiors of precisely two edges of S. This condition is crucial for the successful visualization and manipulation of knots [Liv93]. Regular pro jections of 3D polygons were first studied by the knot theorist K. Reidemeister [Rei32] in 1932 who showed that all 3D polygons (knots) admit a regular pro jection, and in fact almost all pro jections of polygons are regular. Reidemeister however was not concerned with computing regular pro jections. The computational aspects of regular pro jections of knots were first investigated by Bose et al., [BGRT99] under the real RAM model of computation. Given a polygonal object (geometric graph, wire-frame or skeleton) in R 3 (such as a simple polygon, knot, skeleton of a Voronoi diagram or solid model mesh), they consider the prob- lem of computing several “nice” orthogonal pro jections of the object. One such pro jection, well known in the graph-drawing literature, is a pro jection with few crossings. They consider the most general polygonal object, i.e., a set of n disjoint line segments, and show that deciding whether it admits a crossing-free pro jection canbedoneinO(n2 log n + k) time and O(n2 + k) space, where k is the number of intersections among a set of “forbidden” quadrilaterals on the direction sphere, and k = O(n4 ). This implies for example that, given a knot, one can determine if there exists a plane on which its pro jection is a simple polygon, within the same complex- ity. Furthermore, if such a pro jection does not exist, a minimum-crossing pro jection can be found in O(n4 ) time and O(n2 ) space. They showed (independently of Rei- demeister) that a set of line segments in space (which includes polygonal objects © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1148
Chapter 51: Pattern recognition 1149 as special cases) always admits a regular pro jection, and that such a pro jection can be obtained in O(n3 ) time. A description of the set of all directions which yield regular pro jections can be computed in O(n3 log n + k log n) time, where k is the number of intersections of a set of quadratic arcs on the direction sphere and k = O(n6 ). Finally, when the objects are polygons and trees in space, they consider monotonic pro jections, i.e., pro jections such that every path from the root of the tree to every leaf is monotonic in some common direction on the pro jection plane. For example, given a polygonal chain P , they can determine in O(n) time if P is monotonic on the pro jection plane, and in O(n log n) time they can find all the viewing directions with respect to which P is monotonic. In addition, in O(n2 ) time, they can determine all directions for which a given tree or a given simple polygon is monotonic. COMPUTER VISION In the computer vision field there is both a theoretical [BWR93] interest in nonde- generate pro jections and a practical one [DWT99]. The theoretical work resembles the work described in the previous section in that it is assumed that the object consists of idealized points and line segments or polygons and polyhedra. Atool used for computing viewpoints from which the maximum number of faces of a solid polyhedronisvisible,istheaspectgraph[PD90](Chapter28). WIRTINGER PROJECTIONS That certain types of nondegenerate orthogonal pro jections of 3D polygons always exist for some directions of pro jection was rediscovered by Bhattacharya and Rosen- feld [BR94] for a restricted class of regular pro jections. Those regular pro jections, in which it is also required that no two consecutive edges of the 3D polygon have collinear pro jections, are known as Wirtinger projections. Bose et al. [BGRT99] study the complexity of computing a single Wirtinger pro jection as well as con- structing a description of all such pro jections for the more general input consisting of disjoint line segments. These results include therefore results for 3D chains, polygons, trees and geometric graphs in general. The description of all pro jections allows one to obtain Wirtinger pro jections that optimize additional properties. For example, one may be interested in obtaining the most robust pro jection in the sense that it maximizes the deviation of the viewpoint required to violate the Wirtinger property. VISUALIZATION In computer graphics one is interested in visualizing objects well, and therefore nice views and nondegenerate views are major concerns. For example, Kamada and Kawai [KK88] proposed a method to obtain nice pro jections by making sure that in the pro jection, parallel line segments on a plane in 3D pro ject as far away from each other as possible. Intuitively, the viewer should be as orthogonal as possible to every face of the 3D object. Of course this is not possible and therefore they suggest minimizing (over all faces) the maximum angle deviation between a normal to the face and the line of sight from the viewer. They then propose an © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1149
1150 J. O’Rourke and G.T. Toussaint algorithm to solve this problem in O(n6 log n) time, where n is the number of edges in the polyhedral object in 3D. G ́omez et al. [GRT01] reduce this complexity to O(n4 ) time. Furthermore, they show that if one is restricted to viewing an object from only a hemisphere, as is the case with a building on top of flat ground, then a further reduction in complexity is possible to O(n2 ) time. REMOVING DEGENERACIES Algorithms in computational geometry are usually designed for the real RAM(ran- dom access machine) assuming that the input is in general position. More specif- ically, the general position assumption implies that the input to an algorithm for solving a specific problem is free of certain degeneracies. Yap [Yap90] has distin- guished between intrinsic or problem-induced and extrinsic or algorithm-induced degeneracies(seealsoChapter41).Forexample,incomputingtheconvexhullof a set of points in the plane, where “left” turns and “right” turns are fundamental primitives, three collinear points constitute a problem-induced degeneracy. On the other hand, for certain vertical line-sweep algorithms two points with the same x- coordinate constitute an algorithm-induced degeneracy. Computational geometers make these assumptions because doing so makes it not only much easier to design algorithms but often yields algorithms with reduced worst-case complexities. On the other hand, to the implementers of geometric algorithms these assumptions are frustrating. Programmers would like the algorithms to work for any input that they may encounter in practice, regardless of the degeneracies that such an input may contain. Often a typical computational geometry paper will make a nondegeneracy as- sumption that can in fact be removed (without perturbing the input) by a global rigid transformation of the input (such as a rotation, for example). Once the so- lution is obtained on the transformed nondegenerate input, the solution can be transformed back trivially (by an inverse rotation) to yield the solution to the orig- inal problem. In these situations, by applying suitable pre- and pos t - processing steps, one obtains the exact solution to the original problem using an algorithm that assumes a nondegenerate input, even when that input is in fact degenerate. This approach not only handles algorithm-induced degeneracies via orthogonal pro- jections but some problem-induced degeneracies as well with the aid of perspective pro jections. Ǵomez et al. [GRT01] consider several nondegeneracy assumptions that are typ- ically made in the literature, propose efficient algorithms for performing the suitable rotations that remove these degeneracies, analyze their complexity in therealRAM model of computation and, for some of these problems, give lower bounds on their worst-case complexity. The assumptions considered in [GRT01] are summarized in Tables51.5 .1and.51.5 .2(λ(·)isnearlylinear;cf.Chapter47.4). PERSPECTIVE PROJECTIONS AND INTRINSIC DEGENERACIES Intrinsic degeneracies cannot be removed by rotations of the input. If a set of points S in 3D contains three collinear points then so does every orthogonal pro jection of S. This is where pe rs pec ti v e pro jections come to the rescue. However, not all © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1150
Chapter 51: Pattern recognition 1151 TABLE 51.5 .1 Removing degeracies: Point sets. PROBLEM DECISION COMPUTATION OPTIMIZATION 2D No two on vertical line Θ(n log n) O(n log n) O(n2 log n)time, O(n2 )space O(n2) time, space with floor functions 3D No two on vertical line Θ(n log n) O(n log n) O(n2 log n)time, O(n2 )space No two with same x-coordinate Θ(n log n) O(n log n) O(n4) time, space O(n2 λ6(n2 )logn)time, O(n2 )space No two with same x, y or z-coord Θ(n log n) O(n log n) Open No three on vertical plane (3Sum-hard) (3Sum-hard) O(n2 ) time, space O(n2) time, space O(n6 )timeandspace O(n3 )time, O(n)space TABLE 51.5 .2 Removing degeracies: Line segments and faces. PROBLEM DECISION COMPUTATION OPTIMIZATION LINE SEGMENTS 2D No vertical Θ(n) Θ(n) O(n log n)time,O(n)space 3D No vertical Θ(n) Θ(n) O(n log n)time,O(n)space No two on vertical plane O(n log n) O(n2 )time, O(n) space O(n4) time, space O(n2 λ6(n2 )logn)time, O(n2 )space FACES No face of poly- hedron vertical Θ(n) Θ(n) O(n2) time, space O(nλ6(n)logn)time, O(n)space intrinsic degeneracies can be removed with perspective pro jections. Intrinsic degen- eracies that can be removed via perspective pro jections are called quasi-intrinsic degeneracies [HS97, GHS+01]. Ǵomez et al. [GHS+01] consider computing nondegenerate pe r s pec ti v e pro jec- tions of sets of points and line segments in 3D space. For sets of points they give algorithms for computing perspective pro jections such that (1) all pointshavedis- tinct x-coordinates, (2) all points have both distinct x-andy-coordinates, (3) no three points in the pro jection are collinear, and (4) no four points in the pro jection are cocircular. For sets of line segments they present an algorithm for computing © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1151
1152 J. O’Rourke and G.T. Toussaint a perspective pro jection with no two segments parallel. All their algorithms have time and space complexities bounded by low degree polynomials. FINITE-RESOLUTION MODELS OF VIEW DEGENERACY View degeneracy is a central concern in robotics where a robot must navigateand recognize objects based on views of the scene at hand [DPR92a, DPR92b]. In the idealized world assumed in the previous sections, degenerate views are not much of a problem if a viewpoint is chosen at random, since almost all pro jections are not degenerate. On the other hand, real world digital cameras have a finite resolution and therefore view degeneracy can no longer be ignored [KF87]. OPEN PROBLEMS A more practical approach would give some thickness to the objects, i.e., consider the points as little balls and the edges of the polyhedra as thin cylinders, and then to redesign the algorithms accordingly. This may turn out to be rather expensive. In practice it may be much more efficient to perform a half-dozen random rotations to obtain a nice pro jection. After all, for many problems in the idealized infinite precision model, a single random rotation yields a nice pro jection with probability one. Computing optimal pro jections on the other hand is another matter. Here approximate algorithms may yield efficient solutions that are near-optimal, but these are open problems. 51.6 POLYGON DECOMPOSITION COVERS AND PARTITIONS A typical strategy for recognizing a shape as a particular member of a library of shapes is to decompose the shape into “primitive” parts, and then compare these with the library entries via a similarity function. This has led to considerable effort on decomposing shapes and, in particular, polygons into simpler components. GLOSSARY Let P be a polygon. Cover of P: A collection of sets S1 ,...,Sk such that S1 ∪ ···∪Sk = P . Partition of P: A collection of sets S1,...,Sk with pairwise disjoint interiors such that S1 ∪···∪Sk = P . Diagonal of P: A segment s between two vertices x and y of P such that s ⊆ P and s∩P={x,y}. Steiner point of P: A point of P that is not a vertex. Polygon with holes: A multiply connected region bounded by polygonal chains. Decompositions may be classified along two primary dimensions: covers or parti- © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1152
Chapter 51: Pattern recognition 1153 tions, and with or without Steiner points. A cover permits a polygon in the shape of the symbol ‘+’ to be represented as the union of two rectangles, whereas a minimal partition requires three rectangles, a less natural decomposition. Decompositions without Steiner points use diagonals, and are in general easier to find but less par- simonious. For each of the four types of decomposition, different primitives may be considered. The ones most commonly used are rectangles, convex polygons, star- shaped polygons, spiral polygons, and trapezoids (see Section 23.1 for definitions). Restrictions on the shape of the piece being decomposed are often available; for example, orthogonal polygons for rectangle covers. Lastly, the distinction between simple polygons and polygons with holes is often relevant for algorithms. Finding minimum covers of polygons is NP-hard in nearly every instance ex- plored. Minimum partitions of polygons are somewhat easier, in that polynomial algorithms exist for convex pieces with Steiner points, star-shaped pieces without Steiner points, and rectangles for orthogonal polygons. See Section 23.2 for specific results. Shape decomposition has a wide variety of applications, including character recognition (spiral and convex pieces), VLSI design (rectangles), and electron-beam lithography (trapezoids) [AAI86]. OPEN PROBLEM Finding approximation algorithms with proven bounds with respect to optimality remains largely unexplored for most decomposition problems. There are, however, many heuristic algorithms. SUM-DIFFERENCE DECOMPOSITIONS Permitting set subtraction as well as set union leads to natural shape decomposi- tions. This is evident from the field of Constructive Solid Geometry, where shapes are described with CSG trees whose nodes are union or difference operators, and whose leaves are primitive shapes (Section 47.1). Batchelor developed a similar concept for shape description, the convex deficiency tree [Bat80]. For a shape P , the root of this tree is its hull conv(P ), the children of the root the hulls of the convex deficiencies conv(P ) \ P , and so on [O’R98, p. 98]. Chazelle suggested [Cha79] representing a shape by the difference of convex sets: A \ B where A and B are unions of convex polygons. It has been estab- lished that finding the minimum number of convex pieces in such a sum-difference decomposition of a multiply connected polygonal region is NP-hard [Con90]. TEXT-BLOCK ISOLATION The text-block isolation problem consists of extracting blocks of text (paragraphs) from a digitized document. By finding the enclosing rectangles around each con- nected component (character) and around the entire set of characters we obtain a well structured geometric object, namely, a rectangle with n rectangular “holes.” This problem is ideally suited to a computational geometric treatment. Here we mention an elegant method that analyzes the empty (white) spaces in the docu- ment [BJF90]. This approach enumerates all maximal white rectangles implied by © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1153
1154 J. O’Rourke and G.T. Toussaint the black rectangles. A white rectangle is called maximal if it cannot be enlarged while remaining outside the black rectangles. Their enumeration algorithm takes O(n log n + m) time, where m is the number of maximal rectangles generated in the search. In the worst case m = O(n2 ). However, using a clever heuristic to exploit some properties of layouts they obtain O(n) expected time. 51.7 NEAREST-NEIGHBOR DECISION RULES GLOSSARY Nearest-neighbor decision rule: Classifies a feature vector with the closest sample point in parameter space. In the typical nonparametric classification problem (see Devroye, Gyorfy and Lugosi [DGL96]) we have available a set of d measurements or observations (also called a feature vector) taken from each member of a data set of n objects (patterns) denoted by {X, Y } = {(X1 ,Y1), (X2 ,Y2), ..., (Xn ,Yn)}, where Xi and Yi denote, respectively, the feature vector on the ith object and the class label of that object. One of the most attractive decision procedures is the nearest-neighbor rule (1-NN - rule) [FH51]. Let Z be a new pattern (feature vector) to be classified and let Xj be the feature vector in {X,Y } = {(X1,Y1),(X2,Y2), ..., (Xn ,Yn)} closest to Z. The nearest neighbor decision rule classifies the unknown pattern Z into class Yj . In the 1960s and 1970s many pattern recognition practicioners resisted using the 1-NN -rule on the grounds of the mistaken assumptions that (1) all the data {X, Y } must be stored in order to implement such a rule, (2) to determine Yj , distances must be computed between the unknown vector Z and all the members of {X, Y }, and (3) such a rule is difficult to implement in parallel using a neural network. Computational geometry research in the 1980s and 1990s along with faster and cheaper hardware has made the NN-rules a practical reality [Tou02]. MINIMAL-SIZE TRAINING-SET CONSISTENT SUBSETS A question that has received a lot of attention in the past fifty years concerns the problem of reducing the number of patterns in the training set {X, Y } without degrading the performance of the decision rule. In 1968 Hart was the first to propose an algorithm for reducing the size of the stored data for the nearest neighbor decision rule [Har68]. Hart defined a consistent subset of the data as one that classified the entire set correctly with the nearest neighbor rule. He then proposed an O(n3 ) time algorithm that he called CNN (Condensed Nearest Neighbor) for selecting a consistent subset by heuristically searching for data that were near the decision boundary. However, the method does not in general yield a minimal-size consistent subset. The first researchers to deal with computing a minimal-size consistent subset were Ritter et al. [RWLI75]. They proposed a procedure they called a selective nearest neighbor rule (SNN ) to obtain a minimal-size consistent subset of {X, Y }, call it S , with one additional property that Hart’s CNN does not have. Any © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1154
Chapter 51: Pattern recognition 1155 consistent subset C obtained by CNN has the property that every element of {X, Y } is nearer to an element in C of the same class than to any element in C of a different class. On the other hand, the consistent subset S of Ritter et al. [RWLI75] has the additional property that every element of {X, Y } is nearer to an element in S of the same class than to any element, in the complete set, {X,Y } of a different class. This additional property of SNN tends to keep points closer to the decision boundary than does CNN, and allows Ritter et al. [RWLI75] to compute the selected subset S without testing all possible subsets of {X, Y }. Nevertheless, their algorithm still runs in time exponential in n (Wilfong [Wil91]) in the worst case. However, Wilson and Martinez [WM97] and Wilson [WM00] claim that the average running time of SNN is O(n3). In 1994 Dasarathy [Das94] proposed a complicated algorithm intended to compute a minimal-size consistent subset but did not provide a proof of optimality. However, counter-examples to this claim were found by Kuncheva and Bezdek [KB98], Cerveŕon and Fuertes [CF98] and Zhang and Sun [ZS02]. Wilfong [Wil91] showed in 1991 that the problem of finding the smallest size training-set consistent subset is NP-complete when there are three or more classes. The problem is still open for two classes. Furthermore, he showed that even for only two classes the problem of finding the smallest size consistent selective subset (Ritter et al. [RWLI75]) is also NP-complete. TRAINING-DATA EDITING RULES Methods have been developed [TBP85] to edit (delete) “redundant” members of {X, Y } in order to obtain a subset of {X, Y } that implements exactly the same decision boundary as would be obtained using all of {X, Y }. Such methods depend on the computation of Voronoi diagrams and of other proximity graphs that are subgraphs of the Delaunay triangulation, such as the Gabriel graph. Furthermore, the fraction of data discarded in such a method is a useful measure of the resulting reliability of the rule. If few vectors are discarded the feature space is relatively empty and more training data are needed. During the past twenty years proximity graphs have proven to be very useful both in theory and in practice for solving many of the problems encountered with NN-rules. A description of many of these graphs along with related computational geometry problems can be found in [Tou02]. NEAREST-NEIGHBOR SEARCHING Another important issue in the implementation of nearest-neighbor decision rules, whether editing has or has not been performed, concerns the efficient search for the nearest neighbor of an unknown vector in order to classify it. Various methods exist for computing a nearest neighbor without computing distances to all the candidates. The problem is in general quite difficult when the dimension is high, which it is for most pattern recognition tasks. Simple brute-force search yields O(dn) query time. To improve upon this, one builds a data structure for the points that supports more efficient queries, often at the expense of space for the data structure. For a set of n points in R d , one could construct a Voronoi diagram for thepointsofsizeO(n d/2 )(Chapter22),andrespondtoaqueryinO(logn)time. But the exponential space makes this impractical beyond d ≤ 3. Range searching (Chapter31)supportsstructureswithlinearspaceandachievingslightlysublinear © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1155
1156 J. O’Rourke and G.T. Toussaint time. But all constants are exponential in d. This has led to intensive work on approximate nearest-neighbor search, where one seeks a point within (1 + )ofthe distance to the true nearest neighbor. An example of an important early milestone along these lines is an algorithm by Arya et al. [AMN+98], which constructs a data structure of size O(dn) that can report approximate nearest neighbors in O(c log n) time, with c = O(d(1 + d/ )d). The algorithm traverses down a balanced box- tree decomposition (BDD) of O(log n) height and stops when the approximation criterion is satisfied. The query time is logarithmic in n but still the constant is exponential in d. The many advances beyond this and similar algorithms with exponential query time or space requirements are described in Chapter 39. ESTIMATION OF MISCLASSIFICATION A very important problem in pattern recognition is the estimation of the perfor- mance of a decision rule [McL92]. Many geometric problems occur here also, for which computational geometry offers elegant and efficient solutions. For example, a good method of estimating the performance of the NN-rule is to delete each member of {X, Y } = {(X1,Y1), (X2,Y2),...,(Xn ,Yn)} in turn and classify it with the remaining set. Geometrically this problem reduces to computing for a given set of points in d-space the nearest neighbor of each (the al l-nearest neighbors problem). Vaidya [Vai89] gives an O(n log n) time algorithm to solve this problem. 51.8 SOURCES AND RELATED MATERIAL SURVEYS [Tou80a]: A survey of the overlap between pattern recognition and computational geometry. [Tou91]: A survey of computer vision problems where computational geometry may apply. This survey references several others; the entire collection is of interest as well. [JMF99]: A survey of clustering from the pattern recognition point of view. [Tou00]: A survey on computing nice viewpoints of objects in space. RELATED CHAPTERS Chapter 1: Finite point configurations Chapter 10: Geometric graphs Chapter 23: Voronoi diagrams and Delaunay triangulations Chapter 26: Polygons Chapter 34: Point location Chapter 36: Range searching Chapter 39: Nearest-neighbor searching in high dimensions Chapter 41: Robust geometric computation © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1156
Chapter 51: Pattern recognition 1157 REFERENCES [AAI86] Ta. Asano, Te. Asano, and H. Imai. Partitioning a polygonal region into trap ezoids. J. Assoc. Comput. Mach., 33:290–312, 1986. [ABL02] A. Apostolico, M.E. Bock, and S. Lonardi. Monotony of surprise and large-scale quest for unusual words (extended abstract). In E.W. Myers, editor, Internat. Conf. Research Comput. Molecular Biology, pages 22–31, 2002. ACM. [AG00] H. Alt and L.J . Guibas. Discrete geometric shapes: Matching, interpolation, and approximation. In J. -R . Sack and J. Urrutia, editors, Handbook of Computational Geometry, pages 121–153. Elsevier North-Holland, Amsterdam, 2000. [AK96] Te. Asano and N. Katoh. Variants for the Hough transform for line direction. Comput. Geom. Theory Appl., 6:231–252, 1996. [AM92] P.K . Agarwal and J. Matouˇsek. Relative neighborhood graphs in three dimensions. Comput. Geom. Theory Appl., 2:1–14, 1992. [AMN+ 98] S. Arya, D.M . Mount, N.S. Netanyahu, R. Silverman, and A.Y . Wu. An optimal algorithm for approximate nearest neighbor searching in fixed dimensions. J. Assoc. Comput. Mach., 45:891–923, 1998. [AM+88] H. Alt, K. Mehlhorn, H. Wagener, and E. Welzl. Congruence, similarity and symme- tries of geometric objects. Discrete Comput. Geom., 3:237–256, 1988. [AT79] S.G. Akl and G.T . Toussaint. Addendum to “An improved algorithm to check for polygon similarity.” Inform. Process. Lett., 8:157–158, 1979. [Bat80] B.G. Batchelor. Hierarchial shape description based up on convex hulls of concavities. J. Cybern., 10:205–210, 1980. [BB95] L. Bottou and Y. Bengio. Convergence prop erties of the k -means algorithms. In G. Tesauro and D. Touretzky, editors, Advances in Neural Information Processing Systems 7, pages 585–592. MIT Press, Cambridge, 1995. [BGRT99] P. Bose, F. Ǵomez, P. Ramos, and G.T . Toussaint. Drawing nice pro jections of objects in space. J . Visual Commun. Image Rep., 10:155–172, 1999. [BJF90] H.S. Baird, S.E. Jones, and S.J . Fortune. Image segmentation by shap e-directed covers. In Proc. 10th Internat. Conf. Pattern Recognition, pages 820–825. IEEE Computer Society, 1990. [Blu67] H. Blum. A transformation for extracting new descriptors of shap e. In W. Wathen- Dunn, editor, Models for the Perception of Speech and Visual Form, pages 362–380. MIT Press, Cambridge, 1967. [BR94] P. Bhattacharya, and A. Rosenfeld. Polygons in three dimensions. J. Visual Commu- nication and Image Representation, 5:139–147, 1994. [Bra02] P. Brass. Combinatorial geometry problems in pattern recognition. Discrete Comput. Geom., 28:495–510, 2002. [BT83] B.K . Bhattacharya and G.T . Toussaint. Efficient algorithms for computing the maxi- mum distance between two finite planar sets. J. Algorithms, 4:121–136, 1983. [BWR93] J.B . Burns, R.S. Weiss, and E.M. Riseman. View variation of point- set and line- segment features. IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intel l., 15:51–68, 1993. [CC96] W.S . Chan and F. Chin. Approximation of polygonal curves with minimum number of line segments or minimum error. Internat. J . of Comput. Geom. Appl, 6:59–77, 1996. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1157
1158 J. O’Rourke and G.T. Toussaint [CF98] V. Cerveŕon and A. Fuertes. Parallel random search and Tabu search for the minimum consistent subset selection problem. In Lecture Notes Comput. Sci., pages 248–259. Springer-Verlag, Berlin, 1998. [Cha79] B. Chazelle. Computational geometry and convexity. Ph.D. thesis, Dept. Comput. Sci., Yale Univ., New Haven, 1979. Carnegie-Mellon Univ. Rep ort CS-80-150. [Con90] H. Conn. Some polygon decomposition problems. Ph.D . thesis, Dept. Comput. Sci., J. Hopkins Univ., Baltimore, MD, 1990. [CSW95] F. Chin, J. Snoeyink, and C. - A . Wang. Finding the medial axis of a simple polygon in linear time. In Proc. 6th Annu. Internat. Sympos. Algorithms Comput., volume 1004 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 382–391. Springer-Verlag, Berlin, 1995. [CT76] D. Cheriton and R.E. Tarjan. Finding minimum spanning trees. SIAM J. Comput., 5:724–742, 1976. [CT77] Me. Cohen and G.T. Toussaint. On the detection of structures in noisypictures. Pattern Recognition, 9:95–98, 1977. [CVM+ 96] J. Cohen, A. Varshney, D. Manocha, G. Turk, H. Weber, P.K . Agarwal, F.P. Brooks, Jr., and W.V . Wright. Simplification envelopes. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 96, pages 119–128. 1996. [Cyc94] J.M . Cychosz. Efficient binary image thinning using neighborhood m aps. In P. Heck- bert, editor, Graphics Gems IV, pages 465–473. Academic Press, Boston, 1994. [Das94] B.V . Dasarathy. Minimal consistent set (MCS) identification for optimal nearest neigh- bor decision system design. IEEE Trans. Syst. Man Cybern., 24:511–517, 1994. [DGL96] L. Devroye, L. Gyorfi, and G. Lugosi. A Probabilistic Theory of Pattern Recognition. Springer-Verlag, New York, 1996. [DM00] G. Das and H. Mannila. Context-based similarity measures for categorical databases. In Principles of Data Mining and Knowledge Discovery, pages 201–210, 2000. [DO94] M. D́ıaz and J. O’Rourke. Algorithms for computing the center of area of a convex polygon. Visual Comput., 10:432–442, 1994. [DPR92a] S.J . Dickinson, A. Pentland, and A. Rosenfeld. 3d shape recovery using distributed asp ect matching. IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intel l., 14, 1992. [DPR92b] S.J . Dickinson, A. Pentland, and A. Rosenfeld. From volumes to views: An approach to 3d object recognition. CVGIP: Image Understanding, 55:130–154, 1992. [DWT99] S.J . Dickinson, D. Wilkes, and J.K . Tsotsos. A computational mo del of view degener- acy. IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intel l., 21:673–689, 1999. [Dwy95] R. Dwyer. The exp ected size of the sphere-of-influence graph. Comput. Geom. Theory Appl., 5:155–164, 1995. [Ead88] P. Eades. Symmetry finding algorithms. In G.T . Toussaint, editor, Computational Morphology, pages 41–51. North-Holland, Amsterdam, 1988. [Ede85] H. Edelsbrunner. Computing the extreme distances between two convex p olygons. J. Algorithms , 6:213–224, 1985. [EF99] H. Edelsbrunner and P. Fu. http://www.alphashapes.org/alpha/. Release 4.1 (1996), 1999. [EM94] H. Edelsbrunner and E.P. M ̈ucke. Three-dimensional alpha shapes. ACM Trans. Graph., 13:43–72, 1994. [ET94] D. Eu and G.T . Toussaint. On approximating polygonal curves in two and three dimensions. CVGIP: Graph. Models Image Process., 56:231–246, 1994. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1158
Chapter 51: Pattern recognition 1159 [FH51] E. Fix and J. Hodges. Discriminatory analysis. Nonparametric discrimination: Con- sistency properties. Tech. Report 4, USAF School of Aviation Medicine, Randolph Field, Texas, 1951. [FRB98] U.M. Fayyad, C. Reina, and P.S. Bradley. Initialization of iterative refinement clus- tering algorithms. In Knowledge Discovery and Data Mining, pages 194–198, 1998. [GHS+01] F. Ǵomez, F. Hurtado, A.A . Sellar`es, and G.T . Toussaint. On degeneracies removable by perspective projection. Internat. J. Math. Alg., 2:227–248, 2001. [Gor96] A.D. Gordon A survey of constrained classification. Comput. Stat. Data Anal., 21:17– 29, 1996. [GP83] J.E. Goodman and R. Pollack. Multidimensional sorting. SIAM J. Comput., 12:484– 507, 1983. [GPS94] L.J . Guibas, J. Pach, and M. Sharir. Sphere-of-influence graphs in higher dimensions. In K. B̈or̈oczky and G. Fejes T́oth, editors, Intuitive Geometry,Coll.Math.Soc.J . Bolyai 63, pages 131–137. North-Holland, Amsterdam, 1994. [GRS00] S. Guha, R. Rastogi, and K. Shim. ROCK: A robust clustering algorithm for categorical attributes. Info. Sys., 25:345–366, 2000. [GRT01] F. Ǵomez, S. Ramaswami, and G.T. Toussaint. On computing general position views of data in three dimensions. J. Visual Commun. Image Rep., 12:387–400, 2001. [Har68] P.E. Hart. The condensed nearest neighbor rule. IEEE Trans. Inform. Theory, 14:515– 516, 1968. [HS97] F. Hurtado and A.A . Sellar`es. Proyecciones persp ectivas regulares: Corresponden- cia por proyeccion perspectiva entre configuraciones planas de puntos. In Ac t a s VI I Encuentros de Geometria Computacional, pages 57–70, 1997. [Itt93] D.J . Ittner. Automatic inference of textline orientation. In Proc. 2nd Annu. Sympos. Document Anal. Info. Retrieval, pages 123–133, 1993. [JB91] X. -Y . Jiang and H. Bunke. Determination of the symmetries of polyhedra and an application to ob ject recognition. In Proc. Comput. Geom.: Methods, Algorithms, Appl., volume 553 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 113–121. Springer-Verlag, Berlin, 1991. [Jen96] J.R . Jensen. Introductory Digital Image Processing: A Remote Sensing Perspective, 2nd edition. Prentice-Hall, Englewo od Cliffs, 1996. [JMF99] A.K. Jain, M.N . Murty, and P.J. Flynn. Data clustering: a review. ACM Comput. Surv., 31:264–323, 1999. [JT92] J.W . Jaromczyk and G.T . Toussaint. Relative neighborhood graphs and their relatives. Proc. IEEE, 80:1502–1517, 1992. [KB98] L.I . Kuncheva and J.C . Bezdek. Nearest prototype classification: clustering, genetic algorithms, or random search. IEEE Trans. Syst. Man Cybern., 28:160–164, 1998. [Kei94] J.M. Keil. Computing a subgraph of the minimum weight triangulation. Comput. Geom. Theory Appl., 4:13–26, 1994. [KF87] J. Kender and D. Freudenstein. What is a degenerate view? In Proc. 10th Internat. Joint Conf. Artif. Intell., pages 801–804, 1987. [KK88] T. Kamada and S. Kawai. A simple method for computing general position in dis- playing three-dimensional ob jects. Comput. Vision Graph. Image Process., 41:43–56, 1988. [KL02] D. Krznaric and C. Levcopoulos. Optimal algorithms for complete linkage clustering in d dimensions. Theoret. Comput. Sci., 286:139–149, 2002. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1159
1160 J. O’Rourke and G.T. Toussaint [KM+02] T. Kanungo, D.M . Mount, N.S . Netanyahu, C.D. Piatko, R. Silverman, and A.Y . Wu. A local search approximation algorithm for k -means clustering. In Proc. 18th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 10–18, 2002. [Koh95] T. Kohonen. Self-Organizing Maps. Springer-Verlag, Berlin, 1995. [LE97] D.P. Luebke and C. Erikson. View-dependent simplification of arbitrary polygonal environments. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 97, pages 199–208, 1997. [Lea92] V.F. Leavers. Shape Detection in Computer Vision using the Hough Transform. Springer-Verlag, Berlin, 1992. [Lee82] D.T . Lee. Medial axis transformation of a planar shap e. IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell., PAMI-4:363–369, 1982. [Liv93] C. Livingston. Knot Theory. Math. Assoc. Amer., Washington, 1993. [LW88] Y. Lamdan and H.J . Wolfson. Geometric hashing: a general and efficient model-based recognition scheme. In 2nd Inter. Conf. on Comput. Vision, pages 238–249, 1988. [Mac67] J. MacQueen. Some methods for classification and analysis of multivariate observa- tions. In Proc. 5th Berkeley Sympos. Math., Stat. and Prob., pages 281–296, 1967. [Mat00] J. Matouˇsek. On approximate geometric k -clustering. Discrete Comput. Geom., 24:61– 84, 2000. [McL92] G.J . McLachlan. Discriminant Analysis and Statistical Pattern Recognition. John Wiley & Sons, New York, 1992. [MO88] A. Melkman and J. O’Rourke. On p olygonal chain approximation. In G.T. Toussaint, editor, Computational Morphology, pages 87–95 . North-Holland, Amsterdam, 1988. [MSW02] R. Nussinov M. Shatsky and H.J. Wolfson. Flexible protein alignment and hinge detection. Proteins, 48:242–256, 2002. [O’R98] J. O’Rourke. Computational Geometry in C, 2nd edition. Cambridge University Press, 1998. [PB97] N.R. Pal and J. Biswas. Cluster validation using graph theoretic concepts. Pattern Recognition, 30:847–857, 1997. [PD90] H. Plantinga and C.R. Dyer. Visibility, occlusion, and the aspect graph. Internat. J. Comput. Vision, 5:137–160, 1990. [PM99] D. Pelleg and A. Moore. Accelerating exact k-means algorithms with geometric rea- soning. In Knowledge Discovery and Data Mining, pages 277–281, AAAI Press, New York, 1999. [Rei32] K. Reidemeister. Knotentheorie. Springer-Verlag, Berlin, 1932. L .F. Boron, C.O. Chris- tenson and B.A . Smith (English translation), Knot Theory, BSC Associates, Moscow, Idaho, USA, 1983. [Rob93] J. -M . Rob ert. Maximum distance b etween two sets of points in E d . Pattern Recogn. Lett., 14, 1993. [RWLI75] G.L . Ritter, H.B. Woodruff, S.R . Lowry, and T.L . Isenhour. An algorithm for a selec- tive nearest neighbor decision rule. IEEE Trans. Inform. Theory, 21:665–669, 1975. [Smi00] M. Smid. Closest point problems in computational geometry. In J. - R. Sack and J. Urrutia, editors, Handbook of Computational Geometry, pages 877–935. Elsevier North-Holland, Amsterdam, 2000. [SNT+ 92] V. Srinivasan, L.R. Nackman, J.- M. Tang, and S.N . Meshkat. Automatic m esh gener- ation using the symmetric axis transform of polygonal domains. Proc. IEEE, 80:1485– 1501, 1992. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1160
Chapter 51: Pattern recognition 1161 [Sos99] M. Soss. On the size of the Euclidean sphere of influence graph. In 11th Canad. Conf. Comput. Geom., pages 43–46, 1999. [SPB95] E.C . Sherbrooke, N.M. Patrikalakis, and E. Brisson. Computation of the medial axis transform of 3-d polyhedra. In Proc. 3rd Sympos. Solid Modeling and Appl., pages 187–199, 1995. [Sug84] K. Sugihara. An n log n algorithm for determining the congruity of polyhedra. J. Comput. Syst. Sci., 29:36–47, 1984. [Sup83] K.J. Sup owit. The relative neighborhood graph with an application to minimum span- ning trees. J . Assoc. Comput. Mach., 30:428–448, 1983. [TBP85] G.T . Toussaint, B.K . Bhattacharya, and R.S. Poulsen. The application of Voronoi diagrams to nonparametric decision rules. In Computer Science and Statistics: The Interface, pages 97–108, 1985. [TM82] G.T . Toussaint and M.A . McAlear. A simple O(n log n) algorithm for finding the maximum distance b etween two finite planar sets. Pattern Recogn. Lett., 1:21–24, 1982. [Tou80a] G.T . Toussaint. Pattern recognition and geometrical complexity. I n Proc. 5th IEEE Internat. Conf. Pattern Recogn., pages 1324–1347, 1980. [Tou80b] G.T . Toussaint. The relative neighbourho od graph of a finite planar set. Pattern Recog n . , 12:261–268, 1980. [Tou84] G.T . Toussaint. An optimal algorithm for computing the minimum vertex distance between two crossing convex p olygons. Computing, 32:357–364, 1984. [Tou91] G.T . Toussaint. Computational geometry and computer vision. In B. Melter, A. Rosen- feld, and P. Bhattacharya, editors, Vision Geometry, pages 213–224. Amer. Math. Soc., Providence, 1991. [Tou00] G.T . Toussaint. The complexity of computing nice viewpoints of ob jects in space. In Proc. Vision Geometry IX, SPIE Internat. Sympos. Optical Sci. Tech., pages 1–11, 2000. [Tou02] G.T . Toussaint. Proximity graphs for nearest neighbor decision rules: Recent progress. In Interface-2002, Sympos. Comput. Statist. (Geoscience and Remote Sensing), Mon- treal, 2002. [Vai89] P.M. Vaidya. An O(n log n) algorithm for the all-nearest-neighbors problem. Discrete Comput. Geom., 4:101–115, 1989. [Wil91] G. Wilfong. Nearest neighbor problems. In Proc. 7th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 224–233, 1991. [WM97] D. Randall Wilson and T.R. Martinez. Instance pruning techniques. In D. Fisher, edi- tor, Machine Learning: Proc. 14th Internat. Conf., pages 404–411. Morgan Kaufmann Publishers, San Francisco, 1997. [WM00] D. Randall Wilson and T.R. Martinez. Reduction techniques for inst ance-based learn- ing algorithms. Machine Learning, 38:257–286, 2000. [WWV85] J.D. Wolter, T. Woo, and R.A . Volz. Optimal algorithms for symmetry detection in two and three dimensions. Visual Comput., 1:37–48, 1985. [WY99] C. -A . Wang and B. - T. Yang. A tight bound for β -skeleton of minimum weight triangu- lations. In F. Dehne, A. Gupta, J. - R. Sack, and R. Tamassia, editors, Algorithms Data Struct. 6th Internat. Workshop (WADS’99), volume 1663 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 265–275. Springer-Verlag, Berlin, 1999. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1161
1162 J. O’Rourke and G.T. Toussaint [Yap90] C.K . Yap. Symb olic treatment of geometric degeneracies. J. Symbolic Comput., 10:349– 370, 1990. [YR91] C. Yao and J.G. Rokne. A straightforward algorithm for computing the medial axis of a simple p olygon. Internat. J. Comput. Math., 39:51–60, 1991. [ZS02] H. Zhang and G. Sun. Optimal reference subset selection for nearest neighbor classi- fication by tabu search. Pattern Recogn., 35:1481–1490, 2002. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1162
52 GRAPH DRAWING Roberto Tamassia, Giuseppe Liotta INTRODUCTION Graph drawing addresses the problem of constructing geometric representations of graphs, and has important applications to key computer technologies such as soft- ware engineering, database systems, visual interfaces, and computer-aided design. Research on graph drawing has been conducted within several diverse areas, includ- ing discrete mathematics (topological graph theory, geometric graph theory, order theory), algorithmics (graph algorithms, data structures, computational geometry, vlsi), and human-computer interaction (visual languages, graphical user interfaces, software visualization). This chapter overviews aspects of graph drawingthatare especially relevant to computational geometry. Basic definitions on drawings and their properties are given in Section 52.1. Bounds on geometric and topological properties of drawings (e.g ., area and crossings) are presented in Section 52.2. Sec- tion 52.3 deals with the time complexity of fundamental graph drawing problems. An example of a drawing algorithm is given in Section 52.4 . General techniques for drawing graphs are surveyed in Section 52.5 . Section 52.6 covers selected topics that have recently attracted considerable research interest. 52.1 DRAWINGS AND THEIR PROPERTIES TYPES OF GRAPHS First, we define some terminology on graphs pertinent to graph drawing. Through- out this chapter let n and m be the number of graph vertices and edges respectively, and d the maximum vertex degree (i.e., number of incident edges). GLOSSARY Degree-k graph: Graph with maximum degree d ≤ k. Digraph: Directed graph, i.e ., graph with directed edges (drawn as arrows). Acyclic digraph: Without directed cycles. Transitive edge: Edge (u, v) of a digraph is transitive if there is a directed path from u to v not containing edge (u, v). Reduced digraph: Without transitive edges. Source: Vertex of a digraph without incoming edges. Sink: Vertex of a digraph without outgoing edges. st-digraph: Acyclic digraph with exactly one source and one sink, which are joined by an edge (also called bipolar digraph). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1163
1164 R. Tamassia, G. Liotta Connected graph: Any two vertices are joined by a path. Biconnected graph: Any two vertices are joined by two vertex-disjoint paths. Triconnected graph: Any two vertices are joined by three (pairwise) vertex- disjoint paths. Tree : Connected graph without cycles. Root ed t ree : Directed tree with a distinguished vertex, the roo t , such that each vertex lies on a directed path to the root. Binary tree: Rooted tree where each vertex has at most two incoming edges. Layered (di)graph: The vertices are partitioned into sets, called layers. A rooted tree can be viewed as a layered digraph where the layers are sets of vertices at the same distance from the root. k-layered (di)graph: Layered (di)graph with k layers. TYPES OF DRAWINGS In a drawing of a graph, vertices are represented by points (or by geometric figures such as circles or rectangles) and edges are represented by curves such that any two edges intersect at most in a finite number of points. Except for Section 52.6,which covers 3D drawings, we consider drawings in the plane. GLOSSARY Polylinedrawing:Eachedgeisapolygonalchain(Figure52.1 .1(a)). Straight-line drawing: Each edge is a straight-line segment (Figure 52.1.1(b)). Orthogonal drawing: Each edge is a chain of horizontal and vertical segments (Figure 52.1 .1(c)). Bend: In a polyline drawing, point where two segments belonging to the same edge meet (Figure 52.1 .1(a)). Orthogonal Representation: Representation of orthogonal drawing in terms of bends along each edge and angles around each vertex. Crossing: Point where two edges intersect (Figure 52.1 .1(b)). Grid drawing: Polyline drawing such that vertices, crossings, and bends have integer coordinates. Planardrawing:Notwoedgescross(seeFigure52.1 .1(d)). Planar (di)graph: Admits a planar drawing. Embedded (di)graph: Planar (di)graph with a prespecified topological embed- ding (i.e., set of faces), which must be preserved in the drawing. Upward drawing: Drawing of a digraph where each edge is monotonically non- decreasing in the vertical direction (see Figure 52.1 .1(d)). Upward planar digraph: Admits an upward planar drawing. Lay e red d rawi ng : Drawing of a layered graph such that vertices in the same layer lie on the same horizontal line (also called hierarchical drawing). Fa ce : A region of the plane defined by a planar drawing, where the unbounded region is called the external face. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1164
Chapter 52: Graph drawing 1165 Convex drawing: Planar straight-line drawing such that the boundary of each face is a convex polygon. Visibility drawing: Drawing of a graph based on a geometric visibility relation, e.g ., the vertices might be drawn as horizontal segments, and the edges associated with vertically visible segments. Proximity drawing: Drawing of a graph based on a geometric proximity rela- tion, e.g ., a tree is drawn as the Euclidean minimum spanning tree of a set of points. Dominance drawing: Upward drawing of an acyclic digraph such that there exists a directed path from vertex u to vertex v if and only if x(u) ≤ x(v)and y(u) ≤ y(v), where x(·)andy(·) denote the coordinates of a vertex. hv-drawing: Upward orthogonal straight-line drawing of a binary tree such that the drawings of the subtrees of each node are separated by a horizontal or vertical line. FIGURE 52.1 .1 Types of drawings: (a) polyline drawing of K3,3 ; (b) straight-line drawing of K3,3 ; (c) orthogonal drawing of K3,3 ; (d) planar up- ward drawing of an acyclic digraph. (a) (b) (c) (d) Straight-line and orthogonal drawings are special cases of polyline drawings. Poly- line drawings provide great flexibility since they can approximate drawings with curved edges. However, edges with more than two or three bends may be difficult to “follow” for the eye. Also, a system that supports editing of polyline drawings is more complicated than one limited to straight-line drawings. Hence, depending on the application, polyline or straight-line drawings may be preferred. If vertices are represented by points, orthogonal drawings exist only for graphs of maximum vertex degree 4. PROPERTIES OF DRAWINGS GLOSSARY Crossings χ: Total number of crossings in a drawing. Area: Area of the convex hull of the drawing. Total edge length: Sum of the lengths of the edges. Maximum edge length: Maximum length of an edge. Total number of bends: Total number of bends on the edges of a polyline drawing. Maximum number of bends: Maximum number of bends on an edge of a polyline drawing. Angular resolution ρ: Smallest angle formed by two edges, or segments of edges, incident on the same vertex or bend, in a polyline drawing. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1165
1166 R. Tamassia, G. Liotta Aspect ratio: Ratio of the longest to the shortest side of the smallest rectangle with horizontal and vertical sides covering the drawing. There are infinitely many drawings for a graph. In drawing a graph, we would like to take into account a variety of properties. For example, planarity and the display of symmetries are highly desirable in visualization applications. Also, it is customary to display trees and acyclic digraphs with upward drawings. In general, to avoid wasting valuable space on a page or a computer screen, it is important to keepthe area of the drawing small. In this scenario, many graph drawing problems canbe formalized as multi-objective optimization problems (e.g., construct a drawing with minimum area and minimum number of crossings), so that tradeoffs are inherent in solving them. Typically, it is desirable to maximize the angular resolution and to minimize the other measures. The following examples illustrate two typical tradeoffs in graph drawing prob- lems. Figure 52.1 .2(a–b) shows two drawings of K4 , the complete graph on four vertices. The drawing of part (a) is planar, while the drawing of part (b) “maxi- mizes symmetries.” It can be shown that no drawing of K4 is optimal with respect to both criteria, i.e., the maximum number of symmetries cannot be achievedby a planar drawing. Figure 52.1 .2(c–d), shows two drawing of the same acyclicdi- graph G. The drawing of part (c) is upward, while the drawing of part (d) is planar. It can be shown that there is no drawing of G which is both planar and upward. FIGURE 52.1 .2 (a–b) Tradeoff between planarity and sym- metry in drawing K4 . (c–d) Tradeoff be- tween planarity and upwardness in drawing an acyclic digraph G. (c) (d) (a) (b) 52.2 BOUNDS ON DRAWING PROPERTIES For various classes of graphs and drawing types, many universal/existential upper and lower bounds for specific drawing properties have been discovered. Such bounds typically exhibit tradeoffs between drawing properties. A universal bound applies to all the graphs of a given class. An existential bound applies to infinitely many graphs of the class. Whenever we give bounds on the area or edge length, we assume that the drawing is constrained by some resolution rule that prevents it from being reduced by an arbitrary scaling (e.g., requiring a grid drawing, or stipulating a minimum unit distance between any two vertices). BOUNDS ON THE AREA Table 52.2 .1 summarizes selected universal upper bounds and existential lower bounds on the area of drawings of graphs. In the table, a is an arbitrary constant 0 ≤ a<1, and b and c are fixed constants 1 <b<c,and for an arbitrary positive © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1166
Chapter 52: Graph drawing 1167 constant. The abbreviations “PSL” and “PSLg” are used for “planar straight-line” “planar straight-line grid,” respectively. In general, the effect of bends on the area TABLE 52.2 .1 Universal upper and existential lower bounds on area. CLASS OF GRAPHS DRAWING TYPE AREA 1 Rooted tree upward PSLg Ω(n) O(n log n) 2 Rooted tree strictly upward PSLg Ω(n log n) O(n log n) 3 deg-O(na )rootedtree upward planar p olyline grid Ω(n) O(n) 4 Binary tree upward planar orthog grid Ω(n log log n) O(n log log n) 5 Binary tree strictly upward order preserving PSLg Ω(n) O(n1+ ) 6 Fibonacci tree strictly upward order preserving PSLg Ω(n) O(n) 7 AV L t r e e strictly upward order preserving PSLg Ω(n) O(n) 8 Balanced tree strictly upward order preserving PSLg Ω(n) O(n) 9 Binary tree PSLg Ω(n) O(n) 10 Tree PSLg Ω(n) O(n log n) 11 deg-O(na )tree planar polyline grid Ω(n) O(n) 12 deg-4 tree planar orthog grid Ω(n) O(n) 13 Planar graph planar polyline grid Ω(n2 ) O(n2) 14 Planar graph PSL Ω(cρn) 15 Planar graph PSLg Ω(n2 ) O(n2) 16 Triconn planar graph PSL convex grid Ω(n2 ) O(n2) 17 Planar graph planar orthog grid Ω(n2 ) O(n2) 18 Planar degree-4 graph orthog grid Ω(n log n) O(n log2 n) 19 Upward planar digraph upward PSLg Ω(bn) O(cn) 20 Redcd planar st-digraph upward PSLg dominance Ω(n2 ) O(n2) 21 Upward planar digraph upward planar grid polyline Ω(n2 ) O(n2) 22 General graph polyline grid Ω(n+χ) O((n + χ)2) requirement is dual. On the one hand, bends occupy space and hence negatively affect the area. On the other hand, bends may help in routing edges without using additional space. The following comments apply to Table 52.2 .1, where specific rows of the table are indicated within parentheses. Linear or almost-linear bounds on the area can be achieved for trees (1–12). See Table 52.2.4 for tradeoffs between area and aspect ratio in drawings of trees. Planar graphs admit planar drawings with quadratic area (13–18). However, the area requirement of planar straight- line drawings may be exponential if high angular resolution is also desired (14). Almost linear area instead can be achieved in nonplanar drawings of planar graphs (18), which have applications to vlsi circuits. Upward planar drawings provide an interesting tradeoff between area and the total number of bends (19–21). Indeed, unless the digraph is reduced (20), the area can become exponential if a straight-line drawing is required (19). A quadratic area bound is achieved only at the expense of a linear number of bends (21). BOUNDS ON THE ANGULAR RESOLUTION Table 52.2 .2 summarizes selected universal lower bounds and existential upper bounds on the angular resolution of drawings of graphs. Here c is a fixed con- stant with c>1. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1167
1168 R. Tamassia, G. Liotta TABLE 52.2.2 Universal lower and existential upper bounds on angular resolution. CLASS OF GRAPHS DRAWING TYPE ANGULAR RESOLUTION General graph straight-line Ω(1 d2) O(logd d2) Planar graph straight-line Ω(1 d) O(1 d) Planar graph planar straight-line Ω( 1 cd) O( logd d3) BOUNDS ON THE NUMBER OF BENDS Table 52.2 .3 summarizes selected universal upper bounds and existential lower bounds on the total and maximum number of bends in orthogonal drawings. Some bounds are stated for n ≥ 5orn ≥ 7 because the maximum number of bends is at least 2 for K4 and at least 3 for the skeleton graph of an octahedron, in any planar orthogonal drawing. TABLE 52.2 .3 Orthogonal drawings: universal upper and existential lower bounds on the numberofbends. Notes: †n≥7;‡n≥5. CLASS OF GRAPHS DRAWING TYPE TOTAL # BENDS MAX # BENDS deg-4 † orthog ≥n ≤2n+2 ≥2 ≤2 Planar deg-4 † orthog planar ≥2n−2 ≤2n+2 ≥2 ≤2 Embedded deg-4 orthog planar ≥2n−2 ≤12 5n+2 ≥3 ≤3 Biconn embedded deg-4 orthog planar ≥2n−2 ≤2n+2 ≥3 ≤3 Triconnembeddeddeg-4 orthog planar ≥4 3(n−1)+2 ≤3 2n+4 ≥2 ≤2 Emb edded deg-3 ‡ orthog planar ≥1 2n+1 ≤1 2n+1 ≥1 ≤1 TRADEOFF BETWEEN AREA AND ASPECT RATIO The ability to construct area-efficient drawings is essential in practical visualization applications, where screen space is at a premium. However, achieving smallareais not enough, e.g ., a drawing with high aspect ratio may not be conveniently placed on a workstation screen, even if it has modest area. Hence, it is important to keep the aspect ratio small. Ideally, one would like to obtain small area forany given aspect ratio in a wide range. This would provide graphical user interfaces with the flexibility of fitting drawings into arbitrarily shaped windows. A variety of tradeoffs for the area and aspect ratio arise even when drawing graphs witha simple structure, such as trees. Table 52.2 .4 summarizes selected universal bounds that can be simultaneously achieved on the area and the aspect ratio of various types of drawings of trees. In the table, a is an arbitrary constant with 0 ≤ a<1 and the abbreviations “PSLog” is used for “planar straight-line orthogonal grid,” that is, a PLSg with edges either horizontal or vertical segments. Only for afew © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1168
Chapter 52: Graph drawing 1169 cases there exist algorithms that guarantee efficient area performance and that can accept any user-specified aspect ratio in a given range. For such cases the aspect ratio in Table 52.2 .4 is given as an interval. TABLE 52.2 .4 Trees: Universal upper bounds simultaneously achievable for area and aspect ratio. CLASS OF GRAPHS DRAWING TYPE AREA ASPECT RATIO Rooted tree upward PSL layered grid O(n2 ) O(1) Rooted tree upward PSLg O(n log log n) O(n log log n/ log2 n) Rooted deg-O(1) tree upward planar p olyline grid O(n) O(na ) Binary tree upward planar orthog grid O(n log log n) O(n log log n/ log2 n) Binary tree PSLg O(n) [O(1),O(na )] Binary tree PSLog O(n log log n) [O(1),O(n log log n/ log2 n)] Binary tree upward PSLog O(n log n) O(1) deg-4 tree orthog grid O(n) O(1) deg-4 tree orthog grid, leaves on hull O(n log n) O(1) While upward planar straight-line drawings are the most natural way of visual- izing rooted trees, the existing drawing techniques are unsatisfactory with respect to either the area requirement or the aspect ratio. The situation is similar for or- thogonal drawings. Regarding polyline drawings, linear area can be achieved with a prescribed aspect ratio. However, experiments show that this is done at the ex- pense of a somehow aesthetically unappealing drawing. For nonupward drawings of trees, linear area and optimal aspect ratio are possible for planar orthogonal drawings, and a small (logarithmic) amount of extra area is needed if the leaves are constrained to be on the convex hull of the drawing (e.g., pins on the bound- ary of a vlsi circuit). However, the nonupward drawing methods do not seem to yield aesthetically pleasing drawings, and are suited more for vlsi layout than for visualization applications. TRADEOFF BETWEEN AREA AND ANGULAR RESOLUTION Table 52.2 .5 summarizes selected universal bounds that can be simultaneously achieved on the area and the angular resolution of drawings of graphs. Here b and c are fixed constants, b>1andc>1. Universal lower bounds on the angular resolution exist that depend only on the degree of the graph. Also, substantially better bounds can be achieved by drawing a planar graph with bends or in a non- planar way. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1169
1170 R. Tamassia, G. Liotta TABLE 52.2 .5 Universal upper bounds for area and lower bounds for angular resolution, simultaneously achievable. CLASS OF GRAPHS DRAWING TYPE AREA ANGULAR RESOLUTION Planar graph straight-line O(d6 n) Ω(1 d2) Planar graph straight-line O(d3 n) Ω(1 d) Planar graph planar straight-line grid O(n2 ) Ω(1 n2) Planar graph planar straight-line O(bn) Ω(1 cd) Planar graph planar polyline grid O(n2 ) Ω(1 d) OPEN PROBLEMS 1. Determine the area requirement of (upward) planar straight-line drawings of trees. There is currently an O(log n) gap between the known upper and lower bounds(Table52.2 .1). 2. Determine the area requirement of strictly upward planar order preserving straight-line drawings of binary trees (Table 52.2 .1). 3. Determine the area requirement of orthogonal (or, more generally, polyline) nonplanar drawings of planar graphs. There is currently an O(log n) gap between the known upper and lower bounds (Table 52.2 .1). 4. Close the wide gap between the Ω( 1 d2 ) universal lower bound and the O( log d d2) existential upper bound on the angular resolution of straight-line drawings of generalgraphs(Table52.2.2). 5. Close the gap between the Ω( 1 cd ) universal lower bound and the O( log d d3) existential upper bound on the angular resolution of planar straight-linedraw- ings of planar graphs (Table 52.2.2). 6. Determine the best possible aspect ratio and area that can be simultaneously achieved for (upward) planar straight-line and orthogonal drawings of trees (Table52.2 .4). 52.3 COMPLEXITY OF GRAPH DRAWING PROBLEMS Tables 52.3 .1 –52.3 .3 summarize selected results on the time complexity of some fundamental graph drawing problems. It is interesting that apparently similar problems exhibit very different time complexities. For example, while planarity testing can be done in linear time, upwardplanaritytestingisNP-hard.Notethat,asillustratedinFigure52.1 .2(c– d),planarityandacyclicityarenecessarybutnotsufficientconditionsforupward planarity. While many efficient algorithms exists for constructing drawings of trees and planar graphs with good universal area bounds, exact area minimizationfor most types of drawings is NP-hard, even for trees. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1170
Chapter 52: Graph drawing 1171 TABLE 52.3 .1 Time complexity of some fundamental graph drawing problems: general graphs and digraphs. CLASS OF GRAPHS PROBLEM TIME COMPLEXITY General graph minimize crossings NP-hard 2-layered graph minimize crossings in layered drawing with preassigned order on one layer NP-hard General graph maximum planar subgraph NP-hard General graph planarity testing and comput- ing a planar embedding Ω(n) O(n) General graph maximal planar subgraph Ω(n+m) O(n+m) General digraph upward planarity testing NP-hard Embedded digraph upward planarity testing Ω(n) O(n2 ) Single-source digraph upward planarity testing Ω(n) O(n) General graph draw as the intersection graph of a set of unit diameter disks in the plane NP-hard OPEN PROBLEMS 1. Reduce the time complexity of upward planarity testing for embedded di- graphs (currently O(n2 )), or prove a superlinear lower bound (Table 52.3.1). 2. Reduce the time complexity of bend minimization for planar orthogonal draw- ings of embedded graphs (currently O(n7/4 log n)), or prove a superlinear lowerbound(Table52.3 .2). 3. Reduce the time complexity of bend minimization for planar orthogonal draw- ings of degree-3 graphs (Table 52.3 .2). 52.4 EXAMPLE OF A GRAPH DRAWING ALGORITHM In this section we outline the algorithm in [Tam87] for computing, for an embedded degree-4 graph G, a planar orthogonal grid drawing with minimum number of bends and using O(n2 ) area (see Table 52.3.2). This algorithm is the core of a practical drawingalgorithmforgeneralgraphs(seeSection52.5andFigure52.4 .1(d)).The algorithm consists of two main phases: 1. Computation of an orthogonal representation for G, where only the bends and the angles of the orthogonal drawing are defined. 2. Assignment of integer lengths to the segments of the orthogonal representa- tion. Phase 1 uses a transformation into a network flow problem (Figure 52.4 .1(a–c)), where each unit of flow is associated with a right angle in the orthogonal drawing. Hence, angles are viewed as a commodity that is produced by the vertices, trans- ported across faces by the edges through their bends, and eventually consumed by © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1171
1172 R. Tamassia, G. Liotta TABLE 52.3 .2 Time complexity of some fundamental graph drawing problems: Planar graphs and digraphs. CLASS OF GRAPHS PROBLEM TIME COMPLEXITY Planar graph planar straight-line drawing with pre- scribed edge lengths NP-hard Planar graph planar straight-line drawing with maximum angular resolution NP-hard Embedded graph test the existence of a planar straight- line drawing with prescribed angles between pairs of consecutive edges incident on a vertex NP-hard Maximal planar graph test the existence of a planar straight- line drawing with prescribed angles between pairs of consecutive edges incident on a vertex Ω(n) O(n) Planar graph planar straight-line grid drawing with O(n2 )areaandO(1/n2 ) angular resolution Ω(n) O(n) Planar graph planar polyline drawing with O(n2) area, O(n) bends, and O(1/d) angular resolutions Ω(n) O(n) Triconn planar graph planar straight-line convex grid draw- ing with O(n2 )areaandO(1/n2 ) angular resolution Ω(n) O(n) Triconn planar graph planar straight-line strictly convex drawing Ω(n) O(n) Reduced planar st-digraph upward planar grid straight-line domi- nance drawing with minimum area Ω(n) O(n) Upward planar digraph upward planar polyline grid drawing with O(n2 )areaandO(n) bends Ω(n) O(n) Planar deg-4 graph planar orthogonal grid drawing with minimum number of bends NP-hard Planar deg-3 graph planar orthogonal grid drawing with minimum number of bends and O(n2 ) area Ω(n) O(n5 log n) Embedded deg-4 graph planar orthogonal grid drawing with minimum number of bends and O(n2 ) area Ω(n) O(n7/4 log n) Planar deg-4 graph planar orthogonal grid drawing with O(n2 )areaandO(n) bends Ω(n) O(n) Planar orthog rep planar orthogonal grid drawing with minimum area NP-hard the faces. From the embedded graph G we construct a flow network N as follows. The nodes of network N are the vertices and faces of G. Let deg(f ) denote the number of edges of the circuit bounding face f . Each vertex v supplies σ(v)=4 units of flow, and each face f consumes τ(f ) units of flow, where τ (f)= 2 deg(f) − 4iff is an internal face 2 deg(f)+4 if f is the external face . By Euler’s formula, v σ(v)= f τ (f ), i.e., the total supply is equal to the total consumption. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1172
Chapter 52: Graph drawing 1173 TABLE 52.3 .3 Time complexity of some fundamental graph drawing problems: trees. CLASS OF GRAPHS PROBLEM TIME COMPLEXITY Tr e e draw as the Euclidean minimum spanning tree of a set of points in the plane NP-hard degree-4 tree minimize area in planar orthogonal grid drawing NP-hard degree-4 tree minimize total/maximum edge length in planar orthogonal grid drawing NP-hard Rooted tree minimize area in a planar straight-line upward layered grid drawing that displays symmetries and isomorphisms of subtrees NP-hard Rooted tree minimize area in a planar straight-line upward layered drawing that displays symmetries and isomorphisms of subtrees Ω(n) O(nk),k≥1 Binary tree minimize area in hv-drawing Ω(n) O(n nlogn) Rooted tree planar straight-line upward layered grid drawing with O(n2 )area Ω(n) O(n) Rooted tree planar p olyline upward grid drawing with O(n)area Ω(n) O(n) Network N has two types of arcs: • arcs of the type (v, f), where f is a face incident on vertex v; the flow in (v, f) represents the angle at vertex v in face f , and has lower bound 1, upper bound 4, and cost 0; • arcs of the type (f, g), where face f shares an edge e with face g; the flow in (f, g) represents the number of bends along edge e with the right angle inside face f , and has lower bound 0, upper bound +∞, and cost 1. The conservation of flow at the vertices expresses the fact that the sum of thean- gles around a vertex is equal to 2π. The conservation of flow at the faces expresses the fact that the sum of the angles at the vertices and bends of an internal face is equal to π(p − 2), where p is the number of such angles. For the external face, the above sum is equal to π(p + 2). It can be shown that every feasible flow φ in network N corresponds to an admissible orthogonal representation for graph G, whose number of bends is equal to the cost of flow φ. Hence, an orthogonal representation for G with the minimum number of bends can be computed from a minimum-cost flow in G. This flow can be constructed in O(n 2 log n) time with standard flow-augmentation methods. Phase 2 uses a simple compaction strategy derived from VLSI layout, where the lengths of the horizontal and vertical segments are computed independently after a preliminary refinement of the orthogonal rep- resentation that decomposes each face into rectangles. The resulting drawing is showninFigure52.4 .1(d). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1173
1174 R. Tamassia, G. Liotta FIGURE 52.4 .1 (a) Embedded graph G. (b) Minimum cost flow in network N : the flow is shown next to each arc; arcs with zero flow are omitted; arcs with unit cost are drawn with thick lines; a face f is represented by a box labeled with τ (f ). (c) Planar orthogonal grid drawing of G with minimum number of bends. (d) Orthogonal grid drawing of a nonplanar graph produced by a drawing method for general graphs based on the algorithm of Section 52.4. 3 12 2 2 2 2 2 2 (a) (b) (c) 4 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6 3 7 3 8 3 9 4 0 4 1 4 2 4 3 4 4 4 5 4 6 4 7 4 8 4 9 5 0 5 1 5 2 5 3 5 4 5 5 5 6 5 7 5 8 5 9 6 0 6 1 6 2 6 3 (d) © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1174
Chapter 52: Graph drawing 1175 52.5 TECHNIQUES FOR DRAWING GRAPHS In this section we outline some of the most successful techniques that have been devised for drawing general graphs. PLANARIZATION The planarization approach is motivated by the availability of many efficient and well-analyzeddrawingalgorithmsforplanargraphs(seeTable52.3 .2).Ifthegraph is nonplanar, it is transformed into a planar graph by means of a preliminary pla- narization step that replaces each crossing with a fictitious vertex. Finding the minimum number of crossings or a maximum planar subgraph are NP-hard prob- lems. Hence, existing planarization algorithms use heuristics. The best available heuristic for the maximum planar subgraph problem is described in [JM96]. This method has a solid theoretical foundation in polyhedral combinatorics, and achieves good results in practice. A successful drawing algorithm based on the planarization approach and a bend-minimization method [Tam87] is described in [TDB88] (Fig- ure52.4 .1(d)wasgeneratedbythisalgorithm).Ithasbeenwidelyusedinsoftware visualization systems. LAYERING The layering approach for constructing polyline drawings of directed graphs trans- forms the digraph into a layered digraph and then constructs a layered drawing. A typical algorithm based on the layering approach consists of the following main steps: 1. Assign each vertex to a layer, with the goal of maximizing the number of edges oriented upward. 2. Insert fictitious vertices along the edges that cross layers, so that each edge in the resulting digraph connects vertices in consecutive layers. (The fictitious vertices will be displayed as bends in the final drawing.) 3. Permute the vertices on each layer with the goal of minimizing crossings. 4. Adjust the positions of the vertices in each layer with the goal of distributing the vertices uniformly and minimizing the number of bends. Most of the subproblems involved in the various steps are NP-hard, hence heuristics must be used. The layering approach was pioneered by Sugiyama et al. [STT81]. The most notable developments of this technique are due to Gansner et al. [GNV88, GKNV93]. For a survey on heuristics for the layering approach see also the paper by J ̈unger and Mutzel [JM97]. PHYSICAL SIMULATION This approach uses a physical model where the vertices and edges of the graph are viewed as objects subject to various forces. Starting from an initial random configuration, the physical system evolves into a final configuration of minimum © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1175
1176 R. Tamassia, G. Liotta energy, which yields the drawing. Rather than solving a system of differential equations, the evolution of the system is usually simulated using numerical meth- ods (e.g ., at each step, the forces are computed and corresponding incremental displacements of the vertices are performed). Drawing algorithms based onthe physical simulation approach are often able to detect and display symmetries in the graph. However, their running time is typically high. The physical simula- tion approach was pioneered in [Ead84, KS80]. Sophisticated developmentsand applications include [DH96, EH00, FR91, GGK01, LMP01]. Related topics include declarative methods for graph drawing and approaches to graph drawing based on graph grammars; see, e.g . [CG95, LE95, Bra95]. 52.6 RECENT RESEARCH TRENDS In this section, we present an overview of selected areas of graph drawing that have recently attracted increasing attention. THREE-DIMENSIONAL STRAIGHT-LINE DRAWINGS The increasing demand of visualization algorithms to draw and browse very large networks makes it natural to investigate how much benefit can be obtained from the third dimension to represent the overall structure of a huge graph in a small portion of a virtual 3D environment. While the problem of computing small-sized crossing- free straight-line drawings in the plane has a long tradition, its 3D counterpart has become the subject of much attention only in recent years. Chrobak, Goodrich, and Tamassia [CGT96] gave an algorithm for constructing 3D convex drawings of triconnected planar graphs with O(n) volume and non- integer coordinates. Cohen, Eades, Lin, and Ruskey [CELR97] showed that every graph admits a straight-line crossing-free 3D drawing on an integer grid of O(n3 ) volume, and proved that this is asymptotically optimal. Calamoneri and Sterbini [CS97] showed that all 2-, 3-, and 4-colorable graphs can be drawn in a 3D grid of O(n2) volume with O(n) aspect ratio and proved a lower bound of Ω(n1.5 )on the volume of such graphs. For r-colorable graphs, Pach, Thiele and T́oth [PTT97] showed a b ound of θ(n2) on the volume. Garg, Tamassia, and Vocca [GTV96] showed that all 4-colorable graphs (and hence all planar graphs) can be drawn in O(n1.5) volume and with O(1) aspect ratio by using a grid model without restriction to integer vertex-coordinates. Felsner, Liotta, and Wismath [FGW01] showed that all outerplanar graphs can be drawn in a restricted integer 3D grid of linear volume consisting of threepar- allel lines at distance 1 from each other. Dujmovíc, Morin, and Wood [DMW02] present O(n log 2 n) volume drawings of graphs with bounded tree-width and O(n) volume for graphs with bounded path-width. Wood [Woo02] shows that also graphs with bounded queue number have 3D straight-line grid drawings of O(n) volume. A result by Dujmovíc and Wood [DWo03a] shows that linear volume can also be achieved for graphs with bounded tree-width; they show 3D straight-line grid draw- ings of volume c×n for these graphs, where c is a constant whose value exponentially depends on the tree-width. Di Giacomo, Liotta, and Wismath [DLW02a, DLW02b] show 4 × n and 32 × n volume for two subclasses of series-parallel graphs. Very © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1176
Chapter 52: Graph drawing 1177 recently Dujmovíc and Wood [DWo03b] proved that several families of graphs, in- cluding planar graphs, admit a 3D straight-line grid drawing of O(n1.5) volume. PROXIMITY DRAWINGS Recently much attention has been devoted to the study of the combinatorial prop- erties of different types of proximity graphs. In a proximity graph two points are connected by an edge if and only if they are deemed close by some proximity mea- sure. It is the measure that determines the type of graphs that result. Examples of proximity graphs include well-known geometric graphs such as minimum span- ning trees, Gabriel graphs, minimum weight triangulations, rectangle of influence graphs,visibilitygraphs,andDelaunaydiagrams.SeeSection51.2 . Proximity graphs can be regarded as straight-line drawings that satisfy some additional geometric constraints. Thus the problem of analyzing the combinatorial properties of a given type of proximity graph naturally raises the questionofthe characterization of those graphs admitting the given type of drawing. This, in turn, leads to the investigation of the design of efficient algorithms for computing such a drawing when one exists. These questions are far from being resolved in general, and only partial answers have appeared in the literature so far (see, e.g., [Dil90, LL96, LL02, LLMW98, LM03, LS93, WCY00]). One example is provided by a minimum- weight drawing of a planar triangulated graph G: a straight-line drawing Γ of G with the additional property that Γ is a minimum-weight triangulation of the points representing the vertices. If a graph admits a minimum weight drawing, it is called minimum-weight drawable; otherwise it is called minimum-weight forbidden. Little is known about the problem of constructing a minimum-weight drawing of a planar triangulation. Moreover, it is still not known whether computing a minimum-weight triangulation of a set of points in the plane is an NP-hard problem (see Gareyand Johnson [GJ79]). In [LL96] Lenhart and Liotta show that all maximal outerplanar triangulations are minimum-weight drawable, and gave a linear time (real RAM) algorithm for constructing such a drawing. This naturally leads to investigation of the internal structure of minimum-weight drawable triangulations. In [LL02] Lenhart and Li- otta examine the endoskeleton—or skeleton, for short—of a triangulation: that is, the subgraph induced by the internal vertices of the triangulation. They construct skeletons that cannot appear in any minimum weight drawable triangulation; skele- tons that do appear in minimum weight drawable triangulations; and skeletons that guarantee minimum weight drawability. Wang, Chin, and Yang [WCY00] also fo- cus on the minimum weight drawability of triangulations with acyclic skeletons and show examples of triangulations of this type that do not admit a minimum weight drawing. GRAPH DRAWING CHECKERS The intrinsic structural complexity of the implementation of geometric algorithms makes the problem of formally proving the correctness of code infeasible in most cases. This has motivated research on checkers. A checker is an algorithm that receives as input a geometric structure and a predicate stating a property that should hold for the structure. The task of the checker is to verify whether the © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1177
1178 R. Tamassia, G. Liotta structure satisfies or not the given property. Here, the expectation is thatitisoften easier to evaluate the quality of the output than the correctness of the software that produces it. Different papers (see, e.g ., [DLPT98, MSNS+99]) have agreed on the basic features that a “good” checker should have: Correctness: The checker should be correct beyond any reasonable doubt. (Oth- erwise, one is faced with checking the checker.) Simplicity: The implementation should be straightforward. Efficiency: The checker should not be less efficient than the algorithm producing the geometric structure. Robustness: The checker should be able to handle degenerate input configura- tions and should not be affected by errors in flow control due to round-off approximations. Checking is especially relevant in the graph drawing context. Indeed, graph drawing algorithms are among the most sophisticated of the entire computational geome- try field, and their goal is to construct complex geometric structures with specific properties. Also, because of their immediate impact on application areas,graph drawing algorithms are usually implemented soon after invention. Further, such implementations are often available on the Web without any certification of their correctness. Of course, the checking problem becomes crucial when the drawing algorithm deals with very large data sets, when a simple complete visual inspection of the drawing is difficult. Devising graph drawing checkers involves answering only apparently innocent questions such as: “Is this drawing planar?” or “Is this draw- ing upward?” or “Are the faces convex?” The problem of checking the planarity of a subdivision has been independently studied by Mehlhorn et al. [MSNS+99] and by Devillers et al. [DLPT98]. In these papers linear-time algorithms are given to check the planarity of a subdivision composed by convex faces. Di Battista and Liotta [DL98] check the upward planarity of straight-line oriented drawings that may also have nonconvex faces. INCREMENTAL GRAPH DRAWING In several applications, such as software engineering and database design, users interact extensively with a displayed graph, continuously adding or deleting ver- tices and edges. Under such a scenario, a graph drawing system should update the drawing each time the displayed graph is modified by the user. Unfortunately, traditional drawing algorithms may not be suitable in these situations. Since they typically construct a drawing from scratch, they may fail to update the drawing quickly after the user modifies the displayed graph. Also, the new drawing con- structed after the modification may be significantly different from the previous one, even if only a small change has been made in the displayed graph. In this case,the user’s mental map [ELMS95], that is, the mental image the user has of the graph, is not preserved, and a considerable cognitive effort is required to correlate the new drawing and the previous one. Bridgeman and Tamassia [BT00a] formulate and validate several difference metrics that can be used to measure how much a drawing algorithm changes the user’s mental map in an interactive environment. Tradeoffs between running time, optimization of the drawing properties, and preservation © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1178
Chapter 52: Graph drawing 1179 of the mental map are typical issues to be addressed in incremental graph draw- ing. Several papers dealing with these issues have recently appeared in journal and conference proceedings. A limited list includes the work by Cohen, Di Battista, Tamassia, and Tollis [CDTT95] on data structures for dynamic graph drawing; the Bayesian framework of Brandes and Wagner [BW97]; the definition and experi- mental investigation of four scenarios for interactive orthogonal graph drawing by Papakostas and Tollis [PT98] and Papakostas, Six, and Tollis [PST97]; the papers on interactive orthogonal graph drawing by Biedl and Kaufmann [BK97], and by Brandes and Wagner [BW98]; the fully dynamic algorithms for orthogonal drawings in 3D-space by Closson, Gartshore, Johansen, and Wismath [CGJW00]; and the work by North and Woodhull [NW02] on on-line hierarchical graph drawing. EXPERIMENTATION Many graph drawing algorithms have been implemented and used in practical ap- plications. Most papers show sample outputs, and some also provide limitedex- perimental results on small test suites. However, in order to evaluate the practical performance of a graph drawing algorithm in visualization applications, it is es- sential to perform extensive experimentations with input graphs derived from the application domain and over a large set of aesthetic requirements that are desirable for the user to have in the drawing. Among papers that test the human perception of the aesthetic properties of graph drawing we mention the work by Purchase, Allder, and Carrington [PAC02] and by Bridgeman and Tamassia in an incremen- tal setting [BT00b]. The first broad-view experimental study on graph drawing algorithms is due to Himsolt [Him95] presents a comparative study of twelvegraph drawings algorithms based on various approaches. Di Battista et al. [DGL+97] report on an extensive experimental study comparing four orthogonal drawing al- gorithms based on the planarization approach. The test data are 11,582 graphs, ranging from 10 to 100 vertices, which are generated from a core set of 112 graphs used in “real-life” software engineering and database applications. A similar ex- perimental setting is then used to analyze the performance of four graph drawing algorithms for directed acyclic graphs in [DGL+00]. Heuristics for computing or- thogonal drawings with good area performance are experimentally validated in the works by Klau, Klein, and Mutzel [KKM01] and by Di Battista et al. [BDD+00]. Experimentation of graph drawing techniques for computing graphical represen- tations of database schemas are conducted by Di Battista, Didimo, Patrignani, and Pizzonia [DDPP02]. An extensive experimental comparison of five algorithms based on force-directed and randomized methods is described in the work by Bran- denburg, Himsolt, and Roher [BHR96]. J ̈unger and Mutzel [JM97]experimentally compare the performance of eight heuristics for straight-line drawings of 2-layer graphs. An extensive survey on experimental studies on graph drawing can be found in [VBL+00]. FIXED PARAMETER TRACTABILITY Recently, the theory of parametrized complexity [DF97] has been applied with success to some computationally difficult graph drawing problems. A problemΠ specified in terms of one or more parameters is fixed-parameter tractable,orinthe © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1179
1180 R. Tamassia, G. Liotta FPT class, if there is an algorithm that solves Π in O(f (k) · n c ) time, where n is the input size, k is the parameter size, c is a constant, and f is an arbitrary function dependent only on parameter k. For example it is NP-complete to decide, given a graph G and a positive integer k, whether G can be drawn on the plane with at most k edge crossings (edges are drawn as simple curves). However it has been shown by Grohe [Gro01] that this problem is fixed-parameter tractable since there exists a quadratic time algorithm that solves it for any fixed value of k. Other relevant NP-hard graph drawing problems have been proved to be in the FPT class [DFH+01b, DFH+01a, DW03]; some of these results are summarized in Table 52.6.1 . In the table, h and k denote integer positive constants. It must be noted, however, that the constants hidden in the time complexities shownin Table 52.6 .1 may depend heavily on the values of the parameter. For example,the crossing minimization problem for general graph has time complexity O(f (k) · n2 ) where f (k) is a doubly exponential function [Gro01]. Thus, it is equally important to find time-complexity bounds that can be of practical use for fixed-parameter tractable problems. TABLE 52.6 .1 Some NP-hard graph drawing problems that are fixed-parameter tractable. GRAPH CLASS NP-HARD PROBLEM TIME COMPLEXITY 2-layered graph 2-layers planarization:removeat most k edges so biplanar O(f (k)+|G|) 2-layered graph 2-layers crossing minimization: compute straight-line drawing on two layers with at most k crossings O(f(k) · n2) general graph h-layers planarization:removeat most k edges so h-level planar O(f(h, k) · n) general graph h-layers crossing minimization: compute a straight-line drawing on h layers with at most k crossings O(f(h,k)· n2) general graph crossing minimization: compute a straight-line drawing with at most k crossings O(f(k) · n2) 52.7 SOURCES AND RELATED MATERIAL Three books devoted to graph drawing have been published [DETT99, KE01, Sug02]. The proceedings of the annual Symposium on Graph Drawing are pub- lished by Springer-Verlag in the Lecture Notes in Computer Science series (volumes 2265, 1984, 1731, 1547, 1353, 1190, 1027, 894). Surveys on various aspects of graph drawing appear in [DLL95, DPS02, GT95, HMM00, JM97, Riv93, San99, SSV95, Tam90a, Tam90b, Tam99, VBL+00]. Special issues devoted to graph drawing have appeared in Algorithmica (vol. 16, no. 1, 1996), Computational Geometry: Theory and Applications (vol. 9, no. 1 –2, 1998), the Journal of Visual Languages and © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1180
Chapter 52: Graph drawing 1181 Computing (vol. 6, 1995), and the Journal of Graph Algorithms and Applications (vol. 3, no. 4, 1999; vol. 4, no. 3, 2000; vol. 6, no. 1, 2002; vol. 6, no.3, 2002). Sites with pointers to graph drawing resources and tools include the Web pagemaintainedbyTamassia(http://www.cs.brown.edu/people/rt/gd.html) andtheWebpagemaintainedbyBrandes(http://graphdrawing.org/). RELATED CHAPTERS Chapter 10: Geometric graph theory Chapter 25: Triangulations and mesh generation Chapter 41: Robust geometric computation Chapter 51: Pattern recognition REFERENCES [BDD+ 00] S.S. Bridgeman, G. Di Battista, W. Didimo, G. Liotta, R. Tamassia, and L.Vismara. Turn-regularity and optimal area drawings of orthogonal representations. Comput. Geom. Theory Appl., 16:53–93, 2000. [BHR96] F.J. Brandenburg, M. Himsolt, and C. Roher. An exp erimental comparisonofforce- directed and randomized graph drawing algorithms. In Proc. Graph Drawing 95, volume 1027 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 76–87. Springer-Verlag, Berlin, 1996. [BK97] T.C . Biedl and M. Kaufmann. Area-efficient static and incremental graph drawings. In Proc. European Sympos. Algorithms, volume 1284 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 37–52. Springer-Verlag, Berlin, 1997. [Bra95] F.J. Brandenburg. Designing graph drawings by layout graph grammars. In R. Tamassia and I.G. Tollis, editors, Proc. Graph Drawing 94, volume 894 of Lec t u re Notes Comput. Sci., pages 416–427. Springer-Verlag, Berlin, 1995. [BT00a] S.S. Bridgeman and R. Tamassia. Difference metrics for interactive orthogonal graph drawing algorithms. J. Graph Algorithms Appl., 4:47–74, 2000. [BT00b] S.S. Bridgeman and R. Tamassia. A user study in similarity measures for graph drawing. In J. Marks, editor, Proc. Graph Drawing 00, volume 1984 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 19–30. Springer-Verlag, Berlin, 2000. [BW97] U. Brandes and D. Wagner. A Bayesian paradigm for dynamic graph layout. In G. Di Battista, editor, Proc. Graph Drawing 97, volume 1353 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 236–247. Springer-Verlag, Berlin, 1997. [BW98] U. Brandes and D. Wagner. Dynamic grid emb edding with few bends and changes. In Proc. Annu. Internat. Sympos. Algorithms Comput., volume 1533 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 89–98. Springer-Verlag, Berlin, 1998. [CDTT95] R.F. Cohen, G. Di Battista, R. Tamassia, and I.G. Tollis. Dynamic graph drawings: Trees, series-parallel digraphs, and planar st-digraphs. SIAM J. Comput., 24:970– 1001, 1995. [CELR97] R.F. Cohen, P. Eades, T. Lin, and F. Ruskey. Three-dimensional graph drawing. Algorithmi ca, 17:199–208, 1997. [CG95] I.F. Cruz and A. Garg. Drawing graphs by example efficiently: Trees andplanar acyclic digraphs. In R. Tamassia and I.G. Tollis, editors, Proc. Graph Drawing 94, © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1181
1182 R. Tamassia, G. Liotta volume 894 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 404–415. Springer-Verlag, Berlin, 1995. [CGJW00] M. Closson, S. Gartshoer, J. Johansen, and S.K . Wismath. Fully dynamic 3- dimensional orthogonal graph drawing. J . Graph Algorithms Appl., 5:1–34, 2000. [CGT96] M. Chrobak, M.T . Goodrich, and R. Tamassia. Convex drawings of graphs in two and three dimensions. In Proc. 12th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 319–328, 1996. [CS97] T. Calamoneri and A. Sterbini. Drawing 2-, 3-, and 4-colorable graphs in o(n 2 ) volume. In S. North, editor, Proc. Graph Drawing 96, volume 1190 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 53–62. Springer-Verlag, Berlin, 1997. [DDPP02] G. Di Battista, W. Didimo, M. Patrignani, and M. Pizzonia. Drawing database schemas. Software–Practice and Experience, 32:1065–1098, 2002. [DETT99] G. Di Battista, P. Eades, R. Tamassia, and I.G. Tollis. Graph Drawing. Prentice-Hall, Upper Saddle River, 1999. [DF97] R.G. Downey and M.R. Fellows. Parameterized Compexity. Springer-Verlag, Berlin, 1997. [DFH+01a] V. Dujmovíc, M.R. Fellows, M. Hallett, M. Kitching, G. Liotta, C. McCartin, N. Nishimura, P. Radge, F. Rosamond, M. Suderman, S.H . Whitesides, and D.R . Wood. A fixed parameter approach to two-layer crossing minimization. In P. Mutzel, M. J ̈unger, and S. Leipert, editors, Proc. Graph Drawing 01, volume 2265 of Lec t u re Notes Comput. Sci., pages 1–15. Springer-Verlag, Berlin, 2001. [DFH+01b] V. Dujmovíc, M.R. Fellows, M. Hallett, M. Kitching, G. Liotta, C. McCartin, N. Nishimura, P. Radge, F. Rosamond, M. Suderman, S.H . Whitesides, and D.R. Wood. On the parameterized complexity of layered graph drawing. In Proc. European Sympos. Algorithms, volume 2161 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 488–499. Springer-Verlag, Berlin, 2001. [DGL+97] G. Di Battista, A. Garg, G. Liotta, A. Parise, R. Tamassia, E. Tassinari, F. Vargiu, and L. Vismara. An exp erimental comparison of four graph drawing algorithms. Comput. Geom. Theory Appl., 7(5–6):303–325, 1997. [DGL+00] G. Di Battista, A. Garg, G. Liotta, A. Parise, R. Tamassia, E. Tassinari, F. Vargiu, and L. Vismara. Drawing directed acyclic graphs: An experimental study. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 10:623–648, 2000. [DH96] R. Davidson and D. Harel. Drawing graphics nicely using simulated annealing. ACM Trans. Graph., 15:301–331, 1996. [Dil90] M.B. Dillencourt. Realizability of Delaunay triangulations. Inform. Process. Lett., 33:283–287, 1990. [DL98] G. Di Battista and G. Liotta. Upward planarity checking: “faces are more than polygons.” In S.H . Whitesides, editor, Proc. Graph Drawing 98, volume 1547 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 72–86, Springer-Verlag, Berlin, 1998. [DLL95] G. Di Battista, W. Lenhart, and G. Liotta. Proximity drawability: A survey. In R. Tamassia and I.G. Tollis, editors, Graph Drawing (Proc. GD ’94), volume 894 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 328–339. Springer-Verlag, Berlin, 1995. [DLPT98] O. Devillers, G. Liotta, F.P. Preparata, and R. Tamassia. Checking the convex- ity of polytopes and the planarity of subdivisions. Comput. Geom. Theory Appl., 11:187–208, 1998. [DLW02a] E. Di Giacomo, G. Liotta, and S.K . Wismath. Drawing series-parallel graphs on a box. In 14th Canad. Conf. Comput. Geom., 2002. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1182
Chapter 52: Graph drawing 1183 [DLW02b] E. Di Giacomo, G. Liotta, and S.K . Wismath. The k-lines drawability problem for series-parallel graphs. Tech. Rep. T R-CS -02-02, Dept. Computer Science, Univ. Lethbridge, 2002. [DMW02] V. Dujmovíc, P. Morin, and D.R. Wood. Pathwidth and three-dimensional straight line grid drawings of graphs. In M.T . Goodrich, editor, Graph Drawing (Proc. GD’02), volume 2528 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 42–53. Springer-Verlag, Berlin, 2002. [DPS02] J. Diaz, J. Petit, and M. Serna. A survey of graph layout problems. ACM Comput. Surv., 34:313–356, 2002. [DWo03a] V. Dujmovíc and D.R. Wo od. Tree-partitions of k -trees with applications in graph layout. In Proc. 29th Workshop Graph Th. Concepts Comput. Sci., volume 2880 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 205–217. Springer-Verlag, Berlin, 2003. [DWo03b] V. Dujmovíc and D.R. Wo od. New results in graph layout. Tech. Rep ort T R-2003-04, School of Computer Science, Carleton Univ., Canada, 2003. [DW03] V. Dujmovíc and S.H. Whitesides. An efficient fixed parameter tractable algorithm for 1-sided crossing minimization. In M.T. Goodrich and S. Kobourov, editors, Proc. Graph Drawing 02, volume 2528 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 42– 53, Springer-Verlag, Berlin, 2003. [Ead84] P. Eades. A heuristic for graph drawing. Congr. Numer., 42:149–160, 1984. [EH00] P. Eades and M.L . Huang. Navigating clustered graphs using force-directed methods. J. Graph Algorithms Appl., 4:157–181, 2000. [ELMS95] P. Eades, W. Lai, K. Misue, and K. Sugiyama. Layout adjustment and the mental map. J. Visual Languages Comput., 6:183–210, 1995. [FGW01] S. Felsner, G. Liotta, and S.K . Wismath. Straight line drawings on restricted integer grids in two and three dimensions. In P. Mutzel, M. J ̈unger, and S. Leipert, editors, Graph Drawing (Proc. GD ’01), volume 2265 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 328–342. Springer-Verlag, Berlin, 2001. [FR91] T. Fruchterman and E. Reingold. Graph drawing by force-directed placement. Software–Practice and Experience, 21:1129–1164, 1991. [GGK01] P. Gajer, M.T . Goodrich, and S.G. Kobourov. A multi-dimensional approach to force-directed layout of large graphs. In J. Marks, editor, Proc. Graph Drawing 00, volume 1984 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 211–221 . Springer-Verlag, Berlin, 2001. [GJ79] M.R. Garey and D.S. Johnson. Computers and Intractability: A Guide to the Theory of NP-Completeness. W .H. Freeman, New York, 1979. [GKNV93] E.R. Gansner, E. Koutsofios, S.C . North, and K.P. Vo. A technique for drawing directed graphs. IEEE Trans. Software Eng., 19:214–230, 1993. [GNV88] E.R. Gansner, S.C . North, and K.P. Vo. DAG – A program that draws directed graphs. Software–Practice and Experience, 18:1047–1062, 1988. [Gro01] M. Grohe. Computing crossing numb ers in quadratic time. In Sympos. the Theory of Computing (Proc. STOC 2001), pages 231–236, 2001. [GT95] A. Garg and R. Tamassia. Upward planarity testing. Order, 12:109–133, 1995. [GTV96] A. Garg, R. Tamassia, and P. Vo cca. Drawing with colors. In Proc. 4th Annu. European Sympos. Algorithms, volume 1136 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 12–26. Springer-Verlag, Berlin, 1996. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1183
1184 R. Tamassia, G. Liotta [Him95] M. Himsolt. Comparing and evaluating layout algorithms within GraphEd. J. Visual Languages Comput., 6:255–273, 1995 (sp ecial issue on graph visualization, I.F. Cruz and P. Eades, editors). [HMM00] I. Herman, G. Melancon, and M.S. Marshall. Graph visualization and navigation in information visualizaion: A survey. IEEE Trans. Visualization Comput. Graph., 6:24–43, 2000. [JM96] M. J ̈unger and P. Mutzel. Maximum planar subgraphs and nice emb eddings: Practical layout tools. Algorithmi ca, 16:33–59, 1996. [JM97] M. J ̈unger and P. Mutzel. 2-layer straightline crossing minimization: p erformance of exact and heuristics algorithms. J. Graph Algorithms Appl., 1:1–25, 1997. [KE01] M. Kaufmann and D. Wagner (editors). Drawing Graphs Methods and Models. Springer-Verlag, Berlin, 2001. [KKM01] G. Klau, K. Klein, and P. Mutzel. An experimental comparison of orthogonal com- paction algorithms. In J. Marks, editor, Proc. Graph Drawing 00, volume 1984 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 37–51, 2001. [KS80] J.B. Kruskal and J.B . Seery. Designing network diagrams. In Proc. 1st General Conf. Social Graphics, pages 22–50 . U .S. Department of the Census, 1980. [LE95] T. Lin and P. Eades. Integration of declarative and algorithmic approaches for layout creation. In R. Tamassia and I.G. Tollis, editors, Proc. Graph Drawing 94, volume 894 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 376–387. Springer-Verlag, Berlin, 1995. [LL96] W. Lenhart and G. Liotta. Drawing outerplanar minimum weight triangulations. Inform. Process. Lett., 6:253–260, 1996. [LL02] W. Lenhart and G. Liotta. The drawability problem for minimum weight triangula- tions. Theoret. Comput. Sci., 270:261–286, 2002. [LLMW98] G. Liotta, A. Lubiw, H. Meijer, and S.H . Whitesides. The rectangle of influence drawability problem. Comput. Geom. Theory Appl., 10:1–22, 1998. [LM03] G. Liotta and H. Meijer. Voronoi drawings of trees. Comput. Geom. Theory Appl., 24:147–178, 2003. [LMP01] N. Leash, J. Marks, and M. Patrignani. Interactive partinioning. In Proc. Graph Drawing 00, volume 1984 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 31–36. Springer- Verlag, Berlin, 2001. [LS93] A. Lubiw and N. Sleumer. Maximal outerplanar graphs are relative neighborhood graphs. In Canad. Conf. Comput. Geom. (Proc. CCCG ’93), pages 198–203, 1993. [MSNS+ 99] K. Mehlhorn, T. Schilz, S. N ̈aher, S. Schirra, M. Seel, R. Seidel, and C. Uhrig. Checking geometric programs or verification of geometric structures. Comput. Geom. Theory Appl., 12:85–113, 1999. [NW02] S.C . North and G. Wo odhull. Online hierarchical graph drawing. In P.Mutzel,M. J̈unger, and S. Leipert, editors, Proc. Graph Drawing 01, volume 2265 of Lec t u re Notes Comput. Sci., pages 232–246. Springer-Verlag, Berlin, 2002. [PAC02] H.C . Purchase, J.A . Allder, and D. Carrington. Aesthetics in UML diagrams: User preferences. J. Graph Algorithms Appl., 6:255–279, 2002. [PST97] A. Papakostas, J. Six, and I.G. Tollis. Experimental and theoretical results in inter- active orthogonal graph drawing. In Proc. Graph Drawing 96, volume 1190 of Lec t u re Notes Comput. Sci., pages 371–386. Springer-Verlag, Berlin, 1997. [PT98] A. Papakostas and I.G. Tollis. Interactive orthogonal graph drawing. IEEE Trans. Comput., C-47:83–110, 1998. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1184
Chapter 52: Graph drawing 1185 [PTT97] J. Pach, T. Thiele, and G. T ́oth. Three-dimensional grid drawings of graphs. In G. Di Battista, editor, Proc. Graph Drawing 97, volume 1353 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 47–51. Springer-Verlag, Berlin, 1997. [Riv93] I. Rival. Reading, drawing, and order. In I.G. Rosenb erg and G. Sabidussi, editors, Algebras and Orders, pages 359–404. Kluwer Academic, Dordrecht, 1993. [San99] G. Sander. Graph layout for applications in compiler construction. Theoret. Comput. Sci., 217:175–214, 1999. [SSV95] F. Shahrokhi, L.A . Sźekely, and I. Vrt́o. Crossing numb ers of graphs, lower bound techniques and algorithms: a survey. In R. Tamassia and I.G. Tollis, editors, Proc. Graph Drawing 94, volume 894 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 131–142. Springer-Verlag, Berlin, 1995. [STT81] K. Sugiyama, S. Tagawa, and M. Toda. Methods for visual understanding of hierar- chical systems. IEEE Trans. Syst. Man Cybern., SMC-11:109–125, 1981. [Sug02] K. Sugyiama. Graph Drawing and Applications for Software and Knowledge Engi- neers. World Scientific, Singap ore, 2002. [Tam87] R. Tamassia. On embedding a graph in the grid with the minimum number of bends. SIAM J. Comput., 16:421–444, 1987. [Tam90a] R. Tamassia. Drawing algorithms for planar st-graphs. Australasian J. Combina- torics, 2:217–235, 1990. [Tam90b] R. Tamassia. Planar orthogonal drawings of graphs. In Proc. IEEE Internat. Sympos. Circuits Systems, pages 319–322, 1990. [Tam99] R. Tamassia. Advances in the theory and practice of graph drawing. Theoret. Comput. Sci., 17:235–254, 1999. [TDB88] R. Tamassia, G. Di Battista, and C. Batini. Automatic graph drawing and readability of diagrams. IEEE Trans. Syst. Man Cybern., SMC-18:61–79, 1988. [VBL+00] L. Vismara, G. Di Battista, G. Liotta, R. Tamassia, and F. Vargiu. Experimental studies on graph drawing algorithms. Software–Practice and Experience, 30:1235– 1284, 2000. [WCY00] C.- A . Wang, F. Chin, and B.- T . Yang. Triangulations without minimum weight drawing. In Algorithms and Complexity (Proc. CIAC ’00), volume 1767 of Lec t u re Notes Comput. Sci., pages 163–173. Springer-Verlag, Berlin, 2000. [Woo02] D.R. Wood. Queue layouts, tree-width, and three-dimensional graph drawing. In 22nd Found. Software Tech. Theoret. Comput. Sci., volume 2556 of Lecture Notes Compu. Sci., pages 348–359. Springer-Verlag, Berlin, 2002. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1185
1186
53 SPLINES AND GEOMETRIC MODELING Chandrajit L. Bajaj INTRODUCTION Piecewise polynomials of fixed degree and continuously differentiable up to some order are known as splines or finite elements. Splines are used in applica- tions ranging from computer-aided design, computer graphics, data visualization, geometric modeling, and image processing to the solution of partial differential equations via finite element analysis. The spline-fitting problem of constructing a mesh of finite elements that interpolate or approximate multivariate data is by far the primary research problem in geometric modeling. Parametric splines are vectors of a set of multivariate polynomial (or rational) functions while implicit splines are zero contours of collections of multivariate polynomials. This chapter dwells mainly on spline surface fitting methods in real Euclidean space. We first discuss tensor product surfaces (Section 53.1), perhaps the most popular. The next sections cover generalized spline surfaces (Section 53.2), free-form surfaces (Section 53.3), and subdivision surfaces (Section 53.4). This classification is not strict, and some overlap exists. Interactive editing of surfaces is discussed in the final section (Section 53.5). The various spline methods may be distinguished by several criteria: Implicit or parametric representations. Algebraic and geometric degree of the spline basis. Number of surface patches required. Computation (time) and memory (space) required. Stability of fitting algorithms. Local or nonlocal interpolation. Splitting or nonsplitting of input mesh. Convexity or nonconvexity of the input and solution. Fairness of the solution (first- and second-order variation). These distinctions will guide the discussions throughout the chapter. 53.1 TENSOR PRODUCT SURFACES Tensor product B-splines have emerged as the polynomial basis of choice forworking with parametric surfaces. The theory of tensor product patches requires that data have a rectangular geometry and that the parametrizations of opposite boundary curves be similar. It is based on the concept of bilinear interpolation. The most gen- eralresultsobtainedtodatearesummarizedinTable53.1.1,andwillbediscussed below. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1187
1188 C.L. Bajaj GLOSSARY Affine invariance: A property of a curve or surface generation scheme, im- plying invariance with respect to whether computation of a point on a curve or surface occurs before or after an affine map is applied to the input data. A-spline: Collection of bivariate Bernstein-B́ezier polynomials, each over a tri- angle and with prescribed geometric continuity, such that the zero contourof each polynomial defines a smooth and single-sheeted real algebraic curve seg- ment. (“A” stands for “algebraic.”) A-patch: Smooth and “functional” zero contour of a Bernstein-B́ezier polyno- mial over a tetrahedron. Barycentric combination: A weighted average where the sum of the weights equals one. Barycentric coordinates: ApointinR 2 may be written as a unique barycen- tric combination of three points. The coefficients in this combination are its barycentric coordinates. Similarly, a point in R 3 may be written as a unique barycentric combination of four points. See Figure 28.2 .1. Basis function: Functions form linear spaces, which have bases. The elements of these bases are the basis functions. Bernstein-B́ezier form: Let p1 ,p2 ,p3 ,p4 ∈ R3 be affinely independent. Then the tetrahedron with these points as vertices is V =[p1 p2p3 p4]. Any polynomial f (p) of degree n can be expressed in the Bernstein-B́ezier (BB) form over V as f(p)= |λ|=n bλB n λ (α),λ∈Z4 +, (53.1.1) where Bn λ (α)= n! λ1!λ2!λ3!λ4! α λ1 1α λ2 2α λ3 3α λ4 4 are Bernstein polynomials, |λ| = 4 i=1 λi with λ =(λ1,λ2 ,λ3 ,λ4)T , the barycen- tric coordinates of p are α =(α1,α2,α3,α4)T , bλ = bλ1λ2λ3λ4 are the control points,andZ4 + is the set of all four-dimensional vectors with nonnegative inte- ger components. Bernstein polynomials: The basis functions for B́ezier curves and surfaces. B́ezier curve: A curve whose points are determined by the parameter u in the equation n i=0 Bn i (u)Pi, where the Bn i (u) are basis functions, and the Pi control points. Bilinear interpolation: A tensor product of two orthogonal linear interpolants and the “simplest” surface defined by values at four points on a rectangle. Blending functions: The basis functions used by interpolation schemes such as Gordon surfaces. B-spline surface: Traditionally, a tensor product of curves defined using piece- wise basis polynomials (B-spline basis). Any B-spline can be written in piecewise B́ezier form. (“B” stands for “basis.”) Ck continuity: Smoothness defined in terms of matching of up to kth order derivatives along patch boundaries. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1188
Chapter 53: Splines and geometric modeling 1189 Control point: The coefficients in the expansion of a B́ezier curve in terms of Bernstein polynomials. Convex hull: The smallest convex set that contains a given set. Convex set: A set such that the straight line segment connecting any two points of the set is completely contained within the set. Gk continuity: Geometric continuity with smoothness defined in terms of match- ing of up to kth order derivatives allowing for reparametrization. For example, G1 smoothness is defined in terms of matching tangent planes along patch bound- aries. Knots: A spline curve is defined over a partition of an interval of the real line. The points that define the partition are called knots. Mesh: A decomposition of a geometric domain into finite elements; see Sec- tion22.4. Ruled (lofted) surface: A surface that interpolates two given curves using linear interpolation. Tensor product surfaces: A surface represented with basis functions that are constructed as products of univariate basis functions. A tensor product B́ezier surface is given by the equation n i=0 m j=0 Bn i (u)Bm j (v)Pij , where the Bn i (u) and Bm j (v) are the univariate Bernstein polynomial basis functions, and the Pij are control points. Transfinite interpolation: Interpolating entire curves as opposed to values at discrete points. Variation diminishing: A curve or surface scheme has this property if its out- put “wiggles less” than the control points from which it is constructed. PARAMETRIC B́EZIER AND B-SPLINES Tensor product B́ezier surfaces are obtained by repeated applications of bilinear interpolation. Properties of tensor product B́ezier patches include affine invariance, the “convex hull property,” and the variation diminishing property. The boundary curves of a patch are polynomial curves that have their B́ezier polygon given by the boundary polygons of the control net of the patch. Hence the four cornersof the control net lie on the patch. Piecewise bicubic B́ezier patches may be used to fit a C 1 surface through a rect- angular grid of points. After the rectangular network of curves has been created, there are four coefficients left to determine the corner twists of each patch. These four corner twists cannot be specified independently and must satisfy a “compati- bility constraint.” Common twist estimation methods include zero twists, Adini’s twist, Bessel twist, and Brunet’s twist [Far98]. To obtain C 1 continuity between two patches the directions and lengths of the polyhedron edges must be matched across the common polyhedron boundary defining the common boundary curve. Piece- wise bicubic Hermite patches are similar to the piecewise bicubic B́ezier patches, but take points, partials, and mixed partials as input. The mixed partials affect only the interior shape of the patch, and are also called twist vectors. It is not possible to model a general closed surface or a surface with handlesasa single nondegenerate B-spline. To represent free-form surfaces a significant amount of recent work has been done in the areas of geometric continuity, nontensor product © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1189
1190 C.L. Bajaj TABLE 53.1 .1 Tensor product surfaces. TYPE INPUT PROPERTIES Piecewise B́ezier and Hermite rectangular grid of points, corner twists C1, initial global data survey data to determine the tangent and cross- derivative vectors at patch corners Bicubic B-spline rectangular grid of points C1 Coons patches 4 boundary curves C1 Gordon surfaces rectangular networkof curves C1, Gregory square Biquadratic B-spline limit of Doo-Sabin subdivision of rectangular faces C1 Bicubic B-spline limit of Catmull-Clarksubdivision of rectangular faces C1 Biquadratic splines control points on mesh with arbitrary top ology G1, system of linear equations for smoothness conditions around singular vertices Biquartic splines cubic curve mesh C1, interpolate second-order data at mesh points Bisextic B-spline rectangular networkof cubic curves C1 Triquadratic/tricubic A-patches rectilinear 3D grid points C1, local calculation of first-order cross derivatives Triple products of B-splines rectangular boxes patches, and generalizing B-splines [CF83, Pet90a, Pet90b, GW91, DM83, GH87]. Common schemes include splitting, convex combinations of blending functions, sub- division, and local interpolation by construction [for95, HF84, MLL+92, Pet93, Pet02]. IMPLICIT B́EZIER AND B-SPLINES Patrikalakis and Kriezis [PK89] demonstrate how implicit algebraic surfaces can be manipulated in rectangular boxes as functions in a tensor product B-spline basis. This work, however, leaves open the problem of selecting weights or specifying knot sequences for C 1 meshes of tensor product implicit algebraic surface patches that fit given spatial data. Moore and Warren [MW91] extend the “marching cubes” scheme to compute a C 1 piecewise tensor product triquadratic approximation to scattered data using a Powell-Sabin-like split over subcubes. In [BBCS99] an incremental and adaptive approach is used to construct C 1 spline functions defined over an octree subdivision that approximate a dense set of multiple volumetric scattered scalar values. Further details are provided in subsequent sub-sections on A-patches and implicit free-form surfaces. COONS PATCHES AND GORDON SURFACES Coons patches interpolate four boundary curves. They are constructed by com- posing two ruled, or lofted, surfaces and one bilinear surface, and hence are called bilinearly blended surfaces. A Coons patch has four blending functions fi(u), gi (v), i =1, 2. There are only two restrictions on the fi and gi : each pair must © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1190
Chapter 53: Splines and geometric modeling 1191 sumtoone, andwemusthavef1(0)=g1(0)=1andf2(1)=g2(1)=0inorderto interpolate. A network of curves may be filled in with a C 1 surface using bicubically blended Coons patches. For this the four twists at the data points and the four cross boundary derivatives must be computed. Compatibility problems may arise in computing the twists. If x(u, v) is twice differentiable, we have xuv = xvu , but this simplification does not apply here. One approach is to adjust the given data so that the incompatibilities disappear. Or if the data cannot be changed one can use a method known as Gregory’s square that replaces the constant twist terms by variable twists that are computed from the cross boundary derivatives. The resulting surface does not have continuous twists at the corners and is rational parametric, which may not be acceptable geometry for certain geometric modeling systems. Gordon surfaces are a generalization of Coons patches used to construct a surface that interpolates a rectangular network of curves. The idea is to take a univariate interpolation scheme, apply it to all curves, add the resulting surfaces, and subtract the tensor product interpolant that is defined by the univariate scheme. Polynomial interpolation or spline interpolation schemes may be used. Methods for Coons patches and Gordon surfaces can be formulated in terms of Boolean sums and pro jectors. This has also been generalized to create triangular Coons patches. 53.2 GENERALIZED SPLINE SURFACES B-PATCHES The B-patches developed by Seidel [Sei89, DMS92] are based on the study of sym- metric recursive evaluation algorithms, and are defined by generalizing the deBoor algorithm for the evaluation of a B-spline segment from curves to surfaces.A polynomial surface that has a symmetric recursive evaluation algorithm is called a B-patch. B -patches generalize B́ezier patches over triangles, and are charac- terized by control points and a three-parameter family of knots. Every bivariate polynomial F : R 2 →R d of degree n has a unique representation F(U)= |i|=n Nn i (U )Pi ,P i∈Rd as a B-patch, with parameters K = R0,...,Rn−1 ,S0,...,Sn−1 ,T0,...,Tn−1 in R2 , if the parameters (Ri ,Sj ,Tk) are affinely independent for 0 ≤|i|≤n − 1 . The real-valued polynomials N n i (U ) are called the normalized B-weights of degree n over K. MULTISIDED PATCHES Multisided patches can be generated in basically two ways. Either the polygonal domain which is to be mapped into R 3 is subdivided in the parametric plane, or one uniform equation is used as a combination of equations. In the former case, © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1191
1192 C.L. Bajaj triangular or rectangular elements are put together or recursive subdivision is ap- plied. In the latter case, either the known control point methods are generalized, or a weighted sum of interpolants is used. With constrained domain mapping,a domain point for an n-sided patch is represented by n dependent parameters. If the remainder of the parameters can be computed when any two parameters are inde- pendently chosen, it is called a symmetric system of parameters. The main results from multisided patch schemes obtained to date are summarized in Table 53.2.1 . TABLE 53.2 .1 Multisided schemes. TYPE LIMITATIONS PROPERTIES DOMAIN POINTS Sabin n=3,5 C1 constrained domain mapping, symmetric system of parameters Gregory/Charrot n=3,5 C1 barycentric co ordinates Hosaka/Kimura n ≤ 6 C1 constrained domain mapping, symmetric system of parameters Varady VC1 2n variables constrained along polygon sides Base points n =4,5,6 rational B́ezeir surfaces base points in the parametric domain map to rational curves in R 3 S-patches multisided G1 rational bi- quadratic and bicubic B-splines embed n-sided domain polygon into simplex of dimension n − 1 Multisided A-patches “functional” bd curves C 1 ,C2 implicit Bezier surfaces Hermite interpolation of boundary curves TRIANGULAR RATIONAL PATCHES WITH BASE POINTS Another approach to creating multisided patches is to introduce base points into ra- tional parametric functions. Base points are parameter values for which the homog- eneous coordinates (x, y , z , w) are mapped to (0, 0, 0, 0) by the rational parametriza- tion. Gregory’s patch [Gre83] is defined using a special collection of rational basis functions that evaluate to 0/0 at vertices of the parametric domain, and thus in- troduce base points in the resulting parametrization. Warren [War92] usesbase points to create parametrizations of four-, five-, and six-sided surface patches us- ing rational B́ezier surfaces defined over triangular domains. Setting a triangle of weights to zero at one corner of the domain triangle produces a four-sided patch that is the image of the domain triangle. S-PATCHES Loop and DeRose [LD89, LD90] present generalizations of biquadratic and bicubic B-spline surfaces that are capable of representing surfaces of arbitrary topology by placing restrictions on the connectivity of the control mesh, relaxing C 1 continuity to G1 (geometric) continuity, and allowing n-sided finite elements. This generalized view considers the spline surface to be a collection of possibly rational polynomial maps from independent n-sided polygonal domains, whose union possesses conti- nuity of some number of geometric invariants, such as tangent planes. This more © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1192
Chapter 53: Splines and geometric modeling 1193 general view allows patches to be sewn together to describe free-form surfaces in more complex ways. An n-sided S-patch S is constructed by embedding its n-sided domain polygon P into a simplex whose dimension is one less than the number of sides of the polygon. The edges of the polygon map to edges of the simplex. A B́ezier simplex B is then constructed using as a domain. The patch representation S is obtained by restricting the B́ezier simplex to the embedded domain polygon. A-PATCHES The A-patch technique provides simple ways to guarantee that a constructed im- plicit surface is single-sheeted and free of undesirable singularities. The technique uses the zero contouring surfaces of trivariate Bernstein-B́ezier polynomials to con- struct a piecewise smooth surface. We call such iso-surfaces A-patches. Algorithms to fill an n-sided hole, using either a single multisided A-patch or a network of A-patches, are given in [BE95]. The blends may be C 0 , C 1 ,orC 2 exact fits (inter- polation), as well as C 1 or C 2 least squares fits (interpolation and approximation). For degree-bounded patches, a triangular network of A-patches for the hole may be generated in two ways. First, the n-sided hole is pro jected onto a plane and the result of a planar triangulation is pro jected back onto the hole. Second, an initial multisided A-patch is created for the hole and then a coarse triangulation for the patch is generated using a rational spline approximation [BX94]. MULTIVARIATE BOX SPLINES AND SIMPLEX SPLINES Multivariate splines are a generalization of univariate B-splines to a multivariate set- ting. Multivariate splines have applications in data fitting, computer-aided design, the finite element method, and image analysis. Work on splines has traditionally been for a given planar triangulation using a polynomial function basis. Box splines are multivariate generalizations of B-splines with uniform knots. Many of the basis functions used in finite element calculations on uniform triangles occur as special instances of box splines. In general a box spline is a locally supported piecewise polynomial. One can define translates of box splines that form a negative partition of unity. In the bivariate case, box splines correspond to surfaces defined over a regular tessellation of the plane. If the tessellation is composed of triangles, it is possible to represent the surface as a collection of Bernstein-B́ezier patches. The two most commonly used special tessellations arise from a rectangular grid by drawing in lines in north-easterly diagonals in each subrectangle or by drawing in both diagonals for each subrectangle. For these special triangulations there is an elegant way to construct locally supported splines. Multivariate splines defined as pro jections of simplices are called simplex splines. Auerbach [AMNS91] constructs approximations with simplex splines over irregular triangles. Bivariate quadratic simplicial B-splines defined by their corre- sponding sets of knots derived from a (suboptimal) constrained Delaunayi triangu- lation of the domain are employed to obtain a C 1 surface. This approach is well suited for scattered data. Fong and Seidel [FS86, FS92] construct multivariate B-splines for quadratics and cubics by matching B-patches with simplex splines. The surface scheme is an © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1193
1194 C.L. Bajaj approximation scheme based on blending functions and control points and allows the modeling of C k−1 continuous piecewise polynomial surfaces of degree k over arbitrary triangulations of the parameter plane. The resulting surfaces are defined as linear combinations of the blending functions, and are parametric piecewise poly- nomials over a triangulation of the parameter plane whose shape is determined by their control points. 53.3 FREE -FORM SURFACES The representation of free-form surfaces is one of the major issues in geometric modeling. These surfaces are generally defined in a piecewise manner by smoothly joining several, mostly four-sided, patches. Common approaches to constructing surfaces over irregular meshes are local construction, blending polynomial pieces, and splitting. GLOSSARY Blending polynomial pieces: Constructing k pieces for a k-sided mesh facet such that each piece matches a part of the facet data, and a convex combination of the pieces matches the whole. Vertex enclosure constraint: Not every mesh of polynomial curves with a well-defined tangent plane at the mesh points can be interpolated by a smooth regularly parameterized surface with one polynomial piece per facet. Thiscon- straint on the mesh is a necessary and sufficient condition to guarantee the existence of such an interpolant [Pet91]. Rational patches, singular parametriza- tions, and the splitting of patches are techniques to enforce the vertex enclosure constraint. MAIN RESULTS Blending approaches prescribe a mesh of boundary curves and their normal deriva- tives. For this approach, however, the existence of a well-defined tangent plane at the data points is not sufficient to guarantee the existence of a C 1 mesh in- terpolant, because the mixed derivatives puv and pvu are given independently at any point p. Splitting approaches, on the other hand, expect to be given at least tangent vectors at the data points, and sometimes the complete boundary. Mann et al. [MLL+92] conclude that local polynomial interpolants generally produce un- satisfactory shapes. With splitting schemes, every triangle in the triangulation of the data points (also called a macro-triangle) is split into several mini-triangles. Split-triangle in- terpolants do not require derivative information of higher order than the continuity of the desired interpolant. The simplest of the split-triangle interpolants is the C 1 Clough-Tocher interpolant. Each vertex is joined to the centroid, and the macro- triangle is split into three mini-triangles. The first-order data that this interpolant requires are position and gradient value at the macro-triangle vertices, plus some cross-boundary derivative at the midpoint of each edge. There are twelve data per © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1194
Chapter 53: Splines and geometric modeling 1195 macro-triangle, and cubic polynomials are used over each mini-triangle. The C 1 Powell-Sabin interpolants produce C 1 piecewise quadratic interpolants to C 1 data at the vertices of a triangulated data set. Each macro-triangle is split into six or twelve mini-triangles. PARAMETRIC PATCH SCHEMES These patches are given in vector valued parametric form, generally mapping a rectangular or triangular parametric domain into R 3 . Parametric free-form surface patch schemes are summarized in Table 53.3.1 . TABLE 53.3 .1 Free-form parametric schemes. DEGREE SCHEME INPUT PROPERTIES Piecewise biquartic local interpolation cubic curve mesh C1, interpolate second-order data at mesh points Piecewise biquadratic G-edges control points on a mesh with ar- bitrary top ology G1, system of linear eqns for smoothness conditions around singular vertices Sextic triangular pieces approximation, no local splitting triangular control mesh G1 Quadratic/cubic triangular pieces splitting, subdivision irregular mesh of points C1, refine mesh by Doo-Sabin to isolate regions of irregular points IMPLICIT PATCH SCHEMES While it is possible to model a general closed surface of arbitrary genus as a single implicit surface patch, the geometry of such a global surface is difficult to specify, interactively control, and polygonize. The main difficulties stem from the fact that implicit representations are iso-contours which generally have multiple real sheets, self-intersections, and several other undesirable singularities. Looking on the bright side, implicit polynomial splines of the same geometric degree have more degrees of freedom compared with parametric splines, and hence potentially are more flexible for approximating a complicated surface with fewer pieces and for achieving a higher order of smoothness. The potential of implicits remains largely latent: virtually all commercial and many research modeling systems are based on the parametric representation. An exception is shastra, which allows modeling with both implicit and parametric splines [Baj93]. Implicit free-form surface schemes are summarized inTable53.3 .2 . A-SPLINES An A-spline is a piecewise Gk -continuous chain of real algebraic curve segments, such that each curve segment is a smooth and single-sheeted zero contour of a bivari- ate Bernstein-B́ezier polynomial (called a regular curve segment). A-splines are © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1195
1196 C.L. Bajaj TABLE 53.3 .2 Free-form implicit schemes. DEGREE SCHEME INPUT PROPERTIES 5,7 local interpolation, no splitting curve mesh from spatial triang C1 interpolate or approximate 2 simplicial hull construction spatial triangulation 3 simplicial hull construction, Clough- Tocher split spatial triangulation C 1 3 simplicial hull construction, Clough- Tocher split of coplanar faces spatial triangulation C 1 A-patches, 3or4sides 5 simplicial hull construction, Clough- Tocher split of coplanar faces spatial triangulation C 2 A-patches a suitable polynomial form for working with piecewise implicit polynomial curves. A characterization of A-splines defined over triangles or quadrilaterals is avail- able [BX99, XB00], as is a detailing of their applications in curve design and fit- ting [BX01]. CURVILINEAR MESH SCHEMES Baja j and Ihm [Baj92, BI92a] construct implicit surfaces to solve the scattered data-fitting problem. The resulting surfaces approximate or contain with C1 con- tinuity any collection of points and algebraic space curves with derivative informa- tion. Their Hermite interpolation algorithm solves a homogeneous linear system of equations to compute the coefficients of the polynomial defining the algebraic surface. This idea has been extended to C k (rescaling continuity) interpolate or least squares approximate implicit or parametric curves in space [BIW93]. This problem is formulated as a constrained quadratic minimization problem, where the algebraic distance is minimized instead of the geometric distance. In a curvilinear-mesh-based scheme, Bajaj and Ihm [BI92b] construct low- degree implicit polynomial spline surfaces by interpolating a mesh of curves in space using the techniques of [Baj92, BI92a, BIW93]. They consider an arbitrary spatial triangulation T consisting of vertices in R 3 (or more generally, a simplicial polyhedron P when the triangulation is closed), with possibly normal vectors at the vertex points. Their algorithm constructs a C 1 mesh of real implicit algebraic surface patches over T or P . The scheme is local (each patch has independent free parameters) and there is no local splitting. The algorithm first converts the given triangulation or polyhedron into a curvilinear wire frame, with at most cubic parametric curves which C1 interpolate all the vertices. The curvilinear wire frame is then fleshed to produce a single implicit surface patch of degree at most 7 for each triangular face T of P . If the triangulation is convex then the degree is at most 5. Similar techniques exist for parametrics [Pet91, Far86, Sar87]; however, the geometric degrees of the solution surfaces tend to be prohibitively high. SIMPLEX- AND BOX-BASED SCHEMES In a simplex-based approach, one first constructs a tetrahedral mesh (called the simplicial hull) conforming to a surface triangulation T of a polyhedron P .The implicit piecewise polynomial surface consists of the zero set of a Bernstein-B́ezier polynomial, defined within each tetrahedron (simplex) of the simplicial hull. A © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1196
Chapter 53: Splines and geometric modeling 1197 simplex-based approach enforces continuity between adjacent patches by enforc- ing that vertex/edge/face-adjacent trivariate polynomials are continuous with one another. Similar to the trivariate interpolation case, Powell-Sabin or Clough-Tocher splits are used to introduce degree-bounded vertices to prevent the continuity sys- tem from propagating globally. Such splitting, however, could result in a large number of patches. However, as only the zero set of the polynomial is of interest, one does not need a complete mesh covering the entire space. Sederberg [Sed85] showed how various smooth implicit algebraic surfaces, rep- resented in trivariate Bernstein basis form, can be manipulated as functions in B́ezier control tetrahedra with finite weights. He showed that if the coefficients of the Bernstein-B́ezier form of the trivariate polynomial on the lines that parallel one edge, say L, of the tetrahedron all increase (or decrease) monotonically in the same direction, then any line parallel to L will intersect the zero contour algebraic surface patch at most once. Guo [Guo91] used cubics to create free-form geometric models and enforced monotonicity conditions on a cubic polynomial along the direction from one vertex to a point of the face opposite the vertex. A Clough-Tocher split is used to subdivide each tetrahedron of the simplicial hull. Dahmen and Thamm-Scharr [DTS93] utilize a single cubic patch per tetrahedron, except for tetrahedra on coplanar faces. Lodha [Lod92] constructed low degree surfaces with both parametric and im- plicit representations and investigated their properties. A method is described for creating quadratic triangular B́ezier surface patches that lie on implicit quadric sur- faces. Another method is described for creating biquadratic tensor product B́ezier surface patches that lie on implicit cubic surfaces. The resulting patches satisfy all the standard properties of parametric B́ezier surfaces, including interpolation of the corners of the control polyhedron and the convex hull property. Ba jaj and Ihm, Guo, and Dahmen [BI92b, Guo91, Guo93, Dah89] provide heuristics based on monotonicity and least square approximation to circumvent the multiple-sheeted and singularity problems of implicit patches. Ba jaj, Chen, and Xu [BCX95] construct 3- and 4-sided A-patches that are implicit surfaces in Bernstein-B́ezier (BB) form and that are smooth and single- sheeted. They give sufficiency conditions for the BB form of a trivariate polynomial within a tetrahedron, such that the zero contour of the polynomial is a single- sheeted nonsingular surface within the tetrahedron, and its cubic-mesh complex for the polyhedron P is guaranteed to be both nonsingular and single-sheeted. They distinguish between convex and nonconvex facets and edges of the triangulation. A double-sided tetrahedron is built for nonconvex facets and edges, and single-sided tetrahedra are built for convex facets and edges. A generalization of Sederberg’s condition is given for a three-sided j-patch where any line segment passing through the j th vertex of the tetrahedron and its opposite face intersects the patch only once. Instead of having coefficients be monotonically increasing or decreasing there is a single sign change condition. There are also free parameters for both local and global shape control. Reconstructing surfaces and scalar fields defined over the surface from scattered data using implicit B́ezier splines is described in [BBX95, BX97, CX01]. See also Chapter30. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1197
1198 C.L. Bajaj 53.4 MULTIRESOLUTION SPLINE SURFACES SUBDIVISION SURFACES Subdivision techniques can be used to produce generally pleasing surfacesfrom arbitrary control meshes. The faces of the mesh need not be planar, nor need the vertices lie on a topologically regular mesh. Subdivision consists of splitting and averaging. Each edge or face is split, and each new vertex introduced by the splitting is positioned at a fixed affine combination of its neighbor’s weights. Subdivision schemes are summarized in Table 53.4.1 . TABLE 53.4 .1 Subdivision schemes. TYPE PROPERTIES Doo-Sabin; Catmull-Clark C1 , interpolate centroids of all faces at each step Nasri interpolate points/normals on irregular networks Loop C1 , split each triangle of a triangular mesh into 4 triangles Hoppe et al. extends Loop’s method to incorporate shape edges in limit surfaces; initial vertices belong to vertex, edge, or face of limit surface Storry and Ball C1 n-sided B-spline patch to fit in bicubic surface, one dof Yn, Levin, and Gregory interp olatory butterfly subdivision, mo dify set of deterministic rules for subdivision Bajaj, Chen, and Xu approximation, one step subdivision to build simplicial hull, C1 cubic and C2 quintic A-patches Reif regularity conditions MAIN ALGORITHMS Subdivision algorithms start with a polyhedral configuration of points, edges, and faces. The control mesh will in general consist of large regular regions and isolated singular regions. Subdivision enlarges the regular regions of the control net and shrinks the singular regions. Each application of the subdivision algorithm con- structs a refined polyhedron, consisting of more points and smaller faces, tending in the limit to a smooth surface. In general the new control points are computed as linear combinations of old control points. The associated matrix is called the subdivision matrix. Except for some special cases, the limiting surface does not have an explicit analytic representation. If each face of the polyhedron is a rectan- gle, the Doo-Sabin subdivision rules generate biquadratic tensor product B-splines, and the Catmull-Clark subdivision rules generate bicubic tensor product B-splines. Also, the subdivision technique of Loop generates three-direction box splines. Reif [Rei92] presents a unified approach to subdivision algorithms for meshes with arbitrary topology and gives a sufficient condition for the regularity of the surface. The existence of a smooth regular parametrization for the generated surface © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1198
Chapter 53: Splines and geometric modeling 1199 near the point is determined from the leading eigenvalues of the subdivision matrix and an associated characteristic map. Details and further discussion of recent subdivision schemes are available from [WW02]. APPROXIMATING SCHEMES Baja j, Chen, and Xu [BCX94] construct an “inner” simplicial hull after one step of subdivision of the input polyhedron P . As in traditional subdivision schemes, P is used as a control mesh for free-form modeling, while an inner surface triangulation T of the hull can be considered as the second level mesh. Both a C 1 mesh with cubic A-patches and a C 2 mesh with quintic patches can be constructed to approximate the polyhedron P [XBE01]. INTERPOLATING SCHEMES There are two key approaches to constructing interpolating subdivision surfaces. One approach is to first compute a new configuration of vertices, edges, and faces with the same topology such that the vertices of the new configuration converge to the given vertices in the limit. The subdivision technique is then applied to this new configuration The other approach is to modify the deterministic subdivision rules so that the limiting surface interpolates the vertices. HIERARCHICAL SPLINES Hierarchical splines are a multiresolution approach to the representation and ma- nipulation of free-form surfaces. A hierarchical B-spline is constructedfromabase surface (level 0) and a series of overlays are derived from the immediate parent in the hierarchy. Forsey and Bartels [FB88] present a refinement scheme that uses a hierarchy of rectangular B-spline overlays to produce C 2 surfaces. Overlays can be added manually to add detail to the surface, and local or global changes tothe surface can be made by manipulating control points at different levels. Forsey and Wang [FW93] create hierarchical bicubic B-spline approximations to scanned cylindrical data. The resulting hierarchical spline surface is interactively modifiable using editing capabilities of the hierarchical surface representation, al- lowing either local or global changes to surface shape while retaining the details of the scanned data. Oscillations occur, however, when the data have high-amplitude or high-frequency regions. Forsey and Bartels use a hierarchical wavelet-based representation for fitting tensor product parametric spline surfaces to gridded data in [FB95]. The multiresolution representation is extend to include arbitrary meshes in [EDD+95]. The method is based on approximating an arbitrary mesh by a spe- cial type of mesh and using a continuous parametrization of the arbitrary mesh over a simple domain mesh. Further discussion of wavelet based multiresolution schemes and some of their applications is available from [SDS96]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1199
1200 C.L. Bajaj 53.5 PHYSICALLY BASED APPROACHES TO SURFACE MODELING ENERGY-BASED SPLINES A group of researchers [TF88, PB88, PTBK87, WFB87, BHN99] have presented discrete models which are based extensively on the theory of elasticity and plastic- ity, using energy fields to define and enforce constraints. Haumann [Hau87] used the same approach but used a triangulated model and a simpler physical model based on points, springs, and hinges. Thingvold and Cohen [TC90] defined a model of elastic and plastic B-spline surfaces which supports both animation and design operations. The basis for the physical model is a generalized point-mass/spring/hinge model that has been adapted into a simultaneous refinement of the geometric/physical model. Always having a sculptured surface representation as well as the physical hinge/spring/mesh model allows the user to intertwine physical-based operations, such as force application, with geometrical modeling. Refinement operations for spring and hinge B-spline models are compatible with the physics and mathematics of B-spline models. The models of elasticity and plasticity are written in terms of springs and hinges, and can be implemented with standard integration tech- niques to model realistic motions of elastic and plastic surfaces. These motions are controlled by the physical properties assigned and by kinematic constraints on various portions of the surface. Terzopoulos and Qin [TQ94] develop a dynamic generalization of the nonuniform rational B-spline (NURBS) model. They present a physics-based model that incorporates mass distributions, internal deformation energies, and other physical quantities into the NURBS geometric substrate. These dynamic NURBS can be used in applications such as rounding of solids, optimal surface fitting to unstructured data, surface design from cross-sections, and free- form deformations. DIFFERENTIAL EQUATIONS AND SURFACE SPLINES Early research on using partial differential equations (PDEs) to handle surface modeling problems trace back to Bloor et al.’s work at the end of the 1980s ([BW89a, BW89b, BW90]). The basic idea of these papers is the use of biharmonic equations on a rectangular domain to solve blending and hole filling problems. One of the advantages of using the biharmonic equation is that it is linear, and there- fore easier to solve. However, the solution of the equation depends on the surface parametrization. The evolution technique, based on the heat equation ∂t x − ∆x = 0, has been extensively used in the area of image processing (see [PM87, PR99, Wei98], where ∆isa2D Laplace operator. This was extended later to smoothing or fairing noisy surfaces (see [CDR00, DMSB99, DMSB00]). For a surface M , the counterpart of the Laplacian ∆ is the Laplace-Beltrami operator ∆M (see [dC92]). One then obtains the geometric diffusion equation ∂tx − ∆M x = 0 for a surface point x(t)onthe surface M (t). Taubin [Tau95] discusses the discretized operator of the Laplacian and related approaches in the context of generalized frequencies on meshes. Kobbelt © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1200
Chapter 53: Splines and geometric modeling 1201 [Kob96] considers discrete approximations of the Laplacian in the construction of fair interpolatory subdivision schemes. This work was extended in [KCVS98] to arbitrary connectivity for purposes of multi-resolution interactive editing. Desbrun et al. [DMSB99] used an implicit discretization of geometric diffusion to obtain a strongly stable numerical smoothing scheme. The same strategy of discretization is also adopted and analyzed by Deckelnick and Dziuk [DD02] with the conclusion that this scheme is unconditionally stable. Clarenz et al. [CDR00] introduced anisotropic geometric diffusion to enhance features while smoothing. Ohtake et al. [OBB00] combined an inner fairness mechanism in their fairing process to increase the mesh regularity. Bajaj and Xu [BX03] smooth both surfaces and functions on surfaces, in a C 2 smooth function space defined by the limit of triangular subdivision surfaces (quartic Box splines). Similar to surface diffusion using the Laplacian, a more general class of PDE based methods called flow surface techniques have been developed which sim- ulate different kinds of flows on surfaces (see [WJE00] for references) usingthe equation ∂tx − v(x, t) = 0, where v(x, t) represents the instantaneous stationary velocity field. Level set methods were also used in surface fairing and surface reconstruction; see [BCO00, BSCO00, CS99, MBWB02, OF00, WB98, ZOF01, ZOMK00]. In these methods, surfaces are formulated as iso-surfaces (level surfaces) of 3D functions, which are usually defined from the signed distance over Cartesian grids of a volume. An evolution PDE on the volume governs the behavior of the level surface. These level-set methods have several attractive features including, ease of implementation, arbitrary topology [BW01] and a growing body of theoretical results. Often, fine surface structures are not captured by level sets, although it is possible to use adaptive [PR99] and triangulated grids as well as Hermite data [JLSW02, KBSS01]. To reduce the computationally complexity, Bertalmio et al. [BCO00, BSCO00] solve the PDE in a narrow band for deforming vectorial functions on surfaces (witha fixed surface represented by the level surface). Recently, surface diffusion flow has been used to solve the surface blending problem and free-form surface design problem. In [SK00], fair meshes with G1 conditions are created in the special case where the meshes are assumed to have subdivision connectivity. In this work, local surface parametrization is still used to estimate the surface curvatures. A later paper [SK01] uses the same equation for smoothing meshes while satisfying G1 boundary conditions. Outer fairness (the smoothness in the classical sense) and inner fairness (the regularity of the vertex distribution) criteria are used in their fairing process. Another category of surface fairing research is based on utilizing optimization techniques. In this category, one constructs an optimization problem that min- imizes certain objective functions [Gre94, HG00, MS92, Sap94, WW92], suchas thin plate energy, membrane energy [KCVS98], total curvature [KHPS97, WW94], or sum of distances [Mal92]. Using local interpolation or fitting, or replacing differ- ential operators with divided difference operators, the optimization problems are discretized to arrive at finite dimensional linear or nonlinear systems. Approximate solutions are then obtained by solving the constructed systems. In general, such an approach is quite computationally intensive. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1201
1202 C.L. Bajaj 53.6 SOURCES AND RELATED MATERIAL SURVEYS All results not given an explicit reference above may be traced in these surveys. [Alf89]: Scattered data fitting and multivariate splines. [Baj92, Baj97]: Summary of data fitting with implicit algebraic splines. [BBB87]: Application of B-splines. [Chu92, Dau92]: An introduction to wavelets. [deB78]: An introduction to B-splines. [dHR93]: An introduction to Box splines. [DM83]: Scattered data fitting and multivariate splines. [Far86, Far98]: Summary of the history of triangular Bernstein-B́ezier patches. [GL93]: An introduction to Knot manipulation techniques in splines. [HL93]: An introduction to computer aided geometric design. [Hol82]: Scattered data fitting and multivariate splines. [Sch81, Sch94]: Scattered data fitting and multivariate splines. [SDS96]: Application of wavelet representations. [WW02]: Subdivision techniques. RELATED CHAPTERS Chapter 25: Triangulations Chapter 33: Computational real algebraic geometry Chapter 49: Computer graphics Chapter 56: Solid modeling REFERENCES [Alf89] P. Alfeld. Scattered data interp olation in three or more variables. In T. Lyche and L.L . Schumaker,editors,Mathematical Methods in Computer Aided Geometric Design,pages 1–34,Academic Press,San Diego,1989. [AMNS91] S. Auerbach,R.H .J. Gmelig Meyling,M. Neamtu,and H. Schaeb en. Approximation and geometric modeling with simplex B-splines asso ciated with irregular triangles. Comput. Aided Geom. Design,8:67–87,1991. [Baj92] C.L . Bajaj. Surface fitting with implicit algebraic surface patches. In H. Hagen, editor, Topics in Surface Modeling,pages 23–52. SIAM Publications,1992. [Baj93] C.L . Ba jaj. The emergence of algebraic curves and surfaces in geometric design. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1202
Chapter 53: Splines and geometric modeling 1203 In R. Martin,editor,Directions in Geometric Computing,pages 1–29. Information Geometers,Winchester,1993. [Baj97] C.L . Bajaj. Implicit surface patches. In J. Bloomenthal,editor, Introduction to Implicit Surfaces,pages 98–125,Morgan Kaufman,San Francisco,1997. [BBB87] R. Bartels,J. Beatty,and B. Barsky. An Introduction to Splines for Use in Computer Graphics and Geometric Modeling. Morgan Kaufmann,San Francisco,1987. [BBCS99] F. Bernardini,C.L . Bajaj,J. Chen,and D. Schikore. Automatic reconstruction of 3D CAD models from digital scans. Comput. Geom. Theory Appl.,pages 327–369,1999. [BBX95] C.L . Ba jaj,F. Bernardini,and G. Xu. Automatic Reconstruction of Surfaces and Scalar Fields from 3D Scans. Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 95,pages 109–118, 1995. [BCO00] M. Bertalmio,L.T . Cheng,and S.J. Osher. Variational problems and partial dif- ferential equations on implicit surfaces. CAM Report 00-23,UCLA,Math. Dept., 2000. [BCX94] C.L . Bajaj,J. Chen,and G. Xu. Smooth low degree approximations of polyhedra. Comput. Sci. Tech. Rep.,CSD-TR-94-002, Purdue Univ.,1994. [BCX95] C.L . Bajaj,J. Chen,and G. Xu. Modeling with cubic A-patches. ACM Trans. Graph., 14:103–133,1995. [BE95] C.L . Ba jaj and S. Evans. Smo oth multi-sided blends with A-patches. Presented at Fourth SIAM Conf. Geometric Design,1995. [BHN99] C.L . Ba jaj,R. Holt,and A. Netravali. Energy formulations for A-splines. Comput. Aided Geom. D esign ,16:39–59,1999. [BI92a] C.L . Bajaj and I. Ihm. Algebraic surface design with hermite interp olation. ACM Trans. Graph.,11:61–91,1992. [BI92b] C.L . Bajaj and I. Ihm. C 1 Smoothing of polyhedra with implicit algebraic splines. Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 92,pages 79–88,1992. [BIW93] C.L . Bajaj,I. Ihm,and J. Warren. Higher-order interp olation and least-squares approximation using implicit algebraic surfaces. ACM Trans. Graph.,12:327–347, 1993. [BSCO00] M. Bertalmio,G. Sapiro,L.T . Cheng,and S.J . Osher. A framework for solving surface partial differential equations for computer graphics applications. CAM Report 00-43, UCLA,Math. Dept.,2000. [BW89a] M.I .G. Bloor and M.J . Wilson. Generating blend surfaces using partial differential equations. Comput. Aided Design,21:165–171,1989. [BW89b] M.I .G. Bloor and M.J . Wilson. Generating N-sided patches with partial differential equations. In Advances in Comput. Graph.,pages 129–145. Springer-Verlag,Berlin, 1989. [BW90] M.I .G. Bloor and M.J . Wilson. Using partial differential equations to generate free- form surfaces. Comput. Aided Design,22:221–234,1990. [BW01] D. Breen and R. Whitaker. A level-set approach for the metamorphosis of solid models. IEEE Trans. Visualization Comput. Graphics,7:173–192,2001. [BX94] C.L . Bajaj and G. Xu. Rational spline approximations of real algebraic curves and surfaces. In H.P. Dikshit and C. Micchelli,editors,Advances in Computational Math- ematics,pages 73–85 . World Scientific,Singapore,1994. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1203
1204 C.L. Bajaj [BX97] C.L . Bajaj and G. Xu. Modeling and visualization of C 1 and C2 scattered function data on curved surfaces. Comput. Aided Geom. Design,1997. [BX99] C.L . Bajaj and G. Xu. A -splines: Local interpolation and approximation using Gk - continuous piecewise real algebraic curves. Comput. Aided Geom. Design,16:557–578, 1999. [BX01] C.L . Bajaj and G. Xu. Regular algebraic curve segments (III)—applicationsininter- active design and data fitting. Comput. Aided Geom. Design,18:149–173,2001. [BX03] C.L . Bajaj and G. Xu. Anisotropic diffusion of surfaces and functions on surfaces. ACM Trans. Graph.,22:4–32,2003. [CDR00] U. Clarenz,U. Diewald,and M. Rumpf. Anisotropic geometric diffusion in surface pro cessing. In Proc. IEEE Visualization,pages 397–505,Salt Lake City,Utah,2000. [CF83] H. Chiyokura and K. Fumihiko. Design of solids with free form surfaces. Comput. Graph.,17:289–298,1983. [Chu92] C. Chiu. An Introduction to Wavelets. Academic Press,Boston,1992. [CS99] D.L . Chopp and J.A . Sethian. Motion by intrinsic laplacian of curvature. Interfaces and Free Boundaries,1:1–18,1999. [CX01] C.L . Ba jaj and G. Xu. Smo oth shell construction with mixed prism fat surfaces. In Geometric Modeling,pages 19–36. Springer-Verlag,Computing Supplementum 14, 2001. [Dah89] W. Dahmen. Smooth piecewise quadratic surfaces. In T. Lyche and L.L . Schumaker, editors, Mathematical Methods in Computer Aided Geometric Design,pages 181–193. Academic Press,Boston,1989. [Dau92] I. Daub echies. Ten Lectures on Wavelets. SIAM,Philadelphia,1992. [dC92] M. do Carmo. Riemannian Geometry. Birkḧauser,Boston,1992. [DD02] K. Deckelnick and G. Dziuk. A fully discrete numerical scheme for weighted mean curvature flow. Numerische Mathematik,91:423–452,2002. [deB78] C. de Boor. A Practical Guide to Splines. Springer-Verlag,New York,1978. [dHR93] C. de Boor,K. Hollig,and S. Riemenschneider. Box Splines. Springer-Verlag,New York,1993. [DM83] W. Dahmen and C. Micchelli. Recent progress in multivariate splines. In L. Shumaker, C. Chui,and J. Word,editors,Approximation Theory IV,pages 27–121. Academic Press,1983. [DMS92] W. Dahmen,C. Micchelli,and H. - P. Seidel. Blossoming begets B-spline bases built better by B-patches. Mathematics of Computation,59:97–115,1992. [DMSB99] M. Desbrun,M. Meyer,P. Schr̈oder,and A.H . Barr. Implicit fairing of irregular meshes using diffusion and curvature flow. Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 99,pages 317–324,1999. [DMSB00] M. Desbrun,M. Meyer,P. Schr̈oder,and A.H . Barr. Discrete differential-geometry op erators in nD , http://www.multires.caltech.edu/pubs/,2000. [DTS93] W. Dahmen and T-M. Thamm-Schaar. Cubicoids: Modeling and visualization. Com- put. Aided Geom. Design,10:89–108,1993. [EDD+ 95] M. Eck,T.D. DeRose,T. Duchamp,H. Hoppe,M. Lounsbery,and W. Stuetzle. Multiresolution analysis of arbitrary meshes. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 95, pages 173–180,1995. [Far86] G. Farin. Triangular Bernstein-B́ezier Patches. Comput. Aided Geom. Design,3:83– 127,1986. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1204
Chapter 53: Splines and geometric modeling 1205 [Far98] G. Farin. Curves and Surfaces for Computer Aided Geometric Design: A Practical Guide. Academic Press,Boston,1998. [FB88] D. Forsey and R. Bartels. Hierarchial B-spline refinement. Proc. ACM Conf. SIG- GRAPH 88,pages 205–212,1988. [FB95] D. Forsey and R. Bartels. Surface fitting with hierarchical splines. ACM Trans. Graph.,14:134–161,1995. [for95] D. Forsey. Surface fitting with hierarchical splines. ACM Trans. Graph.,14:134–161, 1995. [FS86] P. Fong and H.- P. Seidel. Control points for multivariate B-spline surfaces over arbi- trary triangulations. Computer Graphics Forum,10:309–317,1986. [FS92] P. Fong and H. - P. Seidel. An implementation of multivariate B-spline surfaces over arbitrary triangulations. In Proc. Graphics Interface,pages 1–10,Vancouver,B.C., 1992. [FW93] D. Forsey and L. Wang. Multi-resolution surface approximation for animation. In Proc. Graphics Interface,pages 192–199,Toronto,May 1993. [GH87] J.A . Gregory and J. Hahn. Geometric continuity and convex combination patches. Comput. Aided Geom. Design,4:79–89,1987. [GL93] R.N . Goldman and T. Lyche. Knot Insertion and Deletion Algorithms for B-spline Curves and Surfaces. SIAM,1993. [Gre83] J.A . Gregory. C 1 rectangular and non–rectangular surface patches. In R.E. Barnhill and W. Boehm,editors,Comput. Aided Geom. Design,pages 25–33 . North–Holland, Amsterdam,1983. [Gre94] G. Greiner. Variational design and fairing of spline surface. Comput. Graph. Forum, 13:143–154,1994. [Guo91] B. Guo. Surface generation using implicit cubics. In N.M . Patrikalakis,editor,Sci- entific Visualization of Physical Phenomena,pages 485–530. Springer-Verlag,Tokyo, 1991. [Guo93] B. Guo. Non-splitting macro patches for implicit cubic spline surfaces. Comput. Graph. Forum,12:434–445,1993. [GW91] T. Garrity and J. Warren. Geometric continuity. Comput.AidedGeom.Design, 8:51–65,1991. [Hau87] D. Haumann. Modeling the physical behavior of flexible objects. ACM SIGGRAPH Course Notes #17,1987. [HF84] M. Hosaka and K. Fumihiko. Non-four-sided patch expressions with control points. Comput. Aided Geom. Design,1:75–86,1984. [HG00] A. Hubeli and M. Gross. Fairing of non-manifolds for visualization.InProc. IEEE Visualization,pages 407–414,Salt Lake City,2000. [HL93] J. Hoschek and D. Lasser. Fundamentals of Computer Aided Geometric Design.A . K. Peters,Wellesley,1993. Translated by L.L . Schumaker. [Hol82] K. Hollig. Multivariate splines. SIAM J. Numer. Anal.,19:1013–1031,1982. [JLSW02] T. Ju,F. Losasso,S. Schaefer,and J. Warren. Dual contouring of hermite data. Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 02,pages 339–346,2002. [KBSS01] L. Kobb elt,M. Botsch,U. Schwanecke,and H. -P. Seidel. Feature sensitive surface extraction from volume data. Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 01,pages 51–66,2001. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1205
1206 C.L. Bajaj [KCVS98] L. Kobbelt,S. Campagna,J. Vorsatz,and H.- P. Seidel. Interactive muti-resolution modeling on arbitrary meshes. Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 98,pages 105–114, 1998. [KHPS97] L. Kobb elt,T. Hesse,H. Prautzsch,and K. Schweizerhof. Iterative mesh generation for FE-computation on free form surfaces. Engng. Comput.,14:806–820,1997. [Kob96] L. Kobbelt. Discrete fairing. In T. Goodman and Ralph Martin,editors, The Math- ematics of Surfaces VII,pages 101–129. Information Geometers,1996. [LD89] C. Lo op and T.D. DeRose. A multisided generalization of B́ezier surfaces. ACM Trans. Graph.,8:205–234,1989. [LD90] C. Loop and T.D . DeRose. Generalized B-spline surfaces of arbitrary top ology. Com- put. Graph.,24:347–356,1990. [Lod92] S. Lodha. Surface approximation by low degree patches with multiple representations. Ph.D. thesis,Purdue Univ.,West Lafayette,1992. [Mal92] J.L . Mallet. Discrete smooth interp olation in geometric modelling. Comput. Aided Design,24:178–191,1992. [MBWB02] K. Museth,D. Breen,R. Whitaker,and A.H . Barr. Level set surface editing operators. Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 88,pages 330–338,2002. [MLL+92] S. Mann,C. Loop,M. Lounsb ery,D. Meyers,J. Painter,T.D. DeRose,and K. Sloan. A survey of parametric scattered data fitting using triangular interp olants. In H. Ha- gen,editor,Curve and Surface Modeling,pages 145–172. SIAM,Philadelphia,1992. [MS92] H. Moreton and C.H. Śequin Functional optimization for fair surface design. ACM Comput. Graph.,pages 409–420,1992. [MW91] D. Moore and J. Warren. Approximation of dense scattered data using algebraic surfaces. In Proc. 24th Hawaii Internat. Conf. System Sci.,pages 681–690,Kauai, Hawaii,1991. [OBB00] Y. Ohtake,A.G . Belyaev,and I.A. Bogaevski. Polyhedral surface smoothing with simultaneous mesh regularization. In Proc. Geom. Modeling Processing,pages 229– 237,2000. [OF00] S.J . Osher and R.P. Fedkiw. Level set methods. CAM Rep ort 00-07,UCLA,Math. Dept.,2000. [PB88] J. Platt and A.H . Barr. Constraint methods for flexible models. Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 88,pages 279–288,1988. [Pet90a] J. Peters. Local cubic and bicubic C 1 surface interp olation with linearly varying boundary normal. Comput. Aided Geom. Design,7:499–516,1990. [Pet90b] J. Peters. Smo oth mesh interpolation with cubic patches. Comput. Aided Design, 22:109–120,1990. [Pet91] J. Peters. Smo oth interp olation of a mesh of curves. Constructive Approx.,7:221–246, 1991. [Pet93] J. Peters. Smo oth free-form surfaces over irregular meshes generalizing quadratic splines. Comput. Aided Geom. Design,10:347–361,1993. [Pet02] J. Peters. C 2 free-form surfaces of degree (3,5). Comput. Aided Geom. Design,19(2), 2002. [PK89] N.M . Patrikalakis and G.A . Kriezis. Representation of piecewise continuous algebraic surfaces in terms of b-splines. Visual Comput.,5:360–374,1989. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1206
Chapter 53: Splines and geometric modeling 1207 [PM87] P. Perona and J. Malik. Scale space and edge detection using anisotropic diffusion. In IEEE Comput. Soc. Workshop Comput. Vision,1987. [PR99] T. Preußer and M. Rumpf. An adaptive finite element method for large scale image pro cessing. In Scale-Space Theories in Computer Vision,pages 232–234,1999. [PTBK87] J. Platt,D. Terzop oulos,A.H . Barr,K. Fleischer. Elastically deformable mo dels. Comput. Graph.,21:205–214,1987. [Rei92] U. Reif. A unified approach to sub division algorithms. Tech. Rep. 92-16,Mathema- tisches Institut A,Universiẗat Stuttgart,1992. [Sap94] N. Sapidis. Designing Fair Curves and Surfaces. SIAM,Philadelphia,1994. [Sar87] R.F. Sarraga. G 1 interpolation of generally unrestricted cubic B́ezier curves. Comput. Aided Geom. D esign ,4:23–39,1987. [Sch81] L.L . Schumaker. Spline Functions: Basic Theory. Wiley,New York,1981. [Sch94] L.L . Schumaker. Applications of multivariate splines. In Math. Comput., 1943– 1993: A Half–century of Computations Mathematics, Proc. Symposia in Applied Mathematics,Volume 48. Amer. Math. Soc.,Providence,1994. [SDS96] E.J . Stollnitz,T.D. DeRose,and D. Salesin. Wavelets for Computer Graphics: Theory and Applications. Morgan Kaufmann,San Francisco,1996. [Sed85] T.W . Sederberg. Piecewise algebraic patches. Comput.AidedGeom.Design,2:53–59, 1985. [Sei89] H.- P. Seidel. A new multiaffine approach to B-splines. Comput. Aided Geom. Design, 6:23–32,1989. [SK00] R. Schneider and L. Kobbelt. Generating fair meshes with G1 boundary conditions. In Geometric Modeling Processing,pages 251–261,2000. [SK01] R. Schneider and L. Kobb elt. Geometric fairing of triangular meshes for free-form surface design, Comput. Aided Geom. Design,18:359–379,2001. [Tau95] G. Taubin. A signal processing approach to fair surface design. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 95,pages 351–358,1995. [TC90] J. Thingvold and E. Cohen. Physical modeling with B-spline surfaces for interactive design and animation. Comput. Graph.,24:129–137,1990. [TF88] D. Terzopoulos and K. Fleischer. Modeling inelastic deformation: Visoelasticity, plasticity,fracture. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 88,pages 269–278,1988. [TQ94] D. Terzopoulos and H. Qin. Dynamic nurbs with geometric constraint s for interactive sculpting. ACM Trans. Graph.,13:103–136,1994. [War92] J. Warren. Creating multisided rational bezier surfaces using base points. ACM Trans. Graph.,11:127–139,1992. [WB98] R. Whitaker and D. Breen. Level set models for the deformation of solid objects. In Proc. 3rd Internat. Eurographics Workshop Implicit Surfaces,pages 19–35,June 1998. [Wei98] J. Weickert. Anisotropic Diffusion in Image Processing. B.G. Teubner,Stuttgart, 1998. [WFB87] A. Witkin,K. Fleischer,and A.H . Barr. Energy constraints on parameterized models. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 87,pages 225–232,1987. [WJE00] R. Westermann,C. Johnson,and T. Ertl. A level-set method for flow visualization. In Proc. IEEE Visualization,pages 147–154,Salt Lake City,2000. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1207
1208 C.L. Bajaj [WW92] W. Welch and A. Witkin. Variational surface modeling. Comput. Graph.,26:157–166, 1992. [WW94] W. Welch and A. Witkin. Free-form shape design using triangulated surfaces. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 94,pages 247–256,1994. [WW02] J. Warren and H. Weimer. Subdivision Methods for Geometric Design: A Constructive Approach. Morgan Kaufmann,San Francisco,2002. [XB00] G. Xu and C.L . Ba jaj. Regular algebraic curve segments (I)—Definitions and char- acteristics. Comput. Aided Geom. Design,17:485–501,2000. [XBE01] G. Xu,C.L . Bajaj,and S. Evans. C 1 modeling with hybrid multiple-sided A-patches. Special issue on Surface and Volume Reconstructions in the Internat. Journal Found. Comput. Sci.,13:261–284,2001. [ZOF01] H.K . Zhao,S.J. Osher,and R.P. Fedkiw. Fast surface reconstruction using the level set method. CAM Rep ort 01-01,UCLA,Math. Dept.,2001. [ZOMK00] H.K . Zhao,S.J. Osher,B. Merriman,and M. Kang. Implicit and non-parametric shape reconstruction from unorgainzed points using variational level set method. Comput. Vision Graph. Image Understanding,80:295–319,2000. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1208
54 SURFACE SIMPLIFICATION AND 3D GEOMETRY COMPRESSION Jarek Rossignac INTRODUCTION Central to 3D modeling, graphics, and animation, triangle meshes areusedin Computer Aided Design, Visualization, Graphics, and video games to represent polyhedra, control meshes of subdivision surfaces, or tessellations of parametric surfaces or level sets. A triangle mesh that accurately approximates the surface of a complex 3D shape may contain millions of triangles. This chapter discusses techniques for reducing the delays in transmitting it over the Internet. The co n- nectivity, which typically dominates the storage cost of uncompressed meshes, may be compressed down to about one bit per triangle by compactly encoding the pa- rameters of a triangle-graph construction process and by transmitting the vertices in the order in which they are used by this process. Vertex coordinates, i.e., the geometry, may often be compressed to less than 5 bits each through quantization, prediction, and entropy coding. Thus, compression reduces storage of triangle meshes to about a byte per triangle. When necessary, file size may be further reduced through simplification, which collapses edges or merges clusters of neigh- boring vertices to decrease the total triangle count. The application may select the appropriate level-of-detail; trading fidelity for transmission speed. In appli- cations where preserving the exact geometry and connectivity of the mesh isnot essential, the triangulated surface may be re-sampled to produce a mesh with a more regular connectivity and with vertices that are constrained to, each, lie on a specific curve, and thus may be fully specified by a single parameter. Re-sampling may improve compression significantly, without introducing noticeable distortions. Furthermore, when the accuracy of a simplified or re-sampled model receivedbya client is insufficient, compressed upgrades may be downloaded as needed to refine the model in a progressive fashion. Due to space limitations, we focus primarily on triangle meshes that are home- omorphic to triangulation of a sphere. Strategies for extending the compression, simplification, and refinement techniques to more general meshes, which include polygonal meshes, manifold meshes with handles and boundaries, or nonmanifold models; to tetrahedral, higher dimensional, or animated meshes; and to models with texture or property maps, are discussed elsewhere. GLOSSARY Mesh: A set of triangles homeomorphic to the triangulation of a sphere. Geometry (of a mesh): The positions of the vertices (possibly described by 3 coordinates each). Incidence: The definition of the triangles of the mesh, each as 3 vertex Ids. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1209
1210 J. Rossignac Connectivity: Incidence, combined with adjacency and order relations, which may be derived form the incidence. Connectivity compression: Encoding the incidence, while ignoring the geom- etry. Geometry compression: Encoding of the vertex locations, while assuming that the relevant connectivity information will be available to the decoder. Simplification: The process of merging the vertices of a mesh to generate a new mesh that approximates the original one, but comprises fewer triangles. Level-of-Detail (LOD): One of a series of increasingly simplified models that approximate an original shape by trading fidelity for a decrease in trianglecount. Re-sampling: The approximation of an original mesh by one with a new con- nectivity and a new set of vertices, selected to minimize error and maximize compression. Progressive transmission: A protocol in which the client receives the lowest LOD, possibly followed by upgrades, if and when needed. Single-rate compression: A compressed representation that does not support progressive transmission. 54.1 SIMPLE TRIANGLE MESHES In this section, we introduce the terminology, properties, data structures, and oper- ators used in this chapter. We assume that the mesh is simple, i.e ., homeomorphic to the triangulation of a sphere. GLOSSARY Vertex and triangle count: A mesh with v vertices and t triangles satisfies t=2v−4. Triangle: A node of the connectivity graph representing a closed point-set that is the convex hull of three noncollinear vertices. Surface (of a mesh): The union of the point-sets of its triangles. Edge: A link in the connectivity graph representing a relatively open line segment joining two vertices of a mesh, but not containing them. Fa ce : The relative interior of a triangle, i.e ., the triangle minus the union of the point-sets of its edges and vertices. Corner: A corner c associates a vertex c.v with one of its incident triangles c.t. Cascading corner operators: The notation c.n.v stands for (c.n).v. Next and previous corners: The two corners in c.t other than c are denoted c.n and c.p. Incidence table: An array V of 3t entries, where V[c] is denoted c.v and contains a vertex Id. Entries for c.p, c, and c.n are consecutive in V. Therefore, c.t is the integer division c.t div 3; c.n is c-2, when c mod 3 is 2, and c+1 otherwise; and c.p is c.n.n. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1210
Chapter 54: Surface simplification and compression 1211 Opposite corner: Two corners c and b are opposite when b.n.v=c.p.v and b.p.v=c.n.v . The opposite corner of c, denoted c.o, is a corner Id stored as the entry O[c] in the O table. Orientation: The orientation of a triangle c.t is defined by the choice of c.n amongst the other two corners of c.t. The mesh is globally oriented so that c.n.v=c.o .p.v for all corners c. Corner Table: The two arrays, V and O. Left and right neighbors of a corner: For convenience, we define c.l to be c.n.o and c.r to be c.p.o. Vertex-Spanning Tree (VST): A subset of cycle-free edges connecting all of the vertices. Cut-Edges: The edges contained in a given VST. Cut: The union of the cut-edges with all of the vertices. Hinge-Edges: Edges that are not cut edges. Web: Union of all the faces and of all the hinge-edges. Triangle-Spanning-Tree (TST): Rooted graph with hinge-edge links and tri- angle nodes. 54.1.1 TERMINOLOGY AND PROPERTIES Consider a mesh with v vertices, e edges, and t triangles. GEOMETRY AND INCIDENCE A mesh is usually defined in terms of a set of vertices and its triangle-vertex incidence. The vertex description comprises geometry (three coordinates per vertex) and optionally photometry (surface normals, vertex colors, or texture co- ordinates), not discussed in this chapter. Incidence defines each triangle by three integer references identifying its vertices. Simple and regular data structures, such as the Corner Table described below, and formats, such as the indexed face set of VRML [VRML97] may be used for representing geometry and incidence. An uncompressed representation uses 12v bytes for geometry and 12t bytes for incidence. Given that t ≈ 2v, the total cost is 144t bits, of which two thirds are used for incidence. CUT, WEB, AND SPANNING TREES The vertices of a mesh that is homeomorphic to a sphere may always be placed on the plane so that the edges and vertices are mutually disjoint. The union of these edges and vertices partition the rest of the plane into ce l l s that are each bounded by 3 edges and 3 vertices. One of the cells is unbounded. This mapping forms a planar graph of the mesh. A Vertex-Spanning Tree (VST) of a triangle mesh is a subset of its edges, selected so that their union with all of the vertices forms a tree (connected cycle-free graph). We assume henceforth that a particular VST has been chosen for the mesh. The edges that it includes are called the cut-edges. The union of the cut-edges © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1211
1212 J. Rossignac with all the vertices is called a cut. Because the VST is a tree, there are v − 1 cut-edges. We use the term web to denote the difference between the surface and the point-set of its cut. Edges that are not cut-edges are called hinge-edges. The web is composed of all of the faces and of all of the hinge-edges. Removing the loopless cut from the surface will leave a web that is a simply connected (relatively open), triangulated 2D point-set in R3 . The web may be represented by an acyclic graph, whose nodes correspond to faces and whose links correspond to hinge edges. Thus there are t − 1 hinge edges. Note that by selecting a leaf of this graph as root and orienting the links, we can always turn it into a binary tree, which we call the Triangle-Spanning-Tree (TST), and which is a spanning tree of the dual of the planar graph. EULER EQUATION Because an edge is either hinge or cut, the total number e of edges is v − 1+t − 1. Each triangle uses 3 edges and each edge is used by 2 triangles. Thus the number e of edges is also equal to 3t/2. Combining these two equations yields t =2v − 4, a special case of Euler’s formula f − e + v =2. 54.1.2 CORNER TABLE REPRESENTATION We present a simple data structure for meshes. We call it the Corner Table [RSS03] and use it to explain the details of connectivity compression. DATA STRUCTURE AND OPERATORS The corner table is composed of three arrays: G, V, and O. The geometry is stored in the coordinate table, G, where G[v], denoted v.g ., contains the triplet of the coordinates of vertex number v. The order in which the vertices are listed in G is arbitrary, but defines the Id (integer) associated with each vertex. Triangle-vertex incidence defines each triangle by the three Ids of its vertices, which are stored as consecutive entries in the V-table. Note that each one of the 3t entries in V represents a corner (association of a triangle with one of its vertices). Let c be such a corner. Let c.t denote its triangle and c.v its vertex. Recall that c.v and c.t are integers in [0,v − 1] and [0,t− 1], respectively. Let c.p and c.n refer to the previous and next corner in the cyclic order of vertices around c.t. Although G and V suffice to completely specify the triangles and thus the surface they represent, they do not offer direct access to a neighboring triangle or FIGURE 54.1 .1 Corner operators for traversing and processing a cor- ner table representation of a triangle mesh. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1212
Chapter 54: Surface simplification and compression 1213 vertex. We chose to use the opposite corner Id, c.o, cached in the O table to accelerate mesh traversal from one triangle to its neighbors. For convenience, we introduce the operators c.l and c.r, which return the left and right neighbors of c (Figure 54.1.1). Given a corner c, the choice of which of the other two vertices of c.t is c.n defines one of two possible orientations for c.t. We assume that all triangles have been consistently oriented, so that c.n.v=c.o .p.v for all corners c. MESH TRAVERSAL ON A CORNER TABLE Assume that the Boolean c.t.m is set to true when the triangle c.t has been visited. The procedure: visit(c) { if !c.t.m then { c.t .m = true; visit(c.r); visit(c.l) }}will visit all the triangles in a depth-first order of a TST. THE COMPUTATION OF THE O-TABLE FROM V Given the V-table, the entries in O may be computed by a double loop over corners, identifying the opposite corners. A faster approach sorts the triplets {min(c.n.v,c.p.v), max(c.n.v,c.p.v), c} into bins. All entries in a bin have the same first record: min(c.n.v,c.p.v), an integer in [0,v − 1]. There are rarely more than 20 entries in a bin. Then, we sort the entries in each bin by the second record: max(c.n.v,c.p.v). Now, pairs with identical first two records are consecutive and correspond to opposite corners, identified by the third record in each triplet. Thus, if a sorted bin contains consecutive entries (a,b,c) and (a,b,d), we set c.o:=d and d.o:=c. 54.1.3 REDUCTIONS OF THE TRANSMISSION COST Because it can be easily recreated, the O-table needs not be transmitted. Fur- thermore, the 31 − log2 v leading zeros of each entry in the V table need not be transmitted. Thus, a compact, but uncompressed representation of a triangle mesh requires 48t bits for the coordinates and 3t log2 t − 3t bits for the V-table. 54.2 GEOMETRY COMPRESSION The compression of vertex coordinates usually combines three steps: quantization, prediction, and statistical coding. The combined three stages usually yield a 7-to-1 compression of geometry. GLOSSARY Normalization: Linear transformation of coordinates so that their range spans [0,2B −1]. Quantization: Rounding of each normalized vertex coordinate to the nearest integer. Prediction: The prediction of the quantized location of a new vertex from its neighbors. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1213
1214 J. Rossignac Parallelogram prediction: Using c.n.v.g + c.p.v.g − c.v .g as a prediction for c.o.v.g. Residues: The differences between the actual quantized coordinates and their prediction. Statistical coding: A bit-efficient encoding of the residues, exploiting the bound on their magnitude and the statistics of the nonuniform distribution of their frequencies. 54.2.1 QUANTIZATION The common use of Floats for vertex coordinates has three major drawbacks. First, the range of values that can be represented may significantly exceed the actual range covered by the vertex coordinates, and thus bit-combinations are “wasted on” impossible coordinates. Second, the distance between two consecutive coordinate values, i.e., the round-off error, is not uniformly distributed, but depends on the distance to the origin, thus providing more accuracy for some portion of the model than for others. Third, the re s ol ut i o n of the representation may significantly exceed what is required by the application. Quantization addresses these three drawbacks. It truncates the vertex coor- dinates to a fixed accuracy, thus, by itself, reducing storage size while preserving an acceptable geometric accuracy. It starts with a normalization process, which computes a tight, axis-aligned bounding box. Then the longest dimension ofthe box is divided into 2B segments or equal size, s. The other dimensions are also divided into cells of size s, possibly enlarging the box to have uniform cells. Thus, the normalization process divides the (enlarged) bounding box into cubic cells of size s. The vertices that fall inside a given cells are snapped to the cell center. Thus, the corresponding error is bounded by half of the diagonal of the cell.The number of bits required to encode each coordinate is less than B . Choosing B =12 ensures a sufficient geometric fidelity for most applications and most models. Thus, this lossy quantization step, by itself, reduces the storage cost of geometry from 96v bits to 36v bits. 54.2.2 PREDICTION The next and most crucial geometry compression step involves vertex prediction. Both the encoder and the decoder use the same predictor. Thus, only the re s idues between the predicted and the correct coordinates need to be transmitted. The co - herence between neighboring vertices in meshes of finely sampled smooth surfaces limits the magnitude of the residues. For example, if the magnitude of the largest residue is less than 63 (quantized units), then the total cost for geometry drops to 21v bits (a sign bit and a 6-bit magnitude per coordinate). We describe below several predictors. Because most edges are short with respect to the size of the model, adjacent vertices are in general close to each other and the differences between theircoordi- nates are small. Thus a new vertex may be predicted by a previously transmitted neighbor [Dee95]. Instead of using a single neighbor, when vertices are transmit- ted in VST top-down order, a linear combination of the four ancestors in the VST © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1214
Chapter 54: Surface simplification and compression 1215 may be used [TR98]. The four coefficients of this combination are computed to minimize the magnitude of the residues over the entire mesh and transmittedas part of the compressed stream. The most popular predictor for single-rate compression is based on the paral l el og ram construction [TG89]. Assume that the vertices of c.t have been decoded. We predict c.o .v .g using c.n.v .g + c.p.v .g − c.v .g . The parallelogram prediction may sometimes be improved by predicting the angle between c.t and c.o .t from the angles of previously encountered triangles. 54.2.3 STATISTICAL CODING Some of the residues may be large. Thus, good prediction by itself may not lead to compression. For example, if the coordinates have been quantized to B -bit integers, some of the coordinates of the corrective vector, c.o.v .g − c .n.v .g − c .p.v .g + c.v.g may require B + 2 bits of storage. Thus, parallelogram prediction may expand storage rather than compress it. However, the distribution of the residues is usually biased toward zero, which makes them suitable for statistical compression [Sal00]. For instance, assume that all residues are integers in [−63, +63]. Furthermore suppose that in 99% of the cases, the most significant bit of the magnitude of the residue is 0. The entropy of this bit is −0 .99 log2(0.99) − 0 .01log2(0.01), which amounts to 0.05 bit per coordinate. Arithmetic coding compression may be used to reduce the total storage size of these most significant bits close to its theoretical entropy. Furthermore, if in 95% of the cases the second most-significant bit of the residue magnitude is 0, its cost per coordinate may be reduced to 0.15 bits. It the third and fourth bits have respective probabilities of 90% and 80% of being zero, their respective costs are 0.50 and 0.72 bits per coordinates. Even if we assume no statistical compression of the sign and of the two least significant bits, the total cost per coordinate will be 4.42 bits per coordinate, or equivalently 13.3v bits. 54.3 CONNECTIVITY COMPRESSION As discussed above, typically geometry may be encoded with < 14t bits, i.e ., 7t bits, provided that connectivity information is available during geometry decom- pression to locate previously decoded neighbors of each vertex along the surface. This section presents techniques for compressing the connectivity information from 3t(2v − 4) log2 v bits to bt bits, where b is guaranteed never to exceed 1.80 and in practice is usually close to 1.0. As a result, many meshes may be encoded witha total of less than 8t bits (7t for geometry, 1t for connectivity) with a small error due to quantization. Two observations could lead to misjudgement of the importance of incidence compression. (1) Some applications [ABK98] produce unorganized clouds of3D point samples for which the incidence is derived algorithmically, and thus needs not be transmitted. (2) Recently developed graphic techniques for producing images of 3D surfaces directly from clouds of unstructured 3D samples [LW85] eliminate alto- gether the need for computing and transmitting the incidence information.Thus, one may conclude that it is not only unnecessary to transmit the incidence, but also unadvisable, considering that uncompressed, it is more expensive than geometry. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1215
1216 J. Rossignac However, capturing and transmitting the incidence information has several im- portant benefits. (1) Its reconstruction is a computationally expensive and delicate process; thus it is usually faster to transmit and decompress the incidencethanto recompute it. (2) To correctly render a cloud of unstructured samples as a con- tinuous surface, the samples must be uniformly distributed over the surface and the density of their distribution must ensure that the distance between neighboring samples along the surface is smaller than the size of the smallest feature. Incidence information permits significant reduction in the density of samples in low-curvature portions of the surface. Thus, the samples in nearly flat regions need not be trans- mitted, since their approximation will be reproduced automatically by the graphics rasterization at rendering time. (3) The most effective geometry compression techniques are based on the prediction of the location of the next vertex from the locations of its previously decompressed neighbors. Transmitting information de- scribing who the previously decoded neighbors of each vertex are and how they are organized around a new vertex is equivalent to transmitting the incidence graph. (4) The incidence may be compressed to about a bit per triangle and thus the overhead of transmitting it is negligible when compared to the savings in geometry storage to which it leads. GLOSSARY Border edge: An edge of the recovered portion of the triangle mesh during de- compression that has, so far, only one incident triangle. The natural orientation of a border edge is consistent with the orientation of the incident triangle. Hole: A maximally connected component of the relative interior of the not-yet- recovered portion of the mesh. Loop: A chain of border edges forming a closed manifold boundary of a hole. Gate: The border edge where the next new triangle will be attached during de- compression. Active loop: The loop containing the gate. Tip corner: The corner c of the new triangle, where c.n .v and c.p.v bound the gate. Tip vertex: The vertex, c.v, associated with the tip corner, c. Right edge: The edge joining c.v and c.n.v, where c is the tip corner. Left edge: The edge joining c.p .v and c.v, where c is the tip corner. Offset: The number of vertices in the active loop from the gate to the tip vertex of an S-triangle. clers string: Connectivity encoding as a sequence of labels in C,L,E,R,S. Valence (or degree): The number of triangles incident upon a given vertex. 54.3.1 EDGEBREAKER Instead of retracing the chronological evolution of research results in the field of single-rate incidence compression, we first describe in detail Edgebreaker [Ros99], © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1216
Chapter 54: Surface simplification and compression 1217 one of the simplest and most effective single-rate compression approaches.T he source code for Edgebreaker is publicly available. 1 Then, we briefly review several variants and other approaches, using Edge- breaker’s terminology to characterize their differences and respective advantages. The Edgebreaker compression visits the triangles in a spiraling (depth-first) TST order and generates the clers string of labels, one label per triangle, which indicate to the decompression how the connectivity of the mesh can be rebuilt by attaching new triangles to previously reconstructed ones. We first describe the Edgebreaker decompression process. EDGEBREAKER DECOMPRESSION During decompression, the reconstructed portion of the mesh is a surface with one or more holes, bounded by loops of oriented border edges. Each decompression step attaches a new triangle to a border edge, called the gate, in the active loop (Figure 54.3.1). The labels in the clers string define where the tip of the new triangle is. Edge- breaker uses only five labels: C, L, E, R, and S. Label C indicates that the new triangle will have as tip a new vertex. We say that this triangle is of type C. Note that the three vertices of the triangle incident upon the gate have been previously decoded and may be used in a parallelogram prediction of the new vertex. The numbering of the vertices and hence their order in the G-table of the reconstructed mesh reflects the order in which the vertices are instantiated as tips of C-triangles. L indicates that the tip vertex is the first border vertex on the left of the gate in the current loop (Figure 54.3.1). R indicates that the tip is the first border vertex on the right of the gate in the current loop. E indicates that the new triangle will close a hole bounded by the current loop, which therefore must have only three vertices. S indicates that the tip of the new triangle is elsewhere in the current loop. An S-triangle splits the current loop in two loops, as well as splitting the hole bounded by that loop into two holes. The one bounded by the right edge of the new triangle is the right hole. The other one is the left hole (Figure 54.3 .2). After the new triangle is attached, the gate is moved to the right edge of the new triangle for cases C and L. It is moved to the left edge for case R. When an 1www.gvu.gatech.edu/~jarek/edgebreaker/eb FIGURE 54.3 .1 The terminology used to describe the Edgebreaker decompression. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1217
1218 J. Rossignac S-triangle is attached, the gate is first moved to the right edge and the right hole is filled through a recursive call to decompression. Then the gate is moved tothe left edge and the process resumes as if the S-triangle had been an R-triangle. The reconstruction of the connectivity graph from the clers string is trivial, except for the S-triangles. Indeed, a C-triangle is attached to the gate and a new vertex is used for its tip. The tips of the L, R, and E triangles are known. The Id of the tip of each S-triangle could be encoded using log2(k) bits, where k is the number of previously decoded vertices. A more economical approach is to encode an offset o indicating the number of vertices that separate the gate from the tip in the current loop (Figure 54.3 .2). Because the current loop may include a large fraction of the vertices, one may still need up to log2(k) bits to encode the offset. Although one may prove that the total cost of encoding the offsets is linear inthe number of triangles [Gum99], the encoding of the offsets constitutes a significant fraction of the total size of the compressed connectivity. Hence, several authors strived to minimize the number of offsets [AD01b]. The author has observed [Ros99] that the offsets need not be transmitted at all, because they can be recomputed by the decompression algorithm from the clers string. The observation is based on the fact that the attachment of a triangle of each type changes the number of edges in the current loop by specific amounts (Figure 54.3.2). C increments the edge-count. R and L decrement it. E removes a loop of three edges and thus decreases the edge-count by 3. S splits the current loop in two parts, but if we count the edges in both parts, it increments the total edge count. Each S label starts a recursive call that fills in the hole bounded by the right loop and terminates with the corresponding E label. Thus SandElabels work as pairs of pare n th e s e s . Combining all these observations, we can compute the offset by identifying the substring of the clers string between an S and the corresponding E, and by summing the edge-count changes for each label in that substring. To avoid the multiple traversals of the clers string, all offsets may be precomputed by reading the clers string once and using a stack for each S. The elegant Spirale Reversi approach [IS99] for decompressing clers strings that have been created by the Edgebreaker compression avoids this preprocessing by reading the clers string backwards and building the triangle mesh in reverse order. A third approach, Wrap&Zip [RS99], also avoids the preprocessing and di- rectly builds a Corner Table as it reads the clers string. It does not require main- taining a linked list of border vertices. For each symbol, as a new triangle is attached to the gate, Wrap&Zip fills in the known entries to the V and O-tables. Specifically, it fills in c.o for the tip corner c of the new triangle and for its opposite, c.o . It assigns vertex Ids for the tips of C-triangles as they are created, by sim- ply incrementing a vertex Id counter. It defers assigning the Ids of other vertices until a Zip process matches them with vertices that already have an Id. Thus,it produces a web, as defined earlier. The border edges of the web must be matched into pairs. The correct matching could be specified by encoding the structure of the cut [Tur84] [TR98]. However, as discovered in [RS99], the information may be trivially extracted from the clers string by orienting the border edges of the web as shown in Figure 54.3 .3. Note that these border-edge orientations are consistent with an upward orientation of the cut-edges toward the root of the VST. The zipping part of Wrap&Zip matches pairs of adjacent border edges that are oriented away from their shared vertex. Only L and E triangles open new zipping opportunities. Zipping the borders of an E triangle may start a chain of zipping © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1218
Chapter 54: Surface simplification and compression 1219 operations (Figure 54.3.4). The cost of the zipping process is linear, since there are as many zipping operations as edges in the VST and the number of failed zipping tests equals the number of E or L-triangles. GUARANTEED ENCODING OF THE CLERS STRING Except for the first two triangles, there is a one-to-one mapping between each C- triangle and each vertex. Consequently, the number of C-triangles is v − 2, and the number of non-C -triangles is t − (v − 2) = v − 2. Thus exactly half of the triangles are of type C, and Edgebreaker guarantees a compression of not more than 2.0 bits per triangle [Ros99] using a trivial code, where the first bit is used to distinguish C-triangles from non-C -triangles. Given that the subsequences CE and CL are impossible, a slightly more complex code [KR99] may be used to guarantee that the compressed file will not exceed 1.83t bits. Further constraints exist on the clers string. For example, CCRE is impossible, FIGURE 54.3 .2 The five Edgebreaker mesh reconstruction opera- tions attach a new triangle to the gate (indicated by a red line on the left column) in the active bor- der loop around a hole in the partly reconstructed mesh. The C operation (top) creates a new ver- tex (v). The tip of the S-triangle (bottom) may be identified by an offset o. The Soperation first puts the gate on the right edge of the new triangle and proceeds to fill the right hole using a recursive call. Then it sets the gate to the left edge of the new tri- angles and resumes the process. Note that C and Sincrement the edge count, L and R decrement it, and E reduces it by 3. FIGURE 54.3 .3 The borders of the web are oriented clockwise, except for the seed and the C triangles. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1219
1220 J. Rossignac because CCR increments the length of the loop, which must have been at least 3. By exploiting such constraints to better estimate the probability of the next symbol, a more elaborate code was developed [Gum00], which guarantees 1.778t bits when using a forward decoding [RS99], and 1.776t bits when using a reverse decoding scheme [IS99]. Hence, the Edgebreaker encoding of the connectivity of any mesh (homeomorphic to a sphere) may be compressed down to 1.78t bits. This brings it within 10% of the proven 1.62t theoretical lower bound for encoding planar triangular graphs, as established by [Tut62], who by counting all possible planar triangulations of v vertices proved that an optimal encoding uses at least v log2(256/7) ≈ 3.245v bits, for a sufficiently large v. STATISTICAL ENCODING Recent developments in the guaranteed compression ratios discussed abovenot only have a theoretical importance, but ensure excellent and fast compression and decompression for meshes with irregular connectivity and for large collections of small meshes. In practice, however, better compression ratios may often be obtained. For example, one may encode CC, CS, and CR pairs as single symbols. Each odd C symbol will be paired with the next symbol. After an even number of C symbols, special codes lead to a guaranteed 2.0t-bit enconding [RS99]. Furthermore, by arranging symbols into words that each start with a sequence of consecutive Cs and by using a Huffman code, we often reduce storage to less than 1.0t bits. For example, 0.85t bits suffice for the Huffman codes of the Stanford Bunny. Including the cost of transmitting the associated 173 word dictionary brings the total cost to 0.91t bits. A gzip compression on the resulting bit stream improves it only by 2%. FIGURE 54.3 .4 We assume that the part of the mesh not shown here has already been decoded intoawebwith properly oriented borders (exterior arrows). Building the TST (shown by the labeled triangles) for the substring CRSRLECRRRLE produces a web whose free borders are oriented clockwise for al l non-C -triangles and counterclockwise for C triangles (left). Each time Wrap&Zip finds a pair of edges oriented away from their common vertex, it matches them. The result of the first zip operation (center) enables another zip. Repeating the process zips al l the borders and restores the desired connectivity (right). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1220
Chapter 54: Surface simplification and compression 1221 CONNECTIVITY PREDICTION In addition to vertex location prediction, the connectivity of the next vertex may also be predicted using the same information. The Delphi connectivity prediction scheme [CR02] works as follows. The triangle connectivity, and its clers string produced by the Edgebreaker compression, is estimated by snapping the tip-vertex to the nearest bounding vertex of the active loop, if one lies sufficiently close. If no bounding vertex lies nearby, the next clers symbol is estimated to be a C. If the guess is correct, a single confirmation bit is sufficient. Otherwise, an entropy- based code is received and used to select the correct CLERS symbol from the other four possible ones (or the correct tip of an S-triangle). Experiments indicate that, depending on the model, up to 97% of Dephi’s guesses are correct, compressing the connectivity down to 0.19t bits. When the probability of a wrong guess exceeds 40% the Delphi encoding ceases to be advantageous. 54.3.2 OTHER CONNECTIVITY COMPRESSION APPROACHES CUT-BORDER MACHINE Although invented independently, the cut-border machine [GS98] has strong sim- ilarities with Edgebreaker. Because it requires encoding the offset of S-triangles and because it was designed to support manifold meshes with boundaries, cut-border is slightly less effective than Edgebreaker. Reported connectivity compression results range from 1.7t to 2.5t bits. A context-based arithmetic coder further improves them to 0.95t bits [Gum99]. Gumhold proposes [Gum00] a custom variable length scheme that guarantees a total of less than 0.94t bits for encoding the offsets, thus proving that the cut-border machine has linear complexity. TOPOLOGICAL SURGERY AND MPEG-4 Turan [Tur84] noted that the connectivity of a planar triangle graph can be recov- ered from the structure of its VST and TST, which he proposed to encode using a total of roughly 12v bits. There is a simple way to reduce this total cost to 6v bits by combining two observations: (1) The binary TST may be encoded with 2t bits, using two bits to indicate the presence or absence of left and right children. (2) The corresponding (dual) VST may be encoded with 1t bits, one bit per vertex indicating whether the node is a leaf and one bit indicating whether it is the last child of its parent. (Recall that 2v = t + 2.) This scheme does not impose any re- striction on the TST. Note that for less than the 2t bits budget needed for encoding the TST alone, Edgebreaker encodes the clers string, which not only describes how to reconstruct the TST, but also how to orient the borders of the resulting web, so as to define the VST, and hence the complete incidence. This economy comes from thefactthatitusesaspiraling TST. Taubin and Rossignac have noticed that a spiraling VST, formed by linking concentric loops into a tree, has relatively few branches. Furthermore, the corre- sponding dual TST, which happens to be identical to the TST produced by Edge- breaker, has also few branches (Figure 54.3 .5). They have exploited this regularity by Run Length Encoding the TST and the TST . The resulting Topological Surgery compression technique [TR98] encodes the length of each run, the struc- © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1221
1222 J. Rossignac ture of the trees of runs, and a marching pattern, which encodes each triangle run as a generalized triangle strip [ESV96], using one bit per triangle to indicate whether the next triangle of the run is attached to the right or left. An IBM implementation of the Topological Surgery compression has been de- veloped for the VRML standard [THLR98] for the transmission of 3D models across the Internet, thus providing a compressed binary alternative to the original VRML ASCII format [VRML97], resulting in a 50-to-1 compression ratio. Subsequently, the Topological Surgery approach has been selected as the core of Three Dimen- sional Mesh Coding (3DMC) algorithm in MPEG-4, the ISO/IEC multimedia stan- dard developed by the Moving Picture Experts Group for digital television, inter- active graphics, and interactive multimedia applications. Instead of linking the concentric rings of triangles into a single TST, the layered structure shown in Figure 54.3 .5 (left) may be preserved [BPZ99]. The incidence is represented by the total number of vertex layers, and by the triangulation of each layer. When the triangle layer is a simpler closed strip, its triangulation may be encoded as a triangle strip, using one marching bit per triangle. However, in practice, a significant number of overhead bits are needed to encode the connectivity of more complex layers. HARDWARE DECOMPRESSION IN JAVA 3D Focusing on hardware decompression, Deering [Dee95] encodes generalized triangle strips using a buffer of 16 vertices. One bit identifies whether the next triangle is attached to the left or right border edge of the previous triangle. Another bit indicates whether the tip of the new triangle is a new vertex, whose location must be encoded in the stream, or a previously processed vertex that is still in the buffer and can hence be identified with 4 bits. Additional bits are used to manage the buffer and to indicate when a new triangle strips must be started. This compressed format is supported by the Java 3D’s Compressed Object node. Chow [Cho97] has provided an algorithm for compressing a mesh into Deering’s format by extending the border of the previously visited part of the mesh by a fan of not-yet-visited triangles around a border vertex. When the tip of the new triangle is a previously decoded vertex no longer in the cache, its coordinates, or an absolute or relative reference to them, must be included in the vertex stream, significantly FIGURE 54.3 .5 The Topological Surgery approach merges concen- tric circles of triangles into a single TST (left). That TST and its dual VST have relatively few runs (right). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1222
Chapter 54: Surface simplification and compression 1223 increasing the overall transmission cost. Therefore, the optimal encoding traverses a TST differently from the spiraling TST of Edgebreaker, so as to reduce cache misses. VALENCE-BASED INCIDENCE COMPRESSION A consequence of Euler’s theorem is that the average vertex valence is 6. In fact, in most models, the valence distribution is highly concentrated around 6. For example, in a subdivision mesh, all vertices that do not correspond to vertices of the original mesh have valence 6. To exploit these statistics, Touma and Gotsman [TG89] have developed a valance-based encoding, which visits the triangles in the same order as Edgebreaker. They encode the distinction between the C- and the S-triangles as in Edgebreaker, but instead of encoding the symbols for L, R, and E, they encode the valence of each vertex and the offset for each S-triangle. When the numberof incident triangles around a vertex is one less than its valence, the missingL,R, or E triangle may be completed automatically. For this scheme to work, the offset must not only encode the number of vertices separating the gate from the tip of the new S-triangle along the border, but also the number of incident triangles on the tip that are part of the right hole. Only one bit is needed to distinguish a C from an S. Given that 50% of the triangles are of type C and usually about 5% of the triangles are of type S, the amortized entropy cost of that bit is around 0.22t bits. Therefore, about 80% of the encoding cost lies in the valence, which has a low entropy for regular and finely tessellated meshes, and in the encoding of the offsets. To fix ideas, considerthe example where 80% of the vertices have valence 6. A bit used to distinguish them from the other vertices may be encoded using 0.36t bits. The amortized cost of encoding the valence of the other 20% vertices with 2 bits each is 0.40t bits. Thus, the valence of reasonably regular meshes may be encoded with 0.76t bits. If 5% of the triangles are of type S and each offset is encoded with an average of 5 bits,the amortized cost of the offsets reaches 0.25t bits. Thus, offsets add about 25% to the cost of encoding the C/S bits and the valence. Alliez and Desbrun [AD01a] managed to significantly reduce the number of S- triangles, and thus the cost of encoding the offsets, by using a heuristic that selects a gate with a low probability of producing an S-triangle. They also show thatif one could eliminate the S-triangles completely, the valence-based approach would guarantee to compress the mesh with less than 1.62t bits, which happens to be Tutte’s lower bound [Tut62]. An improved Edgebreaker compression approach was proposed [SKR00] for sufficiently large and regular meshes. It is based on a specially designed context- based coding of the clers string and uses the Spirale Reversi decompression. For a sufficiently large ratio of degree-6 vertices and sufficiently large t, this approach guarantees a worst-case storage of 0.81t bits. 54.4 SURFACE SIMPLIFICATION Most of the details are usually far from the viewer. Their perspective pro jec- tions on the screen appear small and thus need not be displayed at full resolution. Therefore, to avoid transmission delays, only crude approximations (called Levels- © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1223
1224 J. Rossignac of-Detail ) will be transmitted initially. They are produced by single-resolution simplification processes discussed in this section. The use of LODs as a tech- nique for accelerating graphics is supported in graphics libraries, such as OpenGL. We do not discuss here the image-based techniques that replace such distantmod- els with imposters [DSSD99] made by pasting, as textures, low-resolution images of them onto simple polygons. Instead, we focus on techniques that reduce the triangle count while striving to minimize the error introduced by the simplification. The connectivity and geometry of these simplified models may be compressed using the single-rate compression techniques discussed above. Refinements that upgrade their fidelity may be transmitted later, if at all needed. We can simplify the mesh by moving one or more vertices to col lapse one or more triangles, which may then be identified and discarded. Removing a collapsed triangle from the new mesh will not affect the surface, but may create a hole in the connectivity graph. For example, removing a single triangle that has been collapsed by displacing one of its vertices to the mid-point of the opposite edge will create a topological hole sometimes called a “T-junction.” Therefore, we will only remove triangles that have 2 or 3 coincident vertices. The two main simplification approaches, vertex clustering and edge col l ap s e , are discussed below. GLOSSARY Uniform LOD: A simplified model constructed by striving to maintain a uni- form distribution of error between the original and the simplified model. View-dependent LOD: A simplified model created by adjusting the tolerance to a particular set of view parameters, e.g., increasing the accuracy of theap- proximation close to the viewer and to the visible silhouettes of the model. Multi-Resolution Model (MRM): A representation from which view-dependent LODs may be efficiently extracted as the viewpoint is displaced. Vertex-Clustering Simplification: A mesh simplification process that collapses clusters of vertices with identical quantized coordinates to one representative ver- tex and removes collapsed triangles when redundant. Edge-collapse: A simplification step that collapses pairs of edge-connected ver- tices along nearly straight edges or nearly flat regions. Each edge-collapse also collapses two triangles, which may be removed. Silhouette: The union of the edges of a mesh that are bounded by a front and a back-facing triangles. Hausdorff distance: The Hausdorff deviation H (A, B), b etween two sets, A and B , is the largest distance between a point in one of the sets and the other set. Quadric error: The sum of the squares of the distances between a new position of a vertex v and planes that contain the triangles incident upon v in the original mesh. 54.4.1 VERTEX CLUSTERING Vertex clustering [RB93], among the simplest simplification techniques, is based on a crude vertex quantization, obtained by imposing a uniform, axis-aligned grid © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1224
Chapter 54: Surface simplification and compression 1225 (Figure 54.4 .1) and clustering all vertices that fall in the same grid cell. The simplest implementation of vertex clustering associates each vertex v with a cell number v.cell computed by concatenating its three quantized coordinates. The quantized version, x of the x coordinate is the integer part of sx (x − xmin)/(xmax − xmin), where sx is the number of cells in the x direction. Similar expressions are used for quantizing the y and z coordinates. If one wishes to guarantee a uniform error, {sx ,sy ,sz } are chosen so that the {x, y , z} dimensions of each cell are nearly identical. The computational cost of this quantization pass is linear and does not require accessing any connectivity or incidence information. One may think of v.cell as the cluster name for the vertices in it. A second pass selects a representative vertex for each cluster. It is often prefer- able to use one of the vertices of the cluster, rather than to create a new location for the representative vertex. Picking the vertex closest to the average of the clus- ter vertices has a tendency to shrink the objects. Rossignac and Borrel [RB93] found that the vertex furthest from the center of the model’s bounding box isa better choice (Figure 54.4 .1). Even better choices may be obtained by using more expensive schemes, which weigh vertices based on the local curvature or on the probability that they would be on a silhouette of the object, when seen from a random direction, and then select the closest vertex to the weighted average in each cluster. Rendering all of the triangles of the original mesh with each vertex replaced by its cluster representative will produce an image of the simplified model;see Figure 54.4.1 . To reduce the redundancy of this representation, one may choose to identify and eliminate all degenerate triangles, which may be done in a single pass over all triangles. Note, however, that groups of triangles that model thin branches or small shells may collapse to dangling edges or to isolated points. It would be simple to remove them by not drawing zero-area triangles. However, this option would result in a loss of information about the presence of the object along these thin branches or in the small isolated components. Therefore, these dangling edges and vertices are usually identified and preserved. Consequently, a third step of vertex clustering removes all degenerate triangles that have 2 or 3 vertices in the same cluster, but also creates a list of dangling edges and isolated vertices. To identify dangling edges and vertices, one can construct a list of six triplets, one per triangle, using the three cluster names of its vertices in all possible per- mutations. This list may be sorted efficiently by using hashing on the first cluster name in each triplet. All entries {a, b, c} that start with {a, b} are consecutive. If the third element c in all of them is either a or b, then (a, b) is a dangling edge. Similarly, if all entries that start with {a} are of the form {a, a, a}, then a is an isolated vertex. This vertex clustering approach has been used in several commercial systems as a simplification tool for accelerating the rendering of 3D models (such asIBM’s 3DIX and OpenGL), not only because of its simplicity and speed, but also because it does not use adjacency information beyond the triangle/vertex incidence table, and because it may be applied to arbitrary collections of triangles, edges, and vertices, with no topological restrictions. For example, it may, in a single process, simplify 3D models of solids and 2D models of their drawings, including vector-based text and mark-up. A second vertex clustering phase with a coarser grid may be applied to the LOD produced by a first pass. Repeating this process produces a series of LODs that all use the same initial vertex set. When, for each LOD, the cell size is reduced by two © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1225
1226 J. Rossignac in each dimension, the vertex clusters correspond to a hierarchy of clusters, which may be stored in an octree [Sam90]. Luebke [LE97] has used vertex clustering with such an octree to support view-dependent simplification. Clearly, no vertex has moved by more than the length of the diagonal of a cell, and thus this length offers a bound on the maximum geometric error between the original shape and the simplified one. This is a tight bound on the Hausdorff distance between the two shapes, which may be of considerable importance to manufacturing, robotics, and animation applications where computing clearance and detecting interferences and collisions is important. Unfortunately, vertex clustering rarely offers the most accurate simplification for a given triangle-count reduction. One of its problems lies in the fact that the result is affected by the grid alignment, which may split nearby verticesinto separate clusters, and replace them with distant representatives. Allowing the cells to float a bit [LT97] considerably improves the quality of some models, although at the expense of a slightly higher computational cost. A more delicate problem may be illustrated by considering the 3D triangulated model of a scanned shape whose vertices have been sampled on a regular grid. If we use a large cell size, important features of the mesh will be simplified. Ifweuse a small cell size, the triangulations of flat or nearly flat portions of the surface will retain an excessive triangle count, because their vertices are not allowed to slide along the surface past their cell boundaries. To overcome this constraint, we would like to have cluster cells that form slabs around the surface, with a small thickness in the normal direction that captures the tolerance, but with a wide tangential spread over flat areas. Clearly, if a manifold vertex has all its neighbors in such a slab, then moving it to one of its neighbors will not result in an error that exceedsthe tolerance. By progressively adjusting the slab, several techniques identify simply connected groups of coplanar or nearly coplanar triangles and then retriangulate their surface to eliminate interior vertices [KT96]. Instead of local slabs, Cohen et al. [Co+ 96] compute offset surfaces, called envelopes, that bound a tolerance zone around the surface, which is used to constrain vertex merging operations. 54.4.2 EDGE COLLAPSING Collapsed triangles may be created by edge-collapse operations (Figure 54.4 .2), which each merge two vertices and collapse two triangles. These collapsed triangles may be easily removed from the connectivity graph. For example, to update a Corner Table, we identify the collapsed edge by a corner c (Figure 54.4 .2) and use it to access the corners of the neighboring triangles. We mark the corners ofthe collapsed triangles as “unused.” Then the V- and O-tables are updated in the natural way. See Figure 54.4.3 for an example. Note that these updates assume that we have a manifold representation. Hence, most simplification techniques preclude topology-changing edge-collapses, which for example would create dangling edges or nonmanifold vertices. Many of the algorithms also assume that each vertex of the mesh has at least three incident triangles, and that no two edges have identical endpoints. Edge-collapses that violate these restrictions may be easily detected and prevented. Thus, the triangle- count reduction capacity of the restricted simplification may be reduced for objects with many holes or thin branches, such as the chair of Figure 54.4 .1. A simplified mesh may be produced by a sequence of edge-collapse opera- © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1226
Chapter 54: Surface simplification and compression 1227 tions [Hop96]. Most simplification techniques strive to select at each stage the edge whose collapse will have the smallest impact on the total error betweenthe resulting simplified mesh and the original surface. Deciding how the error should be measured is delicate and computing it precisely is time consuming. Therefore, most simplification approaches are based on a compromise where the error is esti- mated, as discussed below. These estimates are used to select the best candidate for the next edge-collapse. Error estimates for portions of the mesh that have been affected by prior collapses must be updated. A priority queue is used to maintain a sorted list of candidates. 54.4.3 MIXED APROACHES FIGURE 54.4 .1 Left: vertex clustering simplification on a 2D mesh. Top left: grouping vertices; top right: cluster representative vertex. Bottom left: degenerate triangles removed; bottom right: al l vertices re- placed by cluster representative, dangling edges and isolated vertices added. Right: simplified coarse approximation. FIGURE 54.4 .2 Col lapsing the fat edge (left) to one of its vertices col lapses its two incident triangles (center). The corner table of the col lapsed mesh may be updated using the corner c (right). The reverse of an edge-col lapse is a vertex-split. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1227
1228 J. Rossignac It is also possible to combine vertex-clustering and edge-collapse approaches. For example, vertex-clustering may be used as a geometric and topological filter to remove small features, such as holes or bumps. Then, the result may be simplified through an edge-collapse process, which is better suited for removing redundant samples along flat portions of the surface and along nearly linear edges. The error resulting from this combination is bounded by the sum of the cell diagonal used in vertex clustering plus the estimate of the worst case error produced by edge collapsing. In order to prevent topology changes and still exploit the speed and simplicity benefits of vertex clustering, one may split the cluster of vertices within a given cell into edge-connected sub-clusters. Collapsing each sub-cluster into a separate representative vertex will not merge disconnected components, but can still create nonmanifold singularities and dangling faces and edges. A local topology analysis may be conducted to detect and prevent these collapses. Such a combination of vertex clustering and edge-collapse was exploited for performing out-of-core simpli- fication [Lin00] of datasets that are too large to fit in memory and thus would make the random access to the vertex data and connectivity tables, which are performed by edge-collapsing operations, too expensive. Finally, several authors [PH97] [Lue98] have extended edge-collapsing simplifi- cations by adding virtual edges, which are computed using vertex clustering and make it possible to merge components and to deal with nonmanifold meshes. 54.4.4 ERROR MEASURES The error between two shapes could be measured in image space, as the discrep- ancy between the colors of the pixels for a particular set of views [LRC+02] [Lin00]. However, such error measures rely on assumptions as to how a particular color change or displacement of the pro jection of a highlight or color discontinuity on the screen impact the perceived fidelity of the image. They also require a fine sam- pling of the higher dimensional space of view parameters, and are thus expensive to compute. The geometric error between the pro jection of the two shapes on the screen FIGURE 54.4 .3 The 3D model (left) has been simplified by a sequence of edge-col lapses to a model with a much lower triangle count (right). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1228
Chapter 54: Surface simplification and compression 1229 can be formulated more objectively, but is also view-dependent. For example, it may be formulated as the discrepancy between the pro jections of the silhouettes and sharp edges of both shapes. Thus, most simplification techniques are based on a view-independent error formulation. The error, E(A, B), between a shape A and a shape B may be for- mulated as the maximum of the distance, d(p, S), from all points p on A or B, to S , the other shape, (B or A, respectively). This formulation is equivalent to the Hausdorff distance H (A, B), which may also be formulated as the smallest radiusr,suchthatA⊂B↑randB⊂A↑r,whereS↑rdenotestheexpanded set S obtained by replacing each point q of S by a ball of center q and radius r. The distance d(p, S) may be computed as the minimum of distances between p and the vertices of S, the normal pro jections of p onto the edges of S, and the normal pro jections of p onto the interiors of the triangles of S. The difficulty in computing H (A, B) lies primarily in the fact that it is not sufficient to test d(p, S) for all vertices p of A and B, because the maximum error may occur at points inside faces, not at vertices or edges. Consequently, the exact Hausdorff measure is often approximated by super-sampling the two surfaces and computing the Hausdorff distance between the two dense sets of samples. The popular Metro tool [CRS98] super-samples one surface only and computes the maximum of the distance between the samples and the other surface. Another drawback of the Hausdorff distance is that it does not require a good mapping from one shape to the other and fails to identify for example the fact that nearby and parallel portions of the two surfaces may have opposite orientation. Thus, most simplification algorithms use a local error estimation. Consider a vertex that has moved from its initial position v to a new position v , as a result of a vertex clustering step or of a series of edge-collapses. The distance ||vv ||,which is bounded by the cell diagonal in the vertex clustering approach, provides a con- servative bound on the Hausdorff error resulting from this displacement. However, it is too conservative when the mesh was nearly planar in the vicinity of v and when the vector vv is tangent to the surface. Clearly, we want to measure the component of the displacement of that vertex along the normal to the surface. The error resulting from the collapse of a vertex v1 to its neighbor v2,canbe estimated by the dot-product v1 v2 · N1 , where N1 is the surface normal computed at v1. Although simple, this formulation does not guarantee a conservative error bound. Ronfard and Rossignac [RR96] used the maximum of the distance between the new position of v and the planes that contain the original triangles incident upon v. The distance between v and the plane containing vertices (v, a, b)is vv · (va × vb)/||va × vb||. The right term may be pre-computed and cached for each triangle in the original mesh using its vertices v, a,andb. Note that for very sharp edges and vertices, an additional plane is necessary to measure excursionsofv that would be tangential to all the faces incident upon v and yet would move away from the surface. That normal to that additional plane may be estimated using the surface normal estimation at v. The cost of this approach lies in the fact that, as vertices are merged through series of edge collapses, one needs to keep track of the list of all the planes that contain the triangles incident to these vertices in the original model. Furthermore, for each new edge-collapse candidate, the distance between the new position v must be computed to all these planes. If the edge collapse is executed, the lists of planes must be merged. By trading the conservative maximum error bound of [RR96] for a quadratic © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1229
1230 J. Rossignac error measure, Garland and Heckbert [GH98] have considerably reduced the com- putational cost of error estimation. The square of the distance D1(P ) between a point P and the plane Plane(Q1 ,N1) through a point Q1 with unit normal N1 ,is (N1 · Q1P )2 . It is a quadratic polynomial in the coordinates (x, y , z)ofP . Based on this observation, in a preprocessing stage, we pre-compute the 10 coefficients of D1(P ) for each corner ck , considering Plane (ck .v .g , Nk), where the normal Nk is computed as (ck.p.v .g − ck.v.g)×(ck.p.v .g − ck.v.g). Note that Nk is not a unit vector. Its length is proportional to the area of c.t. Then for each vertex vm , we compute the coefficients by adding the respective coefficients of its corners. They define the function Dm associated with that vertex. During simplification, we estimate the cost of an edge collapse that would move a vertex v1 to a vertex v2 ,byD1(v2). We perform the collapse with the lowest estimate and add to each coefficients of D2 the corresponding coefficient of D1 . 54.4.5 OPTIMAL QUANTIZATION FOR EACH LOD Assume that simplification produces a mesh A that approximates the original mesh O within a conservative sampling error estimate eS . The vertex quantization per- formed during the compression of A will produce a mesh C with a quantization error eQ with respect to A. Thus, the conservative bound on the total error is eS + eQ. How should we choose the optimal combination of a triangle count t for A and of the number B of bits used by the quantization? Assume for instance that we have a fixed bit budget. If we use a LOD with too many triangles, we will have very few bits per coordinate, and thus will need to quantize them drastically. Given the magnitude of the resulting quantization error, we may decide thatthe model is over-sampled, and that we are better off by increasing B and using a lower LOD. Setting eS = eQ yields a solution that is in general significantly suboptimal. An approximate solution to this optimization problem has been derived [KRS99] by formulating eS as K(t)/t, and by approximating the shape complexity function K (t) by a constant K , which may be estimated from a curvature integral over the model. In fact, for a sphere, K (t) is constant. 54.5 RE-SAMPLING The simplification approaches described above reduce the sampling of the mesh, while decreasing its accuracy. They strive to minimize the estimated errorfora given vertex count reduction. In contrast, the re-sampling techniques described in this section strive to reduce storage cost while maintaining an acceptable accuracy. They are based on two strategies: (1) increase the regularity of the connectivity of the mesh, so as to increase connectivity compression; (2) constrain each new vertex to lie on a specific curve, so as to reduce to one the number of coordinates that must be specified per vertex. GLOSSARY Regular subdivision: A sequence of mesh refinement steps, each of which in- © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1230
Chapter 54: Surface simplification and compression 1231 serts new vertices in the middle of the edges and splits triangles into four.The positions of the new and old vertices are adjusted by a vector computed from the neighboring vertices. Wavelet compression: A hierarchical encoding of regularly spaced data as a series of residues to values predicted by interpolation from a coarser model. Normal meshes: The interleaving of mesh refinement steps with displacement steps, which adjust the inserted vertices along estimated surface normal. Statis- tical properties of the adjustments make them suitable for wavelet compression and progressive transmission. 54.5.1 REPULSION-BASED RETILING An early simplification technique based on re-sampling [Tur92] first places samples on the surface of the mesh and distributes them evenly through an iterative process using repulsive forces computed from estimates of the geodesic distances [PS99] between samples. The repulsive forces may be adjusted taking local curvature into account so as to increase sample density in high curvature areas. Then it refines the mesh by inserting these samples as new vertices and hence splitting the triangles that contain them. Finally, the old vertices are removed through edge-collapse operations that preserve topology. This elegant process acts as a low pass filter and produces pleasing simplifications for smooth surfaces. Unfortunately, it may produce unnecessarily large errors near sharp features and does not reduce the cost of encoding the vertices. 54.5.2 NORMAL MESHES Another approach [KSS00] uses the MAPS algorithm [LSS+98] to compute a crude LOD, which can be compressed using any of the single-rate compression schemes discussed above. Once received and restored by the decompression module, the crude LOD is used as the coarse mesh of a subdivision process. Each subdivision stage splits each edge of the mesh into two and each triangle into four, by the inser- tionofonenewvertexperedge.TheyusetheLoopsubdivision(Chapter53),which splits edge (c.n.v,c.p.v) by inserting point (c.v .g+c.o .v .g+3c.n.v.g+3c.o .v .g)/8 and then moves the old vertices by a fraction toward the average of their old neighbors. After each subdivision stage, they download a displacement field of corrective vectors and use them to adjust the vertices, to bring the current level subdivision surface closer to the desired surface. The distribution of the coefficients of the corrective vectors is concentrated around zero and their magnitude diminishes as subdivision progresses. They are encoded using a wavelet transform and compressed using a modified version of the SPIHT algorithm [SP96] originally developedfor image compression. Instead of encoding corrective 3D vectors, the Normal Mesh approach [GVSS00] restricts each offset vector to be parallel to the surface normal estimated at the ver- tex. Only one corrective displacement value needs to be encoded per vertex, instead of three coordinates. They use the Butterfly subdivision [DLG90], which pre- serves the old vertices, and for each pair of opposite corners c and c.o splits the edge (c.n.v,c.p.v) by inserting a point computed from 8 vertices. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1231
1232 J. Rossignac They encode the corrective displacement values of each new vertex using the unlifted version of Butterfly wavelet transform [DLG90] [ZSS96]. Further subdivi- sion stages will generate a smoother mesh that interpolates these displaced vertices. The difficulty of this approach lies in the computation of a suitable crude LODand in handling situations where no suitable displacement may be found for a new ver- tex along the estimated surface normal, because for example the normal doesnot intersect the original mesh. Furthermore, that original mesh and the connectivity constraint imposed by the regular subdivision process limit the way in which the retiling can adapt to the local shape characteristics, and thus may result in less effective compression ratios. For example, regular meshes may lead to sub-optimal triangulations for surfaces with high curvature regions and saddle points, where vertices of valence different than 6 are more appropriate. 54.5.3 PIECEWISE REGULAR MESHES The surface of the mesh may be algorithmically decomposed into re l iefs [SRK02]. Each relief may be re-sampled by a regular grid of parallel rays. Triangles are formed between samples on adjacent rays and also, to ensure the proper connectivity, at the junction of adjacent reliefs. The sampling rate (i.e., the density of the rays) may be chosen so that the resulting Piecewise Regular Mesh (PRM) has roughly the same number of vertices as the original mesh. In these situations, the PRM typically approximates the original mesh with the mean square error of less than 0.02% of the diameter ofthe bounding box. Because of the regularity of the sampling for each relief, thePRM may be compressed for both connectivity and geometry down to about 2t bits. The PRM compression algorithm uses a modified version of the Edgebreaker compression and of the Spirale Reversi decompression to encode the global relief connectivity and the triangles which do not belong to the regular regions. First, Edgebreaker compression is used to convert the mesh to be encoded into a CLERS string. Then, the CLERS string is turned into a binary string using the context- based range, which reduces the uncertainty about the next symbol for a highly regular mesh. The geometry of the reliefs is compressed using an iterated two-dimensional variant of the differential coding [Sal00]. The regular resampling causes the entropy of the parallelogram rule residues to decrease by about 40% when compared tothe entropy for the original models, because on reliefs, two out of three coordinates of the residual vectors become zero. Since this approach does not require global parametrization, it may be usedfor models with complex topologies. It is faster than the combination of the MAPS al- gorithm [LSS+98] and the wavelet mesh compression algorithm of [GVSS00] [KSS00], while offering comparable compression rates. 54.5.4 SWINGWRAPPER The SwingWrapper approach [AFSR03], shown in Figure 54.5 .1, partitions the surface of an original mesh M into simply connected regions, called triangloids. From these, it generate a new mesh M . Each triangle of M is a linear approxima- tion of a triangloid of M . By construction, the connectivity of M is fairly regular, © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1232
Chapter 54: Surface simplification and compression 1233 and can be compressed to less than a bit per triangle using EdgeBreaker. The locations of the vertices of M are compactly encoded with a prediction technique that uses a single correction parameter per vertex. Instead of using displacements along the surface normal or heights on a grid of parallel rays, SwingWrapperre- quires that all C-triangles be isosceles, with left and right edges having a prescribed length L. SwingWrapper strives to reach a user-defined output file size rather than to guarantee a given error bound. For a variety of popular models, a rate of 0.4t bits yields a mean square error of about 0.01% of the bounding box diagonal. 54.6 PROGRESSIVE TRANSMISSION When the full resolution model of a mesh is unnecessary or when immediate graphic feedback is needed, a compressed crude model obtained through simplification or resampling is downloaded first. Then, later, if a higher resolution is required, the full-resolution mesh could be downloaded using a compact encoding produced by a single-rate compression. When the storage size of the compressed crude model is small compared to the storage size of the full mesh, the overhead of transmitting both, instead of the full mesh only, is small. Yet, the benefits are considerable if the full model never becomes necessary or if the user is not willing to wait for the full resolution model. However, in this binary mode scenario, when the accuracy of the crude model is no longer sufficient, the delay associated with downloading the full resolution mesh could be avoided if an intermediate resolution model could be downloaded instead and would provide sufficient accuracy. In fact, it may be desired to offer a series of intermediate LODs. Each one could be compressed independently using a single-rate compression scheme. FIGURE 54.5 .1 The original mesh (left) containing 134,074 triangles requires 4,100,000 bytes, when stored in the WRL format. A dense partitioning of its surface into triangloids (2nd) yields a retiled mesh (3rd) which deviates from the original by less than 0.6% of the radius of the smal lest bal l bounding the model. Its 13642 triangles are encoded with 3.5t bits. The resulting total of 6042 bytes represents a 678-to-1 compression ratio. A coarser partitioning (4th) decomposes the original surface into 1505 triangloids. The corresponding retiled triangle mesh (last) approximating the original model within 4% is encoded with 980 bytes: A 4000-to-1 compression. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1233
1234 J. Rossignac The shortcoming of this “independent” approach lies in the fact that the trans- mission does not take advantage of the information already available at the client side. For example, if the accuracy requirements increase progressively, and the client ends up downloading 10 different LODs, each having twice more vertices than the previous one, the total cost for a mesh will be about (1 +2 + 4 +8 + ...+ 1024)t/1024 bytes, which is 2t bytes, or twice the cost of transmitting the full-resolution mesh. In fact the total cost will be somewhat higher, because the geometry and connec- tivity of crude models is less regular and will in general not compress to a byte per triangle. This shortcoming may be addressed by using a progressive transmission approach where the connectivity and geometry of previously decoded LODs isex- ploited to reduce the transmission cost of the next LOD. Most progressive ap- proaches compress the upgrade, which contains the description of where new ver- tices should be inserted, i.e., their location and the associated connectivity changes. GLOSSARY Ve r t e x s p l i t : The inverse of an edge-collapse operation. It is specified by select- ing a vertex v and two of its incident edges. Upgrade: The information permitting to refine an LOD to a higher accuracy LOD. Compressed Progressive Meshes: A representation combining a single-rate compression of the lowest LOD with compressed encodings of the successive upgrades. 54.6.1 PROGRESSIVE MESHES The progressive transmission of compressed meshes started with Hoppe’s Prog re s - sive Meshes (PM) [Hop96]. It encoded the coarsest LOD and a series of vertex- split operations, which when applied to the coarse mesh reverses the sequence of simplifying edge-collapse operations that were used to create it. The advantage of PM is its ability to stop transmission at any desired accuracy, thus offeringthe finest granularity of upgrades, each one being a vertex-split. The compression ef- fectiveness of PM is limited by its need to encode the absolute index of the vertex at which the vertex-split occurs. That index requires log2(n) bits, where n is the number of vertices decoded so far. 54.6.2 COMPRESSED PROGRESSIVE MESHES By grouping the vertex splits into batches, the Compressed Progressive Mesh (CPM) [PR00] eliminates the log2(v) cost replacing the vertex indexing by a one- bit-per-vertex mask. When combined with a modified Butterfly geometry predictor estimating the location of each new vertex from its neighbors, it achieves about 11t bits for a combined transmission code of the complete geometry (7.5t bits) and connectivity (3.5t bits), while offering between 7 and 12 intermediate LODs for common meshes. The approach is illustrated in Figure 54.6 .1. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1234
Chapter 54: Surface simplification and compression 1235 54.6.3 EDGE-MASKS The Wavemesh of Valette and Prost uses a batch strategy similar to CPM, but uses the mask to mark the edges that must be split [VP04]. They use a new simplification algorithm, which removes vertices in an order that permits recreation of the original connectivity with a small number of additional bits (above the cost of the mask). Experimental results suggest that the average cost for encoding the complete connectivity of the progressive mesh ranges from 1.0t bits to 2.5t bits for commonly used meshes. 54.6.4 KD-TREES Gandoin and Devillers [GD02] use a hierarchy of vertex clustering [RB93]. However, instead of an octree, as in [Lue98] they use a k-d-tree. At an x-split node they split the parent’s area in two equal parts by a plane orthogonal to the x-axis and store the number of vertices in the left child. This adaptive organization of the vertices leads to the factorization of the most significant bits of the x-coordinate. The alternating y-split and z-split nodes perform a similar split, but with a different orientation of the splitting plane. Thus, the coordinates of the centers of the leaves of the k-d-tree are defined implicitly by their position in the tree. The cost of storing them lies in thecost of encoding the numbers of vertices in the left child of each node. When only one vertex lies in a node, its least significant bits that have not been factored in the structure of the tree must be encoded. When moving down the tree, each parent vertex is split into two vertices, which may, but need not, be connected. Thus, the connectivity may encoded as a series of possibly nonmanifold vertex-splits, as proposed in [PH97]. The total cost of FIGURE 54.6 .1 The coarse mesh (left) produced by an edge-col lapsing simplification is refined by a CPM upgrade which inserts new vertices and new triangles (center). The higher LOD is shown (right). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1235
1236 J. Rossignac transmitting a progressive mesh compressed with this approach comprises 1.8t bits for the connectivity and about 7.8t bits for the geometry, when the original vertex coordinates have been quantified to 12 bits each. 54.6.5 VALENCE DRIVEN CONQUEST To exploit the regularity of distribution of vertex degrees (or valences), which are concentrated around 6, Alliez and Desbrun [AD01a] use a series of passes to produce decreasing LODs. Each pass reduces the number of triangles by 3 by combining three steps that each traverses the mesh in a breadth-first order. The first one removes the tip vertices of triangles that have a valence of less than 7, leaving polygonal holes in the mesh. It also tags the remaining vertices. The second phase uses these tags to retriangulate the holes, striving to create vertices with valence 3 or 9. The third one removes valence-3 vertices. Because the decimation follows a systematic traversal, it can be reversed by decompression. The upgrade information for each pass contains the degree of the vertices removed during the first step (which must be 3, 4, 5, or 6) and an encoding of the traversal irregularities. These connectivity upgrades may be compressed to an average of 1.9t bits, which corresponds to a 40% improvement over CPM [PR00]. However, the selection of which vertices are removed at each phase is only dictated by the connectivity and cannot take into account the geometry, and thus cannot favor vertices whose removal will have the lowest impact on the geometric error. Consequently, this approach will produce intermediate models which for the same triangle count will be less accurate than those produced by CPM. 54.6.6 PROGRESSIVE NORMAL MESHES By exploiting the hierarchical nature of the wavelet formulation, the normal meshes provide an effective progressive transmission scheme, in which the bits of the coeffi- cients are transmitted in the order of their importance [SP96] [Sha93]. For the same transmission cost, this approach yields fourfold better accuracy than CPM [PR00]. In fact, the total cost of transmitting the highest accuracy mesh is often lower than one offered by the best single-rate compression schemes [TG89]. However, this ap- proach is not capable of restoring the original mesh for two reasons: (1) it has the semiregular connectivity of a subdivision mesh and (2) the constraints on vertex locations make it impossible to restore the original surface. 54.7 SOURCES AND RELATED MATERIAL SURVEYS Simplification techniques have been surveyed in [HG97] [PS97] and more recently in [LRC+02]. Compression and progressive transmission techniques have been sur- veyed in [Ros99b]. Topological extensions of simplification and compression not covered hereare © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1236
Chapter 54: Surface simplification and compression 1237 discussed in [GBTS99] [RC99] [PH97] for nonmanifold models, in [Ros99] [Lo+02] for handles, in [TG89] for holes, and in [KRS99] [IS00] for quadrilateral and polygo- nal meshes [KRS99] [IS00]. Simplification and compression of meshes with proper- ties are discussed in [GH98] [BPZ99] [IS00]. Compression and progressive transmis- sion of tetrahedral meshes have been addressed in [PRS99] [SR00]. Error correction strategies for progressive transmission are addressed in [AAR02]. RELATED CHAPTERS Chapter 25: Triangulations and mesh generation Chapter 26: Polygons Chapter 49: Computer graphics Chapter 53: Splines and geometric modeling REFERENCES [AAR02] G. Al-Regib, Y. Altunbasak, and J. Rossignac. An unequal error protection method for progressively compressed 3-D meshes. Internat. Conf. Acoustics Speech Signal Proc. Multimedia Commun. Networking II Session, 2002. [ABK98] N. Amenta, M. Bern, and M. Kamvysselis. A new Voronoi-based surface reconstruc- tion. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 98, pages 415–421, 1998. [AD01a] P. Alliez and M. Desbrun. Progressive encoding for lossless transmission of 3D meshes. ACM SIGGRAPH Conf. Proc., 2001. [AD01b] P. Alliez and M. Desbrun. Valence-driven connectivity encoding for 3D meshes. In Proc. Eurographics, volume 20, pages 480–489, 2001. [AFSR03] M. Attene, B. Falcidieno, M. Spagnuolo, and J. Rossignac. SwingWrapper: Retiling triangle meshes for better EdgeBreaker compression. ACM Trans. Graphics, 22:982– 996, 2003. [BPZ99] C.L . Ba jaj, V. Pascucci, and G. Zhuang. Single resolution compression of arbitrary triangular meshes with properties. Comput. Geom. Theory Appl., 14:167–186, 1999. [Cho97] M. Chow. Optimized geometry compression for real-time rendering.InProc. Conf. Visualization 97, 1997, pages 347–354. [Co + 96] J. Cohen, A. Varshney, D. Mano cha, G. Turk, H. Web er, P.K . Agarwal, F.P. Brooks, Jr., and W.V . Wright. Simplification envelopes. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 96, pages 119–128, 1996. [CR02] V. Coors and J. Rossignac. Guess connectivity: Delphi encoding in Edgebreaker. GVU Tech. Rep., 2002. [CRS98] P. Cignoni, C. Rocchini, and R. Scopigno. Metro: Measuring error on simplified surfaces. In Proc. Eurographics 98, volume 17(2), pages 167–174, 1998. [Dee95] M. Deering. Geometry compression. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 95, pages 13–20, 1995. [DLG90] N. Dyn, D. Levin, and J.A . Gregory. A butterfly subdivision scheme for surface interp olation with tension control. ACM Trans. Graph., 9:160–169, 1990. [DSSD99] X. Decoret, G. Schaufler, F.X . Sillion, and J. Dorsey. Multi-layered impostors for accelerated rendering. Comput. Graph. Forum, 18:61–73, 1999. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1237
1238 J. Rossignac [ESV96] F. Evans, S.S. Skiena, and A. Varshney. Optimizing triangle strips for fast rendering. In Proc. IEEE Visualization, pages 319–326, 1996. [GBTS99] A. Gueziec, F. Bossen, G. Taubin, and C. Silva. Efficient compression of non-manifold polygonal meshes. In Proc. IEEE Visualization, pages 73–80, 1999. [GD02] P.M. Gandoin and O. Devillers. Progressive lossless compression of arbitrary simplicial complexes. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 02, pages 372–379, 2002. [GH98] M. Garland and P.S. Heckbert. Simplifying surfaces with color and texture using quadratic error metric. In Proc. IEEE Visualization, pages 287–295, 1998. [Gum00] S. Gumhold. Towards optimal coding and ongoing research, 3D Geometry Compres- sion Course Notes. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 00, 2000. [Gum99] S. Gumhold. Improved cut-border machine for triangle mesh compression. Erlangen Workshop Vision, Modeling, Visualization. IEEE Signal Proc. Soc., 1999. [GS98] S. Gumhold and W. Straßer. Real-time compression of triangle mesh connectivity. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 98, pages 133–140, 1998. [GVSS00] I. Guskov, K. Vidimce, W. Sweldens, and P. Schr̈oder. Normal meshes. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 00, pages 95–102, 2000. [HG97] P.S. Heckbert and M. Garland. Survey of polygonal simplification algorithms. Multi- resolution Surface Modeling Course. ACM SIGGRAPH Course Notes, 1997. Tech. Rep. Carnegie Mellon Univ., Dept. of Computer Science. [Hop96] H. Hopp e. Progressive meshes. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 93, pages 99–108, 1996. [Hop98] H. Hoppe. Efficient implementation of progressive meshes. Computers and Graphics, 22:27–36, 1998. [Hop99] H. Hopp e. New quadric metric for simplifying meshes with appearance attributes. In Proc. IEEE Visualization, pages 59–66, 1999. [IS99] M. Isenburg and J. Snoeyink. Spirale Reversi: Reverse decoding of the Edgebreaker encoding. Tech. Report TR-99-08, Computer Science, UBC, 1999. [IS00] M. Isenburg and J. Snoeyink. Face fixer: Compressing polygon meshes with properties. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 00, pages 263–270, 2000. [KR99] D. King and J. Rossignac. Guaranteed 3.67V bit encoding of planar triangle graphs. In Proc. 11th Canad. Conf. Comput. Geom., pages 146–149, Vancouver, 1999. [KRS99] D. King, J. Rossignac, and A. Szymczak. Connectivity compression for irregular quadrilateral meshes. Tech. Rep. TR–99–36, GVU, Georgia Tech, 1999. [KSS00] A. Khodakovsky, P. Schr̈oder, and W. Sweldens. Progressive geometry compression. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 00, pages 271–278, 2000. [KT96] A.D. Kalvin and R.H . Taylor. Sup erfaces: Polygonal mesh simplification with bounded error. IEEE Comput. Graph. Appl., 16:64–67, 1996. [LE97] D.P. Luebke and C. Erikson. View-dependent simplification of arbitrary polygonal environments. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 97, pages 199–208, 1997. [Lin00] P. Lindstrom. Out-of-core simplification of large p olygonal mo dels. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 00, pages 259–262, 2000. [LRS+ 03] H. Lopes, J. Rossignac, A. Safonova, A. Szymczak, and G. Tavares. Edgebreaker: A simple implemenatation for surfaces with handles. Computers and Graphics, 27:553– 567, 2003. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1238
Chapter 54: Surface simplification and compression 1239 [LSS+ 98] A.W.F. Lee, W. Sweldens, P. Schr̈oder, L. Cowsar, and D.P. Dobkin. MAPS: Mul- tiresolution adaptive parametrization of surfaces. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 98, pages 95–104, 1998. [LRC+02] D.P. Luebke, M. Reddy, J. Cohen, A. Varshney, B. Watson, and R. Hubner. Levels of Detail for 3D Graphics. Morgan Kaufmann, San Francisco, 2002. [LT97] K-L . Low and T. - S. Tan. Model simplification using vertex clustering. In Proc. ACM Sympos. Interactive 3D Graphics, pages 75–82, 1997. [Lue98] D.P. Luebke. View-dependent simplification of arbitrary polygonal environments. Ph.D . thesis, Univ. North Carolina, Chapel Hill, 1998. [LW85] M. Levoy and T. Whitted. The use of points as a display primitive. Tech. Rep. TR 85-022, Univ. North Carolina Chapel Hill, 1985. [PH97] J. Popovic and H. Hopp e. Progressive simplicial complexes. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 97, pages 217–224, 1997. [PR00] R. Pajarola and J. Rossignac. Compressed progressive meshes. IEEE Trans. Visual- ization Comput. Graphics, 6:79–93, 2000. [PRS99] R. Pajarola, J. Rossignac, and A. Szymczak. Implant sprays: Compression of progres- sive tetrahedral mesh connectivity. IEEE Visualization, San Francisco, pages 299–305, 1999. [PS97] E. Pupp o and R. Scopigno. Simplification, LOD and multiresolution: Principles and applications. Tutorial at the Eurographics 97 Conf., Budapest, pages 1–104, 1997. [PS99] K. Polthier and M. Schmies. Geodesic flow on polyhedral surfaces. In Proc. Euro- graphics Workshop Sci. Visual., Vienna, pages 1–14, 1999. [RB93] J. Rossignac and P. Borrel. Multi-resolution 3D approximations for rendering complex scenes. Geometric Modeling in Computer Graphics, Springer-Verlag, Berlin, pages 445–465, 1993. [RC99] J. Rossignac and D. Cardoze. Matchmaker: Manifold Breps for non-manifold r-sets. In Proc. ACM Sympos. Solid Modeling, pages 31–41, 1999. [Ros99] J. Rossignac. Edgebreaker: Connectivity compression for triangle meshes. IEEE Trans. Visualization Comput. Graphics, 5:47–61, 1999. [Ros99b] J. Rossignac. Compression and progressive refinement of 3D models. In Proc. Shape Modeling Internat., Aizu, Japan, 1999. [RR96] R. Ronfard and J. Rossignac. Full range approximation of triangulated polyhedra. In Proc. Eurographics 96, pages 67–76, 1996. [RS99] J. Rossignac and A. Szymczak. Wrap&Zip decompression of the connectivity of trian- gle meshes compressed with Edgebreaker. Comput. Geom. Theory Appl. 14:119–135, 1999. [RSS03] J. Rossignac, A. Safonova, and A. Szymczak. Edgebreaker on a corner table: A simple technique for representing and compressing triangulated surfaces. In Hierarchical and Geometrical Methods in Scientific Visualization, G. Farin, H. Hagen, and B. Hamann, editors, Springer-Verlag, Heidelberg, pages 41–50, 2003. [Sal00] D. Salomon. Data Compression: The Complete Reference, 2nd edition. Springer- Verlag, Berlin, 2000. [Sam90] H. Samet. Applications of Spatial Data Structures. Addison-Wesley, Reading, 1990. [SP96] A. Said and W.A. Pearlman. A new, fast, and effcient image codec based on set partitioning in hierarchical trees. IEEE Trans. Circuits Syst. Video Technol., 6:243– 250, 1996. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1239
1240 J. Rossignac [Sch98] M. Schindler. A fast renormalization for arithmetic coding. In Proc. IEEE Data Compression Conf., page 572, 1998. [Sha93] J. Shapiro. Embedded im age coding using zero-trees of wavelet coefficients, IEEE Trans. Signal Process., 41:3445–3462, 1993. [SKR00] A. Szymczak, D. King, and J. Rossignac. An Edgebreaker-based efficient compression scheme for connectivity of regular meshes. Comput. Geom. Theory Appl., 20: 53–68, 2000. [SRK02] A. Szymczak, J. Rossignac, and D. King. Piecewise regular meshes: Construction and compression. In Graphics Models, 64:183–198, 2002. [SR00] A. Szymczak and J. Rossignac. Grow&Fold: Compressing the connectivity of tetra- hedral meshes. Comput. Aided Design. 32:527–538, 2000. [THLR98] G. Taubin, W. Horn, F. Lazarus, and J. Rossignac. Geometry coding and VRML. Proc. IEEE, 96:1228–1243, 1998. [TG89] C. Touma and C. Gotsman. Triangle mesh compression. In Proc. Graphics Interface, pages 26–34, 1998. [TR98] G. Taubin and J. Rossignac. Geometric compression through top ological surgery. ACM Trans. Graph., 17:84–115, 1998. [Tur84] G. Tuŕan. On the succinct representations of graphs. Discrete Appl. Math., 8:289–294, 1984. [Tur92] G. Turk. Re-tiling polygonal surfaces. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 92, pages 55–64, 1992. [Tut62] W. Tutte. A census of planar triangulations. Canad. J. Math., 14:21–38, 1962. [VP04] S. Valette and R. Prost. A wavelet-based progressive compression scheme for triangle meshes: Wavemesh. IEEE Trans. Visualization Comput. Graphics, 10:123–129, 2004. [VRML97] ISO/IEC 14772-1. The Virtual Reality Modeling Language (VRML). 1997. [ZSS96] D. Zorin, P. Schr̈oder, and W. Sweldens. Interpolating sub division for meshes with arbitrary topology. In Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 96, pages 189–192, 1996. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1240
55 MANUFACTURING PROCESSES Ravi Janardan and Tony C. Woo INTRODUCTION This chapter surveys some recent work on the application of techniques from compu- tational geometry to geometric problems arising in manufacturing processes such as layered manufacturing, mold design, and numerically controlled machining. Within each topic, we discuss problems that have benefited from the application of geomet- ric techniques, and mention several other problems where such techniques could be used to advantage. 55.1 LAYERED MANUFACTURING Layered Manufacturing (LM) is a relatively new technology which allows physi- cal prototypes of 3D models to be built directly from their digital representations, using a “3D printer” attached to a computer [Jac92]. LM provides the designer with an additional level of physical verification and facilitates the early detection and correction of design flaws that may have gone unnoticed otherwise. The use of LM has proliferated into a wide variety of areas, including, among others, en- gineering (e.g ., automotive and aerospace design), ergonomic product design (e.g ., hand-held devices such as cell phones), medicine (e.g ., prosthetics design and tissue engineering), and art (e.g ., sculpture) [Cad02, Har01, KF97, Lev02, NLG02]. The basic principle underlying LM is simple: The digital model is oriented suitably and sliced into horizontal layers by a plane. The layers are transmitted over a network to a fabrication device, which “prints” them successively inthe vertical direction, each layer on top of the previous one; thus the physical prototype is realized as a vertical stack of two-dimensional layers. The efficiency and accuracy of LM depends, in part, on the efficient solution of a number of geometric problems. For instance, the choice of the model’s orientation determines the number of layers, the surface finish, and the quantity and location of temporary support structures. The problem of printing the layers efficiently reduces to covering the interior of a polygon with a collection of thin rectangles. Other problems include slicing the model efficiently and generating a compact representation of the support structures. GLOSSARY STL format: The model is assumed to be given as a surface triangulation. The format specifies the triangles by listing the coordinates of their vertices and the direction cosines of their unit outer normals. This is the de facto industry standard for LM; the name is derived from STereoLithography, one of the first © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1241
1242 R. Janardan and T.C. Woo LM processes to be developed. Model orientation: The rotation of the model from its default orientation in the STL file, prior to being sliced into horizontal layers and built in the vertical direction. Stairstep error: Stairstep-shaped artifacts introduced on the model’s facets due to discretization into layers (similar to antialiasing in computer graphics), which affect surface finish and accuracy. The stairstep error on a facet is the height of the stairstep perpendicular to the facet. It is a function of the (smaller) angle between the vertical direction and the facet’s outer normal, hence of the model’s orientation. Supports: Temporary structures that are built simultaneously with the model to prop up layers that overhang previously-built layers; these are removedina postprocessing step. Formally, for a model P, a point p ∈ R3 \P is part of the supports if the upward-directed ray from p intersects P ; thus the membership of p in supports depends on the model’s orientation. The supports form a collection of disjoint polyhedra. (Figure 55.1.1 .) Support requirements: Measured in two ways: The support volume is the total volume of the support polyhedra. The support contact-area is the area of that portion of the model’s boundary that is in contact with supports. These should be minimized to reduce material costs, build time, and postprocessing time. Hatching: The process of printing each layer (a polygon) by covering its interior with parallel rectangles of some small width; the width is a process parameter. FIGURE 55.1 .1 Support structures (shown shaded) for a nonconvex polygon (left) and a convex polygon (right). Illustration is in two dimensions for convenience. (Reprinted from [IJM+02], with permission from Elsevier.) RESULTS Figure 55.1 .2 illustrates schematically a widely-used LM process called Stereolithog- raphy, where the printing of layers is achieved by having a laser trace out and hatch each layer on the surface of a liquid resin which hardens when exposed to light. Af - ter a layer is built, the platform is lowered by an amount equal to the layer thickness (on the order of a few thousandths of an inch) and the next layer is then built atop the previous one. The need for supports is ascertained beforehand, by analyzing the orientation and geometry of the model, and then generating and merging a description of the layers into the STL file for the model. Representative examples of other LM processes include Fused Deposition Modeling (where layers are printed by extruding and laying down molten plastic via a nozzle), Laminated ObjectMan- © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1242
Chapter 55: Manufacturing processes 1243 ufacturing (where the layers are cut out from sheets of adhesive-backed paper), and 3D Printing (where the layers are realized by outlining their shape via a binder fluid and then depositing a special powder onto it). FIGURE 55.1 .2 The Stereolithography process. (Reprinted from [IJM+02], with permission from Elsevier.) Laser Light-sensitive liquid resin Sliced model Build direction Platform Supports for for second slice built First slice and supports First slice second slice Geometric problems in LM can be grouped loosely into three categories: Choice of model orientation. Here the goal is to choose an orientation for the model that optimizes some design criterion (or to simply decide if the crite- rion can be satisfied). In [AB+97], O(n)-time algorithms are given for deciding whether an n-vertex polyhedron can be built without supports using two models of Stereolithography—one in which no layer can overhang the previous one, and another where some overhang, controlled by an angle parameter, is allowed.The classes of objects that can be built by these processes are also related to those buildable via NC-machining and casting. In [MJSG99], an algorithm is givento minimize the maximum stairstep error ([BB95]) over all facets of a polyhedron in O(n log n) time and to minimize the sum of the stairstep errors on all facets in O(n2 ) time; the first algorithm even allows facets to be weighted to indicate their relative importance with respect to surface finish. Also given are O(n2 )-time algo- rithms to minimize the volume and (independently) the contact-area of supports for a convex polyhedron. In [MJSS01], the preceding results are combined to recon- cile simultaneously multiple design criteria, including support volume, contact-area, stairstep error, and number of layers. (Minimizing the number of layers is equiv- alent to finding the width of a polyhedron, and efficient solutions are known for this [HT88, SSMJ99].) Three formulations for reconciling the criteria areconsid- ered: optimizing the criteria sequentially, optimizing a weighted combination of the criteria, and allowing the criteria to meet designer-specified thresholds. The methods in [MJSG99, MJSS01] use well-known techniques from computationalge- ometry, such as spherical arrangements, convex hulls, and Voronoi diagrams, in conjunction with constrained optimization methods such as Lagrangian multipli- ers. In [AD00], an approximation algorithm is given for minimizing the contact-area for a convex polyhedron. This method, based on computing approximate levels in a weighted arrangement of lines, runs in O((n/ 3) log 3 n) expected time and has an approximation ratio of 1 + , for any >0. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1243
1244 R. Janardan and T.C. Woo Optimization of supports for a nonconvex polyhedron is much harder due to the complicated structure of the supports. As Figure 55.1 .1 illustrates, supports need not extend all the way to the platform, but may instead terminate on the model itself. Furthermore, only a fraction of a facet need be in contact with supports, unlike the convex case where either a facet is entirely in contact with supports or not in contact at all. In [MJS+99], algorithms are given for the two-dimensional case, i.e., minimizing support area and contact-length. The approach is based on partitioning the unit-circle of directions into intervals and generating for each in- terval a formula for the support requirement of interest. The intervals are then scanned in order and the formula for each interval is updated incrementallyfrom that of the previous interval and then optimized within the interval. The run- ning time is O(n log n) plus the time to perform O(n) minimizations of a certain polynomial of degree Θ(n). Heuristics for contact-area optimization are described in [AD95], where a subset of the facet normals of the convex hull of the model is used for choosing the orientation. For each orientation, the needed supports and their contact-area are computed approximately, and the best orientation is then output. No analysis of the quality of the approximation is provided. In earlier work, the problem of support optimization is addressed in [FF94], and heuristics are given in the context of an expert system. Another design consideration in LM is to choose model orientations so that certain functionally-critical surfaces of the prototype (e.g ., facets on gear teeth) are not in contact with supports, since the presence and subsequent removalof supports can affect surface finish and accuracy. In [SSJ+00, SSJJ], an O(n 2 )-time algorithm is are given to compute a description of all model orientations for which a prescribed facet is not in contact with supports. The related optimization problem of computing a description of all orientations for which the total area of facets not in contact with supports is maximized is solved in O(n4 ) time. These results are based on convex hulls, arrangements, and overlays of subdivision—all on the unit-sphere. Fixed-orientation problems. Once an orientation has been chosen, several tasks remain. These include computing a description of any needed supports, slic- ing the model and supports, and deciding on how best to hatch the layers. In commercial software packages for LM, slicing and support generation are usually done in tandem. Specifically, as the model is sliced, the volume subtended under each layer is subtracted from that subtended by the layer above it; the result is the support between the two layers. Thus the supports are generated as a sequence of thin layers. In [Joh99], an alternative approach is pursued, where the goal is to generate a combinatorial description of the supports, as a collection of disjoint polyhedra. The algorithm is based on cylindrical decomposition [Mul93] and runs in O(n2 log n) time. Slicing algorithms used in LM are inefficient in that they compute from scratch the intersection of each slicing plane with the polyhedron, instead of taking advan- tage of the coherence that exists from layer to layer. This is due, in part, to the lack of any topological information in the STL format. In [MS99], an efficient and robust slicing algorithm is proposed. The algorithm builds a data structure basedona generalization of the well-known winged-edge structure [Bau75] and then uses the plane sweep paradigm to compute and update the layers incrementally, by taking advantage of the topological similarity between closely-spaced layers. A different perspective on slicing is taken in [DM94, KD96], where the focus is on slicing a © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1244
Chapter 55: Manufacturing processes 1245 model adaptively, with slices of variable thickness, so as to improve surface accu- racy and to speed up the build time. The hatching problem may be viewed as the two-dimensional analog of the model orientation problem. Here the goal is to find a common orientation of all the layer polygons (or, equivalently, a rotation of the model about the vertical axis) so that the total number of times the hatching tool (e.g., the laser in Stereolithography) meets the boundaries of all the polygons is minimized. This, in turn, minimizes the number of starts, stops, and direction changes of the tool and increases tool life. In [HJSS03], the problem is approximated as one of finding a direction in the plane that minimizes the sum of the lengths of the pro jections of all polygon edgesin this direction. The latter problem is reduced to computing the width of a suitably defined convex polygon (see also [Sar99]). The overall running time is O(n log n ), where n is the total number of number of polygon edges in all layers. On real-world STL models, the algorithm runs very fast and delivers solutions that are very close to the solution produced by an optimal, but much slower, algorithm [SSHJ02]. Decomposition problems. LM processes generally view the model as a single, monolithic unit. An alternative approach is to decompose the model into a small number of pieces, build the individual pieces, and then glue them back together. This allows large models to be built in parallel on multiple machines (or even simultaneously on the same machine) and also reduces the build time. Moreover, the support requirements of the decomposed parts is usually lower than thatofthe original. This decomposition-based approach is pursued in [IJM+02], where it is shown how to decompose, with a plane, a convex or nonconvex polyhedron in a given orientation into a user-specified number of pieces so that the support volume or contact-area is minimized. The algorithms run in O(n log n)andO(n2 log n) time for convex and nonconvex models, respectively, and are based on cylindrical decomposition and space sweep. In related work [FM01], it has been shown that the problem of deciding whether a polyhedron of genus zero or a polygon with holes can be decomposed into k terrains (hence built with zero supports) is NP-complete; here k is part of the input. In [IJS02], it is shown how to decompose, with a line, a polygon into two smaller polygons such that each is a terrain in the direction normal to the line; the algorithm runs in O(n log n)orO(n2 log n) time, depending on whether or not both terrains have their “base” edge on the dividing line (see also [AB+97, RR94] for related work). Besides the problems described above, a (necessarily incomplete) list of other related work on LM includes: automatic repair of STL files [Bøh95, Bar97]; elim- ination of support structures for a class of models by selectively thickening the walls of the model [AD98]; the design of a complete software front-end for the LM pipeline, from digital model import, to model repair, to batch scheduling of multi- ple models [BK98]; new modeling techniques for LM based on voxels [CMP95] and on analytic surfaces such as quadrics [FK96]; and investigation of alternatives to the STL format in LM [KD97, DKPS98]. OPEN PROBLEMS 1. Support optimization for nonconvex polyhedra is a challenging problem and an optimal solution remains elusive. Specifically, given a nonconvex polyhe- dron, P , the goal is to compute an orientation which minimizes the support volume or (independently) the contact-area when P is built in that orienta- © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1245
1246 R. Janardan and T.C. Woo tion. Extending the method in [MJS+99] to three dimensions appears difficult and expensive, so a new approach may be needed. Also of interest would be simple and efficient approximation algorithms. 2. The decomposition algorithm in [IJM+02] assumes that an orientation is given for the model and then proceeds to find a decomposition which minimizes the support requirements. A natural extension of this is to find an optimal (or near-optimal) decomposition over all possible orientations. Similarly, for the hatching problem, it would be interesting to design an algorithm which computes an optimal or near-optimal hatching direction over all possible ori- entations of the model. 3. Although the STL format is the de facto industry standard for model rep- resentation in LM, it is plagued with many problems. It introduces an ap- proximation error when used to represent smooth surfaces, it lacks useful topological information, it is highly redundant and error-prone, and it is very voluminous for surfaces of high curvature. As mentioned earlier, alternatives to STL have been investigated [KD97, DKPS98, CMP95, FK96] recently. In particular, in [FK96] a representation based on quadric surfaces has been considered. It has been shown empirically that for the tasks of slicing and filling in the layers using equidistant offset curves, this analytic representation is superior to STL both in accuracy and in computation time and memory requirements. A natural extension of this work would be to investigate the ef- fect of such representations on other LM tasks such as support generation and minimization, reduction of stairstep error, layer minimization, and hatching. 55.2 MOLD DESIGN Casting and injection molding processes are used extensively to mass-manufacture a wide variety of products. A key step here is the design of the mold from a digital model of the part, since this affects both the speed of the process and the quality of the finished part. For instance, how the model is decomposed into pieces to make the mold halves determines the number of undercuts in the mold: the greater the number of undercuts, the slower the de-molding process. As another example, the location of venting holes on the mold and the choice of pouring direction determine the extent of air pockets created during mold filling; this ultimately affects the strength and finish of the product. GLOSSARY Mold: A cavity in the shape of the part to be manufactured into which molten metal is poured. It consists of two mating parts called mold halves. Once the metal has hardened, the mold halves are pulled apart in opposite directions (i.e ., de-molded) and the part is removed. Undercut: Any point p on a part’s surface such that the outward normal at p makes an angle greater than 90◦ with the de-molding direction for the mold half containing p. Generally, a group of such points forms a recess or pro jection in the part that prevents easy de-molding. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1246
Chapter 55: Manufacturing processes 1247 FIGURE 55.2 .1 A parting line (e) for the exhaust manifold of an auto- mobile. Parting line: A continuous closed curve on the surface of the part that defines the two halves; thus it also defines the profile of the contact surface betweenthe two mold halves (Figure 55.2 .1). CH(P ): The convex hull of a polyhedron P . Dent: For a polyhedron P , a connected component of CH(P ) \ P . Fillability: The ability to fill a mold from a given pouring direction without cre- ating air pockets. This is a function of the mold geometry, the pouring direction, and the location of air-venting holes. Part decomposition: The process of dividing a part into smaller pieces and making mold halves for these that satisfy certain optimization criteria. RESULTS Geometric problems in mold design generally fall into two categories. Fillability problems. These are concerned with questions such as whether a mold can be filled from a given pouring direction without creating air pockets, and find- ing a pouring direction that eliminates air pockets using the smallest number of venting holes. In [BvKT98], several results are presented including: (a) deciding in O(n) time whether an n-vertex polyhedron can be filled from a given pouring gate in a given direction without creating air pockets; (b) enumerating in O(n2 ) time all pouring directions that permit such a fill; (c) computing in O(n2 ) time a pouring di- rection which minimizes the number of air pockets; and (d) characterizing classes of polyhedra according to their fillability. The two-dimensional counterparts of these problems are solved in [BT95], with running time O(n) for the decision problem and O(n log n) for the enumeration and optimization problems. Similar questions are also addressed in [FM93] for different mold-filling strategies and different types of filling material (ranging from gas to liquid to solid). Part decomposition. This refers to the problem of “cutting” the digital model into smaller pieces and making mold halves for these that meet certain optimization criteria. For instance, how can a 3D part P be divided into two such that the parting line is as “flat” as possible? As noted in the mold-design literature, the flatter the parting line, the more cost-effective and accurate the mold. While the notion of flatness has not been quantified in the literature, it is generally taken to mean that the parting line should lie as nearly in a plane as possible. Although a parting line that lies completely in a plane can always be produced by intersecting P with a plane,thiscancreateundercuts,evenifPisaconvexpolyhedron(Figure55.2 .2). The problem of computing a flattest undercut-free parting line for an n-vertex © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1247
1248 R. Janardan and T.C. Woo FIGURE 55.2 .2 An octahedron that cannot be divided by a plane into two halves without creating undercuts. For example, the plane containing vertices 1, 2,and3 creates a projection under the chain 1–4–3. Undercuts can be avoided by choosing the parting line to be 1–2 –3–4–1 (or 2–5–4 –6–2),butthisisno longer in a plane. (From [MGJ99], with permission.) 5 1 2 3 4 6 convex polyhedron P is considered in [MGJ99]. That such a line always exists is clear—simply take the boundary, L(d), of P , as viewed along lines of sight parallel to any direction d.Theflatness, ρ(d), of L(d) is defined in [MGJ99] as the sum of the squares of the pro jected lengths of the segments of L(d), where the pro jection is onto a plane normal to d, divided by the sum of the squares of the lengths of the segments of L(d). Thus, ρ(d) ≤ 1, with equality holding if and only if L(d) lies in a plane. An O(n2 )-time algorithm is given to compute a direction d that maximizes ρ(d). The algorithm blends together geometric techniques such as visibility cones, arrangements, and shortest paths in a simple polygon, with methods from continuous optimization. Algorithms are also given for optimizing other measures of flatness. These include (a) finding a direction which maximizes the flatness criterion defined above, but uses segment lengths rather than squared lengths; and (b) finding a direction which minimizes the width of the parting line, where, for any direction d, the width of the parting line L(d) is defined to be the smallest separation between two parallel planes normal to d that enclose L(d). In [BBvK97] the problem of deciding if a given n-vertex polyhedron can be parted by a single plane without creating undercuts is addressed. For an n-vertex nonconvex (resp. convex) polyhedron, where the cast parts are to be removedby translation in mutually-opposing directions, the bounds are O(n3/2+ ) time and O(n3/2+ ) space (resp. O(n log 2 n) time and O(n) space), where >0isanarbi- trarily small constant. A related result is presented in [AdB+02], where it is shown that, for an n-vertex polyhedron, all directions that admit an undercut-free parting line (for cast removal in mutually opposing directions) can be computed in O(n4 ) time. This is shown to be optimal in the worst case by demonstrating a polyhedron which admits Ω(n4 ) such directions. Finally, in [CC+93a], an O(nd log d)-time al- gorithm is given to compute a pair of opposing directions maximizing the numb er of visible dents in an n-vertex polyhedron with d dents. This minimizes the number of undercuts; however, the method does not yield a parting line. Other related work includes decomposition of two-dimensional molds [RR94], identification of criteria other than parting line shape and number of under- cuts [RS90], and heuristics for computing a de-molding direction without too many undercuts [HT92]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1248
Chapter 55: Manufacturing processes 1249 OPEN PROBLEMS 1. It is unlikely that the O(n2 )-time algorithm in [BvKT98] for minimizing the number of air-venting holes can be improved (in view of the 3Sum-Hard- based lower bound). However, can a significantly faster algorithm be devised that approximates the minimum number of air-venting holes to within a con- stant factor? 2. The goals of maximizing the flatness of the parting line and minimizing the number of undercuts are usually at odds. Often, however, meeting specified thresholds suffices: for instance, given parameters u0 and ρ0, design an effi- cient algorithm to find a parting line with at most u0 undercuts and flatness at least ρ0 . 3. A polyhedron P is 1-castable if it can be parted by a plane without creat- ing undercuts. The results in [BBvK97] allow one to decide 1-castability effi- ciently. However, there exist polyhedra that are not 1-castable (Figure 55.2 .3). To extend the class of polyhedra that can be cast with planes, call a polyhe- dron P 2-castable if there is a plane h such that the polyhedra P ∩ h+ and P ∩ h− are both 1-castable. (Here h+ and h− denote the two halfspaces of h.) Give efficient algorithms to decide 2-castability and characterize the class of 2-castable polyhedra. FIGURE 55.2 .3 Cross-sectional view of a polyhedron that is not 1-castable. The cross section tapers along the length of the polyhedron to a point and then expands again, so that the polyhedron consists of a “double pyramid.” Any casting plane wil l create an undercut at one (or more) of the spikes or at some of the slanted facets corresponding to the horizontal and vertical segments in the cross section. 55.3NUMERICALLY CONTROLLED MACHINING The dominant machining process today is numerically control led (NC) machining, where parts are manufactured under computer control based on information ex- tracted from a digital model. Examples of NC-machines include milling machines and lathes. Typical questions of interest concern accessibility of the tool to the part and generation of toolpaths that satisfy certain optimization criteria. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1249
1250 R. Janardan and T.C. Woo GLOSSARY Degrees of freedom (dof ): The types of motion permitted of an NC-machine. Specified as a combination of translation and (full or partial) rotation with re- spect to the coordinate axes. Visibilitymap (or VMap): The set of points on the unit sphere representing the directions along which a tool can approach (or “see”; cf. Chapter 28) all points on the surface in question without being blocked by other portions of the part. The VMap is a function of the surface geometry and the geometry of the cutting tool, and is in practice usually representable as a (spherical) polygon formed by the intersection of a certain set of hemispheres [GWT94]. For instance, the VMap of a plane is the hemisphere whose pole is the normal to the plane, the VMap of a half-cylinder is a half-great circle, the VMap of a hemisphere is a point, and the VMap of a dent in a polyhedron is the intersection of the set of hemispheres determined by the normals to the dent’s faces. Pocket: A region bounded by one or more closed curves, which delineates the area on the part from which material must be removed. Spherical band of width b: The set of all points on the unit sphere that are at a distance of at most b on either side of a great circle, where the distance is measured along a great circle arc. Part setup: The process of dismounting a part, and re-calibrating and re-mounting it in a new orientation on the worktable of an NC-machine. Direction-parallel pocket machining: A machining discipline where the tool is constrained to stay within a pocket and, moreover, always moves from leftto right with respect to a chosen reference line. Zigzag pocket machining: Similar to direction-parallel machining, except that the tool moves from left to right, then right to left, and so on. Contour-parallel pocket machining: The tool is constrained to move along a sequence of closed paths that are parallel to the pocket’s contour. RESULTS Two important parameters of an NC-machine are the dof of the machine and the type of cutting tool. The dof include translation along the principal coordinate directions (3-axis machine), plus rotation of the worktable about one axis (4-axis machine), plus partial swivel of the tool about a second axis (5-axis machine). The dof determines global motion of the tool. For example, in a 4-axis machine, the directions in which the tool can move can be represented on the unit sphere as a great circle whose normal is the rotational axis of the worktable. In a 5-axis machine, if the tool can swivel by ±b/2 radians, then the tool motion directions are given by a spherical band of width b, where the great circle associated with the band is as in the 4-axis case. Cutters are classified, according to the maximum angle θ that they can tilt from the local surface normal, as: flat-end (θ = 0 radians), fillet-end (θ<π/2 radians), and bal l - e n d (θ = π/2 radians). Thus the cutter geometry determines local motion of the tool: a flat-end cutter can approacha point p on a surface only along the surface normal at p, while a ball-end cutter can approach p along any direction lying within the hemisphere with pole p. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1250
Chapter 55: Manufacturing processes 1251 Part orientation. In order to machine a surface on a part, the tool must be able to approach (or see) every point on the surface without being blocked by other portions of the part. For a given orientation of the part on the machine’s worktable, only a subset of the surfaces that need to be machined might be so visible to the tool. Therefore, after each such set of visible surfaces has been machined, a part setup is performed to bring a new set of surfaces into view. However, part setup can be quite time-consuming in relation to the actual machining time (hours versus minutes, sometimes). This motivates the following problem. Given the part geometry and the machine parameters, compute a sequence of part orientations that minimizes the number of setups. Unfortunately, this problem is NP-hard, and so attention has focused on obtaining efficient algorithms that approximate closely the minimum number of setups. A natural approach is a greedy heuristic which finds repeatedly a part orien- tation that allows access to the maximum number of as-yet-unmachined surfaces [CC+93b, GJM+96]. Suppose, for example, that a 4-axis machine equipped with a ball-end cutter is used. Assume further that the VMaps for the part’s surfaces are available; for a ball-end cutter, the VMaps are intersections of certain hemispheres and can be computed as described in [GWT94]. Recall that each VMap represents the directions along which every point on the corresponding surface can be seen by the tool. Therefore, to find an orientation in which the maximum number of surfaces can be seen is equivalent to finding a great circle, C , that intersects the maximum number of VMaps. (Here, C represents the directions in which the tool can move in a 4-axis machine.) Similarly, for a 5-axis (resp. 3-axis) machine, the problem is to find a spherical band B of width b (resp. a point P ) that intersects themaximumnumberofVMaps(Figure55.3 .1). Given m VMaps with a total of n vertices, this problem is solved in [CC+93b] in O(nm log m) time and O(nm) space for a 3- and 4-axis machine equipped with a ball-end cutter. In [GJM+96], the time bound is improved to O(n2) in the worst case—when m =Θ(n)—and, moreover, an O(nm log m)-time and O(nm)-space al- gorithm is given for 5-axis machines. These results are based on geometric duality, topological sweep (Section 24.4), and properties concerning intersections and cov- ering of polygons on the unit sphere. In [GJM+96], an O(n2 + nm log m)-time and O(nm)-space algorithm is also given for fillet-end tools on 4- and 5-axis machines. All of these results imply an O(log m)-approximation to the minimum number of setups, via the well-known approximation result for the set-cover problem. To o l p a t h s . A related problem is that of generating tool paths that meet certain optimization criteria, given the pocket geometry, the tool size and geometry, and a machining discipline such as direction-parallel machining, zigzag machining, or contour-parallel machining. The optimization criteria include minimizing the total length traveled by the tool, minimizing the number of tool retractions (i.e ., the number of times the tool is lifted off the workpiece), and minimizing the number of times any point is machined by the tool. (This problem bears similaritiesto the hatching problem discussed earlier.) In [AHS00], a zigzag pocket machining algorithm is given and it is proved that the number of retractions is at most 5r +6h for a pocket with h ≥ 0 holes, where r is the minimum number of retractions. Moreover, no point is machined more than once. (Experiments in [AHS00] indicate a better approximation factor of 1.5.) The approach is based on constructing and processing a so-called machining graph. The algorithm runs in O(n) time, where n is the number of vertices in the machining graph. (Here n is a function of the © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1251
1252 R. Janardan and T.C. Woo FIGURE 55.3 .1 A grea t c i rcl e f o r a 4-axis machine (a) and a spherical band for a 5-axis machine (b) intersecting a set of VMaps. (From [GJM+96], with permission.) (a) (b) pocket geometry and the tool size.) In [AFM00], the following related optimization problem is shown to be NP- hard: Given a polygonal pocket of size n and a tool represented by a unit disk or a square, find a closed path of minimum length that visits every point of the pocket at least once. It is shown, however, that one can compute a path that is at mosta constant times longer than a shortest path in time O(n log n). Heuristics have also been investigated for other tool-path generation problems— see, for instance, the references cited in [AHS00]. However, no approximation bounds have been proved. OPEN PROBLEMS 1. The type of visibility considered in the part setup problem is between two points (one being the tool and the other being a point on the part’s surface) along a straight line. Characterizations of such VMaps and efficient algo- rithms are given in [GWT94]. Give characterizations and efficient algorithms for VMaps under point-point visibility along circular tra jectories (e.g., as pro- duced by the rotary joints of a robot arm) or along parabolic tra jectories (e.g ., as executed by droplets under gravity in vapor deposition processes). Also of interest are segment-segment and plane-plane visibility along straight line tra jectories. 2. Consider an augmented 4-axis (resp. 5 -axis) machine, where the worktable can rotate fully (resp. tilt by π/2 radians) about a second axis. In the greedy framework described earlier, this reduces to finding a pair of orthogonal great circles (resp. spherical bands) that intersect the maximum number of VMaps. No algorithms are known for this problem. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1252
Chapter 55: Manufacturing processes 1253 3. Prove that the zigzag pocket machining problem that calls for the minimum number of retractions and requires that no pocket point is machined more than once ([AHS00]) is NP-hard, or provide a polynomial-time algorithm. 4. Investigate tool-path generation problems for contour-parallel machining and provide provably good approximation algorithms. 55.4 OTHER TOPICS Besides the three representative topics that we have addressed, there are other areas for fruitful interaction between computational geometry and manufacturing. These include: design of mechanisms and linkages (Section 48.1); geometric con- straint systems (Section 56.3); tolerancing of machined parts; interpretation and reconstruction of engineering drawings, assembly and disassembly of components (Section 48.3); geometric software for manufacturing applications, process planning and simulation, mesh generation (Section 25.4); VLSI design and layout, and vision, robotics(Chapter48);geometricmodelingissuesrelevanttomanufacturing(Chap- ter53and56);andgeometricproblemsarisinginothermanufacturingprocesses such as bending, forming, welding, forging, etc. 55.5 SOURCES AND RELATED MATERIAL FURTHER READING The following contain additional discussion and references related to the topics in this chapter. [Bos95, Maj98]: Provide good expositions of the application of computational ge- ometry techniques to problems in molding, casting, and layered manufacturing. [Woo94]: Discusses various kinds of visibility in the context of different manufac- turing processes. [Hel91]: Contains a detailed discussion of the application of geometric techniques to problems in pocket machining. [Bra86]: A good general reference on a variety of design and manufacturing pro- cesses, including casting, molding, forging, stamping, machining, etc. RELATED CHAPTERS Chapter 24: Arrangements Chapter 28: Visibility Chapter 29: Geometric reconstruction problems Chapter 48: Robotics Chapter 53: Splines and geometric modeling Chapter 56: Solid modeling © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1253
1254 R. Janardan and T.C. Woo REFERENCES [AB+97] B. Asb erg, G. Blanco, P. Bose, J. Garcia-Lopez, M.H . Overmars, G.T . Toussaint, G. Wilfong, and B. Zhu. Feasibility of design in stereolithography. Algorithmi ca, 19:61–83, 1997. [AD95] S. Allen and D. Dutta. Determination and evaluation of supp ort structures in layered manufacturing. J. Design Manufac., 5:153–162, 1995. [AD98] S. Allen and D. Dutta. Wall thickness control in layered manufacturing for surfaces with closed slices. Comput. Geom. Theory Appl., 10:223–238, 1998. [AD00] P.K . Agarwal and P.K . Desikan. Approximation algorithms for layered manufacturing. In Proc. 11th Annu. ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 528–537, 2000. [AdB+02] H-K . Ahn, M. de Berg, P. Bose, S.W . Cheng, D. Halperin, J. Matouˇsek, and O. Schwarzkopf. Separating an object from its cast. Comput. Aided Design, 34:547–559, 2002. [AFM00] E.M . Arkin, S. Fekete, and J.S.B. Mitchell. Approximation algorithm s f or l awn m ow ing and milling. Comput. Geom. Theory Appl., pages 25–50, 2000. [AHS00] E.M . Arkin, M. Held, and C. Smith. Optimization problems related tozigzagpocket machining. Algorithmi ca, 26:197–236, 2000. [Bar97] G. Barequet. Using geometric hashing to repair CAD models. IEEE Comput. Sci. Eng., 4:22–28, 1997. [Bau75] B.G. Baumgart. A polyhedron representation for computer vision. In Proc. AFIPS National Computer Conf., volume 44, pages 589–596, 1975. [BB95] M. Bablani and A. Bagchi. Quantification of errors in rapid prototyping processes and determination of preferred orientation of parts. In Trans. 23rd N. Amer. Manuf, Research Conf., 1995. [BBvK97] P. Bose, D. Bremner, and M. van Kreveld. Determining the castability of simple polyhedra. Algorithmi ca, 19(1–2):84–113, 1997. [BK98] G. Barequet and Y. Kaplan. A data front-end for layered manufacturing. Comput. Aided Design , 30:231–243, 1998. [Bøh95] J.H . Bøhn. Removing zero-volume parts from CAD models for layered manufacturing. IEEE Comput. Graphics Appl., 15:27–34, 1995. [Bos95] P. Bose. Geometric and computational aspects of manufacturing processes.Ph.D .thesis, Scho ol Comput. Sci., McGill Univ., Montŕeal, 1995. [Bra86] J.G. Bralla. Handbook of Product Design for Manufacturing. McGraw-Hill, Boston, 1986. [BT95] P. Bose and G.T . Toussaint. Geometric and computational aspects of gravity casting. Comput. Aided Design, 27:455–464, 1995. [BvKT98] P. Bose, M. van Kreveld, and G.T . Toussaint. Filling polyhedral molds. Comput. Aided Design, 30:245–254, 1998. [Cad02] CADCAM Net, 2002. http://www.cadcamnet.com/Sections/rapid%20prototyping/ Applications.htm. [CC+93a] L.- L . Chen, S-Y. Chou, and T. Wo o. Parting directions for mould and die design. Comput. Aided Design, 25:762–768, 1993. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1254
Chapter 55: Manufacturing processes 1255 [CC+93b] L.- L . Chen, S-Y. Chou, and T. Woo. Separating and intersecting spherical polygons: Computing machinability on three-, four-, and five-axis numerically controlled ma- chines. ACM Trans. Graph., 12:305–326, 1993. [CMP95] V. Chandru, S. Manohar, and C. Prakash. Voxel-based modeling for layered manugac- turing. IEEE Comput. Graphics Appl., 15:42–47, 1995. [DKPS98] D. Dutta, V. Kumar, M. Pratt, and R. Sriram. Towards STEP-based data transfer in Layered Manufacturing. In Proc. 10th Internat. Conf. PROLOMAT, 1998. [DM94] A. Dolenc and I. M̈akel̈a. Slicing pro cedures for layered manufacturing techniques. Comput. Aided Design, 26:119–126, 1994. [FF94] D. Frank and G. Fadel. Preferred direction of build for rapid prototyping processes. In Proc. 5th Internat. Conf. Rapid Prototyping, pages 191–200, 1994. [FK96] R. Farouki and T. K ̈onig. Computational methods for rapid prototyping of analytic solid mo dels. Rapid Prototyping J., 2:41–48, 1996. [FM93] S. Fekete and J.S .B . Mitchell. Geometric aspects of injection molding. Workshop Geometric Comput. Aspects Injection Molding, Bellairs Research Institute, 1993. [FM01] S. Fekete and J.S.B. Mitchell. Terrain decomp osition and layered manufacturing. In- ternat. J. Comput. Geom. Appl., 11:647–668, 2001. [GJM+96] P. Gupta, R. Janardan, J. Majhi, and T. Woo. Efficient geometric algorithms for workpiece orientation in 4- and 5-axis NC-machining. Comput. Aided Design, 28:577– 587, 1996. [GWT94] J. Gan, T. Woo, and K. Tang. Spherical maps: Their construction, properties, and approximation. J. Mech. Design, 116:357–363, 1994. [Har01] G. Hart. Rapid prototyping of geometric models, 2001. http://www.georgehart.com/ cccg/rpgm.html.Invitedtalkat13thCanad.Conf.Comput.Geom.,Waterloo,Canada, 2001. [Hel91] M. Held. On the Computational Geometry of Pocket Machining, volume 500 of Lect u re Notes Comput. Sci., Springer-Verlag, New York, 1991. [HJSS03] M. Hon, R. Janardan, J. Schwerdt, and M. Smid. Minimizing the totalprojectionof a set of vectors, with applications to layered manufacturing. Comput. Aided Design, 35:57–68, 2003. [HT88] M.E . Houle and G.T . Toussaint. Computing the width of a set. IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intel l., 10:761–765, 1988. [HT92] K.C . Hui and S.T . Tan. Mould design with sweep operations—a heuristic search ap- proach. Comput. Aided Design, 24:81–91, 1992. [IJM+ 02] I. Ilinkin, R. Janardan, J. Ma jhi, J. Schwerdt, M. Smid, and R. Sriram. A decomp osition-based approach to layered manufacturing. Comput. Geom. Theory Appl., 23:117–151, 2002. [IJS02] I. Ilinkin, R. Janardan, and M. Smid. Terrain polygon decomposition with application to layered manufacturing. In Proc. 8th Internat. Comput. Combin. Conf., volume 2387 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 381–390, Springer-Verlag, Berlin, 2002. [Jac92] P.F. Jacobs. Rapid Prototyping & Manufacturing: Fundamentals of StereoLithography. McGraw-Hill, Boston, 1992. [Joh99] E. Johnson. Support generation for three-dimensional layered manufacturing. Master’s pro ject rep ort, Dept. of CS&E, Univ. Minnesota, Minneap olis, 1999. [KD96] P. Kulkarni and D. Dutta. An accurate slicing pro cedure for layered manufacturing. Comput. Aided Design, 28:683–697, 1996. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1255
1256 R. Janardan and T.C. Woo [KD97] V. Kumar and D. Dutta. An assessment of data formats for layered manufacturing. Advances in Engineering Software, 28:151–164, 1997. [KF97] C.C . Kai and L.K. Fai. Rapid Prototyping: Principles and Applications in Manufac- turing. John Wiley & Sons, New York, 1997. [Lev02] W. Leventon. Synthetic skin. IEEE Spectrum, pages 28–33, 2002. [Maj98] J. Ma jhi. Geometric methods in computer-aided design and manufacturing.Ph.D . thesis, Dept. of Comput. Sci. & Eng. Univ. Minnesota, Minneap olis, 1998. [MGJ99] J. Ma jhi, P. Gupta, and R. Janardan. Computing a flattest, undercut-free parting line for a convex p olyhedron, with application to mold design. Comput. Geom. Theory Appl., 13:229–252, 1999. [MJS+99] J. Majhi, R. Janardan, J. Schwerdt, M. Smid, and P. Gupta. Minimizing supp ort structures and trapp ed area in two-dimensional layered manufacturing. Comput. Geom. Theory Appl., 12:241–267, 1999. [MJSG99] J. Majhi, R. Janardan, M. Smid, and P. Gupta. On some geometric optimization problems in layered manufacturing. Comput. Geom. Theory Appl., 12:219–239, 1999. [MJSS01] J. Majhi, R. Janardan, J. Schwerdt, and M. Smid. Multi-criteria geometric optimization problems in layered manufacturing. Internat. J. Math. Algorithms, 2:201–225, 2001. [MS99] S. McMains and C. Śequin. A coherent sweep plane slicer for layered manufacturing. In Proc. 5th Annu. ACM Sympos. Solid Modeling Appl., pages 285–295, 1999. [Mul93] K. Mulmuley. Computational Geometry: An Introduction through Randomized Algo- rithms. Prentice-Hall, Englewo od Cliffs, 1993. [NLG02] P. Ng, P. Lee, and J. Goh. Prosthetic sockets fabrication using rapid prototyping technology. Rapid Prototyping J., 8:53–59, 2002. [RR94] A. Rosenblo om and D. Rappaport. Moldable and castable polygons. Comput. Geom. Theory Appl., 4:219–233, 1994. [RS90] B. Ravi and M.N . Srinivasan. Decision criteria for computer-aided parting surface design. Comput. Aided Design, 22:11–18, 1990. [Sar99] S. Sarma. The crossing function and its application to zig-zag tool paths. Comput. Aided Design , 31:881–890, 1999. [SSHJ02] J. Schwerdt, M. Smid, M. Hon, and R. Janardan. Computing an optimal hatching direction in layered manufacturing. Internat. J. Comput. Math., 79:1067–1081, 2002. [SSJ+00] J. Schwerdt, M. Smid, R. Janardan, E. Johnson, and J. Ma jhi. Protecting critical facets in layered manufacturing. Comput. Geom. Theory Appl., 16:187–210, 2000. [SSJJ] J. Schwerdt, M. Smid, R. Janardan, and E. Johnson. Protecting critical facets in lay- ered manufacturing: implementation and experimental results. Comput. Aided Design, 35:647–657, 2003. [SSMJ99] J. Schwerdt, M. Smid, J. Majhi, and R. Janardan. Computing the width of a three- dimensional point-set: an experimental study. ACM J. Experimental Algorithmics, volume 4, Art. 8, 1999. [Woo94] T. Woo. Visibility maps and spherical algorithms. Comput. Aided Design, 26:6–16, 1994. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1256
56 SOLID MODELING Christoph M. Hoffmann INTRODUCTION The objective of solid modeling is to represent, manipulate, and reason about the 3D shape of solid physical objects, by computer. Solid modeling is an application-oriented field that has a tradition of implement- ing systems and algorithms. Major applications include manufacturing, computer vision, graphics, and virtual reality. Technically, the field draws on diverse sources including numerical analysis, symbolic algebraic computation, approximation the- ory, point set topology, algebraic geometry, and computational geometry. First, the major representations of solids are reviewed in Section 56.1 . They include constructive solid geometry, boundary representation, spatial subdivision, medial surface representations, and procedural representations. Then, ma jor layers of abstraction in a typical solid modeling system are characterized in Section 56.2 . The lowest level of abstraction comprises a substratum of basic service algorithms. At an intermediate level of abstraction there are algorithms for larger, more con- ceptual operations. Finally, a yet higher level of abstraction presents to the user a functional view that is typically targeted toward solid design. Solid design paradigms work with form features and constraints. Often, they define classes of shape instances, and venture into territory that has yet tobe plumbed mathematically and computationally. Concurrently, there is alsoashift in the system architecture toward modularized confederations of plug-compatible functional components. We explore these trends lightly in Section 56.3 . Open problems are gathered in Section 56.4. 56.1 MAJOR REPRESENTATION SCHEMATA GLOSSARY Solid representation: Any representation allowing a deterministic, algorithmic point membership test. Constructive solid geometry (CSG): The solid is represented as union, in- tersection, and difference of primitive solids. Boundary representation (Brep): The solid surface is represented as a quilt of vertices, edges, and faces. Spatial subdivision: The solid is decomposed into a set of nonintersecting prim- itive volumes. Medial surface transformation: Closure of the locus of centers of maximal in- scribed spheres, and a function giving the minimum distance to the solid bound- ary. Usually called the MAT for “medial axis transformation.” © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1257
1258 C.M. Hoffmann Procedural representation: The solid is described by a scripting language or a notational schema that must be evaluated. A solid representation must allow the unambiguous, algorithmic determination of point membership: given any point p =(x, y, z), there must be an algorithm that determines whether the point is inside, outside, or on the surface of the solid. Moreover, restrictions are placed on the topology of the solid and its embedding, excluding, for example, fractal solids. These restrictions are eminently reasonable. Increasingly, however, solid model- ing systems depart from this strict notion of solid and permit representing a mixture of solids, surfaces, curves, and points, for example, in surface modeling in graphics via “particle systems.” The additional geometric structures are useful for certain design processes, for interfacing with applications such as meshing solid volumes, and for abstracting solid features, to name a few. 56.1.1 CONSTRUCTIVE SOLID GEOMETRY GLOSSARY Primitive solids: Traditionally: block, sphere, cylinder, cone, and torus. More general primitives are possible. Sweep: Volume covered by sweeping a solid or a closed contour in space. Extrusion: Sweep along a straight line segment. Revolution: Circular sweep. Regularized Boolean operation: The closure of the interior of a set-theoretic union, intersection, or difference. Algebraic halfspace: Points such that f(x, y , z) ≤ 0 where f is an irreducible polynomial. Irreducible polynomial: Polynomial that cannot be factored over the complex numbers. Classical Constructive Solid Geometry (CSG) represents a solid as a set-theor- etic Boolean expression of primitive solid objects, of a simpler structure. Both the surface and the interior of the final solid are thereby defined, albeit implicitly. The CSG representation is valid if the primitives are valid. A solid’s surface is closed and orientable and encloses a volume. The traditional CSG primitives are block, sphere, cylinder, cone, and torus. A solid is represented as an algebraic expression that uses rigid motions and regularized set operations. The traditional operations are regularized union, in- tersection, and difference. A regularized set operation is obtained by taking the closure of the interior of the set-theoretic result. The effect is to obtain solids that do not contain lower-dimensional parts, such as interior (or dangling exterior) faces, edges, and vertices. Each solid has a default coordinate system that can be changed with a rigid body transformation. A Boolean operation identifies the two coordinate systems of the solids to be combined and makes it the default coordinate system of the resulting solid. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1258
Chapter 56: Solid modeling 1259 FIGURE 56.1 .1 Left and midd le: CSG primitives block(w, d, h) and cylinder(r, h) with default coordinate systems. Right: T-bracket as union of two blocks minus a cylinder. y z d w h x z r h x y As an example, consider Figure 56.1 .1 . Using the coordinate system conven- tions shown, the CSG representation of the bracket is the expression block(8, 3, 1) ∪∗ move(block(2, 2.5, 3), (0, 4.5, 1)) − ∗ move(cylinder(0.75, 1), (1.5, 1.5, −0 .5)) where the ∗ indicates a regularized operation. (See also Figure 38.4 .1 .) The basic operations one wishes to perform on CSG representations are clas- sifying points, curves, and surfaces with respect to a solid; detecting redundancies in the representation; and approximating CSG objects systematically. More general primitives are obtained by considering the volume covered by sweeping a solid along a space curve, or sweeping a planar contour bounding an area. Defining a sweep is delicate, requiring many parameters to be exactly defined, but simple cases are widely used. They are extrusion, i.e ., sweep along a straight line; and revolution, i.e ., a sweep about an axis. The evaluation of general sweeps can be accomplished by a number of methods. An even more general set of primitives is algebraic halfspaces, point sets defined by P={(x,y,z)∈R3|f(x,y,z)≤0}, where f (x, y, z) is an irreducible polynomial in x, y ,andz. More general operations are obtained by using nonregularizing Boolean oper- ations or by defining a nonstandard semantics for Boolean operations on surfaces and curves. 56.1.2 BOUNDARY REPRESENTATION In boundary representation (Brep), the solid surface is represented as a quilt of faces, edges, and vertices. A distinction is drawn between the topological entities, vertex, edge, and face, related to each other by incidence and adjacency, and the geometriclocationandshapeoftheseentities.SeealsoFigure56.1 .2 .Forexample, when polyhedra are represented, the faces are polygons described geometrically by a face equation plus a description of the polygon boundary. Geometrically,the entities in a Brep are not permitted to intersect anywhere except in edges and vertices that are explicitly represented in the topology data structure. In addition to the classification operations mentioned for CSG, Boolean union, intersection, and difference operations are usually implemented for Brep systems. Both regularized and nonregularizing Boolean operations may occur. Different Brep schemata appear in the literature, divided into two ma jor fami- lies. One family restricts the solid surfaces to oriented manifolds. Here, every edge © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1259
1260 C.M. Hoffmann FIGURE 56.1 .2 Topological entities of a box. Adjacency and incidence are recorded in Brep. Dotted arrows indicate face orientation. is incident to two faces, and every vertexis the apexof a single cone of incident edges and faces. The second family of Brep schemata allows oriented nonmanifolds in which edges are adjacent to an even number of faces. When these faces are or- dered radially around the common edge, consecutive face pairs alternatingly bound solid interior and exterior. See Figure 56.1 .3 for examples. FIGURE 56.1 .3 A nonmanifold solid without dangling or interior faces, edges, and vertices; the nonmanifold edges and vertices are drawn with a thicker pen. More general nonmanifold Breps are used in systems that combine surface mod- eling with solid modeling. In such representation schemata, a solid may have interior (two-sided) faces, dangling edges, and so on. The current trend is to incorporate surface modeling capabilities into solid modelers. The topology may be restricted in other ways. For instance, the interior of a face may be required to be homeomorphic to a disk, and edges required to have two distinct vertices. In that case, the Brep of a cylinder would have four faces, two planar and two curved. This may be desirable because of the geometric surface representation, or may be intended to simplify the algorithms operating on solids. 56.1.3 SPATIAL SUBDIVISION REPRESENTATIONS GLOSSARY Boundary conforming subdivision: Spatial subdivision of a solid that repre- sents the boundary of the solid exactly. Boundary approximating subdivision: Spatial subdivision that represents the boundary of the solid only approximately. Regular subdivision: A subdivision whose cells are congruent. Grids are regular subdivisions. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1260
Chapter 56: Solid modeling 1261 Irregular subdivision: A subdivision with noncongruent cells. Octree: Recursive selective subdivision of a cuboid volume into eight subcuboids. Binary space partition (BSP) tree: Recursive irregular subdivision of space, traditionally by halfplanes. See also Sections 28.8 .2 and 38.5. Spatial subdivision decomposes a solid into cells, each with a simple topological structure and often also with a simple geometric structure. Subdivision represen- tations are divided into boundary conforming and boundary approximating. Important boundary conforming subdivision schemata are meshes and the BSP tree. Mesh representations are used in finite element analysis, a method for solving continuous physical problems. The mesh elements can be geometric tetrahedra, hexahedra, or other simple polyhedra, or they can be deformations of topologi- cal polyhedra so that curved boundaries can be approximated exactly. See Sec- tions25.4 –5. Binary space partition trees are recursive subdivisions of 3-space. Each interior node of the tree separates space into two disjoint point sets. In the simplest case, the root denotes a separator plane. All points of R3 below or on the plane are represented by one subtree, all points above the plane are represented by the other subtree. The two point sets are recursively subdivided by halfplanes at the subtree nodes. The leaves of the tree represent cells that are labeled in or out. The (half ) planes are usually face planes of a polyhedron, and the union of all cells labeled in is the polyhedron. For an example in R 2 see Figure 56.1.4 . Note that algebraic halfspaces can be used as separators, so that curved solids can be represented exactly. FIGURE 56.1 .4 A polygon and a representing BSP tree. b d a c1 c2 out a c2 dc 1 b out in in out out Boundary approximating representations are grids and oc t ree s . In grids, space is subdivided in conformity with a coordinate system. For Cartesian coordinates, the division is into hexahedra whose sides are parallel to the coordinate planes. In cylindrical coordinate systems, the division is into concentric sectors, and so on. The grids may be regular or adaptive, and may be used to solve continuous physical problems by differencing schemes. Rectilinear grids that are geometrically deformed can be boundary-conforming. Otherwise, they approximate curved boundaries. An octree divides a cube into eight subcubes. Each subcube may be further subdivided recursively. Cubes and their subdivision cubes are labeled white, black, or grey. A grey cube is one that has been subdivided and contains both white and black subcubes. A subcube is black if it is inside the solid to be represented, white if it is outside. Quadtrees, the two-dimensional analogue of octrees, are used in many geographical information systems. See Figure 38.5 .1. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1261
1262 C.M. Hoffmann 56.1.4 MEDIAL SURFACE REPRESENTATIONS GLOSSARY MAT: Medial axis transform, the two-dimensional version of the medial sur- face representation. Some authors use “medial axis transform” regardlessofthe dimension of the domain. Maximal inscribed disk: Disk inscribed in a domain and not properly con- tained in another inscribed disk. Medial axis and medial surface can unambiguously represent two-dimensional domains and 3D solids, respectively. The representations are not widely used for this purpose at this time; more frequently they are used for shape recognition (see Section51.4).However,asexplainedbelow,somesophisticatedmeshingalgorithms are based on the medial axis and the medial surface. The medial axis of a two-dimensional domain is defined as the closure of the locus of centers of disks inscribed within the domain. A disk is maximal if no other disk properly contains it. An example is shown in Figure 56.1 .5 along with some maximal disks. FIGURE 56.1 .5 L-shaped domain and associated medial axis. Some maximal in- scribed circles contributing to the medial axis are shown. The medial surface of a solid is the closure of the locus of centers of maximal inscribed spheres. When we know the radius (the limit radius in case of closure points) of the corresponding sphere for each point on the medial surface, then an unambiguous solid representation is obtained that is sometimes called the medial axis transform (MAT). The MAT has a number of intriguing mathematical prop- erties. For example, by enlarging the radius values by a constant, the MAT ofa dilatation of the solid is obtained. Originally, solid modeling has investigated the MAT for the purpose of con- structing shell solids (obtained by subtracting a small inset), for organizing finite element meshing algorithms, and for recognizing form features. More recently, the role of the MAT in surface reconstruction has begun to impact solid modeling; see Chapter30.Surfacereconstructionarisesinsolidmodelingforitsapplicationin reverse engineering where a model is to be constructed from a physical object by an automated measuring strategy. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1262
Chapter 56: Solid modeling 1263 56.1.5 PROCEDURAL REPRESENTATIONS Procedural solid representations fall into two families: script language representa- tions that have a strong programming language character, and descriptive repre- sentations evaluated by a program or system. The PADL system used FORTRAN as script language to specify solids. CSG expressions and directives were embedded into the Fortran program. The solid was evaluated into an internal format. Alpha 1 originally used Lisp as script language and evaluated the solid so described into a boundary representation. Subsequently, a direct manipulation interface was added to the system. The recent SGDL system uses Scheme as script language, evaluating it into an internal proprietary data for- mat. Since such script languages are based on a general programming language, the solid evaluation can be highly complexand may include any computation. Unless the evaluated solid is represented in one of the other representation schemata, it is in general not possible to reason about solids using the procedural representation directly. Descriptive representations, including the Erep notation are data representa- tions by nature. Their procedural nature derives from the need to evaluate and instantiate parameters, based on (computed) geometric relationship and, in many cases, geometric constraints. Once the parameters are determined, the shape is eval- uated in steps, where the major steps typically correspond to form features. Usually, an entire family of solids can be so described and instance solids are obtained by valuating parameters and dimensional constraints. A semantic characterization of the family remains largely an open problem, as discussed later. 56.1.6 CONVERSION BETWEEN REPRESENTATIONS Most solid modeling systems use Brep. Conversion from CSG to Brep is well understood and is implemented as regularized Boolean operations on Brep solids. An extensive literature addresses these complex algorithms. The conversion from Brep to CSG is not completely understood. In the poly- hedral case, the conversion is essentially the same as the conversion from Brep to BSP tree. Pure CSG solids, using the PADL primitives, can also be converted. Conversion involving higher degree surfaces is largely open. Some progress has been made by Naylor and Rogers in the case of B́ezier curves andB-splines(fordefinitions,seeSection53.1).Roughlyspeaking,acoarseBSP tree is constructed that encloses sections of the curve in convexpolygonal regions. On demand, the tree can be extended dynamically, thereby refining the enclosing regions. In this way, points may be classified efficiently with respect to the curve to a required resolution. There are several algorithms for converting from CSG or Brep to the MAT. Some are based on geometric principles, some on a Delaunay triangulation ofan approximated boundary, and some on a grid subdivision of ambient space. Because simple boundary geometry elements can produce very complicated curves and sur- face elements in the MAT, approximation approaches are favored in practice. The conversion from MAT to Brep has been addressed by Vermeer [Ver94] and later by Amenta [ACK01]. Note that a polyhedral MAT produces a solid boundary that can contain spherical, conical, and cylindrical elements. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1263
1264 C.M. Hoffmann The conversion from CSG or Brep to mesh representations is a partially solved problem when the conversion is done for finite element analysis or other numerical treatment of continuum problems. In that context, the problem is not a geometric problem alone: the quality of the subdivision must also be judged by nongeometric criteria that derive from the nature of the physical problem and the numerical algorithm used to solve it. Many approaches are based on octree subdivision, on Delaunay triangulation, and on MAT computations. The conversion relationships are summarized in Table 56.1 .1 . TABLE 56.1 .1 Representation conversion. CONVERSION REMARKS CSG → Brep Many methods, e.g ., [Chi88, Hof89, M̈an88]. Active research seeks better tradeoff between speed, accuracy, and geometric coverage. Brep → CSG Largely open. Polyhedral case similar to BSP tree construction [Hof93b]; quadric cases treated in [Sha91, SV93]. See also [NR95] for parametric case. Brep, CSG → MAT [CHL91] uses grid approximation, [SAR95] uses Delaunay approximation of domain. MAT → Brep [Ver94] converts p olyhedral MAT. Brep, CSG → Many approaches; see, e.g ., [Hof95, TWM85, SERB99]. spatial subdivision Active research seeks improved techniques. GEOMETRIC COVERAGE The range and geometric representation of solid surfaces is referred to as geometric coverage. Polyhedral modeling restricts to planes. Classical CSG allows only planes, cones, cylinders, spheres, and tori. Experimental modelers have been built allowing arbitrary algebraic halfspaces. SGDL uses implicit algebraic surfaces of degree up to 4. Most commercial and many research modelers use B-splines (uniform or nonuni- form, nonrational or rational) or B́ezier surfaces. The properties and algorithmic treatment of these surfaces is studied by computer-aided geometric design. See Chapter53,aswellasthemonographsandsurveys[Far88,Hos92,HL93]. Subdivision surfaces have also been proposed but, despite their success in graph- ics, have thus far not gained wide acceptance in solid modeling. There are many connections between certain kinds of subdivision curves and surfaces and certain classes of spline curves and surfaces. See also Chapter 53. SPATIAL RELATIONSHIPS In many applications one would like to understand spatial relationships. Some of the solid representations reviewed have been considered for this purpose. For instance, the MAT has been used to guide meshing algorithms globally and some attempts have been made to devise simplifications for isolating specific features of a shape. Attempts have been made to define suitable simplifications and variations of the MAT; e.g ., [FLM03]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1264
Chapter 56: Solid modeling 1265 Shapesimplification(Chapter54)isfundamentalformanytasks,includingin collision detection (Chapter 35). When a shape is offset by a large distance, smaller features tend to disappear; hence offsetting, a close relative of the MAT, can be used to explore shape simplification [BDG97]. Other approaches have constructed hierarchical representations in which shape is approximated by a hierarchy of simple bounding volumes that at the tree root enclose the entire shape, and in the interior refine the shape estimate by alternatingly subtracting and adding smaller bounding volumes; e.g., [GLM96, KGL+98]. Such trees of bounding volumes have similarity with CSG trees. 56.2 LEVELS OF ABSTRACTION GLOSSARY Substratum: Basic computational primitives of a solid modeler, such as inci- dence tests, vector arithmetic, etc. Algorithmic infrastructure: Major algorithms implementing conceptual op- erations, such as surface intersection, edge blending, etc. Graphical user interface (GUI): Visual presentation of the functionality of the system. Application procedural interface (API): Presentation of system functional- ity in terms of methods and routines that can be included in user programs. Substratum problem: Unreliability of logical decisions based on floating-point computations. Large software systems should be structured into layers of abstraction. Doing so simplifies the implementation effort because the higher levels of abstraction can be compactly programmed in terms of the functionality of the lower levels. Thereby, the complexity of the system is reduced. A solid modeling system spans several levels of abstraction: 1. On the lowest level, there is the substratum of arithmetic and symbolic com- putations that are used as primitives by the algorithmic infrastructure. This level contains point and vector manipulation routines, incidence tests, and so on. 2. Next, there is an intermediate level comprising the algorithmic infrastructure. This level implements the conceptual operations available in the user interface, as well as a wide range of auxiliary tools needed by these operations. There is often an application programming interface available with which programs can be written that use the algorithmic infrastructure of the modeling system. 3. A graphical user interface (GUI) presents to the user a view of the functional capabilities of the system. Interaction with the GUI exercises these func- tions, for instance, for solid design. Tools for editing and archiving solids are included. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1265
1266 C.M. Hoffmann Ideally, the levels of abstraction should be kept separate, with the higher levels leveraging the functionality of the lower levels. However, this separation is funda- mentally limited by the interaction of numeric and symbolic computation. 56.2.1 THE SUBSTRATUM The substratum consists of many low-level computations and tests; for example, vector computations, simple incidence tests, and computations for ordering points along a simple curve in space. Ideally, these operations create an abstract machine whose functionality simplifies the algorithms at the intermediate level of abstrac- tion. But it turns out that this abstract machine is unreliable in a subtle way when implemented using floating-point arithmetic. Exact arithmetic would remedy this unreliability, but is held by many to be unacceptably inefficient when dealing with solidsthathavecurvedboundaries.SeeSection41.4.Problemsincludeinput accuracy. To illustrate how inexact arithmetic at the substratum level can impact the geometric computation, consider modeling polyhedral solids, the simplest possible situation for solid modeling. All computational decisions that arise in the course of a regularized Boolean operation on polyhedra can be reduced to determiningthe sign of 4 × 4 determinants. Geometrically, this is a test of whether a point is above, on, or below a plane. When the determinant’s value is nearly zero, floating-point evaluation will decide based on a tolerance. But the decision is unreliable because logically equivalent tests may arise as different determinants in the course of the algorithm: some of the determinants could have small, others large values,thus necessitating different tolerances to arrive at consistent decisions. This gives an opportunity for the algorithm to build inconsistent data structures and fail. The problems are magnified when dealing with curved solids. Recent academic solid modeling systems adopt exact arithmetic either outright, or use exact arithmetic on demand. In the latter approach, an error bound is evaluated along with the predicate on whose value a logical decision depends. If the decision is unambiguous based on floating-point arithmetic, no further action is taken. Otherwise, an exact evaluation is done. If an exact evaluation is to be made, the input is understood to be exact as given, and the predicate must be evaluated from the input data without using intermediate, possibly inaccurate, data. The assumption of exact input data is problematic for Brep solids. Unless the input solid is very simple, or it was computed using exact arithmetic, it is an open problem how to interpret the data such that a valid solid is obtained. For a deeper evaluationoftheproblem,andforsomeapproachestosolvingit,seeChapter41. 56.2.2 ALGORITHMIC INFRASTRUCTURE Algorithmic infrastructure is a prominent research subject in solid modeling. Among the many questions addressed is the development of efficient and robust algorithms for carrying out the geometric computations that arise in solid modeling. The problems include point/solid classification, computing the intersection of two solids, determining the intersection of two surfaces, interpolating smooth surfaces to elimi- nate sharp edges on solids, and many more. See the reference section for a sampling of the literature. Recent academic work considers structuring application procedural interfaces © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1266
Chapter 56: Solid modeling 1267 (API’s) that encapsulate the functional capabilities of solid modelers so they can be used in other programs; [ABC+00]. Such API’s play a prominent role in applications because they allow building on existing software functionality and constructing different abstraction hierarchies than the one implemented by a full-service solid modeling system. The work attempts to give a system-independent specification of basic API functionality for solid modeling. An important consideration when devising infrastructure is that the algorithms are often used by other programs, whether or not there is an API. Therefore, they must be ultra-reliable and in most cases must not require user interventionfor exceptional situations. The major geometric computations implemented at the infrastructure level have to balance the conflicting goals of efficiency, accuracy, and robustness. For this reason, many operations continue to be researched in efforts to seek new per- ceived optima. Moreover, new variants of surface representations continue to be devised that necessitate different approaches. Some of the major operations on which research continues are the following. Surface intersection. Given two bounded areas of two surfaces, determine all in- tersection curve components. A major difficulty of the problem is to identify correctly all components of the intersection, including isolated points and sin- gularities. Since this computation is done in R 3 , classical algebraic geometry is of limited help. The other difficulty is to address properly the substratum unreliabilities. Surface intersection remains a key problem with continuing attempts at bal- ancing efficiency, accuracy, and stability of the algorithms. Offsetting. Given a surface, its offset is the set of all points that have fixed minimum distance from the surface. Offsets can have self-intersections that must be culled, and there is a technical relationship between offsetting and forming the MAT. Namely, when offsetting a curve or surface by a fixed distance, the self-intersections must lie on the medial axis. Offsetting isused to determine certain blending surfaces, and is also used in the solid operation of shelling that creates thin-walled solids. Blending. Given two intersecting surfaces, a third surface is interpolated between them to smooth the intersection edge. A simple example is shown in Fig- ure56.2.1 .Alocallyconvexblendsurfaceisoftencalledaround,anda locally concave one a fillet. The blend surface in Figure 56.2 .1 is a fillet. Blending has been considered almost since the beginning of solid modeling, and some intuitive and interesting techniques have been developed over the years. For example, consider blending two primary surfaces f and g. Roll a ball of fixed radius r along the intersection such that it maintains contact with both f and g. Then the surface of the volume swept by the ball can be used as a blending surface, suitably trimmed. Note that the center of the ball lies on the intersection of the offsets, by r, of both f and g. In more complicated schemes the radius of the ball is varied along the intersection. A less well-understood issue for blending solids arises from the global problem of how to devise the contact curves and blending surfaces, so that the surfaces connect properly at adjacent faces, behave correctly at vertices, and so on. Figure 56.2.2 shows the problem of overlapping blends. The fillet and round © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1267
1268 C.M. Hoffmann constructed separately do not meet in the region of overlap. The problem is that then there is no closed surface defining the blended solid. A resolution could modify the round, or the fillet, or could insert a separate surface in the overlap region after suitably cutting back both primary blends. When the primary surfaces meet at a vertextangentially, blending surfaces must “dissipate.” Figure 56.2 .3 shows several methods to dissipate round and FIGURE 56.2 .1 Left: two cylinders intersecting in a closed edge. Right: edge blended with a constant-radius, rol ling- bal l blend; the bounding curves of the blend are shown. FIGURE 56.2 .2 Global blend interference [Bra97]: The round of the front edge overlaps with the fil let of the cylinder edge on top (left). Without further action, the two blends do not connect, leaving a gap in the surface. The solution shown in the midd le modifies the front round. Other possibilities include modifying the fillet or inserting a separate blend in the overlap region (right). FIGURE 56.2 .3 Global blend interference [Bra97]: At ending vertex, the round and the fillet must be merged into a compatible structure. Several solutions are il lustrated. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1268
Chapter 56: Solid modeling 1269 fillet at the end vertices. The examples are from [Bra97] and point out the dimensions of the global problem. Deformations. Given a solid body, deform it locally or globally. The deformation could be required to obey constraints such as preserving volume or optimizing physical constraints. For example, we could deform the basic shape of a ship hull to minimize drag in fluids of various viscosities. Shelling. Given a solid, hollow out the volume so that a thin-wall solid shape remains whose outer surface is part of the boundary of the input solid. The wall thickness is a parameter of the operation. Variations include designating parts of the solid surface as “open.” For instance, taking a solid cylinder and designating both flat end faces as open the operation creates a hollow tube of the same outside diameter. Conceptually, the operation subtracts an inset of the solid, obtained by shrinking the original solid, an offset operation. 56.2.3 USER INTERFACES Ultimately, the functional capabilities of a solid modeling system have tobepre- sented to a user, typically through a graphical user interface (GUI). It would be a mistake to dismiss GUI design as a simple exercise. If the GUI merely presents the functionality of the infrastructure literally, an opportunity for operational lever- aging has been lost. Instead, the GUI should conceptualize the functionalities an application needs. As in programming language design, this conceptual view can be convenient or inconvenient for a particular application. Research on GUI’s therefore is largely done with a particular application area in mind. For example, in mechanical engineering product design, an important aspect of the GUI might be to allow the user to specify the shape conveniently and precisely. This might be accomplished using geometric constraints and constraints of length, radius, and angle. In GUI’s for virtual environment definition and navigation, on the other hand, approximate constraints and direct manipulation interfaces would be better. 56.3 FEATURES AND CONSTRAINTS GLOSSARY Form feature: Any stereotypical shape detail that has application significance. Geometric constraint: Prescribed distance, angle, collinearity, concentricity, etc. Generic design: Solid design with constraints and parameters without regard to specific values. Design instance: Resulting solid after substituting specific values for parame- ters and constraints. Parametric constraint solving: Solving a system of nonlinear equations that has a fixed triangular structure. Variational constraint solving: Solving a system of nonlinear simultaneous equations. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1269
1270 C.M. Hoffmann In solid modeling, two design paradigms have become standard for manufac- turing applications, feature-based design and constraint-based design. The new paradigms expose a need to reconsider solid representations at a different level of abstraction. The representations reviewed before are for individual, specific solids. However, we need to represent entire classes of solids, comprising a generic design. Roughly speaking, solids in a class are built structurally in the same way, from complexshape primitives, and are instantiated subject to constraints that interre- late specific shape elements and parameters. How these families should be defined precisely, how each generic design should be represented, and how designs should be edited are all important research issues of considerable depth. 56.3.1 FEATURE-BASED DESIGN Feature-based design is usually understood to mean designing with shape elements such as slots, holes, pockets, etc., that have significance to manufacturing appli- cations relating to function, manufacturing process, performance, cost, and so on. Focusing on shape primarily, we can conceptualize solid design in terms of three classes of features: generative, modifying, and referencing features. A feature is added to an existing design using attachment attributes and placement conditions. Subsequent editing may change both types of attachment information. As an example, consider the solid shown to the right in Figure 56.3.1 . A hole was added to the design on the left, and this could be specified by giving the diameter of the hole, placing its cross section, a circle, on the side face, and requiring that the hole extend to the next face. Should the slot at which the hole ends be moved or altered by subsequent editing, then the hole would automatically be adjusted to the required extent. FIGURE 56.3 .1 Left: solid block with a profiled slot. Right: After adding a hole with the attribute “through next face,” an edited solid is obtained. If the slot is moved later, the hole will adjust automatical ly. 56.3.2 CONSTRAINT-BASED DESIGN Constraint-based design refers to specifying shape with the help of constraints, when placing features or when defining shape parameters. For instance, assume that we are to design a cross section for use in defining a solid of revolution. A rough topologicalsketchisprepared(Figure56.3 .2,left),annotatedwithconstraints,and instantiated to a sketch that satisfies the constraints exactly (Figure 56.3.2, right). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1270
Chapter 56: Solid modeling 1271 Auxiliary geometric structures can be added, such as an axis of rotation. There is an extensive literature on constraint solving, from a variety of perspectives. FIGURE 56.3 .2 Geometric constraint solving. Input to the constraint solver shown on the left. Here, the arc should be tangent to the adjacent segments, and the two other segments should be perpendicular. Output of the constraint solver shown on the right. 30.0 70.0 80.0 75.0 55.0 30.0 70.0 80.0 75.0 55.0 Most solid modeling systems use both features and constraints in the design interface. Often, the constraints on cross sections and other two-dimensional struc- tures are unordered, but the constraints on 3D geometry are usually considered in a fixed sequence. Solving systems of unordered constraints is sometimes referred to as variational constraint solving. Mathematically, it is equivalent to solving a system of nonlinear simultaneous equations. Solving constraints in a fixed sequence is also known as parametric constraint solving. The latter is equivalent to solving a system of nonlinear equations that has a fixed, triangular structure whereeach equation introduces a new variable. A well-constrained geometric constraint problem corresponds naturally to a system of nonlinear algebraic equations with a finite set of solutions. In general, there will be several solutions of a single, well-constrained geometric problem. An example is shown in Figure 56.3 .3 . This raises the interesting question of exactly how a constraint solver should select one of those solutions efficiently, andwhy. FIGURE 56.3.3 The wel l-constrained geometric problem of placing 4 po i n t s by 5 distances has two distinct solutions. 85.0 120.0 90.0 90.0 80.0 85.0 120.0 90.0 90.0 80.0 From symbolic computation we know that there are algorithms to convert a nontriangular system of nonlinear equations into a triangular system. The distinc- tion between parametric and variational constraint solving is therefore artificial in theory. However, full-scale triangularization of systems of nonlinear equations is not tractable in many cases, so the distinction is relevant in practice. Moreover, a predetermined sequential evaluation of constraints is simple to implement and can be interfaced easily with conditional constraint evaluation, thereby increasing the expressive power of the constraint system without raising new semantic issues. For these reasons, many developers of solid modeling systems leverage core modeling © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1271
1272 C.M. Hoffmann capabilities by such (simple) extensions. Spatial constraint solving is very much more demanding than planar constraint solving. In the planar case, simple (simultaneous) subsystems can be identified and isolated using straightforward graph algorithms, and result in practically impor- tant solvers. Furthermore, in the planar case, there are not many such subsystems needed. In contrast, no simple simultaneous spatial subsystems exist. When lines are allowed as geometric primitives, then the systems become very much harder and there are many such subsystems even when restricting to only five or sixge- ometric elements. The number of basic cases number in the hundreds; [GHY02]. This structural barrier seems to preclude the emergence of truly spatial constraint solvers, and with it, of spatial design paradigms. In practice, CAD systemsskirt the issue by building interrelated planar constraint problems which are variational in each plane but follow a clear, parametric sequence for elaborating the spatial relationship between the various planar problems. 56.3.3 SEMANTIC PROBLEMS When constraints and parameters are used in solid design, a generic design is obtained. Generic designs are instantiated by constraint values, and may be edited by changing the constraint values, the constraint schema, and the feature attributes. A design so edited can then be automatically re-instantiated by the solid modeler. A central difficulty in implementing this scenario, however, is that the generic design is usually defined visually on the basis of a particular instance, and when the design changes, the instance geometry is no longer present. Thus, visually identified instance structures must be suitably described, so that re-instantiation can be carried out correctly. As an example, consider the solid shown in Figure 56.3.4, left. It was con- structed as follows. First, a rectangle was drawn and extruded into a block.On the front face of the block, a circle was drawn as a profile of a slot across the top of the block. Then, an edge was visually identified for rounding. This designis edited by altering the position of the circular slot profile. The edge to be rounded is not an explicit design entity, however. Hence, the edge has to be described im- plicitly, perhaps by the intersection of the circle and the top edge of the face on which the circle has been drawn. This description does not distinguish between the two straight edges of the slot, however, so additional information has to be used. Such information would have to allow a consistent identification under all possible constraint values, and is called the persistent naming problem. FIGURE 56.3 .4 A block with a slot and round on the left edge is shown left. After editing, in this case decreasing the depth of the slot, re-instantiation should produce the solid shown in the midd le. However, some systems may re-instantiate as shown to the right, an error. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1272
Chapter 56: Solid modeling 1273 There has been a small stream of academic work on this topic, although it is of intense interest in applications. In particular, the formalization of the design information has profound implications on system architectures because it formal- izes, in effect, the information flow between functional components. Whenever such formalization seeks independence from the specific implementation of the system components, system modularization is facilitated. Ultimately, this will accelerate the current trend of decomposing solid modeling systems into standardized com- ponents that can function interchangeably and can be combined in a variety of ways. 56.4 OPEN PROBLEMS Most ma jor problems in solid modeling contain a conceptualization aspect. That is, a precise, technical formulation of the problem commits to a specific conceptu- alization of the larger context that may be contentious. For example, consider the following technical problem. Given an implicit algebraic surface S and a distance d, find the “offset” of S by d. Assuming a precise definition of offset, and a restriction to irreducible algebraic surfaces S, the problem statement ignores the fact that a solid model is not bounded by a single, implicit surface, and that implicit surfaces of high algebraic degree may cause severe computational problems when usedina solid modeler. CONSTRAINT SOLVING Geometric constraint solvers trade efficiency for generality. Some very interesting techniques have been developed for planar problem that are fast but not very gen- eral. They could be extended in various ways without substantially impacting on efficiency. Such extensions, for constraint solving in the plane, include the incorpo- ration of parametric curve segments as geometric elements, more general constraint configurations, relations among distances, and angles. Spatial geometric constraint solving poses a number of open problems, includ- ing determining whether a constraint problem is generically well-constrained. The problem of how many lines can be found at prescribed distance from four fixed points has been solved, one of the sequential construction problems for lines. Other construction problems for lines are not completely solved. The smaller simulta- neous problems involving points and planes have been solved. Most simultaneous problems involving lines require numerical treatment, however, and are not well understood. FEATURES Manufacturing applications need cogent definitions of features to accelerate design. Such definitions ought to be in terms of generic mechanisms of form and of function. Also needed are mapping algorithms interrelating different feature schemata. A set of features, say those conceptualizing machining a shape from stock, is called a design view. In manufacturing applications there are many views, including machining, tolerancing, design view, etc. Work has begun to address the problem of altering a design in one view with an automatic update of the other views. To © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1273
1274 C.M. Hoffmann do so requires reasoning about shape and is a hard problem. Some approaches have been based on subdividing the shape by superimposing all feature boundaries, and then tracking how the subdivision is affected by changes to one of the features. SEMANTICS OF CONSTRAINT-BASED DESIGN A solid shape design in terms of constraints can be changed simply by changing constraint values. To date, all such changes have been specified in terms of the procedures and algorithms that effect the change. What is needed is an abstract definition of shape change under such constraint changes to obtain a semantic definition of generic design and constraint-based editing. Such a definition must be visually intuitive. MODEL RECTIFICATION Because of the substratum problem, Brep data structures can be invalid in the sense that the geometric description does not agree fully with the topological description. For instance, there may be small cracks between adjacent faces, the edge between two adjacent faces may not be where the curve description would place it, and so on. This has motivated work to “heal” the defective surface by closing cracks, eliminating overlaps, and so on. Some approaches sew up cracks with smaller faces, and in the case of polyhedra with triangles. Optimal healing is known to be NP- hard. An intuitive idea is to assign a thickness to faces, edges and vertices, and enlarge the thickness so that the surface closes up. The difficulty is to work out what happens when nonadjacent faces merge into adjacent ones. The natural geometric enlargement creates mathematically difficult surfaces; for instance, the offset surface of an ellipsoid increases the algebraic degree by a factor of 4. So, an interval b a sed approach has also been proposed in which there is no closed-form description of the enlarged geometric elements. 56.5 SOURCES AND RELATED MATERIAL FURTHER READING Monographs on solid modeling. Monographs and surveys provide an excellent en- try into solid modeling. Major monographs on solid modeling are [Chi88, Hof89, M̈an88]. Books on the related field of CAGD (computer-aided geometric design) may also contain material on solid modeling but concentrate primarily on curve and surface design and manipulation. Surface interrogation from a solid modeling point of view is explored in [Hos92, PM02]. Solid representations and conversion. There is a large and diverse literature on rep- resentations and representation conversion. Classical work focused primarily on the semantic foundations of CSG and Brep and includes [Req77, Wei86]. Maintaining Brep and CSG simultaneously has been explored in [RS00]. The mesh and octree representations are treated in [BN90, Hof95, Sam89a, Sam89b, TWM85], including the associated conversion problems. The medial axis representation of solids, and how to compute with it, are considered in [Hof92, SAR95, Ver94]. Implicit algebraic © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1274
Chapter 56: Solid modeling 1275 halfspaces as solid primitives are discussed in [BDL+91]. The conversion between boundary representation and CSG can be considered a generalization of the bi- nary space partition tree and is explored in [Hof93b, Nay90, NR95, Sha91, SV93]. Curve and surface representations, and their manipulation, are the subject of [Far88, Hos92, HL93, PM02]. More specialized treatment of offsets and sweeps is found in [BL90, CHL91]. Procedural script language representations are discussed in [Bro82, UU94, SS01] for PADL, Alpha 1, and SGDL. Data representations that neutrally describe form features and constraints are developed in [HJ92]. Substratum, infrastructure, and user interfaces. The substratum robustness issue ispresentedingreaterdepthinChapter41;[SI89,For97]explorestheuseofexact arithmetic in polyhedral modeling. Manocha and Keyser work with exact arith- metic for curved solids; [KKM99a, KKM99b]. A recent survey is found in [Hof01]. Infrastructure work is traditionally quite extensive. Surface intersection is treated in [Hoh92]; this thesis contains an excellent summary of previous work. A recent monograph on the subject is [PM02]. Global solid operations are con- sidered in [BW89, For95, PS95, RSB96]; local solid operations are discussed in [HH87, Pet92]. Much work has been done in blending. The local problem is often addressed in the context of CAGD, and the monographs on that subject contain much material. The global blending problem is treated extensively in [Bra97]. Work insymbolicalgebraiccomputation(Chapter33)hasfoundationalimportance,for instance in regard to converting between surface representations. Some of the ap- plications of symbolic computation are explored in [BCK88, Cho87, Hof90]. Features and constraints. Neither topic is new, so there is a sizable literature on both. The confluence of the two issues in recent solid modeling systems, however, is new. It raises a number of questions that have only recently been articulated and addressed. [SHL92, KRU94] discuss feature work. Constraints are the subject of [BFH+95, HV94, Kra92]. The confluence of the two strands and some of the implications are discussed in [HJ92]. Some of the technical issues that must be addressed are explained in [Hof93a, CH95], and there is more work emerging on this subject. In particular, Shapiro and Raghothama propose several criteria for defining a family of solids; [RS02, RS98]. RELATED CHAPTERS Chapter 25: Triangulations and mesh generation Chapter 30: Curve and surface reconstruction Chapter 38: Geometric intersection Chapter 41: Robust geometric computation Chapter 49: Computer graphics Chapter 53: Splines and geometric modeling REFERENCES [ACK01] N. Amenta, S. Choi, and R.K . Kolluri. The power crust, unions of balls, and the medial axis transform. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 19: 127–153, 2001. [ABC+ 00] C. Armstrong, A. Bowyer, S. Cameron, J. Corney, G. Jared, R. Martin, A. Middled- itch, M. Sabin, and J. Salmon. Djinn, a Geometric Interface for Solid Modelling. Information Geometers, Winchester, 2000. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1275
1276 C.M. Hoffmann [BCK88] B. Buchb erger, G.E. Collins, and B. Kutzler. Algebraic methods forgeometricrea- soning. Annu. Reviews in Computer Science, 3:85–120, 1988. [BDG97] G. Barequet, M.T. Dickerson, and M.T. Go odrich. Voronoi diagrams for polygon-offset distance functions. In Workshop Algorithms Data Struct., pages 200–209, volume 1272 of Lecture Notes Comput. Sci., Springer-Verlag, Berlin, 1997. [BDL+91] A. Bowyer, J.H . Davenport, D.A . Lavender, P.S . Milne, and A.F. Wallis. The design of a geometricalgebra system. In D. Kapur, editor, Integration of Symbolic and Numeric Methods. MIT Press, Cambridge, 1991. [BFH+95] W. Bouma, I. Fudos, C. Hoffmann, J. Cai, and R. Paige. A geometricconstraint solver. Comput. Aided Design, 27:487–501, 1995. [BL90] D. Blackmore and M. Leu. A differential equations approach to swept volume. In Proc. Rensselaer 2nd Internat. Conf. Computer-Integrated Manuf., pages 143–149, Troy, 1990. [BN90] P. Brunet and I. Navazo. Solid representation and operation using extended octrees. ACM Trans. Graph., 9:170–197, 1990. [Bra97] I. Braid. Non-lo cal blending of boundary models. CAD, 29:89–100, 1997. [Bro82] C.M. Brown. PADL-2: a technical summary. IEEE Comput. Graph. Appl., 2:69–84, 1982. [BW89] M.I .G. Bloor and M.J . Wilson. Generating blending surfaces with partial differential equations. Comput. Aided Design, 21:165–171, 1989. [CH95] X. Chen and C. Hoffmann. On editability of feature-based design. CAD, 27:905–914, 1995. [Chi88] H. Chiyokura. Solid Modeling with Designbase. Addison-Wesley, Reading, 1988. [CHL91] C. - S. Chiang, C. Hoffmann, and R. Lynch. How to compute offsets without self- intersection. In Proc. SPIE Conf. Curves Surfaces Comput. Vision Graphics, volume 1610, pages 76–87. Internat. Soc. for Optical Engineering, Bellingham, 1991. [Cho87] C. -S . Chou. Mechanical Theorem Proving. Reidel, Dordrecht, 1987. [Far88] G. Farin. Curves and Surfaces for Computer-Aided Geometric Design.A ca de m ic Press, Orlando, 1988. [FLM03] M. Foskey, M.C . Lin, and D. Mano cha. Efficient computation of a simplified medial axis. In Proc. 8th Annu. ACM Sympos. Solid Modeling Appl., pages 96–107. ACM Press, New York, 2003. [For95] M. Forsyth. Shelling and offsetting bodies. In Proc. 3rd Annu. ACM Sympos. Solid Modeling. ACM Press, New York, 1995. [For97] S.J . Fortune. Polyhedral modeling with multi-precision integer arithmetic. CAD, 29:123–133, 1997. [GHY02] X. - S. Gao, C. Hoffmann, and W. - Q . Yang. Solving spatial basicgeometricconstraint configurations with locus intersection. In Proc. 7th Annu. ACM Sympos. Solid Mod- eling Appl., ACM Press, 2002. [GLM96] S. Gottschalk, M.C . Lin, and D. Mano cha. OBBTree: A hierarchical structure for rapid interference detection. Proc. ACM Conf. SIGGRAPH 96, pages 171–180, 1996. [HH87] C. Hoffmann and J.E. Hopcroft. The p otential method for blending surfaces and corners. In G. Farin, editor, Geometric Modeling, pages 347–365. SIAM, 1987. [HJ92] C. Hoffmann and R. Juan. Erep, an editable, high-level representation for geomet- ricdesign and analysis. In P. Wilson, M. Wozny, and M. Pratt, editors, Geometric Modeling for Product Realization, pages 129–164. North Holland, Amsterdam, 1992. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1276
Chapter 56: Solid modeling 1277 [HL93] J. Hoschek and D. Lasser. Comput. Aided Geom. Design. A.K . Peters, Wellesley, 1993. [Hof89] C. Hoffmann. Geometric and Solid Modeling. Morgan Kaufmann, San Francisco, 1989. [Hof90] C. Hoffmann. Algebraicand numerical techniques for offsets and blends. In S. Mic- chelli, M. Gasca, and W. Dahmen, editors, Computations of Curves and Surfaces, pages 499–528. Kluwer Academic, Dordrecht, 1990. [Hof92] C. Hoffmann. Computer vision, descriptive geometry, and classical mechanics. In B. Falcidieno and I. Herman, editors, Computer Graphics and Mathematics,Euro- graphics Series, pages 229–244. Springer-Verlag, Berlin, 1992. [Hof93a] C. Hoffmann. On the semantics of generative geometry representations. In Proc. 19th ASME Design Automation Conf., volume 2, pages 411–420, 1993. [Hof93b] C. Hoffmann. On the separability problem of real functions and its significance in solid modeling. In Computational Algebra, pages 191–204. Marcel Dekker, New York, 1993. Lecture Notes Pure Appl. Math., 151. [Hof95] C. Hoffmann. Geometricapproaches to mesh generation. In I. Babuska, J. Flaherty, W. Henshaw, J.E. Hop croft, J. Oliger, and T. Tezduyar, editors, Modeling, Mesh Gen- eration, and Adaptive Numerical Methods for Partial Differential Equations. Springer- Verlag, Berlin, 1995. [Hof01] C. Hoffmann. Robustness in geometriccomputations. J. Comput. Info. Sci. Engr., 1:143–155, 2001. [Hoh92] M. Hohmeyer. Surface Intersection. Ph.D. thesis, Univ. California, Berkeley, Dept. Comput. Sci., 1992. [Hos92] M. Hosaka. Modeling of Curves and Surfaces in CAD/CAM. Springer-Verlag, New York, 1992. [HV94] C. Hoffmann and P. Vermeer. Geometricconstraint solving in R 2 and R 3 .InD.Z . Du and F. Hwang, editors, Computing in Euclidean Geometry, second edition. World Scientific, Singapore, 1994. [KGL+ 98] S. Krishnan, M. Gopi, M.C . Lin, D. Mano cha, and A. Pattekar. Rapid and ac cu- rate contact determination between spline mo dels using ShellTrees. Comput. Graph. Fo r u m , 17:C315–C326, 1998. [KKM99a] J. Keyser, S. Krishnan, and D. Manocha. Efficient and accurate B-rep generation of low degree sculptured solids using exact arithmetic: I—representations. CAGD, 16:841–859, 1999. [KKM99b] J. Keyser, S. Krishnan, and D. Mano cha. Efficient and accurate B-rep generation of low degree sculptured solids using exact arithmetic: I I—computation. CAGD, 16:861– 882, 1999. [Kra92] G. Kramer. Solving Geometric Constraint Systems. MIT Press, Cambridge, 1992. [KRU94] F. - L . Krause, E. Rieger, and A. Ulbrich. Feature proc essing as kernel for integrated CAE systems. In Proc. IFIP Internat. Conf.: Feature Modeling Recogn. Advanced CAD/CAM Systems Vol II, pages 693–716, Valciennes, 1994. [M̈an88] M. M̈antyl̈a . An Introduction to Solid Modeling. Computer Science Press, 1988. [Nay90] B. Naylor. Binary space partitioning trees as an alternative repressentation of poly- topes. Comput. Aided Design, 22, 1990. [NR95] B. Naylor and L. Rogers. Constructing binary space partitioning trees from piecewise B́ezier curves. In Proc. Graphics Interface, pages 181–191, 1995. [UU94] University of Utah. Alpha 1 advanced experimental CAD modeling system, 1994. http://www.cs.utah.edu/gdc/projects/alpha1/. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1277
1278 C.M. Hoffmann [Pet92] J. Peters. Joining smooth patches around a vertex to form a C k surface. Comput. Aided Geom. Design, 9:387–411, 1992. [PM02] N.M. Patrikalakis and T. Maekawa. Shape Interrogation for Computer-aided Design and Manufacture. Springer-Verlag, Berlin, 2002. [PS95] A. Pasko and V. Savchenko. Algebraic sums for deformation of constructive solids. In Proc. 3rd Annu. ACM Sympos. Solid Modeling. ACM Press, New York, 1995. [Req77] A. Requicha. Mathematical models of rigid solids. Tech. Rep. PAP Tech. Memo 28, Univ. Rochester, 1977. [RS98] S. Raghotama and V. Shapiro. Boundary representation deformation in parametric solid modeling. ACM Trans on Graphics, 17:259–286, 1998. [RS00] S. Raghotama and V. Shapiro. Consistent updates in dual representation systems. CAD, 32:463–477, 2000. [RS02] S. Raghotama and V. Shapiro. Top ological framework for part families. In Proc. ACM Sympos. Solid Modeling and Applic, pages 1–12, 2002. [RSB96] A. Rappop ort, A. Sheffer, and M. Bercovier. Volume-preserving free-form solids. IEEE Trans. Visualization Comput. Graph., 2:19–27, 1996. [Sam89a] H. Samet. Applications of Spatial Data Structures: Computer Graphics, Image Pro- cessing, and GIS. Addison-Wesley, Reading, 1989. [Sam89b] H. Samet. Design and Analysis of Spatial Data Structures: Quadtrees, Octrees, and Other Hierarchical Methods. Addison–Wesley, Reading, 1989. [SAR95] D. Sheehy, C. Armstrong, and D. Robinson. Computing the medial surface of a solid from a domain Delaunay triangulation. In Proc. 3rd Annu. ACM Sympos. Solid Modeling, pages 201–212, 1995. [SERB99] A. Sheffer, M. Etzion, A. Rapp oport, and M. Bercovier. Hexahedral mesh generation using the embedded voronoi graph. Engineering with Computers, 15:248–262, 1999. [Sha91] V. Shapiro. Representations of Semialgebraic Sets in Finite Algebras Generated by Space Decompositions. Ph.D. thesis, Cornell Univ., Sibley School Mech. Engr., 1991. [SHL92] J. Shah, D. Hsiao, and J. Leonard. A systematicapproach for design-manufacturing feature mapping. In P. Wilson, M. Wozny, and M. Pratt, editors, Geometric Modeling for Product Realization, pages 205–222. North Holland, Amsterdam, 1992. [SI89] K. Sugihara and M. Iri. A solid modeling system free from top ological inconsistency. J. Information Processing, 12:380–393, 1989. [SV93] V. Shapiro and D. Vossler. Separation for boundary to CSG conversion. ACM Trans. Graph., 12:35–55, 1993. [SS01]SGDLSystems.TheSGDLlanguage,2001.http://www.sgdl-sys.com . [TWM85] J. Thompson, Z. Warsi, and W. Mastin. Numerical Grid Generation. North Holland, Amsterdam, 1985. [Ver94] P. Vermeer. Medial Axis Transform to Boundary Representation Conversion.Ph.D . thesis, Purdue Univ., 1994. Comput. Sci. [Wei86] K. Weiler. Topological Structures for Geometric Modeling. Ph.D . thesis, Rensselaer Polytechnic Inst., Comput. Syst. Engr., 1986. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1278
57 COMPUTATION OF ROBUST STATISTICS: DEPTH, MEDIAN, AND RELATED MEASURES Peter J. Rousseeuw and Anja Struyf INTRODUCTION As statistical data sets grow larger and larger, the availability of fast and efficient algorithms becomes ever more important in practice. Classical methods areoften easy to compute, even in high dimensions, but they are sensitive to outlying data points. Robust statistics develops methods that are less influenced by abnormal observations, often at the cost of higher computational complexity. Many robust methods, especially those based on ranks, are closely related to geometric or combi- natorial problems. An early overview of relations between statistics and geometry was given in [Sha76]. Recently many other (mostly multivariate) statistical methods have been de- veloped that have a combinatorial or geometric character and are computationally intensive. Techniques of computational geometry appear to be very well suited for the development of fast algorithms. Over the last decade, the notion of statistical depth especially received considerable attention from the computational geometry community. We mainly concentrate on depth and multivariate medians in this chapter, and in Section 57.3 we list other areas of statistics where computational geometry has recently been of use in constructing efficient algorithms. 57.1 MULTIVARIATE RANKING A data set consisting of n univariate points is usually ranked in ascending or de- scending order. Univariate order statistics (i.e., the ‘kth smallest value out of n’) and derived quantities have been studied extensively. The median is definedasthe order statistic of rank (n +1)/2 when n is odd, and as the average of the order statistics of ranks n/2 and (n +2)/2 when n is even. The median and any other or- der statistic of a univariate data set can be computed in O(n) time. Generalization to higher dimensions is, however, not straightforward. Alternatively, univariate points may be ranked from the outside inward by assigning the most extreme data points depth 1, the second smallest and second largest data points depth 2, etc. The deepest point then equals the usual median of the sample. The advantage of this type of ranking is that it can be extendedto higher dimensions more easily. This section gives an overview of several possible generalizations of depth and the median to multivariate settings. A comprehen- sive survey of statistical applications of multivariate data depth may be found in [LPS99]. 1279
1280 P.J. Rousseeuw, A. Struyf GLOSSARY Bagplot: Bivariate generalization of the boxplot based on depth regions. Breakdown value: The smallest fraction of contaminated data points that can move the estimator arbitrarily far away. Centerpoint: Any point with halfspace depth ≥ n/(d +1) . Deepest fit: Median hyperplane based on regression depth. Depth: The outside-inward “rank” of a point (not necessarily a data point). Depth region: The set of all points with depth ≥ k is called the kth depth region Dk. Median: The point with maximal depth. When this point is not uniquely defined, the median is taken to be the centroid of the depth region with highest depth. Tukey median: Median based on halfspace depth. HALFSPACE LOCATION DEPTH Let Xn = {x1 ,...,xn} be a finite set of data points in R d .T heTukey depth or halfspace depth (introduced by [Tuk75] and further developed by [DG92]) of any pointθinR d (not necessarily a data point) determines how central the point is inside the data cloud. The halfspace depth of θ is defined as the minimal number of data points in any closed halfspace determined by a hyperplane through θ: ldepth(θ; Xn) = min u=1 #{i; u τ xi≥u τ θ}. Thus, a point lying outside the convex hull of Xn has depth 0, and any data point has depth at least 1. Figure 57.1.1 illustrates this definition for d =2. FIGURE 57.1 .1 Illustration of the bivariate halfspace depth. Here θ (which is not a data point itself ) has depth 1 because the halfspace determined by u contains only one data point. θ 1 3 2 u The halfspace depth regions form a sequence of nested polyhedra. Each Dk is the intersection of all halfspaces containing at least n − k + 1 data points. Moreover, 1280
Chapter 57: Computation of robust statistics 1281 every data point must be a vertex of one or more depth regions. The median for halfspace depth is called the Tukey median. When the innermost depth region is larger than a singleton, the Tukey median is defined as its centroid. This makes the Tukey median unique by construction. Note that the depth regions give an indication of the shape of the data cloud. Based on this idea one can construct the bag p lo t [RRT99], a bivariate version of the univariate boxplot. Figure 57.1.2 shows such a bagplot. The cross in the white disk is the Tukey median. The dark area is an interpolation between two subsequent depth contours, and contains 50% of the data. This area (the “bag”) gives an idea of the shape of the majority of the data cloud. Inflating the bag by a factor of 3 relative to the Tukey median yields the “fence” (not shown), and data points outside the fence are called outliers and marked by stars. Finally, the light gray area is the convex hull of the non-outlying data points. FIGURE 57.1 .2 Bagplot of the heart and spleen size of 73 hamsters. 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 hamster heart size 0 . 0 5 0 . 1 0 0 . 1 5 0 . 2 0 0 . 2 5 0 . 3 0 h a m s t e r s p l e e n s i z e Bagplot An often used criterion to judge the robustness of an estimator is its breakdown value. The breakdown value is the smallest fraction of data points that we need to replace in order to move the estimator of the contaminated data set arbitrarily far away. The classical mean of a data set has breakdown value zero since it will already explode when we move one observation far out. Note that for any estimator which is equivariant for translation (which is required to call it a location estimator) the breakdown value can be at most 1/2. (If we replace half of the points by a far-away 1281
1282 P.J. Rousseeuw, A. Struyf translation image of the remaining half, the estimator cannot distinguishwhich were the original data.) The Tukey depth and the corresponding median have good statistical proper- ties. The Tukey median T ∗ is a location estimator with breakdown value n (T ∗ ; Xn) ≥ 1/(d + 1) for any data set in general position. This means that it remains in a predetermined bounded region unless n/(d + 1) or more data points are moved. At an elliptically symmetric distribution the breakdown value becomes 1/3 for large n, irrespective of d. Moreover, the halfspace depth is invariant under all nonsingular affine transformations of the data, making the Tukey median affine equivariant. Since data transformations such as rotation and rescaling, are very commonin statistics, this is an important property. The statistical asymptotics of the Tukey median have been studied in [BH99]. CENTERPOINTS There is a close relationship between the Tukey depth and centerpoints, which have been long studied in computational geometry. In fact, Tukey depth extends the notion of centerpoint. A ce nt e rpo in t is any point with halfspace depth ≥ n/(d+1) . A consequence of Helly’s theorem is that there always exists at least one centerpoint, so the depth of the Tukey median cannot be less than n/(d +1) . OTHER LOCATION DEPTH NOTIONS 1. Simplicial depth ([Liu90]). The depth of θ equals the number of simplices formed by d + 1 data points that contain θ. Formally, sdepth(θ; Xn)=#{(i1 ,...,id+1 ); θ ∈ S[xi1 ,...,xid+1 ]}. The simplicial median is affine equivariant with a breakdown value bounded above by 1/(d+2). 2. Oja depth ([Oja83]). This is also called simplicial volume depth: odepth(θ; Xn)= 1+ (i1,...,id) {volume S[θ, xi1 ,...,xid ]} −1 . The corresponding median is also affine equivariant, but has zero breakdown value. 3. Projection depth. We first define the outlyingness ([DG92]) of any point θ relative to the data set Xn as O(θ; Xn) = max u=1 |uτ θ − medi{uτ xi}| MADi{uτ xi} , where the median absolute deviation (MAD) of a univariate data set {y1 ,...,yn } is the statistic MADi{yi } =medi|yi − medj {yj }|. The outly- ingness is small for centrally located points and increases if we move toward the boundary of the data cloud. Instead of the median and the MAD, also another pair (T, S) of a location and scatter estimate may be chosen. This leads to different notions of pro jection depth, all defined as pdepth(θ; Xn)=(1+O(θ; Xn)) −1 . 1282
Chapter 57: Computation of robust statistics 1283 General pro jection depth is studied in [Zuo03]. As with the median and the MAD, the pro jection depth has breakdown value 1/2 and is affine equivariant. 4. Spatial median ([Gow74]). This median maximizes the function L1depth(θ; Xn)=(1+ n i=1 xi−θ)−1 . It has breakdown value 1/2, but is not affine equivariant (it is only equivariant with respect to translations, multiplication by a scalar factor, and orthogonal transformations). 5. Convex hull peeling. Here the depth of a point θ is defined as the level of the convex layer of Xn to which θ belongs. The convex hull of the data set has level 1. By removing these points and repeating the procedure on the remaining points we obtain a sequence of nested convex layers which define the higher levels. The resulting depth has no population analog, unlike the other definitions given above. Moreover, its robustness properties are not good, hence it will not be considered further in this chapter. A comparison of the main properties of the different location depth medians is given in Table 57.1 .1. TABLE 57.1 .1 Comparisonof several locationdepth me- dians. MEDIAN BREAKDOWN VALUE AFFINE EQUIVARIANCE Tukey worst-case 1/(d +1) yes typically 1/3 Oja 2/n≈0 yes Simplicial ≤ 1/(d +2) yes Pro jection 1/2 yes Spatial 1/2 no REGRESSION DEPTH Following [RH99b] we now define the depth of a point relative to an arrangement of hyperplanes(seeChapter24).Apointθissaidtohavedepth0ifthereexistsaray {θ + λu; λ ≥ 0} that does not cross any of the hyperplanes hi in the arrangement. (A hyperplane parallel to the ray is counted as intersecting at infinity.) The depth of any point θ is then the minimum number of hyperplanes intersected by any ray from θ. Figure 57.1 .3 shows an arrangement of lines. In this plot, the points θ and η have depth 0 and the point ξ has depth 2. The depth is always constant on open cells and on cell edges. It was shown ([RH99b]) that any arrangement of linesin the plane encloses a point with depth at least n/3 , giving rise to a new type of “centerpoints.” 1283
1284 P.J. Rousseeuw, A. Struyf This notion of depth was originally defined ([RH99]) in the dual, as the depth of a regression hyperplane Hθ relative to a point configuration of the form Zn = {(x1,y1),...,(xn,yn)} in R d+1 . Regression depth ranks hyperplanes according to how well they fit the data in a regression model, with x containing the predictor variables and y the response. A vertical hyperplane (x = constant), which cannot be used to predict future response values, is called a “nonfit” and has depth 0. The regression depth of a hyperplane Hθ is found by rotating Hθ in a continuous movement until it becomes vertical. The minimum number of data points that is passed in such a rotation is called the regression depth of Hθ . Figure 57.1 .4 is the dual representation of Figure 57.1 .3. (For instance, the line θ has slope θ1 and intercept θ2 and corresponds to the point (θ1 ,θ2) in Figure 57.1 .3.) The lines θ and η have depth equal to 0, whereas the line ξ has depth 2. FIGURE 57.1 .3 Example of the regression depth of a point in an arrangement of lines (see Figure 57.1 .4 for the dual plot). 1 2 • • • θ θ θ ξ η 1 2 3 4 5 6 In statistics one is interested in the deepest fit or regression depth median, because this is a line (hyperplane) about which the data are well-balanced.The statistical properties of regression depth and the deepest fit are very similar to those of the Tukey depth and median. The bounds on the maximal depth are almost the same. Moreover, for both depth notions the value of the maximal depth can be used to characterize the symmetry of the distribution ([RS04]). The breakdown value of the deepest fit is at least 1/(d + 1) and under linearity of the conditional median of y given x it converges to 1/3. In the next section, we will see that the optimal complexities for computing the depth and the median are also comparable. For a detailed comparison of the properties of halfspace and regression depth, see [HRV01]. The regression depth region Dk is defined in the primal, as the set of points 1284
Chapter 57: Computation of robust statistics 1285 FIGURE 57.1 .4 Example of the regression depth of a line in a bivariate configuration of points (this is the dual of Figure57.1.3). • • • • • • x y v v θ ξ η θ η 1 2 3 4 5 6 with arrangement depth at least k. Contrary to the Tukey depth, these depth regions need not be convex. But nevertheless it was proved that there alwaysexists a point with arrangement depth at least n/(d +1) ([ABE+00]). ARRANGEMENT LEVELS Regression depth is undirected (isotropic) in the sense that it is defined as a min- imum over all possible directions. If we restrict ourselves to vertical directions u (i.e., up or down), we obtain the usual levels of the arrangement (cf. Section 24.2). The absence of preferential directions makes regression depth invariant under affine transformations. 57.2 COMPUTING DEPTH Although the definitions of depth are intuitive, the computational aspectscanbe quite challenging. The calculation of depth regions and medians is computationally intensive, especially for large data sets in higher dimensions. In statistical prac- tice, such data are quite common and therefore reliable and efficient algorithms are needed. For the bivariate case several algorithms have been developed. Unfor- tunately, some are complex and have yet to be implemented. The computational aspects of depth in higher dimensions are still mostly unexplored. Algorithms for depth-related measures are often more complex for data sets which are not in general position than for data sets in general position. For exam- ple, the boundaries of subsequent halfspace depth regions are always disjoint when 1285
1286 P.J. Rousseeuw, A. Struyf the data are in general position, but this does not hold for nongeneral position. Preferably, algorithms should be able to handle both the general position case and the nongeneral position case directly. As a quick fix, algorithms which were made for general position can also be applied in the other case if one first adds small random errors to the data points. For large data sets, this dithering will have a limited influence on the results. BIVARIATE ALGORITHMS Table 57.2 .1 gives an overview of algorithms, each of which has been implemented, to compute the depth in a given point θ in R 2 . These algorithms are time-optimal, since the problem of computing these bivariate depths has an Ω(n log n) lower b ound ([ACG+02], [LS00b]). The algorithms for halfspace and simplicial depth are both based on the same technique. First, data points are radially sorted around θ. Then a line is rotated through θ. The depth is calculated by counting the number of points that are passed by the rotating line in a specific manner. The planar regression depth algorithm is easiest to visualize in the regression setting. To compute the depth of a hyperplane Hθ with coefficients θ, the data are first sorted along the x-axis. A vertical line L is then moved from left to right and each time a data point is passed, the number of points above and below Hθ on both sides of L is updated. TABLE 57.2 .1 Computing the depth of a bivari- ate point. DEPTH TIME COMPLEXITY SOURCE Tukey depth O(n log n) [RR96] Regression depth O(n log n) [RH99] Simplicial depth O(n log n) [RR96] In general, computing a median is harder than computing the depth in a point, because typically there are many candidate points. For instance, for the simplicial median the currently best algorithm requires O(n4 ) time, whereas its corresponding depth needs only O(n log n). The simplicial median seems difficult to compute because there are O(n4 ) candidate points (namely, all intersections of lines passing through two data points) and the simplicial depth regions have irregular shapes, but of course a faster algorithm may yet be found. Fortunately, in several important cases the median can be computed with- out computing the depth of individual points. Table 57.2.2 gives an overview of algorithms to compute bivariate depth-based medians. For the regression depth median, an Ω(n log n) lower bound was established by [LS00b], and the same lower bound holds for computing the Tukey median ([LS00]). The currently best algo- rithm for the Tukey median is based on Matouˇsek’s algorithm to find the median in O(n log 5 n) time ([Mat91]). This algorithm first finds a region Dk with k ≥ n/3 . 1286
Chapter 57: Computation of robust statistics 1287 Then, a binary search is used to find the largest k for which Dk = ∅. Unfortunately this procedure seems too complex to implement. (An actual implementation is available for a slower algorithm in [RR98].) A linear-time algorithm to compute a bivariate centerpoint is described in [JM94]. TABLE 57.2 .2 Computing the bivariate median. MEDIAN TIME COMPLEXITY SOURCE Tukey median O(n log4 n) [LS00] Regression depth median O(n log n) [LS00b] Simplicial median O(n4) [ALS+ 03] Oja median O(n log3 n) [ALS+ 03] The computation of bivariate halfspace depth regions has also been studied. The first algorithm [RR96b] required O(n 2 log n) time per depth region. An al- gorithm to compute all regions in O(n2) time is constructed and implemented in [MRR+01]. This algorithm thus also yields the Tukey median in O(n2) time. It is based on the dual arrangement of lines where topological sweep is applied. A completely different approach is implemented in [KMV02]. They make di- rect use of the graphics hardware to approximate the depth contours of a set of points in O(nW + W 3)+nC W 2/512 time, where the pixel grid is of dimension (2W +1)× (2W + 1). ALGORITHMS IN HIGHER DIMENSIONS Algorithms to compute the halfspace and regression depth of a given point in R d in O(nd−1 log n) time are constructed in [RS98], where also faster approximate algorithms are given. The simplicial depth of a point in R 3 can be computed in O(n2 ) time, and inR 4 the fastest algorithm needs O(n4) time [CO01]. For higher dimensions, no better algorithm is known than the straightforward O(nd+1 ) method to compute all simplices. The currently best available algorithms for computing the halfspace, regres- sion, and simplicial depth in higher dimensions all use pro jections onto a lower- dimensional space. This reduces the problem to computing bivariate depths, for which optimal algorithms exist. Very little is known about the computation of high-dimensional depth medians and regions. A steepest descent algorithm to approximate the Tukey median in any dimension was developed in [SR00]. In [VRH+02] an algorithm is described to approximate the deepest fit in any dimension. No efficient implementable algorithm for the depth regions in 3 dimensions is yet available. The algorithm of [MRR+01] can theoretically be generalized to higher dimensions, but the sweeping method they use has not yet been implemented for more than two dimensions. 1287
1288 P.J. Rousseeuw, A. Struyf OPEN PROBLEMS Aside from the fact that many of the above described algorithms are clearly not optimal, and that the optimal possible complexity for most remains unknown, three important open problems stand out: 1. The pro jection depth has better statistical properties than most other location depth notions. However, its practical use is severely limited by the absence of an efficient algorithm to compute the pro jection depth and the associated median. 2. An efficient and implementable algorithm for 3D depth contours is needed. This would allow for a natural extension of the bagplot to three dimensions. 3. Most data sets have more than two variables. Algorithms to compute the medians for location as well as regression depth in any dimension are therefore needed in practice. For large data sets, good approximate algorithms can be a valuable alternative to optimal exact algorithms, which may be quite slow. 57.3 OTHER STATISTICAL TECHNIQUES Computational geometry has provided fast and reliable algorithms for many other statistical techniques, especially for bivariate problems. Linear regression is a frequently used statistical technique. The ordinary least squares regression, minimizing the sum of squares of the residuals, is easy to cal- culate, but produces unreliable results whenever one or more outliers are present in the data. Robust alternatives are often computationally intensive. We here give some examples of regression methods for which geometric or combinatorial algorithms have been constructed. 1. L1 regression. This well-known alternative to least squares regression mini- mizes the sum of the absolute values of the residuals, and is robust to vertical outliers. Algorithms for L1 regression may be found in, e.g ., [YKI+88]. 2. Least median of squares (LMS) regression ([Rou84]). This method minimizes the median of the squared residuals and has a breakdown value of 1/2. To compute the bivariate LMS line, an O(n2 ) algorithm using topological sweep has been developed [ES90]. An approximation algorithm for the LMS line is constructed in [MN+97]. 3. Median slope regression ([The50], [Sen68]). This bivariate regression tech- nique selects the line with median slope of all lines through two data points. An optimal O(n log n) algorithm is given in [BC98], and a more practical randomized algorithm in [DMN92]. 4. Repeated median regression ([Sie82]). Median slope regression takes the median over all couples (d-tuples in general) of data points. Here, this median is replaced by d nested medians. For the bivariate repeated median regression line, [MMN98] provide an efficient randomized algorithm. 1288
Chapter 57: Computation of robust statistics 1289 Algorithms for higher-dimensional generalizations of the median slope and re- peated median regression estimators are discussed in [MN94]. The aim of cluster analysis (Section 51.1) is to divide a data set into clusters of similar objects. Partitioning methods divide the data into k groups. Hierarchical methods construct a complete clustering tree, such that each cut of the tree gives a partition of the data set. A selection of clustering methods with accompanying algorithms is presented in [SHR97]. The general problem of partitioning a data set into groups such that the partition minimizes a given error function f is NP-hard. However, for some special cases efficient algorithms exist. For a small number of clusters in low dimensions, exact algorithms for partitioning methods canbecon- structed. Constructing clustering trees is also closely related to geometric problems (see e.g., [Epp97], [Epp98]). 57.4 SOURCES AND RELATED MATERIAL SURVEYS All results not given an explicit reference above may be traced in these surveys. [LPS99]: A survey of multivariate data depth and its statistical applications. [Sha76]: An overview of the computational complexities of basic statistics problems like ranking, regression, and classification. [Sma90]: An overview of several multivariate medians and their basic properties. [ZS00]: A classification of multivariate data depths based on their statistical prop- erties. RELATED CHAPTERS Chapter 24: Arrangements Chapter 51: Pattern recognition REFERENCES [ACG+ 02] G. Aloupis, C. Cort́es, F. Ǵomez, M. Soss, and G.T . Toussaint. Lower b ounds for computing statistical depth. Comput. Statist. Data Anal., 40:223–229, 2002. [ALS+03] G. Aloupis, S. Langerman, M. Soss, and G.T . Toussaint. Algorithms for bivariate medians and a Fermat-Torricelli problem for lines. Comput. Geom. Theory Appl., 26:69–79, 2003. [ABE+00] N. Amenta, M. Bern, D. Eppstein, and S. - H. Teng. Regression depth and cent er points. Discrete Comput. Geom., 23:305–323, 2000. [BH99] Z.- D . Bai and X. He. Asymptotic distributions ofthe maximal depth estimators for regression and multivariate location. Ann. Statist., 27:1616–1637, 1999. 1289
1290 P.J. Rousseeuw, A. Struyf [BC98] H. Br̈onnimann and B. Chazelle. Optimal slope selection via cuttings. Comput. Geom., 10:23–29, 1998. [CO01] A.Y. Cheng and M. Ouyang. On algorithms for simplicial depth. In Proc. 13th Canadian Conf. on Comp. Geom., pages 53–56, Waterloo, 2001. [DMN92] M.B. Dillencourt, D.M. Mount, and N.S. Netanyahu. A randomized algorithm for slop e selection. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 2:1–27, 1992. [DG92] D.L . Donoho and M. Gasko. Breakdown properties oflocation estimates based on halfspace depth and pro jected outlyingness. Ann. Statist., 20:1803–1827, 1992. [ES90] H. Edelsbrunner and D.L . Souvaine. Computing least median ofsquares regression lines and guided top ological sweep. J. Amer. Statist. Assoc., 85:115–119, 1990. [Epp97] D. Eppstein. Faster construction ofplanar two-centers. In Proc. 8th Annu. ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 131–138, New Orleans, 1997. [Epp98] D. Eppstein. Fast hierarchical clustering and other applications ofdynamic closest pairs. In Proc. 9th Annu. ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 619–628, San Francisco, 1998. [Gow74] J.C. Gower. The mediancenter. J. Roy. Statist. Soc. Ser. C, 32:466–470, 1974. [HRV01] M. Hubert, P.J . Rousseeuw, and S. Van Aelst. Similarities between location depth and regression depth. In L.T . Fernholz, editor, Statistics in Genetics and in the Envi- ronmental Sciences, pages 153–162. Birkḧauser Verlag, Basel, 2001. [JM94] S. Jadhav and A. Mukhopadhyay. Computing a centerpoint ofa finite planar set of points in linear time. Discrete Comput. Geom., 12:291–312, 1994. [KMV02] S. Krishnan, N.H . Mustafa, and S. Venkatasubramanian. Hardware-assisted computa- tion ofdepth contours. In Proc. 13th Annu. ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 558–567, 2002. [LS00] S. Langerman and W. Steiger. Computing a maximal depth point in the plane. In Proc. Japan Conf. on Discrete and Computational Geometry, page 46, 2000. [LS00b] S. Langerman and W. Steiger. An optimal algorithm for hyperplane depth in the plane. In Proc. 11th Annu. ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 54–59, San Fransisco, 2000. [Liu90] R.Y . Liu. On a notion ofdata depth based on random simplices. Ann. Statist., 18:405– 414, 1990. [LPS99] R.Y . Liu, J. Parelius, and K. Singh. Multivariate analysis by data depth: descriptive statistics, graphics and inference. Ann. Statist., 27:783–840, 1999. [Mat91] J. Matouˇsek. Computing the center ofplanar p oint sets. In J.E. Goodman, R. Pollack, and W. Steiger, editors, Discrete Computational Geometry: Papers from the DIMACS Spec i al Yea r , volume 6 of DIMACS Ser. Discrete Math. Theoret. Comput. Sci., pages 221–230, 1991. [MMN98] J. Matouˇsek, D.M. Mount, and N.S . Netanyahu. Efficient randomized algorithms for the repeated median line estimator. Algorithmi ca, 20:136–150, 1998. [MRR+ 01] K. Miller, S. Ramaswami, P.J . Rousseeuw, T. Sellar`es, D.L . Souvaine, I. Streinu, and A. Struyf. Fast implementation of depth contours using topological sweep.InProc. 12th Annu. ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 690–699, Washington, 2001. [MN94] D.M. Mount and N.S. Netanyahu. Computationally efficient algorithm s for high- dimensional robust estimators. Graphical Models Image Proc., 56:289–303, 1994. 1290
Chapter 57: Computation of robust statistics 1291 [MN+97] D.M. Mount, N.S . Netanyahu, K. Romanik, R. Silverman, and A.Y . Wu. A practical approximation algorithm for the LMS line estimator. In Proc.8thAnnu.ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, 473–482, New Orleans, 1997. [Oja83] H. Oja. Descriptive statistics for multivariate distributions. Statist. Probab. Lett., 1:327–332, 1983. [Rou84] P.J . Rousseeuw. Least median ofsquares regression. J. Amer. Statist. Assoc., 79:871– 880, 1984. [RH99] P.J . Rousseeuw and M. Hubert. Regression depth. J. Amer. Statist. Assoc., 94:388– 402, 1999. [RH99b] P.J . Rousseeuw and M. Hub ert. Depth in an arrangement ofhyperplanes. Discrete Comput. Geom., 22:167–176, 1999. [RR96] P.J . Rousseeuw and I. Ruts. Algorithm AS 307: Bivariate lo cation depth. J. Roy. Statist. Soc. Ser. C, 45:516–526, 1996. [RR98] P.J . Rousseeuw and I. Ruts. Constructing the bivariate Tukey median. Statistica Sinica, 8:827-839, 1998. [RRT99] P.J . Rousseeuw, I. Ruts, and J.W . Tukey. The bagplot: A bivariate b oxplot. Ame r. Statist., 53:382–387, 1999. [RS98] P.J . Rousseeuw and A. Struyf. Computing location depth and regression depth in higher dimensions. Statist. Comput., 8:193–203, 1998. [RS04] P.J . Rousseeuw and A. Struyf. Characterizing angular symmetry and regression sym- metry. J. Statist. Plann. Inference,toappear. [RR96b] I. Ruts and P.J . Rousseeuw. Computing depth contours ofbivariate point clouds. Comput. Statist. Data Anal., 23:153–168, 1996. [Sen68] P.K . Sen. Estimates ofthe regression coefficient based on Kendall’s tau. J . Amer. Statist. Assoc., 63:1379–1389, 1968. [Sha76] M.I . Shamos. Geometry and statistics: problems at the interface. In J.F. Traub, editor, Algorithms and Complexity: New Directions and Recent Results, pages 251– 280. Academic Press, Boston, 1976. [Sie82] A. Siegel. Robust regression using rep eated medians. Biometrika, 69:242–244, 1982. [Sma90] C.G. Small. A survey ofmultidimensional medians. Internat. Statistical Review, 58:263–277, 1990. [SHR97] A. Struyf, M. Hub ert, and P.J. Rousseeuw. Integrating robust clustering techniques in S-PLUS. Comput. Statist. Data Anal., 26:17–37, 1997. [SR00] A. Struyfand P.J . Rousseeuw. High-dimensional computation ofthe deep est location. Comput. Statist. Data Anal., 34:415–426, 2000. [The50] H. Theil. A rank-invariant method oflinear and polynomial regression analysis (parts 1-3). Nederl. Akad. Wetensch. Ser. A, 53:386–392, 521–525, 1397–1412, 1950. [Tuk75] J.W. Tukey. Mathematics and the picturing ofdata. In Proc. Internat. Congr. of Math., 2, pages 523–531, Vancouver, 1975. [VRH+ 02] S. Van Aelst, P.J. Rousseeuw, M. Hub ert, and A. Struyf. The deepest regression method. J. Multivariate Anal., 81:138–166, 2002. [YKI+ 88] P. Yamamoto, K. Kato, K. Imai, and H. Imai. Algorithms for vertical and orthogonal L1 linear approximation ofpoints. In Proc. 4th Sympos. Comput. Geom., pages 352– 361, 1988. 1291
1292 P.J. Rousseeuw, A. Struyf [Zuo03] Y. Zuo. Pro jection based depth functions and associated medians. Ann. Statist., 31:1460–1490, 2003. [ZS00] Y. Zuo and R. Serfling. General notions ofstatistical depth function. Ann. Statist., 28:461–482, 2000. 1292
58 GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEMS Marc van Kreveld INTRODUCTION Geographic information systems (GIS) facilitate the input, storage, manipulation, analysis, and visualization of geographic data. Geographic data generally has a location, size, shape, and various attributes, and may have a temporal component as well. Geographical analysis is important for a GIS. It includes combining different spatial themes, relating the dependency of phenomena to distance, interpolating, studying trends and patterns, and more. Without analysis, a GIS could be called a spatial database. Not all aspects of GIS are relevant for computational geometers. Human- computer interaction, and legal aspects of GIS, are also considered part ofGIS research. This chapter focuses primarily on those aspects that are susceptible to algorithms research. Even here, the approach taken within GIS research is differ- ent from the approach a computational geometer would take, with much less initial abstraction of the problem, and less emphasis on theoretical efficiency. The GIS research field is multi-disciplinary: it includes researchers from geography, geodesy, cartography, and computer science. The research areas geodesy, surveying, pho- togrammetry, and remote sensing primarily deal with the data input, storage, and correction aspects of GIS. Cartography mainly concentrates on the visualization aspects. Section 58.1 deals with spatial data structures important to GIS. Section 58.2 discusses the most common spatial analysis methods. Section 58.3 discusses the visualization of spatial data, also called automated cartography. Section 58.4 deals with Digital Elevation Models (DEMs) and their algorithms. Section 58.5 discusses the most important contributions that can be made from the computational ge- ometry perspective to research problems in GIS. Section 58.6 lists severalopen problems. 58.1 SPATIAL DATA STRUCTURES GIS store different types of data separately, such as land cover, elevation,and municipality boundaries. Therefore, each such data set is stored in a separate data structure that is tailored to the data, both in terms of representation and searching efficiency. Geometric data structures for intersection, point location, and windowing are a mainstream topic in computational geometry, and are treated at length in Chapters 34,36,and38.Thissectionconcentratesonconceptsandresultsthatarespecific and important to GIS. We overview raster and vector representation of data,prob- lems that appear in data input and correction in a GIS, and a well-known spatial indexing structure. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1293
1294 M. van Kreveld GLOSSARY Thematic map layer: Separately stored and manipulatable component of a map that contains the data of only one specific theme or geographic variable. (Geographic) feature: Any geographically meaningful object. Raster structure: Representation of geometric data based on a subdivision of the underlying space into a regular grid of square pixels. Vector structure: Representation of geometric data based on the representation of points with coordinates, and line segments between those points. Digitizing: Process of transforming cartographic data such as paper maps into digital form by tracing boundaries with a mouse-like device. Conflation: Process of rectifying a digital data set by comparison with another digital data set that covers the same region (cf. rubber sheeting). Topological vector structure: Vector structure in which incidence and adja- cency of points and line segments is explicitly represented. Quadtree: Tree where every internal node has four children, and which corre- sponds to a recursive subdivision of a square into four subsquares. The standard quadtree is for raster data. Leaves correspond to pixels or larger squares that appear in the recursive subdivision and are uniform in the thematic value. R-tree: Tree based on a recursive partitioning of a set of objects into subsets, where every node stores the axis-parallel bounding box of all objects that appear in its subtree. All leaves have the same depth. R-trees usually have high (but constant) degree and are well-suited for secondary memory. 58.1.1 RASTER AND VECTOR STRUCTURES Geographic data is composed of geometry, topology, and attributes. The attributes contain the semantics of a geographic feature. There are two essentially differ- ent ways to represent the geometric part of geographic data: raster and vector. This distinction is the same as representation in image space and object space in computergraphics(Chapter49). Data acquisition and input into a GIS often cause error and imprecision in the data, which must be corrected either manually or in an automated way. Also, the digitizing of paper maps yields unstructured collections of polygonal lines in vector format, to which topological structure is usually added using the GIS. The topological vector structure obtained could be represented as, for example, a doubly-connected edge list or a quad-edge structure. But for maps with admin- istrative boundaries, where long polygonal boundary lines occur where all vertices have degree 2, such a representation is space-inefficient. It is undesirabletohave a separate object for every vertex and edge, with pointers to the incident features. The following variation gives better efficiency. Group maximal chains of degree-2 vertices into single objects, and treat them like an edge in the doubly-connected edge list. More explicitly, a chain stores pointers to the origin vertex (junction or endpoint), the destination vertex (junction or endpoint), the left face, the right face, and the next and previous chains in the two cycles of the faces incident to this © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1294
Chapter 58: Geographic information systems 1295 FIGURE 58.1 .1 A set of polygons and an example of an R-tree for it. Ê 1⁄2 Ê 3⁄4 Ê ¿ Ê 3⁄4 Ê ¿ Ê 1⁄2 Ó Ø × Ö ÔØ ÓÒ× chain. Such a representation allows retrieval of k adjacent faces of a face with m vertices to be reported in O(k) time rather than in O(m) time. Relatively recent trends in geographic data modeling and representation in- clude multi-scale models, temporal and spatio-temporal models, fuzzy models, and qualitative representations of location. 58.1.2 R-TREES The most widely used spatial data structure in GIS is the R-tree of Guttmann [Gut84]. It is a type of box-tree (see [BCG+96]) that has high (but constant) degree internal nodes, with all leaves at the same depth. It permits any type of object to be stored, and supports several types of queries, such as windowing, point location, and intersection. Insertions and deletions are both supported. The definition of R-trees does not specify which objects go in which subtree, and different heuristics for grouping give rise to different versions [BKSS90, KF94, LLE97]. R-trees generally do not have nontrivial worst-case query time bounds, so dif- ferent versions must be compared experimentally. Only the version of Agarwal et al. [AdB+02] has a query time bound better than linear (close to O( √n)) when the stored objects are rectangles, but this structure cannot be maintained dynamically while retaining the query time. 58.2SPATIAL ANALYSIS Spatial analysis is the process of discovering information implicitly present in one or more spatial data sets. This includes common GIS operations such as map overlay, buffer computation, and shortest paths on road networks, but also geostatistical and spatial data analysis functions such as cluster detection, spatial interpolation, and spatial modeling. We discuss the most common forms and results in this section. Forclusteranalysisandclassification,seeChapter51. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1295
1296 M. van Kreveld GLOSSARY Map overlay: The operation of combining two thematic map layers of the same region in order to obtain one new map layer, often with a refinement of the subdivisions used for the input map layers. Buffer: The region of the plane within a certain specified distance to a geographic feature. Neighborhood analysis: The study of how relations between geographic fea- tures depend on the distance. Network analysis: The study of distance, reachability, travel time, and sim- ilar geographic functions that can be defined for network data (graphs with a geographic meaning). Cluster analysis: The study of the grouping in sets of geographic features by proximity. Trend analysis: The study of time-dependent patterns in geographic data. Spatial interpolation: The derivation of values at locations based on values at other (nearby) locations. Geostatistics: Statistics for data associated with locations in the plane. 58.2.1 MAP OVERLAY With map overlay, two or more thematic map layers are combined into one. For example, if one map layer contains elevation contours and another map layer (of the same region) forest types, then their overlay reveals which types of forest occur at which elevations. One layer can also serve as a mask for the other layer. Overlay is essential to locating a region that has various properties that appear in different thematic map layers. In the spatial database literature, map overlay is also called spatial join. Map overlay is commonly solved using a plane sweep like the Bentley-Ottmann algorithm [BO79] for line segment intersection. This leads to an O((n + k) log n) time algorithm for two planar subdivisions of complexity O(n), and output com- plexity O(k). However, map overlay of two thematic map layers is essentially an extension of a red-blue line segment intersection problem, and can therefore be solved in optimal O(n log n + k) time [CEGS94, Cha94, PS94]. In case each subdi- vision is simply connected, the given result can be improved to O(n + k) [FH95]. Map overlay in GIS must handle imprecise data as well, and therefore overlay methods that include sliver removal have been suggested. Essentially, boundaries that are closer than some pre-specified value are identified in the overlay. This is also called epsilon filter or fuzzy tolerance [Chr97]. The idea of using an epsilon band around a cartographic line is due to Perkal [Per66]. Since R-trees can also be used as access structures for subdivisions, map overlay can also be performed efficiently using R-trees [BKS93, KBS91, vO94]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1296
Chapter 58: Geographic information systems 1297 FIGURE 58.2 .1 Natural neighbor interpolation at p0; five measurements determine the interpolated value with weights propor- tional to the areas of the five grey regions. 1⁄23⁄4 1⁄21⁄2 1⁄2 Ô 1⁄4 58.2.2 BUFFER COMPUTATION The buffer of a geographic feature of width is the same as the Minkowski sum ofthatfeaturewithadiskofradius ,centeredattheorigin;seeChapter47. Computation can be done with the algorithms mentioned in that chapter. Buffer computation and map overlay are two main ingredients for urban plan- ning. As an example, tree requirements for a new factory may be the proximity of a river, at least some distance to houses, and not in nature areas. A map with suitable locations is obtained after computing buffers for two of the thematic map layers, and then combining these with each other and the third layer. 58.2.3 SPATIAL INTERPOLATION Spatial interpolation is one of the main operations in geostatistics. It is the opera- tion of defining values at locations when only values at other locations are known. For example, when ground measurements are taken at various locations, we only know values at a finite set of points, but we would like to know the values every- where. Several methods exist for this version of the spatial interpolation problem, including triangulation, moving windows, natural neighbors, and Kriging. Tri- angulation is discussed in the next section. Moving windows is simply weighted averaging of known (or observed) values within a window around the point with unknown value. Natural neighbor interpolation is a method based on Voronoi dia- grams [Sib81, SBM95]. Suppose the Voronoi diagram of the points with known values is given, and we want to obtain an interpolated value at another location p0. We determine what Voronoi cell p0 would “own” if it were inserted in the point set defining the Voronoi diagram. Let A be the area of the Voronoi cell of p0, and let A1,...,Ak be the areas removed from the Voronoi cells of the points p1,...,pk , due to the insertion of p0 . Then, by natural neighbor interpolation, the interpolated value at p0 is k i=1 (Ai/A) · V (pi ), where V (pi ) denotes the known or observed value at pi. The bivariate function obtained is continuous everywhere, and differentiable except at the points with known values. Kriging is an interesting method that also applies weighted linear combina- tions of the known (or observed) values, that is, V (p0)= n i=1λi ·V(pi). The λi are the weights, which sum to 1. Furthermore, the weights are chosen so that © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1297
1298 M. van Kreveld the estimation variance is less than for any other linear combination of known val- ues. One additional advantage of Kriging is that it provides an estimation error as well [BM98]. Splines,discussedextensivelyinChapter53,canalsobeusedforinterpola- tion. A version used in GIS are the thin-plate splines. They do not necessarily pass through the known values of the points, and can therefore reduce artifacts. The spline function minimizes the sum of two components, one representing the smoothness and the other representing the proximity to the known values of the points [BM98]. 58.3 VISUALIZATION OF SPATIAL DATA Various tasks traditionally performed manually by cartographers can be automated. GIS allow users to select their own combination of themes and data sets, and their own way of visualizing this information. It is therefore necessary that certain cartographic tasks be done in an automated manner, such as non-overlapping label placement. Since it is not known beforehand which information is shown on a map, it is impossible to pre-compute a good label placement for the geographic features of each thematic map layer separately: it must be done after it is known which layers are selected for visualization. GLOSSARY Choropleth map: Type of map in which the regions of an administrative sub- division are shown using a particular color scheme to represent some specified geographic variable. Isoline map: Type of map for a continuous spatial phenomenon where lines of equal value for that phenomenon are displayed. C ar t og ram : Type of map in which the area of the regions of an administrative subdivision represent some specified geographic variable (also called value-by- area map). Schematic map: Type of map where important locations and connections be- tween them (direct transportation) are shown highly stylized, and where location is preserved only approximately. Label placement problem: The problem of placing text to annotate features on a map, according to various constraints and optimization criteria. Line simplification problem: The problem of computing a polygonal line with fewer vertices from another polygonal line, while satisfying given constraints of distance. Cartographic generalization problem: The problem of computing a map at a coarser (smaller) scale from a data set whose detail would be appropriate for a map at a finer (larger) scale. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1298
Chapter 58: Geographic information systems 1299 58.3.1 LABEL PLACEMENT Automated label placement has been the topic of considerable research, both within cartography and within the field of algorithms. One can distinguish three types of labels: labels for point objects, labels for line objects, and labels for polygonal objects. Imhof [Imh75] provides many examples of well-placed and poorly-placed labels, demonstrating the several different requirements for practical, high-quality label placement. The point-label placement problem is the following optimization problem.Given a set of points, each with a specified label (name or other text), place as many labels as possible adjacent to their point, but without overlap between any two labels. One can extend the problem by restricting, or not allowing, overlap with other map features, avoiding ambiguity, and so on. Another version of point label- ing is to maximize label size under the condition that all points be labeled.Label placement for point objects is usually approached as follows. A label is modeled by an axis-parallel rectangle, the bounding box of the text. For each point, define a restricted set of positions considered for its label, the candidates. Typically, the four positions where a corner of the label coincides with the point are chosen. In the label number maximization problem, the problem is abstracted to maximum independent set in a graph where edges represent intersections of two candidate label positions. Tables 58.3 .1 and 58.3 .2 contain some results. TABLE 58.3 .1 Point-label placement: size maximization; selected results. TYPE OF LABEL POSITIONS APPROX. FACTOR TIME SOURCE Equal-size square 4 2 O(n log n) [FW91, WW97] Equal-size square 2 1 O(n log n) [FW91] Arbitrary rectangle 2 1 O(n log2 n) [FW91] Equal-size circle constant 3.6+ O(nlog n+ nlog(OPT∗/ )) [DMM02]. TABLE 58.3.2 Point-label placement: number maximization; selected results. TYPE OF LABEL POSITIONS APPROX. FACTOR TIME SOURCE Rectangle constant O(log n) O(n log n) [AvKS98] Fixed-height rectangle constant 2 (or PTAS) O(n log n) [AvKS98] Fixed-height rectangle touching 2 (or PTAS) O(n log n) [vKSW99] Combinatorial optimization approaches have also been applied frequentlytothe point-label placement problem [CMS95, vDTdB02]. However, experiments show that simple heuristics work well in practice [CMS95, WWKS01]. We next discuss the labeling of linear features. Here we distinguish streets and rivers. The labeling of street patterns yields a combinatorial optimization problem © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1299
1300 M. van Kreveld FIGURE 58.3 .1 River labeling due to Wolff et al. [WK+ 00]. G u adal q u ivi r similar to point labeling [NW00, Str01]. River labeling is quite different, because there are several different criteria that constitute a good river label placement. The label should be close to the river, it should follow the shape of the river, it should not have too high curvature, it should be as horizontal as possible, and it should have few inflection points. The algorithm of Wolff et al. [WK+00] includes all of these criteria; Figure 58.3 .1. The labeling of polygonal features appears for instance when placing the name of a country or lake inside that feature. It is common to either choose horizontal and straight placement, or let the shape follow the main shape of the polygonal feature. In the first case, one can place the label in the middle of the largest scaled copy of the label that fits inside the region. In the second case, one can use the medial axis to retrieve the main shape and place the label along it. 58.3.2 CARTOGRAPHIC GENERALIZATION Cartographic generalization is the process of transforming and displaying carto- graphic data with less detail and information (i.e ., on a coarser, smaller scale) than the input data contains. Examples include omitting small towns and minor roads, using only one color for nature regions rather than a distinction in forest, heath, moor, etc., aggregating several buildings into one block, and exaggerating the width of a road on a small-scale map. Generalization is a very important research topic in automated cartography [BM91, MLW95, WJ98]. The changes to the map data for generalization are done by generalization oper- ators. They include selection, aggregation, typification, reclassification, smoothing, displacement, exaggeration, symbolization, collapse, and many others. See Fig- ure58.3.2forsomeexamples.Detectinganeedforgeneralizationisaccomplished by computing certain geometric measures on distance, density, and detail. This will trigger the generalization operators to perform transformations. It may happen that one operator causes the need of a change somewhere else on the map, possibly leading to a domino effect. For example, one of the common generalization oper- ators is displacement, to assure a certain distance between two map features that should not appear adjacent. Moving one feature may cause the need to move an- other, leading to iterative displacement algorithms [Høj98, LJ01, MP01]. The same effect can occur when smoothing a single polygonal line that represents a curved road [BM97, BB00]. Also the operators aggregation (of two or more polygons into one) and exaggeration can cause displacement of other features [BW97, Har99]. A complicating issue is the preservation of consistency in generalization. For example, generally one wants to avoid omitting a large town that is close to several cities while retaining a small town that has no cities or towns in its immediate neighborhood. This motivates the need for a global selection mechanism that mod- els how important features are based on attributes, geometry, and neighborhood. For point features this problem is called settlement selection [LP86, vKvOS97]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1300
Chapter 58: Geographic information systems 1301 FIGURE 58.3 .2 Examples of cartographic generalization. Ö Ù ØÓ 1⁄4± Ó Ø × Þ Ø Ö Ð Ñ Ò Ø ÓÒ̧ Ö Ø ÓÒ̧ Ò ×ÑÓÓØ Ò Ö Ù ØÓ 1⁄4± Ó Ø × Þ Ø Ö × ÑÔÐ ¬ Ø ÓÒ Ò ØÝÔ ¬ Ø ÓÒ Several studies have also been done for selection in road networks [MM97, TR95] and in polygonal subdivisions [vO95, Jaa98]. The problem of (polygonal) line simplification (cf. Section 51.3) is often consid- ered a cartographic generalization problem, too. However, if the motivation for line simplification is only data reduction, then line simplification cannot be considered generalization. But since line simplification methods automatically reduce detail in polygonal lines, we will discuss some methods here. The best-known cartographic line simplification method is due to Douglas and Peucker [DP73]. Starting with a line segment between the endpoints of the polyg- onal line, it selects the most distant vertex to be added to the simplification, and then continues recursively on the two parts that appear. This process continues until the most distant vertex is closer than some chosen threshold value to the approximating line segment. Theoretically, the method is highly unsatisfactory because it can create self-intersections in the output, requires quadratic time in the worst case, and may need many more segments in the approximation than the optimal approximation. However, it is very simple and usually works well inprac- tice. Hershberger and Snoeyink devised a different algorithm to compute the same approximation which runs in O(n log ∗ n) time [HS98]. Weibel [Wei97b] and van der Poorten and Jones [vdPJ99] demonstrate that many aspects are involved in practical line simplification for GIS, and that many different criteria may be used. The GIS literature contains several more practical approaches. Guibas et al. [GHMS93] and Estkowski and Michell [EM01] show that minimum vertex simplification is NP-hard when self-intersections are not allowed. Selected algorithmicresultsarelistedinTable58.3 .3 . 58.3.3 SPECIAL-PURPOSE MAPS Topographic maps are general-purpose maps that display a variety of themesof general interest together, like roads, towns, forests, and elevation contours. Special- purpose maps, on the other hand, concentrate on a particular theme, and may use © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1301
1302 M. van Kreveld TABLE 58.3 .3 Line simplification: selected results. OUTPUT VERTICES COMPLEXITY ERROR CRITERION NOTES AND PROBLEMS SOURCE From input O(n2) distance min. link, self-inter. [CC96] From input O(n4/3+δ ) vertical distance min. link, self-inter. [AV00] From input O(n2 log n) distance no self-inter. [dBvKS98] From input O(n3) distance no self-inter. [EM01] Arbitrary O(n2 log n) distance min. link, self-inter. [GHMS93] alternative methods of visualizing the information. A choropleth map could, e.g ., show the population densities of the states of the U.S. by coloring each with a color from a well-chosen set of colors, for instance, five saturation values of red. The geographic theme of population density can be seen as a function from the plane (the Earth’s surface) to the nonnegative reals. Here the points of the planeare aggregated by state. There are other ways of visualizing functions from the plane to the reals car- tographically, including isoline maps, dot maps, and cartograms. The latter again applies to aggregated regions of the plane. Flow maps visualize a presence and quantity of flow from one (aggregated) region to another. Schematic maps visual- ize connections between locations, such as subway maps. Dent provides a useful overview of several special-purpose map types [Den99]. Cartograms show values for regions by shrinking and expanding those regions, so that the area of each region corresponds to the value represented. The most important usage is the population cartogram, where a region A with a population twice that of region B will be shown twice as large as B . Necessarily, cartograms show a distortion of the geographic space. To keep the regions more or less recog- nizable, they should keep their shape, location, and adjacency as much as possible. Several algorithms have been proposed to construct cartograms, given an ad- ministrative subdivision and a value for each region. Tobler [Tob86] simply uses scaling on the x-andy-coordinates, which may prevent regions from being shown at the correct size. Dougenick et al. [DCN85] compute a centroid for each region, which is assigned a repelling force if the region should grow, and an attracting force if the region should shrink. The forces of all centroids on all boundaries of the map then result in new positions of these boundaries. This is used in an iterative algo- rithm. Kocmoud and House’s approach [KH98] is constraint programming. They also attempt to preserve the main orientations of the boundaries. Edelsbrunner and Waupotitsch [EW97] give a cartogram construction algorithm based on simplicial complexes in the plane, where paths of triangles are used to define deformations thatletoneregiongrowatthecostofthesizeofanother.SeeFigure58.3 .3 . Dot maps show values by dots, where one dot represents, e.g ., ten thousand people. This allows the distribution of the population to be shown better than in cartograms, but the relative populations for two regions are more difficult to compare. De Berg et al. [dBB+02] show the connection between dot maps and discrepancy, and compare various heuristics to construct dot maps. Schematic maps are commonly used for public transportation systems. Direct lines, or connections between ma jor stations, are shown with a polygonal line that is highly abstracted: it has only a few segments, and these segments are horizontal, © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1302
Chapter 58: Geographic information systems 1303 FIGURE 58.3 .3 Cartogram showing electoral votes in the 1992 presidential elections, where shaded States indicate a majority for Bill Clinton (from Edelsbrunner and Waupotitsch [EW97]). vertical, or have slope 1 or −1 . Avelar and M̈uller [AM00] give an iterative algo- rithm that moves vertices so that the segments become more and more orientedin one of the desired orientations. Cabello et al. [CdBv+ 01] place the connections in- crementally in a pre-computed order, leading to an O(n log n) time algorithm that does not require iteration. Neyer [Ney99] views the problem as a line simplification problem and approximates each connection with the minimum number of segments in the specified orientations. The three approaches to computing schematic maps are quite different and each has its own advantages and drawbacks. Brandes and Wagner [BW98] show connections between stations by circular arcsandaddressthevisualizationproblemasagraphlayoutproblem(Chapter52). 58.3.4 DYNAMIC AND ANIMATED MAPS Besides computations for traditional paper maps, a more recent trend is to study dynamic maps, animated maps, interactive maps, Web maps, and multimedia maps [KB01, CPG99]. This area leads to a number of new computational issues, where efficiency is very important and quality is less critical. For example, a label placement on the screen must be updated when the user starts panning or zooming. Only as few changes as possible should be made; see, e.g ., [PPH99]. Related labeling problems arise in user interface design [BFH01]. Zooming out on a map also makes real-time cartographic generalization neces- sary. The problem is that not only the size of features must be changed, but also the way of visualization. On large-scale maps, cities are shown by polygonal outlines, but on small-scale maps, they are shown by point symbols. The process is called dynamic or on-the-fly generalization [vO95, MG99]. Ideally, the changes made © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1303
1304 M. van Kreveld during zooming should be made in a continuous manner, with no major, sudden changes on the map [vK01]. In static generalization, the objective is to compute a new representation. But in dynamic generalization, the problem is the computation of the transition. The relation to morphing should be clear. 58.4 DIGITAL ELEVATION MODELS We have concentrated on types of data based on subdivisions with well-marked boundaries. Another important type of data is the scalar function in two variables. The most common example from geography is elevation above sea level, also called terrain. Three other examples are annual precipitation, nitrate concentration per cubic meter, and average noise level. There are two common representations for elevation: the regular square grid, or elevation matrix, which is a raster representation, and the triangular irregular network (TIN), which is a vector representation. For the latter representation, the Delaunay triangulation is often used. GLOSSARY Digital elevation model (DEM): Representation of a scalar function in two variables. Sometimes specifically used for the raster-based representation. Triangular irregular network (TIN): Vector-based representation of a digital elevation model defined by a triangulation of a point set. Also called polyhedral terrain. Drainage network: Collection of linear features that represent the locations where water on a terrain has formed rivers. Viewshed analysis: The study of visibility on a terrain. 58.4.1 CONSTRUCTION AND SIMPLIFICATION OF DEMS The problem of simplifying a digital elevation model, or performing raster to vector conversion for a digital elevation model, is a higher-dimensional version of line simplification. The best algorithm known is similar in approach to the Douglas- Peucker algorithm for line simplification given in Section 58.3.2 . Assume that the outer boundary of the DEM is rectangular, a set of points with their elevation is given (e.g ., based on a regular square grid), and assume that a maximum allowed vertical error >0 is specified. An initial coarse simplification of the DEM is a triangulation of the four corners of the rectangle. If that simplificationisno vertically further than at all points, then it is accepted. Otherwise, the point with largest vertical distance is selected and added to the triangulation,whichis restored by flipping to the Delaunay triangulation. The process is then repeated. The method requires quadratic time in the worst case, but an implementation can be given which, under natural assumptions, takes O(n log n) time in prac- tice [Hel90, Fj̈a91, HG95]. Agarwal and Suri [AS98] show that a corresponding optimization problem is © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1304
Chapter 58: Geographic information systems 1305 NP-hard, and give an approximation algorithm that requires O(n8 ) time. If m is the size of the optimal piecewise linear -approximation of the n given points, then the computed approximation has size O(m log m). Agarwal and Desikan [AD97] give a cubic time -approximation algorithm with a worse size bound on the approxima- tion, but with some assumptions the approximation has the same size asymptoti- cally and runs in near-quadratic time. When a TINis constructed for modeling terrains, various geometric computa- tion problems arise. When the input is a set of (digitized) contour lines, a triangu- lation between the contour lines such as the constrained Delaunay triangulation can be used [DP89, Sch98]. Care must be taken that no triangle with all three vertices on the same contour line is created, as this gives undesirable artifacts. Thibault and Gold [TG00] provide a solution that avoids flat triangles by adding verticesonthe medial axis or skeleton, which are given intermediate elevations (see also [GD02]). If information on rivers is present too, then these can be included as edges of the TINusing a constrained Delaunay triangulation [MS99]. Two other approaches of interest are by Silva et al. [SMK95] and by Little and Shi [LS01]. Both methods construct a TINfrom gridded data and can preserve important features like valleys and ridges of the terrain. Gudmundsson et al. [GHvK02] define a class of triangu- lations, called higher-order Delaunay triangulations, and use them to create TINs with fewer local minima in the terrain, because minima generally do not occur. Multi-resolution terrain modeling has attracted considerable research, largely covered by Puppo and Scopigno [PS97]. See Chapter 54 for more information on surface simplification and multi-resolution representations. 58.4.2 VISUALIZATION OF DEMS Digital elevation models may be visualized in several ways. A traditional way is by contour maps, and the process of deriving a contour map is called contour- ing [Wat92]. A perspective view of a digital elevation model can be obtained by back-to- front rendering of the grid elements or triangles. If a vector representation of a perspective view is needed, an algorithm of Katz et al. [KOS92] achieves this for a TINin O((n + k) log n log log n) time, where n is the number of triangles and k is the complexity of the visibility map. 58.4.3 DERIVED MAPS AND PRODUCTS In the analysis of terrain–e .g ., for land suitability studies–slope and aspect maps are important derived products of a digital elevation model. They are straightforward to compute. Similarly, the plan and profile curvature can be of importance, for example for waterflow and erosion modeling. The computation of the drainage network, based on the shape of the terrain, has been frequently studied, most often for grid data. Besides the drainage network, watersheds also provide important terrain information. A surprising combinatorial result of de Berg et al. [dBB+96] is that if water always follows the direction of steepest descent, and the drainage network consists of all points that receive flow from some region with positive area, then triangulations exist with n triangles for which the drainage network has complexity Θ(n3). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1305
1306 M. van Kreveld Viewshed analysis is the study of visibility in the terrain. For gridded DEMs, the visibility index of a grid cell c is used as a measure of visibility for c. It is defined as the number of other grid cells visible from grid cell c. Viewshed analysis has applications in urban and touristical planning, and for telecommunication. The shortest watchtower problem is to compute a point with smallest vertical distance above a terrain which has visibility to all points of the terrain. It can be computed in O(n log n) time [Zhu97]. Another interesting problem is to place a small number of antennas so that any point on the terrain has direct visibility tof at least one antenna [BMM+02, Fra02]. Other visibility results for terrains may be found in Section 28.8.3 . The computation of shortest paths between two points on a terrain is a problem of both theoretical and practical interest. The approach of Lanthier et al.[LMS01, ALMS98] is significant both theoretically and practically, also because it deals with the weighted version. The main idea is to place Steiner points on edges to convert the problem into a graph problem, and then apply Dijkstra’s algorithm. This gives a simple approximation algorithm for least-cost paths. 58.5 ALGORITHMIC CHALLENGES IN GIS The application area GIS is the source of a number of interesting research prob- lems. Many of these are simply-stated algorithmic problems, such as findingthe most efficient algorithm for a well-defined problem, or finding the best approxi- mation factor for some computationally hard problem. But from the application perspective, more important is the study of relatively simple solutions for problems in which a number of different requirements must be satisfied or optimized simul- taneously. For example, label placement with high cartographic quality has to be achieved with no overlap between different labels, no or little overlap of a label with other map features, clear association between a feature and its label, and avoidance of areas that are too dense with text. As a second example, in realistic terrain reconstruction, seven constraints have been listed [Sch98]. Such constraints cannot be formulated straightforwardly as algorithmic optimization. It is usually more important which requirements can be handled simultaneously than how efficient a solution is. Challenges for algorithms research on GIS problems are methods that deal with multiple criteria simultaneously, either as a whole solution or as part of an optimization approach such as genetic or evolutionary algorithms. The appropriate formulation of the GIS problem itself, and comparison of results based on different formulations, are also issues of major importance. 58.6 OPEN PROBLEMS The references in the open problems below refer to papers related to the open problem. Those papers do not always state the problem explicitly. 1. Improve on the known 3.6 -approximation factor for circular label placement (3.6 times the optimal size that permits all labels to be placed) [DMM02]. 2. Provide an approximation algorithm for the maximum independent set in © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1306
Chapter 58: Geographic information systems 1307 rectangle intersection graphs with an approximation factor better than Θ(log n) [AvKS98]. 3. Give an approximation algorithm for maximum independent set in square intersection graphs with an approximation factor less than 4. 4. Given a simple polygon P , compute the minimum perimeter shape with the same area but whose boundary remains within a given distance >0ofthe original boundary of P . A solution is useful for cartographic generalization, in particular for the simplification and aggregation operators. 5. Given two simple polygons P and Q, compute two subpolygons P ⊆ P and Q⊆Qofmaximumsummedareasuchthat,foranyp∈P andq∈Q,the distance between p and q is at least >0. 6. Given a simple polygonal line with n vertices, what is the complexity of computing the minimum-vertex polygonal line simplification that keeps the two endpoints, uses a subset of the intermediate vertices, has error below a given >0, and guarantees no self-intersection [AV00, dBvKS98]? (See also Section51.3.) 7. Can the output of the Douglas-Peucker line-simplification method be gener- ated using a different algorithm that runs in linear time [HS98]? 8. Does an efficient data structure exist for natural neighbor interpolation queries in a point set S of n points with values? It is easy to develop a linear-size data structure with O(log n +k) query time, where k is the number of Voronoi neighbors of the query point amidst the points of the set S . However, k can be linear in n in the worst case. 9. Can the polyhedral terrain simplification algorithm of Section 58.4 .1 be imple- mented to run in o(n2 ) time? Implementations exist where O(n log n) time is typical for realistic inputs, but no implementation guarantees a running time less than quadratic [Hel90, Fj̈a91, HG95]. 10. Develop elevation grid-to-TINconversion algorithms that approximately pre- serve the slope of the terrain, rather than the elevation. Correct slope values are more important in practice than correct elevation values [GD02]. 11. Let T1 and T2 be two polyhedral terrains covering the same region. Develop an algorithm that constructs a new polyhedral terrain T3 which represents the multiplication of the corresponding elevation values of T1 and T2 within a given error . For certain variables that are scalar functions of location, models exist that express the value as the product of other variables that are scalar functions of location [Mit91]. 12. How efficiently can the visibility index of all grid cells of an n × n grid of elevation values be computed? 13. Develop approximation algorithms for antenna placement on terrains, where the objective is placing as few antennas as possible for a given antenna height, while each point on the terrain has visibility to the top of some antenna. Furthermore, develop approximation algorithms when the antenna height is not fixed but should be kept small [Fra02, BMM+02]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1307
1308 M. van Kreveld 14. Given a simple polygon and a positive real , what is the smallest (or largest) area of the polygon if each vertex can be moved over a distance at most ?A similar problem can be stated to give upper and lower bounds on the volume of a subsurface reservoir of oil, based on imprecise measurements of depth at various points. Several other problems arise due to measurement imprecision. There are many open problems on improved algorithms for specific general- ization operators, cartograms, flow maps, and other special-purpose maps, where “improved” refers to the visual output of the algorithm. Following up on the previous point, it is important to study which geomet- ric measures are most relevant to quantify visual aspects like sinuosity, density, similarity, and so on and so forth. There are also many open problems concerning an appropriate (geometric) definition of physical geographic objects like mountains, valleys, and meanders. Such definitions lead to new algorithmic problems whose solutions will allow the automated characterization of the objects from data sets. 58.7 SOURCES AND RELATED MATERIAL BOOKS [Jon97, LGMR01]: Two general GIS books. [BM98]: A GIS book that emphasizes spatial analysis for physical geography. [Wor95]: A GIS book with a spatial database focus. [RMM+95]: A book on cartography and, to lesser extent, GIS. [Den99]: A book on cartography that also contains several automated methods. OTHER Other surveys: computational geometry and GIS [dMP00], spatial data struc- tures [NW97], algorithms for generalization [Wei97a], algorithms for DEMs [vK97], visualization of TINs [dB97]. Journals: International Journal of Geographical Information Science (IJGIS), GeoIn- formatica, Cartography & GIS, Cartographica. Conference proceedings: International Symposium on Spatial Data Handling (SDH), Auto-Carto, International Cartographic Conference (ICC), GIScience, Conference on Spatial Information Theory (COSIT), Symposium on Spatial Databases (SSD). RELATED CHAPTERS Chapter 23: Voronoi diagrams and Delaunay triangulations Chapter 49: Computer graphics Chapter 51: Pattern recognition Chapter 54: Surface simplification and 3D geometry compression © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1308
Chapter 58: Geographic information systems 1309 REFERENCES [AD97] P.K . Agarwal and P.K . Desikan. An efficient algorithm for terrain simplification. In Proc. 8th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 139–147, 1997. [AdB+02] P.K. Agarwal, M. de Berg, J. Gudmundsson, M. Hammar, and H.J. Haverkort .Box- trees and R-trees with near-optimal query time. Discrete Comput. Geom., 28:291–312, 2002. [ALMS98] L. Aleksandrov, M. Lanthier, A. Maheshwari, and J.- R. Sack. An -approximation algorithm for weighted shortest paths on p olyhedral surfaces. In Proc. 6th Scand. Workshop Algorithm Theory, volume 1432 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 11– 22. Springer-Verlag, Berlin, 1998. [AM00] S. Avelar and M. M ̈uller. Generating topologically correct schematic maps. In Proc. 9th Internat. Sympos. Spatial Data Handling, pages 4a.28–4a.35, 2000. [AS98] P.K. Agarwal and S. Suri. Surface approximation and geometric partitions. SIAM J. Comput., 27:1016–1035, 1998. [AV00] P.K. Agarwal and K.R. Varadara jan. Efficient algorithms for approximating polygonal chains. Discrete Comput. Geom., 23:273–291, 2000. [AvKS98] P.K. Agarwal, M. van Kreveld, and S. Suri. Label placement by maximum indep endent set in rectangles. Comput. Geom. Theory Appl., 11:209–218, 1998. [BB00] M. Bader and M. Barrault. Improving Snakes for linear feature displace- ment in cartographic generalization. In Proc. GeoComputation, 2000. http:// www.geocomputation.org/2000/GC034/Gc034.htm [BCG+96] G. Barequet, B. Chazelle, L.J . Guibas, J.B .S Mitchell, and A. Tal. BOXTREE: A hierarchical representation for surfaces in 3D. Comput. Graph. Forum, 15:C387–C396, C484, 1996. [BFH01] B. Bell, S.K . Feiner, and T. Ḧollerer. View management for virtual and augmented reality. In ACM Sympos. User Interface Software Tech., pages 101–110, 2001. [BKS93] T. Brinkhoff, H. - P. Kriegel, and B. Seeger. Efficient processing of spatial joins using R-trees. In Proc. ACM SIGMOD, pages 237–246, 1993. [BKSS90] N. Beckmann, H. -P. Kriegel, R. Schneider, and B. Seeger. The R ∗ - tree: An efficient and robust access method for points and rectangles. In Proc. ACM SIGMOD Conf. Management Data, pages 322–331, 1990. [BM91] B.P. Buttenfield and R.B. McMaster, editors. Map Generalization: Making Rules for Knowledge Representation. Longman, London, 1991. [BM97] D. Burghardt and S. Meier. Cartographic displacement using the Snakes concept. In W. Fo erstner and L. Pluemer, editors, Semantic Modeling for the Acquisition of Topographic Information from Images and Maps. Birkḧauser-Verlag, Basel, 1997. [BM98] P.A. Burrouh and R.A . McDonnell. Principles of Geographical Information Systems. Oxford University Press, New York, 1998. [BMM+ 02] B. Ben-Moshe, J.S.B. Mitchell, M.J . Katz, and Y. Nir. Visibility preserving terrain simplification–An experimental study. In Proc. 18th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 303–311, 2002. [BO79] J.L . Bentley and T.A . Ottmann. Algorithms for rep orting and counting geometric intersections. IEEE Trans. Comput., C-28:643–647, 1979. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1309
1310 M. van Kreveld [BW97] M. Bader and R. Weibel. Detecting and resolving size and proximity conflicts in the generalization of polygonal maps. In Proc. 18th Internat. Cartographic Conf., pages 1525–1532, 1997. [BW98] U. Brandes and D. Wagner. Using graph layout to visualize train interconnection data. In Proc. Graph Drawing, volume 1547, Lecture Notes Comput. Sci., pages 44– 56. Springer-Verlag, Berlin, 1998. [CC96] W.S. Chan and F. Chin. Approximation of polygonal curves with minimum numb er of line segments or minimum error. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 6:59–77, 1996. [CdBv + 01] S. Cabello, M. de Berg, S. van Dijk, M. van Kreveld, and T. Strijk. Schematization of road networks. In Proc. 17th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 33–39, 2001. [CEGS94] B. Chazelle, H. Edelsbrunner, L.J . Guibas, and M. Sharir. Algorithms for bichromatic line segment problems and polyhedral terrains. Algorithmi ca, 11:116–132, 1994. [Cha94] T.M. Chan. A simple trapezoid sweep algorithm for reporting red/blue segment intersections. In Proc. 6th Canad. Conf. Comput. Geom., pages 263–268, 1994. [Chr97] N.R . Chrisman. Exploring Geographic Information Systems. John Wiley, New York, 1997. [CMS95] J. Christensen, J. Marks, and S. Shieber. An empirical study of algorithms for p oint- feature label placement. ACM Trans. Graphics, 14:203–232, 1995. [CPG99] W. Cartwright, M. Peterson, and G. Gartner, editors. Multimedia Cartography. Springer-Verlag, Berlin, 1999. [dB97] M. de Berg. Visualization of TINs. In M. van Kreveld, J. Nievergelt, T. Roos, and P. Widmayer, editors, Algorithmic Foundations of Geographic Information Systems, volume 1340 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 79–97. Springer-Verlag, Berlin, 1997. [dBB+ 02] M. de Berg, J. Bose, O. Cheong, and P. Morin. On simplifying dot maps. In Proc. 18th Europ. Workshop Comput. Geom., pages 96–100, 2002. [dBB+ 96] M. de Berg, P. Bose, K. Dobrindt, M. van Kreveld, M.H . Overmars, M. de Gro ot, T. Roos, J. Sno eyink, and S. Yu. The complexity of rivers in triangulated terrains. In Proc. 8th Canad. Conf. Comput. Geom., pages 325–330, 1996. [dBvKS98] M. de Berg, M. van Kreveld, and S. Schirra. Topologically correct sub division simpli- fication using the bandwidth criterion. Cartography and GIS, 25:243–257, 1998. [DCN85] J.A . Dougenik, N.R. Chrisman, and D.R. Niemeyer. An algorithm to construct con- tinuous area cartograms. The Professional Geographer, 37:75–81, 1985. [Den99] B.D. Dent. Cartography. WCB/McGraw-Hill, Boston, 5th edition, 1999. [DMM02] S. Doddi, M.V. Marathe, and B.M.E. Moret. Point set labeling with sp ecified posi- tions. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 12:29–66, 2002. [dMP00] L. de Floriani, P. Magillo, and E. Puppo. Applications of computational geometry to geographic information systems. In J. - R. Sack and J. Urrutia, editors, Handbook of Computational Geometry, pages 333–388 . Elsevier North-Holland, Amsterdam, 2000. [DP73] D.H . Douglas and T.K . Peucker. Algorithms for the reduction of the number of points required to represent a digitized line or its caricature. Canadian Cartographer, 10:112–122, 1973. [DP89] L. de Floriani and E. Puppo. A survey of constrained Delaunay triangulation algo- rithms for surface representation. In G.G. Pieroni, editor, Issues on Machine Vision, pages 95–104. Springer-Verlag, New York, 1989. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1310
Chapter 58: Geographic information systems 1311 [EM01] R. Estkowski and J.S.B. Mitchell. Simplifying a p olygonal subdivi sion while keeping it simple. In Proc. 17th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 40–49, 2001. [EW97] H. Edelsbrunner and E. Waupotitsch. A combinatorial approach to cartograms. Com- put. Geom. Theory Appl., 7:343–360, 1997. [FH95] U. Finke and K. Hinrichs. Overlaying simply connected planar subdivisions in linear time. In Proc. 11th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 119–126, 1995. [Fj̈a91] P.- O . Fj̈allstr̈om. Polyhedral approximation of bivariate functions. In Proc. 3rd Canad. Conf. Comput. Geom., pages 187–190, 1991. [Fra02] W.R. Franklin. Siting observers on terrain. In Proc. 10th Internat. Sympos. Advances in Spatial Data Handling, pages 109–120. Springer-Verlag, Berlin, 2002. [FW91] M. Formann and F. Wagner. A packing problem with applications to lettering of maps. In Proc. 7th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 281–288, 1991. [GD02] C.M. Gold and M. Dakowicz. Terrain modelling based on contours and slopes. In Advances in Spatial Data Handling (Proc. 10th Internat. Sympos.), pages 95–107. Springer-Verlag, Berlin, 2002. [GHMS93] L.J . Guibas, J. Hershberger, J.S.B. Mitchell, and J. Snoeyink. Approximating poly- gons and sub divisions with minimum link paths. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 3:383–415, 1993. [GHvK02] J. Gudmundsson, M. Hammar, and M. van Kreveld. Higher order Delaunay triangu- lations. Comput. Geom. Theory Appl., 23:85–98, 2002. [Gut84] A. Guttmann. R -Trees: a dynamic indexing structure for spatial searching. In Proc. ACM-SIGMOD Internat. Conf. Management Data, pages 47–57, 1984. [Har99] L. Harrie. The constraint method for solving spatial conflicts in cartographic gener- alisation. Cartography and GIS, 26:55–69, 1999. [Hel90] M. Heller. Triangulation algorithms for adaptive terrain mo deling. In Proc. 4th Internat. Sympos. Spatial Data Hand ling, pages 163–174, 1990. [HG95] P.S. Heckbert and M. Garland. Fast polygonal approximation of terrains and height fields. Rep ort CMU-CS-95-181, Carnegie Mellon Univ., 1995. [Høj98] P. Højholt. Solving local and global space conflicts in map generalization using a finite element method adapted from structural mechanics. In Proc. 8th Internat. Sympos. Spatial Data Handling, pages 679–689, 1998. [HS98] J. Hershberger and J. Snoeyink. Cartographic line simplification and polygon CSG formulae in O(n log ∗ n)time. Comput. Geom. Theory Appl., 11:175–185, 1998. [Imh75] E. Imhof. Positioning names on maps. The American Cartographer, 2:128–144, 1975. [Jaa98] O. Jaakkola. Multi-scale categorical data bases with automatic generalization trans- formations based on map algebra. Cartography and GIS, 25:195–207, 1998. [Jon97] C. Jones. Geographical Information Systems and Computer Cartography. Addison- Wesley Longman, Harlow, 1997. [KB01] M. - J. Kraak and A. Brown, editors. Web Cartography: Developments and Prospects. Taylor & Francis, London, 2001. [KBS91] H.- P. Kriegel, T. Brinkhoff, and R. Schneider. The combination of spatial access meth- ods and computational geometry in geographic database systems. In Proc. Advances Spatial Databases, Lecture Notes Comput. Sci., volume 525, pages 5–21. Springer- Verlag, Berlin, 1991. [KF94] I. Kamel and C. Faloutsos. Hilbert R-tree: An improved R-tree using fractals. In Proc. 20th VLDB Conf., pages 500–510, 1994. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1311
1312 M. van Kreveld [KH98] C.J . Kocmoud and D.H . House. A constrained-based approach to constructing con- tinuous cartograms. In Proc. 8th Internat. Sympos. Spatial Data Handling, pages 236–246, 1998. [KOS92] M.J. Katz, M.H . Overmars, and M. Sharir. Efficient hidden surface removal for ob jects with small union size. Comput. Geom. Theory Appl., 2:223–234, 1992. [LGMR01] P.A . Longley, M.F. Goodchild, D.J . Maguire, and D.W. Rhind. Geographic Informa- tion Systems and Science. Wiley, Chichester, 2001. [LJ01] M. Lonergan and C.B. Jones. An iterative displacement method for conflict resolution in map generalization. Algorithmica , 21:287–301, 2001. [LLE97] S.T . Leutenegger, M.A . Lop ez, and J. Edington. STR: A simple and effi cient algorithm for R-tree packing. In Proc. 13th IEEE Internat. Conf. Data Eng., pages 497–506, 1997. [LMS01] M. Lanthier, A. Maheshwari, and J. - R. Sack. Approximating weighted shortest paths on p olyhedral surfaces. Algorithmi ca , 30:527–562, 2001. [LP86] G.E. Langran and T.K . Poiker. Integration of name selection and nam eplacement. In Proc. Auto-Carto 8, pages 50–64, 1986. [LS01] J.J . Little and P. Shi. Structural lines, TINs and DEMs. Algorithmi ca, 21:243–263, 2001. [MG99] W.A . Mackaness and E. Glover. The application of dynamic generalization to virtual map design. In Proc. 19th Internat. Cartographic Conf., 1999. CD-ROM. [Mit91] C. Mitchell. Terrain Evaluation. Longman, Harlow, 2nd edition, 1991. [MLW95] J.- C . M ̈uller, J. -P. Lagrange, and R. Weibel, editors. GIS and Generalization – Methodology and Practice, volume 1of GISDATA. Taylor & Francis, London, 1995. [MM97] G.A. Mackechnie and W.A . Mackaness. Detection and simplification of road junc- tions in automated map generalization. In ACSM/ASPRS Annu. Conv. & Expos., Tech. Papers Volume 1: Surveying & Cartography, pages 72–82, Bethesda, 1997. AS- PRS/ACSM. [MP01] W.A . Mackaness and R. Purves. Automated displacement for large numbers of discrete map ob jects. Algorithmica , 21:302–311, 2001. [MS99] M. McAllister and J. Snoeyink. Extracting consistent watersheds from digital river and elevation data. In Proc. ASPRS/ACSM Annu. Conf. (Electronic), 1999. [Ney99] G. Neyer. Line simplification with restricted orientations. In Proc. Workshop Algo- rithms Data Struct., Lecture Notes Comput. Sci., volume 1663, pages 13–24. Springer- Verlag, Berlin, 1999. [NW97] J. Nievergelt and P. Widmayer. Spatial data structures: concepts and design choices. In M. van Kreveld, J. Nievergelt, T. Roos, and P. Widmayer, editors, Algorithmi c Foundations of Geographic Information Systems, volume 1340 of Lecture Notes Com- put. Sci., pages 153–197. Springer-Verlag, Berlin, 1997. [NW00] G. Neyer and F. Wagner. Lab eling downtown. In Proc. Italian Conf. Algorithms Complexity, volume 1767 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 113–125. Springer- Verlag, Berlin, 2000. [Per66] J. Perkal. On the length of empirical curves. Discussion pap er 10, Ann Arb or Michigan Inter-University Community of Mathematical Geographers, 1966. [PPH99] I. Petzold, L. Pl̈umer, and M. Heber. Label placement for dynamically generated screen maps. In Proc. 19th Internat. Cartographic Conf., pages 893–903, 1999. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1312
Chapter 58: Geographic information systems 1313 [PS94] L. Palazzi and J. Snoeyink. Counting and reporting red/blue segment intersections. CVGIP: Graph. Models Image Process., 56:304–311, 1994. [PS97] E. Puppo and R. Scopigno. Simplification, LOD and multiresolution principles and applications. In Eurographics 97, volume 16, Tutorial Notes. Blackwell, Oxford, 1997. [RMM+ 95] A.H . Robinson, J. Morrison, P.C . Muehrcke, A.J . Kimerling, and S.C . Guptill. Ele- ments of Cartography. John Wiley & Sons, New York, 6th edition, 1995. [SBM95] M. Sambridge, J. Braun, and H. McQueen. Geophysical parameterization and interp o- lation of irregular data using natural neighbours. Geophys. J. Internat., 122:837–857, 1995. [Sch98] B. Schneider. Geomorphologically sound reconstruction of digital terrain surfaces from contours. In Proc. 8th Internat. Sympos. Spatial Data Hand ling, pages 657–667, 1998. [Sib81] R. Sibson. A brief description of natural neighbour interp olation. In Vic Barnet, editor, Interpreting Multivariate Data, pages 21–36. John Wiley & Sons, Chichester, 1981. [SMK95] C. Silva, J.S .B . Mitchell, and A.E. Kaufman. Automatic generation of triangular irreg- ular networks using greedy cuts. In Visualization 95, pages 201–208, IEEE Computer Society Press, San Jose, 1995. [Str01] T. Strijk. Geometric Algorithms for Cartographic Label Placement.Ph.D . thesi s , Utrecht Univ., Dept. of Comput. Sci., 2001. [TG00] D. Thibault and C.M. Gold. Terrain reconstruction from contours by skeleton con- struction. GeoInformatica, 4:349–373, 2000. [Tob86] W.R. Tobler. Pseudo-cartograms. The American Cartographer, 13:43–50, 1986. [TR95] R.C . Thomson and D.E. Richardson. A graph theory approach to road network generalization. In Proc. 17th Internat. Cartographic Conf., pages 1871–1880, 1995. [vdPJ99] Customisable line generalisation using Delaunay triangulation. In Proc. 19th Internat. Cartographic Conf., 1999. CD-ROM. [vDTdB02] S. van Dijk, D. Thierens, and M. de Berg. On the design of genetic algorithms for geographical applications. GeoInformatica, 6:381–413, 2002. [vK97] M. van Kreveld. Digital elevation models and TIN algorithms. In M. van Kreveld, J. Nievergelt, T. Roos, and P. Widmayer, editors, Algorithmic Foundations of Geo- graphic Information Systems, volume 1340, Lecture Notes Comput. Sci., pages 37–78. Springer-Verlag, Berlin, 1997. [vK01] M. van Kreveld. Smo oth generalization for continuous zo oming. In Proc. 20th Inter- nat. Cartographic Conf., volume 3, pages 2180–2185, 2001. [vKSW99] M. van Kreveld, T. Strijk, and A. Wolff. Point labeling with slidinglabels. Comput. Geom. Theory Appl., 13:21–47, 1999. [vKvOS97] M. van Kreveld, R. van Oostrum, and J. Sno eyink. Efficient settlem ent selection for interactive display. In Proc. Auto-Carto 13: ACSM/ASPRS Annu. Conven. Tech. Papers, pages 287–296, 1997. [vO94] P. van Oosterom. An R-tree based map-overlay algorithm. In Proc. EGIS 94, pages 318–327, 1994. [vO95] P. van Oosterom. The GAP-tree, an approach to ‘on-the-fly’ map generalization of an area partitioning. In J. - C . M ̈uller, J. -P. Lagrange, and R. Weibel, editors, GIS and Generalization – Methodology and Practice, numb er 1in GISDATA. Taylor & Francis, London, 1995. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1313
1314 M. van Kreveld [Wat92] D.F. Watson. Contouring: A Guide to the Analysis and Display of Spatial Data. Pergamon, Oxford, 1992. [Wei97a] R. Weibel. Generalization of spatial data: principles and selected algorithms. In Algorithmic Foundations of Geographic Information Systems, Lecture Notes Comput. Sci., volume 1340, pages 99–152. Springer-Verlag, Berlin, 1997. [Wei97b] R. Weibel. A typology of constraints to line simplification. In M.J . Kraak and M. Mole- naar, editors, Proc. 7th Internat. Sympos. Spatial Data Hand ling, pages 533–546, Tay- lor & Francis, London, 1997. [WJ98] R. Weibel and C.B. Jones, editors. Special Issue on Automated Map Generalization, GeoInformatica, volume 2. 1998. [WK+00] A. Wolff, L. Knipping, M. van Kreveld, T. Strijk, and P.K . Agarwal. A simple and efficient algorithm for high-quality line labeling. In P.M. Atkinson and D.J . Martin, editors,InnovationsinGISVII:GeoComputation,chapter11,pages147–159.Taylor & Francis, London, 2000. [Wor95] M.F. Worboys. GIS: A Computing Perspective. Taylor & Francis, London, 1995. [WW97] F. Wagner and A. Wolff. A practical map lab eling algorithm. Comput. Geom. Theory Appl., 7:387–404, 1997. [WWKS01] F. Wagner, A. Wolff, V. Kapoor, and T. Strijk. Three rules suffice for good label placement. Algorithmi ca , 30:334–349, 2001. [Zhu97] B. Zhu. Computing the shortest watchtower of a p olyhedral terrain in O(n log n)time. Comput. Geom. Theory Appl., 8:181–193, 1997. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1314
ÇÅ ÌÊÁ ÈÈÄÁ ÌÁÇÆË Ç ÌÀ Ê ËËÅ ÆÆ1 Ä Ä Ê Æ Ð Äo Ï Ø ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý Ð Ö × ¬Öר Ò ÓÖ ÑÓ× Ø Ñ Ò× Ó ØÖ Ò×Ð Ø Ò ×ÝÒØ Ø ÔÖÓ Ø Ú ÓÑ ØÖ ר Ø Ñ ÒØ× ÒØÓ ÒÚ Ö ÒØ Ð Ö ×Ø Ø Ñ ÒØ× Ò Ø Ö Ø Ö Ò ̧ Û × Ø Ö Ò Ó ÔÖÓ Ø Ú Ò Ú Ö ÒØ×o Ò Ö Ð Ô Ð Ó×ÓÔ Ð ÔÖ Ò ÔÐ Ó ÒÚ Ö ÒØ Ø ÓÖÝ ̧ ×ÓÑ Ø Ñ × Ö ÖÖ ØÓ × Ö Ñ3× Ø ÓÖ Ņ̃ × Ý× Ø Ø ÒÝ ÔÖÓ1 Ø Ú ÐÝ ÒÚ Ö ÒØ ÓÑ ØÖ ר Ø Ñ ÒØ × Ò ÕÙ Ú Ð ÒØ ÜÔÖ ×× ÓÒ Ò Ø Ö Ø Ö Ò Ø Ù× Û Ö ÔÖ ÓÚ Ò Ö Ø ÔÖ Ø Ð Ñ Ò× ØÓ ÖÖÝ Ø × ÓÙØo Ï Ú Ò ÒØÖÓ Ù Ø ÓÒ ØÓ Ø × ÓÒ ÔØ× ̧ Ò ÐÐÙ×ØÖ Ø Ø Ñ Ø Ó Û Ø × Ú Ö Ð Ü ÑÔÐ × ÖÓÑ ÔÖÓ Ø Ú ÓÑ ØÖÝ ̧ Ö ØÝØ Ó Ö Ý ̧ Ò ÖÓ ÓØ ×o o1⁄2 ËÁ ÇÆ ÈÌË Ä Ø È ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÖÓ Ø Ú ×Ô ÓÚ Ö Ø ¬ Ð ̧ Ò Î Ø ÒÓÒ 1 ÐÐÝ ××Ó Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ú ØÓÖ ×Ô ÓÚ Ö o Ä Ø Ë ¬Ò Ø × Ø Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ò È Ò ̧ ÓÖ ÔÓ ÒØ̧ ¬Ü ÓÑÓ Ò ÓÙ× ÓÓÖ Ò Ø Ú ØÓÖ Ò Î o Ï × ×ÙÑ Ø Ø Ë ×Ô Ò× Î ̧ Ò Ð×Ó Ø Ø Ò o ÁÒ Ø ÐÐÝ ̧Û ÓÓ× ÐÐ Ó Ø ÓÓÖ Ò Ø × ØÓ ר Ò Ø̧ Ð Ö ÐÐÝ Ò Ô Ò ÒØ Ò Ø ÖÑ Ò Ø × Ò ̧ ÐØ ÓÙ Û Ò ÐÛ Ý× ×Ô Ð Þ ØÓ Ø ØÙ Ð ÓÓÖ Ò Ø × Û Û ÒØ Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ×o ÓÖ Ô 3⁄4 Ȩ̈ Ð Ø Ø ÓÓÖ Ò Ø Ú ØÓÖ ́Ü 1⁄2 Ü μo Ä ÇËË Ê Ö Ø ¢ Ø ÖÑ Ò ÒØ Ó Ø ÓÑÓ Ò ÓÙ× ÓÓÖ Ò Ø Ú ØÓÖ × Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ëo Ö Ø× Ö Ö Ð Ø Ú ÔÖÓ Ø Ú Ò Ú Ö ÒØ× ̧ Ñ Ò Ò Ø Ø ÙÒ Ö ÔÖÓ Ø Ú ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ× Ø Ö Ú ÐÙ Ò ×Ó Ò Ð Ý Ò Ú ÖÝ ÔÖ Ø Ð Û Ý ́ Ò Ø̧ ÙÒ Ö × × Ò Ó Ø ÖÑ Ò ÒØ 1⁄2̧ Ø Ý Ö Ð Ø Ö ÐÐÝ ÒÚ Ö ÒØ μo À Ò Ö Ø× Ñ Ý Ð × Ó Ø Ó Ù Ø Ó × ÓÓÖ Ò Ø 1 Ö ×ÝÑ ÓÐ ÜÔÖ ×× ÓÒ×o Ì Ö Ø Ó Ù 1⁄2 Ù × ÒÓØ Ý Ù 1⁄2 Ù o Ö Ø Ö Ò Ì Ö Ò Ò Ö Ø Ý Ø × Ø Ó ÐÐ Ö Ø× Ó 1ØÙÔÐ × Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ȩ̈ Û Ö Ò Ë o ÁØ × ×Ù Ö Ò Ó Ø Ö Ò Ü 1⁄2 1⁄2 Ü 1⁄2 3⁄4 Ü Ò Ó Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð× Ò Ø ÓÓÖ Ò Ø × Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ëo ËØÖ Ø Ò Ò Ð ÓÖ Ø Ñ ÒÓÖÑ Ð ÓÖÑ Ð ÓÖ Ø Ñ Ò Ø Ö Ø Ö Ò o ÂÓ Ò Ó ÔÓ ÒØ× Ò ÜØ Ö ÓÖ ÔÖÓ Ù Ø Ó ÔÓ Ò Ø×̧ ̧ ÓÑ ÔÙØ Ò Ø ÜØ Ö ÓÖ Ð Ö Ó Î o Ï ÒÓØ ×Ù ÔÖÓ Ù Ø Ý 1⁄2 3⁄4 ¡¡¡ ̧ ÓÖ × ÑÔÐÝ 1⁄2 3⁄4 ¡¡¡ ̧ Ö Ø Ö Ø Ò 1⁄2 3⁄4 ¡¡¡ ̧ Û × ÓÑÑ ÓÒÐÝ Ù× Ò ÜØ Ö ÓÖ Ð Ö o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1315
1⁄2¿1⁄2 Æo Äo Ï Ø ÓÒ Ö Ø Ú Ö× ÓÒ Ó Ø × ÓÔ Ö Ø ÓÒ × ØÓ ÓÑ ÔÙØ Ø ÈÐÙ Ö ÓÓÖ Ò Ø Ú ØÓÖ Ó ́Ø ×Ù ×Ô ×Ô ÒÒ Ýμ Ø ÔÓ ÒØ× ̧ Ø Ø ×̧ Ø Ú ØÓÖ Û Ó× ÓÑÔÓÒ ÒØ× Ö ÐÐ ¢ Ñ ÒÓÖ× ́ Ò ×ÓÑ ÔÖ ×Ô ¬ ÓÖ Öμ Ó Ø ¢ Ñ ØÖ Ü Û Ó× ÓÐ ÙÑÒ× Ö Ø ÓÑÓ Ò ÓÙ× ÓÓÖ Ò Ø × Ó Ø ÔÓ ÒØ× o ÜØ Ò×Ó Ö Ó ×Ø Ô ̧Ó Ö ÓÑÔÓ× Ð 1Ø Ò×ÓÖ Ó Ò Ó ÔÓ ÒØ× o ÜØ Ò×ÓÖ× Ó ×Ø Ô ×Ô Ò Ú ØÓÖ ×Ô Î ́ μ Ó Ñ Ò× ÓÒ ¡ o ́ÆÓØ Ø Ø ÒÓØ Ú ÖÝ Ð Ñ ÒØ Ó Î ́ μ × Ò ÜØ Ò×ÓÖoμ ÒØ ×Ý ÑÑ ØÖ Ø Ò×Ó Ö ÒÝ Ð Ñ ÒØ Ó Ø Ö Ø ×ÙÑ £Î ̈ Î ́ μ o ÓÔÓ ÒØ ÒÝ Ò Ø ×ÝÑ Ñ ØÖ Ø Ò× ÓÖ Ó ×Ø Ô 1⁄2o Ó Ô ÓÒ Ø × Ð Û Ý× Ò ÜØ Ò×ÓÖ o ÂÓ Ò Ì ÜØ Ö ÓÖ ÔÖÓ Ù Ø ÓÔ Ö Ø ÓÒ ÓÒ £Î o Ì Ó Ò Ó ØÛÓ Ø Ò×ÓÖ× Ò ÐÛ Ý× Ö Ù Ý ×ØÖ ÙØ Ú ØÝ ØÓ Ð Ò Ö ÓÑ Ò Ø ÓÒ Ó Ó Ò× Ó ÔÓ ÒØ×o ÁÒØ Ö Ð Ù 1⁄2 Ù 3⁄4 ¡¡ ¡Ù ̧ ÓÖ ÒÝÚ ØÓÖ × Ù 1⁄2 Ù 3⁄4 Ù ×Ù Ø Ø Ù 1⁄2 Ù 3⁄4 Ù 1⁄2 o Ú ÖÝ ÜØ Ò×ÓÖ Ó ×Ø Ô × × Ð Ö ÑÙÐØ ÔÐ Ó Ø ÒØ Ö Ð o Å Ø Á 1⁄2 3⁄4 ¡¡¡ Ò 1⁄2 3⁄4 ¡¡¡ ̧ Û Ø · ̧Ø Ò × Ò́ μ ́1⁄2μ ́ μ 1⁄2 ́ ·1⁄2μ ¡¡¡ ́ μ ̄ 1⁄2 ̄ 1⁄2 ̄ ·1⁄2 ¡¡¡ ̄ Ì ×ÙÑ × Ø Ò ÓÚ Ö ÐÐ Ô ÖÑÙØ Ø ÓÒ× Ó 1⁄2 3⁄4 ×Ù Ø Ø ́1⁄2μ ́3⁄4μ ¡¡¡ ́ μ Ò ́ ·1⁄2μ ́ ·3⁄4μ ¡¡¡ ́ μo × Ù Ô Ö ÑÙØ Ø ÓÒ × ÐÐ × Ù̄ Ó Ø ́ ́ μμ ×ÔÐ Ø Ó ̧ Ò Ø ÓØ× Ö ÔÖ × ÒØ ×Ù × Ò ×ÙÑ ÓÚ Ö ÐÐ Ø × Ù̄ × Ó Ø ÓØØ ×ÝÑ ÓÐ× o Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý Ð Ö Ì Ú ØÓÖ ×Ô £́Î μ ØÓ Ø Ö Û Ø Ø ÓÔ Ö 1 Ø ÓÒ× Ò o ÈÊÇÈ ÊÌÁ Ë Ç Ê ËËÅ ÆÆ1 Ä Ä Ê ́ μ ́ 1⁄2μ Ò ́ 1⁄2μ ́ μ́ μ ̧ Ò Ö ÜØ Ò×ÓÖ × Ó ×Ø Ô× Ò o ́ μ Ò Ö ××Ó Ø Ú Ò ×ØÖ ÙØ Ú Ó Ú Ö Ø ÓÒ Ò × Ð Ö ÑÙÐ Ø ÔÐ 1 Ø ÓÒo ́ μ ́ μ ר Ố μ · ר Ố μ o ́ Úμ Ñ Ø Ó ØÛÓ ÜØ Ò× ÓÖ× × Ò Ò ÜØ Ò×ÓÖ o ́Úμ Ì Ñ Ø × Ù Ð ØÓ Ø Ó Ò̧ Û Ö Ù Ð ØÝ Ü Ò × ÔÓ ÒØ× Ò ÓÔÓ ÒØ× o ́Ú μ ÐØ ÖÒ Ø Ú Ä Û Ä Ø 1⁄2 3⁄4 ÔÓ ÒØ× Ò ­ 1⁄2 ­ 3⁄4 ­ × ÓÔÓ ÒØ×o Ì Ò ×̧ ́ 1⁄2 3⁄4 ¡¡¡ μ ́­ 1⁄2 ­ 3⁄4 ¡¡¡ ­ × μ ̄ 1⁄2 ­ 1⁄2 ̄ 3⁄4 ­ 3⁄4 ¡¡¡ ̄ × ­ × ̄ ×·1⁄2 ¡¡¡ ̄ À Ö Ø ÓØ× Ö Ö ØÓ ÐÐ × Ù̄ × ÓÚ Ö Ø ́1⁄2 1⁄2 1⁄2 ×μ ×ÔÐ Ø Ó 1⁄2 ¡¡¡ ̧ Ø Ø ×̧ × Ò ×ÙÑ ÓÚ Ö ÐÐ Ô Ö ÑÙØ Ø ÓÒ× Ó Ø 3× ×Ù Ø Ø Ø Ð ×Ø × Ó Ø Ñ Ö Ò Ò Ö × Ò ÓÖ Öo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1316
ÔØ Ö ÓÑ ØÖ ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó Ø Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý Ð Ö 1⁄2¿1⁄2 o3⁄4 ÇÅ ÌÊ ° o1 o Ä Ê Ê Ã Ì Ä Ê Á × ÔÖÓ Ø Ú ×Ù ×Ô Ó Ñ Ò× ÓÒ 1⁄2̧ Ô × × 1⁄2 3⁄4 Ò Ð Ø 1⁄2 3⁄4 ¡¡¡ Ò ÜØ Ò×ÓÖ o Ï Ð Ð Ø ×ÙÔ Ô ÓÖØ Ó o ́ μ Á 1⁄4 × Ò ÜØ Ò×ÓÖ ̧ Ø Ò Ø ÖÑ Ò × ÙÒ ÕÙ ÐÝ o ́ μ Á ̧ Ø Ò · o ́ μ Á ×Ô Ò× Î ̧Ø Ò o Ì Ä o3⁄4 o1⁄2 Ü ÑÔÐ × Ó ÓÑ ØÖ ÓÒ Ø ÓÒ× Ò ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý Ð Ö ×Ø Ø Ñ ÒØ×o ÇÅ ÌÊÁ ÇÆ ÁÌÁÇÆ ÁÅ o1 o Ä Ê ËÌ Ì Å ÆÌ Ê Ã Ì ËÌ Ì Å ÆÌ ÈÓ ÒØ × ÓÒ Ø Ð Ò 3⁄4 1⁄4 1⁄4 ́ÓÖ × ÓÒ ̧ Ø oμ Ä Ò × Ò ÒØ Ö× Ø ¿ 1⁄4 1⁄4 Ä Ò × ̧ ̧ ÓÒ ÙÖ 3⁄4 1⁄4 ̄ ̄ 1⁄4 ÈÐ Ò × ̧ ̧ Ò ¿ 1⁄4 ̄ ̄ ̄ ÜÝÞ 1⁄4 Ü Ý Þ Ú Ð Ò Ò ÓÑÑÓ Ò Ì ÒØ Ö× Ø ÓÒ× Ó 3⁄4 ́ μ ́ μ 1⁄4 ̄ ¥ ̄ ¥ 1⁄4 Û Ø Ò Ó Û Ø Ö ÓÐÐ Ò Ö Û Ø Ì ÓÑ ØÖ ÓÒ Ø ÓÒ× Ò Ì Ð o 3⁄4o1⁄2 × ÓÙÐ ÒØ ÖÔÖ Ø ÔÖÓ Ø Ú ÐÝo ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø ÓÒ ÙÖÖ Ò Ý Ó Ø Ö Ð Ò × Ò ÐÙ × × ×Ô Ð × Ø Ø Ø Ø Ö Ð Ò × Ö ÑÙØÙ ÐÐÝ Ô Ö ÐÐ Ð̧ ÓÒ ÔÖ Ö× ØÓ ÒØ ÖÔÖ Ø Ø ÓÒ Ø ÓÒ× Ò ÆÒ ×Ô o Ò Ö Ø × × Ö ÐÛ Ý× Ò ÐÙ ̧ ×Ó Ø Ø Ø ÓÒ ÙÖÖ Ò Ý Ó Ø Ö Ð Ò × Ò ÐÙ × × ×Ô Ð × Ø ÕÙ Ð ØÝÓ Ø ÛÓÓ Ö ÚÒ ÐÐ Ø Ö Ó Ø Ð Ò ×̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ o ÅÓר Ó Ø ÒØ Ö ×Ø Ò ÓÑ ØÖ ÓÒ Ø ÓÒ× ØÖ Ò×Ð Ø ÒØÓ Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý ÓÒ Ø ÓÒ× Ó ×Ø Ô 1⁄4 ́ÓÖ̧ ÕÙ Ú Ð ÒØÐÝ ̧ ר Ô μ̧ Ò Ø Ö ÓÖ ÜÔ Ò ÒØÓ Ö Ø ÓÒ Ø ÓÒ× Ö ØÐÝ o Ï Ò Ø Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý ÓÒ Ø ÓÒ × ÒÓØ Ó ×Ø Ô 1⁄4̧ × Ò Ø Ü ÑÔÐ Ò Ì Ð o 3⁄4o1⁄2 Ó Ø Ö ÔÐ Ò × Ò Ø Ö 1×Ô ÓÒØ Ò Ò ÓÑ ÑÓÒ Ð Ò ̧ Ø Ò Ø Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý ÓÒ Ø ÓÒ Ñ Ý Ó Ò Û Ø Ò ÔÔÖ ÓÔÖ Ø ÒÙÑ Ö Ó ÙÒ Ú Ö× ÐÐÝ ÕÙ ÒØ ¬ ÔÓ ÒØ× ØÓ Ø ÓÒ ÙÒ Ø ÓÒ Ó Ö Ø ÓÒ Ø ÓÒ×o Ì Ó Ò ÔÓ ÒØ× Ñ Ý Ð×Ó Ö ÕÙ Ö ØÓ ÓÑ ÖÓÑ ×Ô ¬ × × ØÓ Ñ Ø × ÓÒ ÙÒ Ø ÓÒ Ó ¬Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ö Ø ÓÒ Ø ÓÒ× o ÁÒ Ø × × ÓÒ̧ ÒÝ Ò Ò Ö Ð Ø ÓÒ Ò ÔÖÓ Ø Ú ÓÑ ØÖÝ Ñ Ý ØÖ Ò×Ð Ø ÒØÓ ÓÒ ÙÒ Ø ÓÒ Ó Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý ×Ø Ø Ñ ÒØ× ̧ Ò ̧ ÓÒÚ Ö× ÐÝ ̧ Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý ×Ø Ø Ñ ÒØ× Ñ Ý ØÖ Ò×Ð Ø ØÓ ÔÖÓ Ø Ú ÓÑ ØÖÝ Ùר × × ÐÝ ̧ ÔÖ ÓÚ Ø Ý ÒÚÓÐÚ ÓÒÐÝ Ó Ò Ò Ñ Ø̧ ÒÓØ Ø ÓÒo Å ÒÝ ÒØ Ø × Ò Ø Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý Ð Ö Ý Ð Ð Ö ̧ ÓÓÖ Ò Ø 1 Ö ÔÖÓÓ × Ó ÑÔÓÖØ ÒØ ÓÑ ØÖ Ø ÓÖ Ñ×o Ì × ÔÖÓ Ó × ØÝÔ ÐÐÝ Ø Ø ÓÖÑ Ø Ð Ø1 Ò × Ó Ø ÒØ ØÝ × 1⁄4 Ò ÓÒÐÝ Ø Ö Ø1 Ò × Ó Ø ÒØ ØÝ × 1⁄4̧ Ò Ø Ö ×ÙÐ Ø Ò ÕÙ Ú Ð ÒØ Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý ÓÒ Ø ÓÒ× ØÖ Ò×Ð Ø ØÓ ÒØ Ö ×Ø Ò ÓÑ ØÖ ÓÒ Ø ÓÒ× × ÓÚ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1317
1⁄2¿1⁄2 Æo Äo Ï Ø Ì Ä o3⁄4 o3⁄4 Ü ÑÔÐ × Ó Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý ÒØ Ø × Ò ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ÓÑ ØÖ Ø ÓÖ Ñ×̧ Ò Ñ Ò× ÓÒ 3⁄4o ÇÅ ÌÊÁ ÌÀ ÇÊ Å o1 o Ä Ê Á ÆÌÁÌ × Ö Ù ×3× Ø ÓÖ Ñ Ö Ú ÔÓ ÒØ× 1⁄4 1⁄4 ̧ 1⁄4 1⁄4 ̧ ́ 1⁄4 1⁄4 μ ́ 1⁄4 1⁄4 μ ́ 1⁄4 1⁄4 μ Ò 1⁄4 1⁄4 Ö ÓÐÐ Ò Ö Ò ÓÒÐÝ ÓÖ 1⁄4 1⁄4 1⁄4 Ö 1⁄4 1⁄4 1⁄4 ́ 1⁄4 1⁄4 1⁄4 μ ÓÐÐ Ò Ö ÓÖ 1⁄4 ̧ 1⁄4 ̧ Ò 1⁄4 ÓÒ ÙÖo È ÔÔ Ù×3× Ø ÓÖ Ñ Ò È × Ð3× Ø ÓÖ Ñ Á Ò 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 Ö ÓØ ÓÐÐ Ò Ö × Ø×̧ Ø Ò ́ 1⁄4 1⁄4 μ̧ ́ 1⁄4 1⁄4 μ̧ Ò 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 ́ 1⁄4 1⁄4 μ Ö ÓÐÐ Ò Öo ́ 1⁄4 1⁄4 μ ́ 1⁄4 1⁄4 μ ́ 1⁄4 1⁄4 μ È ÔÔ Ù×3× Ø ÓÖ Ñ ́ ÐØ ÖÒ Ø Ú Ö× ÓÒμ Á 1⁄4 Ü̧ 1⁄4 Ü̧ 1⁄4 Ü̧ 1⁄4 1⁄4 1⁄4 · 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 Ý̧ 1⁄4 Ý̧ Ò 1⁄4 Ý Ö ÓÐÐ Ò Ö̧ Ø Ò 1⁄4 ̧ 1⁄4 ̧ 1⁄4 ÓÒ ÙÖo · 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 ÒÓ 3× Ø ÓÖ Ñ Á ÒÓ Ø Ö Ó Ö ÓÐÐ Ò Ö̧ Ø Ò ́ μ ́ μ ́ μ ́ μ̧ ́ μ̧ Ò ́ μ Ö ÓÐÐ Ò Ö Ò ÓÒ ÐÝ 3⁄4 Ö 3⁄4 o Ì ÒØ Ø × Ò Ì Ð o3⁄4o3⁄4 Ö ÔÖ ÓÚ Ý ÜÔ Ò Ò ÓØ × ×̧ Ù× Ò Ø ÖÙÐ × ÓÖ Ó Ò Ò Ñ Ø̧ Ò Ø Ò Ú Ö Ý Ò Ø ÕÙ Ð ØÝ Ó Ø Ö ×ÙÐ Ø Ò ÜÔÖ ×× ÓÒ× Ý Ù× Ò Ø ×ØÖ Ø Ò Ò Ð ÓÖ Ø Ñ Ó Ö Ø Ð Ö ́× ËØÙ ¿ μo Ì Ö Ø1 Ò × Ó Ø ÒØ ØÝ ÓÖ Ø ¬Ö ר Ú Ö× ÓÒ Ó È ÔÔÙ× 3× Ø ÓÖ Ñ × Ð×Ó Ø Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý ÓÖÑ Ó Ø ÓÑ ØÖ ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ Ù× Ò È × Ð3× Ø ÓÖ Ņ̃ Ò Ò × 1⁄4 Ò ÓÒÐÝ Ø × Ü ÔÓ ÒØ× Ð ÓÒ ÓÑÑ ÓÒ ÓÒ ́È ÔÔÙ×3× Ø ÓÖ Ñ Ò Ø Ò Ö Ø × Ó È × Ð3× Ø ÓÖ Ñ Ò Û Ø ÓÒ ÓÒ× ×Ø× Ó ØÛÓ Ð Ò ×μo À Ò Ø Ð Ø1 Ò × Ó Ø × Ñ ÒØ ØÝ × Ø Ö Ø ÜÔÖ ×× ÓÒ Ø Ø × 1⁄4 Ò ÓÒÐÝ Ø × Ü ÔÓ ÒØ× Ð ÓÒ ÓÑ ÑÓÒ ÓÒ o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ò 1⁄4 1⁄4 1⁄4 Ö ÓØ ÓÐÐ Ò Ö̧ Û × ÑÑ Ø ÐÝ ÖÓÑ Ø ÙÒ ÖÐ Ò Ö Ø× Ø Ø Ø Ð Ø1 Ò × × 1⁄4o ÆÙÑ Ö ÓÙ× ÓØ Ö ÔÖÓ Ø Ú ÓÑ ØÖÝ Ò Ò Ø ÓÖ Ñ× Ñ Ý Ô Ö Ó Ú Ù× Ò Ø Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý Ð Ö o Ï Ð ÐÙ×ØÖ Ø Ø × Û Ø Ò Ü ÑÔÐ ÑÓ ¬ ÖÓÑ ÊË o ÇØ Ö Ü ÑÔÐ × Ñ Ý ÓÙÒ Ò Ø × Ñ Ö Ö Ò o ÌÀ ÇÊ Å o3⁄4o1⁄2 ÁÒ ¿1×Ô ̧ ØÖ Ò Ð × Ò 1⁄4 1⁄4 1⁄4 Ö Ò Ô Ö×Ô Ø Ú ÖÓÑ Ø ÔÓ ÒØ ̧ Ø Ò Ø Ð Ò × 1⁄4 1⁄4 1⁄4 ̧ 1⁄4 1⁄4 1⁄4 ̧ 1⁄4 1⁄4 1⁄4 ̧ Ò 1⁄4 1⁄4 1⁄4 Ö Ð Ð ÓÔÐ Ò Öo ÈÖÓÓ o Ï Ô Ö Ó Ú Ø Ò Ö Ð × ̧ Û Ö ̧ ̧ ̧ ̧ 1⁄4 ̧ 1⁄4 ̧ 1⁄4 Ö ÐÐ ×Ø Ò Ø̧ ØÖ Ò Ð × Ò 1⁄4 1⁄4 1⁄4 Ö ÒÓÒ Ò Ö Ø ̧ Ò × Ò Ò Ø Ö Ø ÔÐ Ò ÒÓÖ Ø ÔÐ Ò 1⁄4 1⁄4 1⁄4 o Ì Ò̧ × Ò ̧ 1⁄4 ̧ Ö ÓÐÐ Ò Ö̧ Û ÑÝ ÛÖ Ø « 1⁄4 ¬ · ÓÖ ÒÓÒÞ ÖÓ × Ð Ö× « Ò ¬o Ë Ò Û Ö Ù× Ò ÓÑÓ Ò ÓÙ× ÓÓÖ Ò Ø × ÓÖ ÔÓ ÒØ× ̧ ̧ Ò × Ñ Ð ÖÐÝ 1⁄4 ̧ Ñ Ý Ö ÔÐ Ý ÒÓÒÞ ÖÓ × Ð Ö ÑÙÐØ ÔÐ × Ó Ø Ñ× ÐÚ × Û Ø ÓÙØ Ò Ò Ø ÓÑ ØÖÝ o Ì Ù×̧ Û Ø ÓÙØ Ð Ó×× Ó Ò Ö Ð ØÝ ̧Û Ñ Ý ÛÖ Ø 1⁄4 · o Ë Ñ Ð ÖÐÝ ̧ 1⁄4 · Ò 1⁄4 · o ÆÓÛ Ä 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 · 1⁄4 1⁄4 1⁄4 · · · · ́ · · μ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1318
ÔØ Ö ÓÑ ØÖ ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó Ø Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý Ð Ö 1⁄2¿1⁄2 Ë Ñ Ð ÖÐÝ ̧ Ä 3⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 ́ · · · μ Ä ¿ 1⁄4 1⁄4 1⁄4 ́ · · μ Ä 1⁄4 1⁄4 1⁄4 ́ · μ ÆÓÛ Û Ø Ø Ò ÝØ ÛÓ Ó Ø × Ð Ò × ÒØ Ö× Øo ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ä 1⁄2 Ä 3⁄4 3⁄4 ́ · · μ ́ · · · μ 1⁄4 ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø × × ÓÛ× ÓÒÐÝ Ø Ø Ø Ö ÐÐ ÓÙÖ Ð Ò × Ö ÓÔÐ Ò Ö ÓÖ ÐÐ ÓÙÖ Ð Ò × ÓÒ ÙÖo Ì ÓÔ Ö Ó Ú Ø ÓÖÑ Ö̧ Ø ×ÙÆ × ØÓ Ø Ø Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ä 1⁄2 Ò Ä × ×Ø Ò Ø ÖÓÑ Ø Ø Ó Ä 3⁄4 Ò Ä o ÆÓØ Ø Ø Ä 1⁄2 Ä Ó × ÒÓØ Ø ÐÐ Ù× Ø ÔÓ ÒØÓ ÒØ Ö× Ø ÓÒ̧ Ù× Ä 1⁄2 Ò Ä Ó ÒÓØ Ó ÒØÐ Ý ×Ô Ò Î ̧ Ý ÓÙÖ ÔÖ Ú ÓÙ× ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒo Ù Ø Û ÓÓ× Ò Ö Ú ØÓÖ Ü Ö ÔÖ × ÒØ Ò ÔÓ ÒØ Ò Ò Ö Ð ÔÓ× Ø ÓÒ̧ Ø ÓÐÐÓÛ× ÖÓÑ Ä 1⁄2 Ä ̧Û Ñ Ùר ÓÐ Ò ÓÙÖ Ò Ö Ð × ̧ Ø Ø ́Ä 1⁄2 Üμ Ä × ÒÓÒÞ ÖÓ Ò Ó × Ö ÔÖ × ÒØ Ø × Ö ÔÓ ÒØÓ Ò Ø Ö× Ø ÓÒo Ì Ò Û ÓÑ ÔÙØ ́Ä 1⁄2 Üμ Ä 3⁄4 ́ Ü Ü · Ü · Ü Üμ ́ · μ 3⁄4 ́3⁄4 Ü Ü Ü μ́ μ «́ μ ÓÖ ×ÓÑ ÒÓÒÞ ÖÓ × Ð Ö «o Ë Ñ Ð ÖÐÝ ̧ ́Ä 3⁄4 Üμ Ä ¬́ μ Ó Ö ×ÓÑ ÒÓÒÞ ÖÓ × Ð Ö ¬o Ý Ø ÒÓÒ Ò Ö Ý Ó Ø ØÖ Ò Ð ̧ Ø × ØÛÓ ÔÓ ÒØ× Ó ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ö ×Ø Ò Øo o¿ Ä ÌÇÊ Á ÌÁ ÇÆ Ê Ã Ì Ä Ê ÇÅ ÌÊ ́1⁄2μ ÈÖÓ Ø Ú ÓÑ ØÖÝ Ð ́3⁄4μ Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý Ð Ö ÝÐ Ý ØÓÖ Þ Ø ÓÒ ́¿μ Ö Ø Ð Ö ́ μ ÓÓÖ Ò Ø Ð Ö ́1⁄2μ° ́3⁄4μ ́¿μ Ò Ø ÖØ ÓÚ × ÜÔÐ Ò Ò Ë Ø ÓÒ o3⁄4 ÓÚ ̧ Û Ø ́3⁄4μ ́1⁄2μ Ò ×ØÖ Ø ÓÖÛ Ö ÓÒÐÝ Ò Ø × Ó Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý ÜÔÖ ×× ÓÒ ÒÚÓÐ Ú Ò ÓÒÐÝ Ó Ò× Ò Ñ Ø×o ́¿μ ́ μ × Ø ØÖ Ú Ð ÜÔ Ò× ÓÒ Ó Ø ÖÑ Ò ÒØ Ò ØÓ Ô ÓÐÝ1 ÒÓÑ Ð Ò Ø× 3⁄4 ÒØÖ ×o ́ μ ́¿μ × Ô Ó×× Ð ÓÒÐÝ ÓÖ ÒÚ Ö ÒØ ÔÓÐÝÒÓÑ Ð× ́ÙÒ Ö Ø ×Ô Ð Ð Ò Ö ÖÓÙÔμ × ËØÙ ¿ ÓÖ Ò Ð ÓÖ Ø Ño ÈÀÁÄÇËÇÈÀ Ç ÁÆÎ ÊÁ ÆÌ ÌÀ ÇÊ ÁØ × ×Ø ÓÖ Ñ ÒÝÔ Ù Ö 1 ÔÓ× × ØÓ ÚÓ Ð Ú Ð ́ μ̧ Ò ØÓ ÛÓÖ Òר Û Ø Ø ×ÝÑ ÓÐ ÓÓÖ Ò Ø 1 Ö ÜÔÖ ×× ÓÒ× ÓÒ Ð Ú Ð× ́3⁄4μ Ò ́¿μo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1319
1⁄2¿3⁄41⁄4 Æo Äo Ï Ø ÝÐ Ý ØÓÖ Þ Ø ÓÒ̧ ́¿μ ́3⁄4μ̧ Ö Ö× ØÓ Ø ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ Ó Ö Ø ÔÓÐÝ1 ÒÓÑ Ð ÒØÓ Ò ÕÙ Ú Ð ÒØ Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý ÜÔÖ ×× ÓÒ ÒÚÓÐ Ú Ò ÓÒÐÝ Ó Ò× Ò Ñ Ø×o Ì ÒÔÙØ Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð ÑÙ× Ø ÓÑÓ Ò ÓÙ× ́ o o̧ ÔÓ ÒØÑ Ùר Ó ÙÖ Ø × Ñ ÒÙÑ Ö Ó Ø Ñ × Ò Ø Ö Ø× Ó Ö Ø Ñ ÓÒÓÑ Ð Ó Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ðμ̧ Ò ÝÐ Ý ØÓÖ Þ Ø ÓÒ × ÒÓØ ÐÛ Ý× ÔÓ×× Ð o ÆÓ ÔÖ Ø Ð Ð ÓÖ Ø Ñ × ÒÓÛÒ Ò Ò Ö Ð̧ ÙØ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ Ï 1⁄2 × Ò Ó ÛÒ Ø Ø ¬Ò × ×Ù ØÓÖ Þ Ø ÓÒ ÓÖ Ð× ÒÒÓÙÒ × Ø× ÑÔÓ×× Ð ØÝ Ò Ø ÑÙÐØ Ð Ò Ö × ́ Ô ÓÒ Ø Ó ÙÖ× Ü ØÐÝ ÓÒ Ò ÑÓÒÓÑ Ðμo Ì × Ð ÓÖ Ø Ñ × ÔÖ Ø Ð ÙÔ ØÓ ÓÙØ 3⁄41⁄4 ÔÓ ÒØ×o ÅÍÄ Ì ÁÄÁÆ Ê Ä Ì ÇÊÁ Ì ÁÇÆ Ì ÑÙÐ Ø Ð Ò Ö ÝÐ Ý ØÓÖ Þ Ø ÓÒ ́Å μ Ð ÓÖ Ø Ñ × ØÓÓ ÓÑÔÐ Ü ØÓ ÔÖ × ÒØ Ö Ò Ø Ð Òר ̧ Û Ú Ò Ü ÑÔÐ Ò Ò Ø ÖÓÙ ÐÝ ÓÛ Ø Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÖÓ × ÓÒ Ø Ü ÑÔÐ o Ä Ø È · · ÆÓØ Ø Ø È × ÑÙÐØ Ð Ò Ö Ò Ø ÔÓ ÒØ× o Ì Å Ð ÓÖ Ø Ñ ÒÓÛ ÐÓÓ × ÓÖ × Ø× Ó ÔÓ ÒØ× Ü Ý Þ ×Ù Ø Ø Ø ÜØ Ò×ÓÖ ÜÝ ¡¡¡Þ ÓÙÐ Ô ÖØ Ó ÝÐ Ý ØÓÖ Þ Ø ÓÒ Ó È o ÓÖ Ø × Ó Ó È ̧ ØØ Ù Ö Ò ×Ó Ù ØØ ØÒ Ó× Ù × Ø Ð Ö Ö Ø Ò Ô Ö Ó Ð Ñ ÒØ× Ó ÙÖ× o Ò Ü ÑÔÐ Ó ×Ù Ô Ö × Ò Ø̧ × Ö ÔÐ Ý Ò È ̧ Ð Ú Ò ØÛÓ 3× Ò Ø ÖÑ Ó È ̧ ÐØ ÓÙ Ò « Ö ÒØ Ö Ø×̧ Ø Ö × ÙÐØ Ò Ö Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð × ÕÙ Ð ØÓ 1⁄4̧ × Ò Ú Ö ¬ Ù× Ò Ø ×ØÖ Ø Ò Ò Ð ÓÖ Ø Ño Ì Å Ð ÓÖ Ø Ņ̃ Ù× Ò Ø ×ØÖ Ø Ò Ò Ð ÓÖ Ø Ñ × ×Ù ÖÓÙØ Ò ̧ ¬Ò × Ø Ø ́ μ ́ μ ́ μ ́ μ Ö ÐÐ Ø Ô Ö× Û Ø Ø × ÔÖÓÔ ÖØÝ o Ì Ð ÓÖ Ø Ñ ÒÓÛ ÐÓÓ × ÓÖ ÓÑ Ò Ø ÓÒ× Ó Ø × ÜØ Ò× ÓÖ× Ø Ø ÓÙÐ ÔÔ Ö × Ñ Ø Ò ÝÐ Ý ØÓÖ Þ Ø ÓÒ Ó È o ́ ÓÖ Ø Ð×̧ × Ï 1⁄2 oμ ÁØ ¬Ò × Ò ÓÙÖ Ü ÑÔÐ Ø Ø × ×Ù ÓÑ Ò Ø ÓÒo × ×ÓÓÒ × × Ò Ð ×Ù ÓÑ Ò Ø ÓÒ × ÓÙÒ ̧ Ò Ð Ö ×Ù ×Ø ØÙØ ÓÒ ÒÚÓÐ Ú Ò Ò Û Ú Ö Ð ̧ Þ ̧ × Ô Ö ÓÖÑ ̧ Ò Ò Û Ö Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ó ×Ñ ÐÐ Ö Ö ÒÚÓ ÐÚ Ò Ø × Ò Û Ú Ö Ð × Ö Ú Ø Ð ÓÖ Ø Ñ Ø Ò Ò× Ò Û ÓÒ Ø × Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ðo Á ÒÓ ×Ù ÓÑ Ò Ø ÓÒ × ÓÙÒ ̧ Ø ÒÔÙØ Ö Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð × Ø Ò ÒÓÛÒ ØÓ Ú ÒÓ ÝÐ Ý ØÓÖ Þ Ø ÓÒo ÁÒ ÓÙÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø × Ö Ú Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð ØÙÖÒ× ÓÙØ ØÓ È Þ Þ Û Ó Ò ×× ØÝ × ×Ø ÐÐ ÑÙÐØ Ð Ò Öo Ì Å Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÖÓ × ØÓ ¬Ò ́ Ò Û Ò Ö ØÐÝ × Ý ÓÒ×ÙÐ Ø Ò Ì Ð o3⁄4o1⁄2μ Ø Ø È Þ o Ì Ù×̧ ÓÙÖ ¬Ò Ð ÝÐ Ý ØÓÖ Þ Ø ÓÒ × ÓÙØÔÙØ × È ́ ́ μ μ ÁØ × × Ò ¬ ÒØ Ø Ø Ø × Ð ÓÖ Ø Ñ Ö ÕÙ Ö × ÒÓ ØÖ Ò o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÓÒ × ÓÙÒ × Ô Ó×× Ð Ñ Ø Ò ÝÐ Ý ØÓÖ Þ Ø ÓÒ Ó È ̧ Ø × ÒÓÛ Ò Ø Ø È × ÝÐ Ý ØÓÖ Þ Ø ÓÒ Ø ÐÐ̧ Ø Ò Ø ÑÙ× Ø Ð×Ó Ú ÓÒ Ù× Ò Ø ØÓÖ Ò Û Ö Ùר ¬ Ò ØÓÖ Ò Ø ÓÙØ̧ o o̧ ×Ù ×Ø ØÙØ Ò Ò Û Ú Ö Ð ÓÖ Øo ÇØ Ö ÝÐ Ý ØÓÖ Þ Ø ÓÒ× Ñ Ý ÔÓ×× Ð ̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ È ́ ́ μ ́ μμ ÆÓØ Ø Ø Ø × ØÛÓ ØÓÖ Þ Ø ÓÒ× Ú Ø × Ñ ÓÑ ØÖ Ñ Ò Ò o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1320
ÔØ Ö ÓÑ ØÖ ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó Ø Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý Ð Ö 1⁄2¿3⁄41⁄2 o ÈÈÄÁ ÌÁÇÆË o o1⁄2 ÊÇ ÇÌÁ Ë Ä ÇËË Ê ÊÓ ÓØ ÖÑ × Ø Ó Ö Ó ×̧ ÓÖ Ð Ò ×̧ ÓÒÒ Ø Ò × Ö × Ý Ó ÒØ× Ø Ø ÐÐ ÓÛ Ö Ð Ø Ú ÑÓÚ Ñ ÒØ Ó Ø ×Ù ×× Ú Ð Ò ×̧ × × Ö ÐÓÛo Ì ¬Öר Ð Ò × Ö Ö × ¬Ü Ò ÔÓ× Ø ÓÒ̧ ÓÖ Ø ØÓ Ø Ö ÓÙÒ ̧ Û Ð Ø Ð ×Ø Ð Ò ̧ ÐÐ Ø Ò 1 « ØÓÖ̧ × Ø ÓÒ Ø Ø Ö ×Ô× Ó Ø× ÓÖ Ô Ö ÓÖ Ñ× Ø × ×o Ê ÚÓÐ ÙØ Ó ÒØ Ó ÒØ Ø Û Ò ØÛÓ ×Ù ×× Ú Ð Ò × Ó ÖÓ ÓØ ÖÑ Ø Ø ÐÐÓÛ× ÓÒÐ Ý ÖÓØ Ø ÓÒ ØÛ Ò Ø Ño ÁÒ × ÑÔÐ Ö Ø ÖÑ×̧ Ö ÚÓÐÙØ Ó ÒØ × Ò ÓÒÒ Ø Ò ØÛÓ Ð Ò ×o ÈÖ ×Ñ Ø Ó ÒØ Ó ÒØ Ø Û Ò ØÛÓ ×Ù ×× Ú Ð Ò × Ó ÖÓ ÓØ ÖÑ Ø Ø ÐÐÓÛ× ÓÒÐ Ý ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ Ð ÑÓÚ Ñ ÒØ Ø Û Ò Ø ØÛÓ Ð Ò ×o Ë Ö Û Ó ÒØ Ó ÒØ ØÛ Ò ØÛÓ ×Ù ×× Ú Ð Ò × Ó ÖÓ ÓØ ÖÑ Ø Ø ÐÐÓÛ× ÓÒÐ Ý × Ö Û ÑÓÚ Ñ ÒØ Ø Û Ò Ø ØÛÓ Ð Ò ×o Ì Ä o o1⁄2 ÅÓ Ð Ò Òר ÒØ Ò ÓÙ× ÖÓ ÓØ ×o ÊÇ ÇÌÁ Ë ÇÆ ÈÌ Ê ËËÅ ÆÆ1 Ä ÉÍÁÎ Ä ÆÌ Ê ÚÓ ÐÙØ Ó ÒØÓ Ò Ü× «́ μ̧ 3⁄41 ÜØ Ò ×ÓÖ ÊÓØ Ø ÓÒ ÓÙØ Ð Ò ¬́ μ ÅÓØ ÓÒ Ó ÔÓ ÒØ Ô Ò ÖÓØ Ø ÓÒ ÓÙØ Ð Ò ¬́ μ Ô Ë Ö Û Ó ÒØ Ò ÓÑÔÓ× Ð 3⁄41Ø Ò×Ó Ö ÈÖ ×Ñ Ø Ó ÒØ 3⁄41 ÜØ Ò×Ó Ö Ø Ò¬Ò ØÝ ÅÓØ ÓÒ ×Ô Ó Ø Ò 1 « Ø ÓÖ̧ ×Ô Ò Ó Ø ÜØ Ò ×ÓÖ× Û Ö 1⁄2 3⁄4 Ö Ó ÒØ× Ò × Ö × 1⁄2 3⁄4 Ï Ö ÓÒ× Ö Ò Ö ÓÒÐÝ Ø Òר ÒØ Ò ÓÙ× Ò Ñ Ø × ÓÖ ×Ø Ø × Ó ÖÓ ÓØ ÖÑ ×̧ Ø Ø ×̧ ÔÓ× Ø ÓÒ× Ò ÑÓØ ÓÒ× Ø Ú Ò Òר ÒØ Ò Ø Ñ o ÖÓ ÓØ ÖÑ × Ö Ø Ð ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ø Ó ÒØ ÜØ Ò× ÓÖ× ÓÑ Ð Ò ÖÐÝ Ô Ò ÒØo Á Ø ÖÑ × × Ü Ó ÒØ× Ò Ø Ö 1×Ô ̧ Ö Ø Ð ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ñ Ò× Ð Ó×× Ó ÙÐÐ ÑÓ Ð ØÝ o Á Ø ÖÑ × Ð Ö Ö ÒÙÑ Ö Ó Ó ÒØ× ̧ Ö Ø Ð ØÝ × ¬Ò × ÒÝ × Ü Ó Ø Ó ÒØ ÜØ Ò×ÓÖ × ÓÑ Ò Ð Ò ÖÐÝ Ô Ò ÒØo Ì × Ò Ñ Ò × Ú Ö ÔÖÓ Ð Ñ× Û Ø Ø Ö Ú Ò ÔÖÓ Ö Ñ Ò Ö Ð1Ð ÖÓ ÓØ× ̧ Ú Ò Û Ò Ø ÑÓØ ÓÒ ×Ô Ö Ø Ò× ÙÐÐ Ñ Ò× ÓÒ Ð ØÝ o ÁÒ ÓÒ × Ò× ̧ Ö Ø Ð ØÝ × ØÖ Ú Ð ØÓ Ø ÖÑ Ò ̧ × Ò Û Ò ÓÒÐ Ý ÓÑÔÙØ Ø ÖÑ Ò ÒØ ÙÒ Ø ÓÒ̧ ÐÐ Ø ×ÙÔ Ö Ö Ø̧ ÓÒ Ø × Ü1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô £ 3⁄4 ́Î μo ÀÓÛ Ú Ö̧ Û Û ÒØØ Ó Ò Ó Û ÐÐ Ø Ö Ø Ð ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ó Ú Ò ÖÓ ÓØ ÖŅ̃ Ø × ÓÑ × ÒÓÒØÖ Ú Ð ÕÙ ×Ø ÓÒ̧ Ø Ø Ó Ø ÖÑ Ò Ò ÐÐ Ó Ø Þ ÖÓ × Ó Ø ×ÙÔ Ö Ö Øo Ì Ó Ò×Û Ö Ø̧ Û Ò ØÓ ÜÔÖ ×× Ø ×ÙÔ Ö Ö Ø Ò Ø ÖÑ× Ó ÓÖ Ò ÖÝ Ö Ø×o Ì × × Ò ÓÒ Ò ÅÏ 1⁄2 ̧ Û Ö Ø ×ÙÔ Ö Ö Ø Ó Ø × Ü 3⁄41 ÜØ Ò×ÓÖ × 1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4 × Ú Ò Ý © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1321
1⁄2¿3⁄43⁄4 Æo Äo Ï Ø 1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4 ̄ 1⁄2 ¥ 1⁄2 ̄ 3⁄4 ¥ 3⁄4 1⁄2 3⁄4 · 1⁄2 3⁄4 ̄ 1⁄2 ¥ 1⁄2 ̄ 3⁄4 ¥ 3⁄4 1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4 ̄ 1⁄2 ¥ 1⁄2 ̄ 3⁄4 1⁄2 3⁄4 » 1⁄2 ¥ 3⁄4 » 3⁄4 1⁄2 3⁄4 · 1⁄2 3⁄4 ̄ 1⁄2 ¥ 1⁄2 ̄ 3⁄4 1⁄2 3⁄4 » 1⁄2 ¥ 3⁄4 » 3⁄4 1⁄2 3⁄4 ́À Ö Ø ÓØ×̧ ÑÓÒ ×̧ Ò ØÖ Ò Ð × Ú Ø × Ñ Ñ Ò Ò × Ø ÓØ× Ò Ë Ø ÓÒ o 1⁄2oμ ÓÒ× Ö Ø Ô ÖØ ÙÐ Ö Ü ÑÔÐ Ó Ø × Ü1Ö ÚÓÐÙØ 1 Ó ÒØ ÖÓ ÓØ ÖÑ ÐÐ Ù×ØÖ Ø Ò ÙÖ o o1⁄2̧ Û Ó× ¬Öר ØÛÓ Ó ÒØ× Ð ÓÒ ÒØ Ö× Ø Ò Ð Ò ×̧ Û Ó× Ø Ö Ò ÓÙÖØ Ó ÒØ× Ö Ô Ö ÐÐ Ð̧ Ò Û Ó× Ð ×Ø ØÛÓ Ó ÒØ× Ð×Ó Ð ÓÒ ÒØ Ö× Ø Ò Ð Ò ×o Ì Ð Ö Ö ÝÐ Ò Ö× Ò Ø ¬ ÙÖ Ö ÔÖ × ÒØ Ø Ö ÚÓÐÙØ Ó ÒØ ×o Ì Ó ÜÔÖ ×× Ø ×ÙÔ Ö Ö Ø̧ Û Ñ Ùר ÓÓ× ØÛÓÔ ÓÒ Ø× ÓÒ ÓÒ Ø Ü ×o Ï Ñ Ý ÓÓ× 1⁄2 3⁄4 ̧ 1⁄2 3⁄4 ́Û Ö Ø × ÔÓ ÒØ × Ø Ò ¬ Ò Ø Ýμ̧ Ò 1⁄2 3⁄4 ̧ ×× Ó ÛÒ Ý Ø Ð ÓØ×o Ì Ø Ò ÝÐ Ò Ö× Ö ÔÖ × ÒØ Ø Ð Ò × ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø ¬Ö× Ø Ð Ò ̧ ØÛ Ò 3⁄4 Ò 3⁄4 ̧ × ÓÒÒ Ø ØÓ Ø Ö ÓÙÒ ́ÒÓØ × ÓÛÒμ Ý Ó Ò Ø 1⁄2 3⁄4 ̧ Ò Ò Ø Ö ÓÖ ÓÒÐ Ý ÖÓØ Ø Ö ÓÙÒ Ø Ü × 1⁄2 3⁄4 o Á ÍÊ o o1⁄2 Ë Ü1Ö ÚÓÐÙØ 1 Ó ÒØ ÖÓ ÓØ ÖÑo a2=b1 a1 b2 c1 d2 e1 e2=f1 f2 ÈÐÙ Ò Ò Ò Ð Ø Ò Ø ÖÑ× Û Ø Ö Ô Ø ÔÓ ÒØ Ò× Ö Ø̧ Û Ø 1⁄2 3⁄4 3⁄4 ̄ 1⁄2 3⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4 ̄ 3⁄4 1⁄2 3⁄4 3⁄4 ́ o o1⁄2μ · 1⁄2 3⁄4 3⁄4 ̄ 3⁄4 3⁄4 1⁄2 3⁄4 3⁄4 ̄ 3⁄4 1⁄2 3⁄4 3⁄4 ́ o o3⁄4μ ̄ 1⁄2 1⁄2 3⁄4 3⁄4 ̄ 3⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4 ̄ 3⁄4 1⁄2 3⁄4 3⁄4 ́ o o¿μ Û Ö Ó ́ o o1⁄2μ Ò ́ o o3⁄4μ × ØÛÓ Ø ÖÑ× Ù× Ó Ø ÓØØ Ò ̧ Ò Ø × Ñ ÓÙÖ Ø ÖÑ× ÓÒר ØÙØ ́ o o ¿μ̧ × Ò ØÛÓ Ó Ø × Ü Ø ÖÑ× Ò Ö Ø Ý Ø ÓØØ Ò Ö Þ ÖÓ Ù× Ó Ø Ö Ô Ø Ø ÓÒ Ó 3⁄4 Ò Ø × ÓÒ Ö Øo Ò ÐÐÝ ̧Û Ö Ó Ò Þ ́ o o¿μ × Ø Ö Ø ÜÔ Ò× ÓÒ Ó ́ 1⁄2 3⁄4 3⁄4 μ ́ 1⁄2 3⁄4 3⁄4 μ ́ 3⁄4 3⁄4 3⁄4 μ ́ 1⁄2 3⁄4 3⁄4 μ Ï Ø Ò Ö Ó Ò Þ Ø Ø Ø ÓÑ ØÖ ÓÒ Ø ÓÒ× ÓÖ Ö Ø Ð ØÝ Ö ÒÝ ÔÓ× Ø ÓÒ× Ø Ø Ñ Ø × Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý ÜÔÖ ×× ÓÒ 1⁄4̧ Ò Ñ ÐÝ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1322
ÔØ Ö ÓÑ ØÖ ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó Ø Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý Ð Ö 1⁄2¿3⁄4¿ ́ μ ÓÒ ÓÖ ÑÓÖ Ó Ø ÔÐ Ò × 1⁄2 3⁄4 3⁄4 1⁄2 3⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4 1⁄2 3⁄4 3⁄4 × Ò Ö Ø ̧ ÓÖ ́ μ Ø ÓÙÖ ÔÐ Ò × Ú ÒÓÒ Ñ ÔØÝ Ò Ø Ö× Ø ÓÒo ÆÓØ Ø Ø Ò Ò ØÙ Ð ÖÓ ÓØ ÖÑ Ó Ø ØÝÔ Û Ö ÓÒ× Ö Ò ̧ ÒÓÒ Ó Ø Ò Ö × Ò ́ μ Ò ØÙ ÐÐÝ Ó ÙÖo Ë Ë Ø ÓÒ o1⁄2 ÓÖ ÑÓÖ Ò ÓÖÑ Ø ÓÒo o o3⁄4 Ê Ê Å ÏÇÊÃ Ë ÓÒ× Ö Ò Ö ÐÐÝ ́ 1⁄2μ1 × Óר Ø Ö Ô ́× Ë Ø ÓÒ 1⁄4o1⁄2 Ó Ø × À Ò ÓÓ μ̧ Ø Ø ×̧ Ö Ô ÓÖ Û ÐÑ Óר ÐÐ Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ò ́ 1⁄2μ1× Ô × Ö Ö Ñ ÛÓÖ Ö Ñ Ò Ñ ÐÐÝ ¬Ö× Ø1ÓÖ Ö Ö o Ë Ò ¬Ö× Ø1ÓÖ Ö Ö ØÝ × ÔÖÓ Ø Ú ÒÚ Ö ÒØ ́× Ì ÓÖ Ñ 1⁄4o1⁄2o 3⁄4¿μ̧ Û Û ÓÙÐ Ð ØÓ ÒÓÛ Ø ÔÖÓ Ø Ú ÓÑ ØÖ ÓÒ Ø ÓÒ× Ø Ø Ö Ø Ö Þ ÐÐ Ó Ø× ÒÓÒÖ ́¬Ö× Ø1ÓÖ Ö ­ Ü Ð μ Ö Ð Þ Ø ÓÒ× o Ý Ö Ñ3× Ø ÓÖ Ņ̃ Ø × ÓÒ Ø ÓÒ× ÑÙ× Ø ÜÔÖ ×× Ð Ò Ø ÖÑ× Ó Ö Ø ÓÒ Ø ÓÒ×̧ Ò ÏÏ ¿ × ÓÛ× Ø Ø Ø ¬Ö ר1ÓÖ Ö ­ Ü Ð Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ö Ö Ø Ö Þ Ý Ø Þ ÖÓ × Ó × Ò Ð Ö Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ̧ ÐÐ Ø ÔÙÖ ÓÒ Ø ÓÒ ́× Ì ÓÖ Ñ 1⁄4o 1⁄2o3⁄4 μo ÙÖØ Ö ÑÓÖ ̧ ÏÏ ¿ Ú × Ò Ð ÓÖ Ø Ñ ØÓ ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ø ÔÙÖ ÓÒ Ø ÓÒ Ö ØÐÝ ÖÓÑ Ø Ö Ô o Ì Ò Û Ö ÕÙ Ö ÝÐ Ý ØÓÖ Þ Ø ÓÒ ØÓ Ö ÓÚ Ö Ø ÓÑ ØÖ Ò Ò ÓÒ Ø ÓÒ̧ Ø × ÒÓØ ÐÖ Ý ÒÓÛÒo ÓÒ× Ö Ø ÓÐÐÓÛ Ò Ü ÑÔÐ ×̧ ÐÐÙ×ØÖ Ø Ò ÙÖ o o3⁄4o Á ÍÊ o o3⁄4 Ì Ö Ü ÑÔÐ × Ó Ö Ö Ñ ÛÓÖ ×o e f c 1 3 1 (ii) b c (iii) a b c a’ ’ ’ d (i) 2 2 a a a b b b3 a b ́ μ Ì Ö Ô × Ø × Ð ØÓÒ Ó ØÖ Ò ÙÐ Ö ÔÖ ×Ņ̃ Ö Ð Þ Ò Ø ÔÐ Ò o Ï Ú ́ μ̧ Ò Û Ñ Ý Ö Ó Ò Þ Ø ØÓÖ Ò Ô Ö ÒØ × × × Ø Ø Ö Ü ÑÔÐ Ò Ì Ð o3⁄4o 1⁄2o Ì Ù× 1⁄4 ̧ Ò Ø Ö Ñ ÛÓÖ × ¬Ö× Ø1ÓÖ Ö ­ Ü Ð ̧ Ò ÓÒÐÝ ÓÒ Ó Ø ØÖ Ò Ð × ÓÖ × Ò Ö Ø ̧ ÓÖ Ø Ø Ö Ð Ò × ̧ ̧ Ö ÓÒ ÙÖÖ ÒØ̧ ÓÖ ÓÒ ÓÖ ÑÓÖ Ó Ø × Ð Ò × × Ò Ö Ø o ́ μ Ì Ö Ô × Ã ¿ ¿ ̧ ÓÑ ÔÐ Ø Ô ÖØ Ø Ö Ô ̧ Ö Ð Þ Ò Ø ÔÐ Ò o Ì Ò 1⁄2 3⁄4 ¿ 1⁄2 3⁄4 ¿ 1⁄2 3⁄4 ¿ 1⁄2 3⁄4 ¿ 1⁄2 3⁄4 ¿ 1⁄2 3⁄4 ¿ 1⁄2 3⁄4 ¿ 1⁄2 3⁄4 ¿ ̧ Ò Ø × × Ø × ÓÒ Ü ÑÔÐ Ò Ì Ð o3⁄4o 3⁄4o Ì Ù× 1⁄4̧ Ò Ø Ö Ñ ÛÓÖ × ¬Ö ר1ÓÖ Ö ­ Ü Ð ̧ Ò ÓÒÐÝ Ø × Ü ÔÓ ÒØ× Ð ÓÒ ÓÑÑÓÒ ÓÒ ÓÖ̧ ÕÙ Ú Ð ÒØÐÝ Ý È × Ð3× Ø ÓÖ Ņ̃ Ø Ø Ö ÔÓ ÒØ× 1⁄2 3⁄4 3⁄4 1⁄2 ̧ 1⁄2 ¿ ¿ 1⁄2 ̧ 3⁄4 ¿ ¿ 3⁄4 Ö ÓÐÐ Ò Öo ́ μ Ì Ö Ô × Ø × Ð ØÓÒ Ó Ò Ó Ø ÖÓÒ̧ Ö Ð Þ Ò Ù Ð Ò ¿1 ×Ô o Ì Ò 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 · 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 ̧ Ò Ø × Ò © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1323
1⁄2¿3⁄4 Æo Äo Ï Ø Ö Ó Ò Þ Ö ØÐÝ × Ø ÜÔ Ò× ÓÒ Ó Ø Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý ÜÔÖ ×× ÓÒ 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 o Ì Ù× 1⁄4̧ Ò Ø Ö Ñ ÛÓÖ × ¬Öר1ÓÖ Ö ­ Ü Ð ̧ Ò Ó Ò Ð Ý Ø ÓÙÖ ÐØ ÖÒ Ø Ò Ó Ø Ö Ð ÔÐ Ò × ̧ 1⁄4 1⁄4 ̧ 1⁄4 1⁄4 ̧ Ò 1⁄4 1⁄4 ÓÒ ÙÖ̧ ÓÖ ÒÝ ÓÒ ÓÖ ÑÓÖ Ó Ø × ÔÐ Ò × × Ò Ö Ø o Ì ×̧ Ò ØÙÖ Ò̧ × ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ Ø × Ñ ÓÒ Ø ÓÒ ÓÒ Ø ÓØ Ö ÓÙÖ ÔÐ Ò ×̧ 1⁄4 ̧ 1⁄4 ̧ 1⁄4 ̧ 1⁄4 1⁄4 1⁄4 o o o¿ Ê1 Æ 1 Ç Ê Å ÏÇÊÃË Ö1 Ò 1 Ó Ý Ö Ñ ÛÓÖ ÓÒ× ×Ø× Ó ¬Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ö Ó ×̧ Ö ØÓ ÑÓÚ Ò Ù Ð Ò ́ 1⁄2μ1×Ô ̧ Ò ÓÒÒ Ø Ý Ö Ö×̧ Û Ø Ø ÓÒÒ Ø ÓÒ× Ø Ø Ò × Ó Ö ÐÐ ÓÛ Ò Ö ÖÓØ Ø ÓÒ Ó Ø Ö Ö Ð Ø Ú ØÓ Ø Ö Ó Ý o o̧ Ø ÓÒÒ Ø ÓÒ× Ö ÙÒ Ú Ö× Ð Ó ÒØ× o Ö Ó Ý Ñ Ý Ö ÔÐ Ý ¬Ö ר1ÓÖ Ö Ö Ö Ö Ñ ÛÓÖ Ò ×Ù ÛÝ Ø Ø Ø Ö × ÙÐØ × ÓÒ Ð Ö Ö Ö Ñ ÛÓÖ ̧ Ø Ù× Ò ÓÒ × Ò× Ö Ù Ò Ø ×ØÙ Ý Ó Ö1 Ò 1 Ó Ý Ö Ñ ÛÓÖ × ØÓ Ø Ø Ó Ö Ö Ñ ÛÓÖ ×o Æ Ú ÖØ Ð ××̧ Ø ÓÑ Ò ØÓÖ × Ó Ö1 Ò 1 Ó Ý Ö Ñ ÛÓÖ × × ÕÙ Ø « Ö ÒØ ÖÓÑ Ø Ø Ó Ö Ö Ñ ÛÓÖ ×̧ × Ò Ø ÓÖ Ò Ð Ö Ó × Ö ÒÓØ ÐÐ ÓÛ ØÓ ÓÑ ¬Ö× Ø1ÓÖ Ö ­ Ü Ð Ò ÒÝ Ö Ð Þ Ø ÓÒ̧ ÓÒØÖ ÖÝ ØÓ Ø × Û Ø Ö Ö Ñ ÛÓÖ ×o Ò Ö ÐÐÝ ×Ó× Ø Ø Ö1 Ò 1 Ó Ý Ö Ñ ÛÓÖ × ÔÙÖ ÓÒ Ø ÓÒ̧ Ùר × Ö Ö Ñ ÛÓÖ ×̧ Û Ó× Þ ÖÓ × Ö ÔÖ × ÐÝ Ø ×Ô Ð ÔÓ× Ø ÓÒ× Ò Û Ø Ö Ñ ÛÓÖ × ¬Ö ר1ÓÖ Ö ­ Üo ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø × ÔÙÖ ÓÒ Ø ÓÒ × Ö Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ò Ø Ö× Ó Ø Ö Ñ ÛÓÖ ̧ × ÓÔÔ Ó× ØÓ Ö Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ò Ø Ú ÖØ ×̧ × Û × Ø × Û Ø Ö Ö Ñ ÛÓÖ ×o Ò Ð ÓÖ Ø Ñ ØÓ Ö ØÐÝ ÓÑÔÙØ Ø ÔÙÖ ÓÒ Ø ÓÒ ÓÖ Ö1 Ò 1 Ó Ý Ö Ñ ÛÓÖ ̧ ×ÓÑ Û Ø × Ñ Ð Ö ØÓ Ø Ø ÓÖ Ö Ö Ñ ÛÓÖ ×̧ × Ú Ò Ò ÏÏ o Ï ÐÐÙ×ØÖ Ø Û Ø Ø Ü ÑÔÐ Ò ÙÖ o o¿̧ ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ø Ö Ö Ó × Ò × Ü Ö× Ò Ø ÔÐ Ò o Ï Ñ Ý ÒØ ÖÔÖ Ø Ø ÛÓÖ ÔÐ Ò Ö × Ö Ð ÔÖÓ Ø Ú Ô Ð Òo Á ÍÊ o o¿ Ö1 Ò 1 Ó Ý Ö Ñ ÛÓÖ o c b d e f a À Ò Î Ê ¿ ̧ Ò Û ÐØÏ £ 3⁄4 ́Î μ Î £ Ê ¿ o Ï Ø Ò Ó Ø Ò ÔÓ ÒØ× Ó Ø Ö× × Ð Ñ ÒØ× Ó Î ̧ Ò Ò Ø Ð Ò × Ø ÖÑ Ò Ý Ø Ö× Ö ØÛÓ1 ÜØ Ò×ÓÖ × Ó Ø × ÔÓ ÒØ×̧ ÓÖ Ð Ñ ÒØ× Ó Ï o Ì Ð ÓÖ Ø Ñ ÔÖÓ Ù × Ø ÔÙÖ ÓÒ Ø ÓÒ Ì × Ö Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ñ Ý ÝÐ Ý ØÓÖ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1324
ÔØ Ö ÓÑ ØÖ ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó Ø Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý Ð Ö 1⁄2¿3⁄4 × ̧ × × Ò Ò Ì Ð o3⁄4o 1⁄2o ÆÓÛ Û ×Û Ø Ø ÓØ Ò Ò Ó × 3⁄41 ÜØ Ò× ÓÖ× Ò Î Ö Ø Ö Ø Ò Ð Ñ ÒØ× Ó Ï ̧ Ò Ö ÐÐ Ø Ø Ø Ö × Ù Ð ØÝ ØÛ Ò Î Ò Ï ̧ Ò ØÛ Ò £́Î μ Ò £́Ï μo Ì Ù×̧ Ø Ö Ñ ÛÓÖ × ¬Ö× Ø1ÓÖ Ö ­ Ü Ò ÓÒÐÝ ́ μ ́ μ ́ μ 1⁄4 Ò £́Î μo À Ò Ø × Ö ÓÑ ØÖ ÓÒ Ø ÓÒ ÓÖ Ø Ü ×Ø Ò Ó ¬Ö× Ø1ÓÖ Ö ­ Ü × Ø Ø Ø Ø Ö ÔÓ ÒØ× ̧ ̧ Ò Ö ÓÐÐ Ò Öo ÆÓÛ × Ùר Ø ÒØ Ö Ó Ö Ð Ø Ú ́ Òר ÒØ Ò ÓÙ× μ ÑÓØ ÓÒ ÓÖ Ø ØÛÓ Ó × ÓÒÒ Ø Ý Ø Ó× ØÛÓ Ö × Ø Ò Ó ¬Ü Ò ÓÒ Ó Ø Ó × Ò Ø Ò ÖÓØ Ø Ò Ø ÓØ Ö Ó Ý ÓÙØ Ø × ÒØ Ö Ø Ð Ò Ø × Ó Ø ØÛÓ Ö× Ö Òר ÒØ Ò ÓÙ× ÐÝ ÔÖ × ÖÚ o Ì ÓÑ ØÖ Ö × ÙÐØ Û Ú Ó Ø Ò × Ùר Ö ×Ø Ø Ñ ÒØ Ó Ø Ð ×× Ð Ø ÓÖ Ñ Ó ÖÒ ÓÐ 1à ÑÔ Ø Ø Ò ÒÝ­ÜÓ Ø Ö Ö Ó ×̧ Ø ÒØ Ö× Ó Ö Ð Ø Ú ÑÓØ ÓÒ Ó Ø Ø Ö Ô Ö× Ó Ó × ÑÙר ÓÐÐ Ò Öo o o ÍÌ ÇÅ Ì ÇÅ ÌÊÁ ÌÀ ÇÊ Å 1ÈÊÇÎÁ Æ Âo Ê Ø Ö1 ÖØ Ê Ù× × Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý Ð Ö ØÓ Ö Ú Ö Ø ÓÒ 1 Ø ÓÒ× ÓÖ ÔÖÓ Ø Ú ÓÑ ØÖ Ò Ò × Ò ÓÖ Ö ØÓ ÔÖÓ Ù ÓÓÖ Ò Ø 1 Ö ÙØÓ1 Ñ Ø ÔÖÓÓ × Ó Ø ÓÖ Ñ× Ò ÔÖÓ Ø Ú ÓÑ ØÖÝ o Ý ÒØÖ Ó Ù Ò ØÛÓ Ö ÙÐ Ö ÔÓ ÒØ× Ø Ò¬Ò ØÝ ̧ Ø × Ñ Ò ÓÒ ÓÖ Ø ÓÖ Ñ× Ò Ù Ð Ò ÓÑ ØÖÝ Ê o Ê Ø Ö1 ÖØ3 × Ø Ò ÕÙ × ØÓ Ö Ù ÝÔ ÓØ × × ØÓ ÒÓÑ Ð ÕÙ 1 Ø ÓÒ̧ Ø Ø ×̧ Ò ÕÙ Ø ÓÒ Û Ø × Ò Ð ÔÖÓ Ù Ø Ó Ö Ø× ÓÒ × o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ × Û Ú × Ò̧ Ø ÓÒ ÙÖÖ Ò Ó Ø Ö Ð Ò × Ñ Ý Ö ÛÖ Ø1 Ø Ò × o Ë Ñ Ð ÖÐÝ ̧ Ø ÓÐÐ Ò Ö ØÝ Ó Ø Ö ÔÓ ÒØ× Ñ Ý ÜÔÖ ×× × ̧ ÚÓ Ò Ø ÑÙ Ñ Ó Ö Ó Ú ÓÙ× ÜÔÖ ×× ÓÒ 1⁄4 × Ò Ø × ÒÓØ Ó Ø Ö ÕÙ Ö ÓÖÑ o Á ÐÐ ÒÓÑ Ð ÕÙ Ø ÓÒ× Ö ÒÓÛ ÑÙÐØ ÔÐ ØÓ Ø Ö̧ Ò ÔÖÓÚ Ø Ý Û Ö ÔÔÖ ÓÔÖ Ø ÐÝ Ó× Ò Ò Ø ¬Ö ר ÔÐ ̧ ÓÑÑ ÓÒ ØÓÖ× Ñ Ý Ò Ð ́Û ÒÚÓÐÚ × ÒÓÒ Ò Ö Ý ×× ÙÑÔØ ÓÒ×̧ ×Ó Ø Ø Ø ÓÑ ÑÓÒ ØÓÖ × Ö ÒÓÒÞ ÖÓμ̧ Ö ×ÙÐ Ø Ò Ò Ø × Ö ÓÒ ÐÙ× ÓÒo × Ù Ö 1 ÔÖ × Ò ÖÖ Ý Ó Ø ÓÖ Ñ× Ñ Ý ×Ø Ò Ø × ÓÖÑ Ø̧ Ò Ø × ÔÔÖ Ó × Ò ×Ù ×× ÙÐÐ Ý ÑÔÐ Ñ ÒØ o ÅÓÖ Ö ÒØÛ ÓÖ ÐÓÒ × Ñ Ð Ö Ð Ò ×̧ ÜØ Ò Ò Ø ×Ô ÐÐÝ ØÓ ÓÒ ÓÑ ØÖÝ ̧ × Ý Ào Ä Ò o Ï Ù Ä Ï1⁄4¿ ̧Ä Ï1⁄4¿ o o o ÇÅÈÍ Ì Ê ÎÁËÁÇÆ ÅÙ Ó ÓÑ ÔÙØ Ö Ú × ÓÒ ×ØÙ Ý ÒÚÓÐ Ú × ÔÖÓ Ø Ú ÓÑ ØÖÝ ̧ Ò Ò × Ú ÖÝ Ñ Ò Ð ØÓ Ø Ø Ò ÕÙ × Ó Ø Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý Ð Ö o ÇÒ Ö Ö Ò Ø Ø ÜÔÐ ØÐÝ ÔÔÐ × Ø × Ø Ò ÕÙ × ØÓ ×Ýר Ñ Ó ÙÔ ØÓ Ø Ö Ô Ò ÓÐ Ñ Ö × × Ù Ö × Ò È Ô ÓÔÓÙÐÓ È o o ËÇÍÊ Ë Æ Ê Ä Ì Å Ì ÊÁ Ä ËÍÊÎ Ë ÊË Ò Ê Ì × ØÛÓ Ô Ô Ö× × ÙÖÚ Ý Ø ÔÖÓÔ ÖØ × Ó Ø Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý Ð Ö ́ ÐÐ Ø ÓÙ Ð Ð Ö Ò Ê μo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1325
1⁄2¿3⁄4 Æo Äo Ï Ø Ï ÑÓÖ Ð Ñ ÒØ ÖÝ × ÙÖÚ Ý Ø Ò Ø ØÛÓ Ó Ú o Ï ÑÔ × Þ × Ø ÓÒ Ö Ø ÔÔÖÓ Ú ÈÐÙ Ö ÓÓÖ Ò Ø ×̧ Ò Ú × ÑÓÖ Ø Ð ÓÒ Ø ÓÒÒ Ø ÓÒ× ØÓ ÖÓ ÓØ ×o Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö ÓÑ ØÖÝ Ò ØÓÔ ÓÐÓ Ý Ó Ô ÓÐÝ ÓÒ Ð Ð Ò × ÔØ Ö ÊÓ ÓØ × ÔØ Ö 1⁄4 Ê ØÝ Ò × Ò Ò ÐÝ× × Ê Ê Æ Ë Ê Åo ÖÒ ̧ o Ö Ò ̧ Ò o1 o ÊÓØ o ÇÒ Ø ÜØ Ö ÓÖ Ð ÙÐÙ× Ó ÒÚ Ö ÒØØ Ó Ö Ý o Âo Ð Ö ̧ 1⁄23⁄41⁄4ß1⁄2 1⁄4̧ 1⁄2 o Ê Ào Ö ÔÓ Ò Âo Ê Ø Ö1 ÖØo ÙØÓÑ Ø Ô ÖÓÚ Ò Ó ÓÑ ØÖ Ø ÓÖ Ñ×o ÁÒ Æo Ï Ø ̧ ØÓÖ̧ ÁÒÚ Ö ÒØ Å Ø Ó × Ò × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ ̧ Ô × 1⁄2 ß1⁄2 o ÃÐÙÛ Ö̧ ÓÖ Ö Ø̧ 1⁄2 o ÊË È o ÓÙ Ð Ø̧ o1 o ÊÓØ ̧ Ò Âo ËØ Òo ÇÒ Ø ÓÙÒ Ø ÓÒ× Ó ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ø ÓÖÝ Á ̧ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ñ Ø Ó × Ò ÒÚ Ö ÒØ Ø ÓÖÝo ËØÙ o ÔÔ Ðo Å Ø o̧ ¿ 1⁄2 ß3⁄41⁄2 ̧ 1⁄2 o È Ço Ù Ö × Ò Ìo È Ô ÓÔ ÓÙ ÐÓo Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý Ð Ö ÓÖ ÑÓ ÐÐ Ò ×Ýר Ñ× Ó Ñ Ö × Ò Ø Ð Ö ÕÙ Ø ÓÒ× Ó Ø Ñ Ò ÓÐ Ó ØÖ Ó Ð Ø Ò×ÓÖ×o È ÐÓ× o ÌÖ Ò×o ÊÓÝ o ËÓ o ÄÓÒ ÓÒ̧ Ë Öo ̧ ¿ 1⁄21⁄23⁄4¿ß1⁄21⁄2 3⁄4̧ 1⁄2 o Ä Ï1⁄4¿ Ào Ä Ò o Ï Ùo ÙØÓÑ Ø × ÓÖØ ÔÖÓÓ Ò Ö Ø ÓÒ ÓÖ ÔÖÓ Ø Ú ÓÑ ØÖ Ø ÓÖ Ñ× Û Ø ÝÐ Ý Ò Ö Ø Ð Ö ×̧ Áo ÁÒ Ò ÓÑ ØÖÝ o Âo ËÝÑ ÓÐ ÓÑÔÙØo̧ ¿ 1⁄2 ß 3⁄4̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o Ä Ï1⁄4¿ Ào Ä Ò o Ï Ùo ÙØÓÑ Ø × ÓÖØ ÔÖÓÓ Ò Ö Ø ÓÒ ÓÖ ÔÖÓ Ø Ú ÓÑ ØÖ Ø ÓÖ Ñ× Û Ø ÝÐ Ý Ò Ö Ø Ð Ö ×̧ ÁÁo ÓÒ ÓÑ ØÖÝo Âo ËÝÑ ÓÐ ÓÑÔÙØo̧ ¿ ¿ß 1⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o ÅÏ 1⁄2 Ìo Å Å ÐÐ Ò Ò Æo Ï Ø o Ì ÓØØ ×ØÖ Ø Ò Ò Ð ÓÖ Ø Ño Âo ËÝÑ ÓÐ ÓÑÔÙØo̧ 1⁄21⁄2 1⁄2ß 3⁄4̧ 1⁄2 1⁄2o Ê Âo Ê Ø Ö1 ÖØo Å Ò Ð Ø ÓÖ Ñ Ô ÖÓÚ Ò Ò ÔÖÓ Ø Ú ÓÑ ØÖÝo ÒÒo Å Ø o ÖØ o ÁÒØ Ð Ðo̧ 1⁄2¿ 1⁄2¿ ß1⁄2 3⁄4̧ 1⁄2 o ÊË o1 o ÊÓØ Ò Âo ËØ Òo ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó ÝÐ Ý Ð Ö ×o ÁÒ ÓÐ ÐÓÕÙ Ó ÁÒØ ÖÒ Þ ÓÒ Ð ×ÙÐÐ Ì ÓÖ ÓÑ Ò ØÓÖ ̧ Ô × 1⁄2ß o Ñ Æ Þ ÓÒ Ð Ä Ò ̧ 1⁄2 o ËØÙ ¿ o Ë ØÙÖÑ Ð×o Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò ÁÒÚ Ö ÒØ Ì ÓÖÝo ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 ¿o Ï 1⁄2 Æo Ï Ø o ÅÙ ÐØ Ð Ò Ö ÝÐ Ý ØÓÖ Þ Ø ÓÒo Âo ËÝÑ ÓÐ ÓÑ ÔÙ Øo̧ 1⁄21⁄2 3⁄41⁄2ß ¿ ̧ 1⁄2 1⁄2o Ï Æo Ï Ø o Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý Ð Ö Ò ÖÓ ÓØ ×o Âo ÁÒØ ÐÐo ÊÓ ÓØo ËÝרo̧ 1⁄21⁄2 1⁄2ß1⁄21⁄4 ̧ 1⁄2 o Ï Æo Ï Ø o ØÙ ØÓÖ Ð ÓÒ Ö ××Ñ ÒÒ1 ÝÐ Ý Ð Ö o ÁÒ Æo Ï Ø ̧ ØÓÖ̧ ÁÒÚ Ö ÒØ Å Ø Ó × Ò × Ö Ø Ò ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ Ø ÖÝ̧ Ô × ¿ß1⁄21⁄4 o ÃÐÙÛ Ö̧ ÓÖ Ö Ø̧ 1⁄2 o ÏÏ ¿ Æo Ï Ø Ò Ïo Ï Ø Ð Ýo Ì Ð Ö ÓÑ ØÖÝ Ó ×ØÖ ×× × Ò Ö Ñ ÛÓÖ ×o ËÁ Å Âo Ð Ö × Ö Ø Å Ø Ó ×̧ 1⁄2ß 1⁄21⁄2̧ 1⁄2 ¿o ÏÏ Æo Ï Ø Ò Ïo Ï Ø Ð Ý o Ì Ð Ö ÓÑ ØÖÝ Ó ÑÓØ ÓÒ× Ò Ö1 Ò 1 Ó Ý Ö Ñ 1 ÛÓÖ ×o ËÁ Å Âo Ð Ö × Ö Ø Å Ø Ó ×̧ 1⁄2ß¿3⁄4̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1326
60 RIGIDITY AND SCENE ANALYSIS Walter Whiteley INTRODUCTION Rigidity and flexibility of frameworks (motions preserving lengths of bars) and scene analysis (liftings from plane polyhedral pictures to spatial polyhedra) are two core examples of a general class of geometric problems: (a) Given a discrete configuration of points,lines,planes,... in Euclidean space, and a set of geometric constraints (fixed lengths for rigidity,fixed incidences, and fixed pro jections of points for scene analysis),what is the set of solutions and what is its local form: discrete? k-dimensional? (b) Given a structure satisfying the constraints,is it unique,or at least locally unique,up to trivial changes,such as congruences for rigidity,or vertical scale for liftings? (c) How does this answer depend on the combinatorics of the structure and how does it depend on the specific geometry of the initial data or object? The rigidity of frameworks examines points constrained by fixed distances be- tween pairs,using vocabulary and linear techniques drawn from structural engineer- ing: bars and joints,first-order rigidity and first-order flexes,and static rigidity and static self-stresses (Section 60.1). Scene analysis and the dual concept of parallel drawings are described in Section 60.2. Finally,reciprocal diagrams form a funda- mental geometric connection between liftings of polyhedral pictures and self-stresses in frameworks (Section 60.3). These core problems have a wide range of applications across many areas of applied geometry. The methods used and the results obtained for these problems serve as a model for what might be hoped for other sets of constraints (plane first- order results) and as a warning of the complexity that does arise (higher dimensions and broader forms of rigidity). The subject has a rich history,stretching back into at least the middle of the 19th century,in structural and mechanical engineering. Other independent rediscoveries and connections have arisen in crystallography and scene analysis. Some other geometric problems with related mathematical and algorithmic patterns are mentioned in Sections 60.1 .5,60.2 .3,and 60.3 . For more generalgeometricreconstructionproblems,seeChapter29. 60.1 RIGIDITY OF BAR FRAMEWORKS Given a set of points in space,with certain distances to be preserved,what other configurations have the same distances? If we make small changes in the distances, will there be a small (linear scale) change in the position? What is the structure, locally and globally,of the algebraic variety of these “realizations”? © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1327
1328 W. Whiteley We begin with the simplest linear theory: first-order rigidity,and the equivalent dual static rigidity,which are the linearized (and therefore linear algebra) version of rigidity. Generic rigidity refers to first-order rigidity of “almost all” geometric positions of the underlying combinatorial structure. After the initial results pre- senting first-order rigidity (Section 60.1 .1),the study divides into the combinatorics of generic rigidity,using graphs (Section 60.1 .2); the geometry of special positions in first-order rigidity,using pro jective geometry (Section 60.1 .3); more general con- cepts of rigidity (Section 60.1 .4); and extensions to tensegrity frameworks,using geometry and minima of energy functions for rigidity (Section 60.1.5). 60.1.1 FIRST-ORDER RIGIDITY GLOSSARY Configuration of points in d-space: An assignment p =(p1,...,pv ) of points pi∈RdtoanindexsetV,wherev=|V|. Congruent configurations: Two configurations p and q in d-space,on the same set V ,related by an isometry T of Rd (with T (pi)=qi for all i ∈ V ). Bar framework in d-space G(p) (or framework ): A graph G =(V ; E) (no loops or multiple edges) and a configuration p in d-space for the vertices V (Figure60.1 .1A). Bar: An edge {i, j}∈E for a framework G(p). First-order flex or infinitesimal motion: For a bar framework G(p),an assignment of velocities p : V → R d ,such that for each edge {i, j}∈E : (pi − pj ) · (pi − pj ) = 0 (Figure 60.1 .1 .C,D, where the arrows represent nonzero velocities). Trivial first-order flex: A first-order flex p that is the derivative of a flex of congruent frameworks (Figure 60.1 .1C). (There is a fixed skew-symmetric matrix S (a rotation) and a fixed vector t (a translation) such that,for all vertices i ∈ V , pi=piS+t.) First-order flexible framework: A framework G(p) with a nontrivial first- order flex (Figure 60.1 .1D). First-order rigid framework: A bar framework G(p) for which every first-order flex is trivial (Figures 60.1 .1A,60.1 .2A). Rigiditymatrix: For a framework G(p)ind-space, RG(p)isthe|E|×d|V | matrix for the system of equations: (pi − pj ) · (pi − pj ) = 0 in the unknown velocities p i . The first-order flex equations are expressed as RG(p)p T =     . . . . . . . . . ··· . . . . . . . . . 0 ··· (pi−pj) ···(pj−pi) ··· 0 . . . . . . . . . ... . . . . . . . . .    ×p T =0 T . Self-stress: For a framework G(p),a row dependence ω for the rigidity matrix: ωRG(p) = 0. Equivalently,an assignment of scalars ωij to the edges such that © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1328
Chapter 60: Rigidity and scene analysis 1329 at each vertex i, {j|{i,j}∈E } ωij (pi − pj ) = 0 (placing these “internal forces” ωij (pi − pj ) in equilibrium at vertex i). ωij < 0 is tension, ωij > 0 is compression. Independent framework: A bar framework G(p) for which the rigidity matrix has independent rows. Equivalently,there is only the zero self-stress. Isostatic framework: A framework G(p) that is first-order rigid and indepen- dent. Genericallyrigid graph in d-space: A graph G for which the frameworks G(p) are first-order rigid on an open dense subset of configurations p in d-space (Fig- ures60.1 .1A,60.1 .2A). FIGURE 60.1 .1 Generic d-circuit : A graph G such that with the deletion of any edge e, G − e is generically rigid in d-space. BASIC CONNECTIONS Because the constraints |pi − pj | = |qi − qj | are algebraic in the coordinates of the points (after squaring),we can work with the Jacobian matrix formed by the partial derivatives of these equations—the rigidity matrix of the framework. The dimension of the space of trivial first-order motions of a framework in d- space is d+1 2 provided |V |≥d (the velocities generated by d translations and by d 2 rotations form a basis). THEOREM 60.1.1 First-order Rank A framework G(p) with |V |≥d is first-order rigid if and only if the rigidity matrix RG(p) has rank d|V |− d+1 2. A framework G(p) with few vertices, |V |≤d, is isostatic if and only if the rigidity matrix RG(p) has rank v 2 (if and only if G is the complete graph on V and the points pi do not lie in an affine space of dimension |V |−2). First-order rigidity is linear algebra,with first-order rigid frameworks,self- stresses,and isostatic frameworks playing the roles of spanning sets,linear depen- dence,and bases of the row space for the rigidity matrix of the complete graph on the configuration p. There is a dual theory of static rigidity for bar frameworks. Where first- order rigidity focuses on the kernel of the rigidity matrix (first-order flexes) and on the column space and column rank,static rigidity focuses on the cokernel of the rigidity matrix (the self-stresses) and on the row space of the rigidity ma- trix (the resolvable static loads). Methods from both approaches are widely used [CW82,Whi84,Whi96],although in this chapter we present the results primarily in the vocabulary of first-order rigidity. A p2 p3 1 p {1, 3} {1, 2} {2, 3} B p (t) 1 2 p (t) 3 p (t) C 1 p p2 1 p' 2 p' 5 p' D 1 p' =0 2 p' =0 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1329
1330 W. Whiteley THEOREM 60.1.2 Isostatic Frameworks For a framework G(p) in d-space, with |V |≥d, the following are equivalent: (a) G(p) is isostatic (first-order rigid and independent); (b) G(p) is first-order rigid with |E| = d|V |− d+1 2; (c) G(p) is independent with |E| = d|V |− d+1 2; (d) G(p) is first-order rigid, and removing any one bar (but no vertices)leaves a first-order flexible framework. First-order rigidity of a framework G(p) is a robust property: a small change in the configuration p preserves this rigidity. Independence implies that the dis- tances are robust: any small change in these distances can be realized by a nearby configuration. On the other hand,self-stresses mean that one of the distances is algebraically dependent on the others: many small changes in the distances will have no realizations,or no nearby realizations. Figure 60.1 .2 illustrates a single graph with plane configurations that produce: (A) a first-order rigid framework; (B) a first-order flexible,but rigid,framework, and (C) a flexible framework (see Section 60.1.4). The graph itself is generically 2-rigid. FIGURE 60.1 .2 THEOREM 60.1.3 Generic Rigidity Theorem For a graph G and a fixed dimension d the following are equivalent: (a) G is generically rigid in d-space; (b)for each configuration p ∈ Rdv using algebraically independent numbers over the rationals as coordinates, the framework G(p) is first-order rigid; (c) G(p) is first-order rigid for some configuration p ∈ Rdv . 60.1.2 COMBINATORICS FOR GENERIC RIGIDITY The major goal in generic rigidity is a combinatorial characterization of graphs that are generically rigid in d-space. The companion problem is to find efficient combinatorial algorithms to test graphs for generic rigidity. For the plane (and the line),this is solved. Beyond the plane the results are essentially incomplete,but some significant partial results are available. GLOSSARY Generically d-independent: A graph G for which some (equivalently,almost all) configurations p produce independent frameworks in d-space. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1330
Chapter 60: Rigidity and scene analysis 1331 Generically d-isostatic graph: A graph G for which some (equivalently,almost all) configurations p produce isostatic frameworks in d-space. Generic d-circuit: A graph G that is dependent for all configurations p in d- space but for all edges {i, j}∈E , G −{i, j} is generically independent in d-space. Complete bipartite graph: A graph Km,n =(A ∪ B, A × B),where A and B are disjoint sets of cardinality |A| = m and |B| = n. Triangulated d-pseudomanifold: A finite set of d-simplices (complete graphs on d + 1 points) with the property that each d subset (facet) occurs in exactly two simplices,any two simplices are connected by a path of simplices and shared facets,and any two simplices sharing a vertex are connected through other sim- plices at this vertex. (For example,the triangles,edges,and vertices of a closed triangulated 2-surface without boundary,such as a sphere or torus,form a 2- pseudomanifold.) Cf. Section 18.3 . Henneberg d-construction for a graph G: A sequence (Vd ,Ed), ..., (Vn ,En)of graphs,such that: (i) For each index d<j≤ n,(Vj ,Ej ) is obtained from (Vj −1 ,Ej −1)by vertex addition: attaching a new vertex by d edges (Figure 60.1.4A for d = 2),or edge splitting: replacing an edge from (Vj −1 ,Ej −1) with a new ver- tex joined to its ends and to d − 1 other vertices (Figure 60.1 .4B for d=2);and (ii) (Vd,Ed) is the complete graph on d vertices,and (Vn ,En)=G (Figure 60.1.6A). Proper 3Tree2 partition: A partition of the edges of a graph into three trees, such that each vertex is attached to exactly two of these trees and no nontriv- ial subtrees of distinct trees Ti have the same support (i.e .,the same vertices) (Figure 60.1 .6B). Proper 2Tree partition: A partition of the edges of a graph into two spanning trees,such that no nontrivial subtrees of distinct trees Ti have the same support (i.e .,the same vertices) (Figure 60.1 .6C). d-connected graph: A graph G such that removing any d − 1 vertices (and all incident edges) leaves a connected graph. (Equivalently,a graph such that any two vertices can be connected by at least d paths that are vertex-disjoint except for their endpoints.) BASIC PROPERTIES IN ALL DIMENSIONS THEOREM 60.1.4 Necessary Counts and Connectivity Theorem If a graph G is generically d-isostatic, then, if V ≥ d, |E|≤d|V |− d+1 2 and for every subgraph on |V |≥d vertices with edges E in V × V , |E |≤d|V |− d+1 2. If G =(V, E) is a generically d-isostatic graph with |V | >d, then (V, E) is a d-connected graph. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1331
1332 W. Whiteley FIGURE 60.1 .3 For dimensions 1 and 2,the first count alone is sufficient for generic rigidity (see below). For dimensions d>2,these two conditions are not enough to charac- terize the generically d-isostatic graphs. Figure 60.1 .3A shows a generically flexible counterexample for the sufficiency of the counts in dimension 3. This example is generated by a “circuit exchange” on two over-counted graphs (Figure 60.1 .3B). Figure 60.1 .3C adds 3-connectivity,but preserves the flexibility and the counts. THEOREM 60.1.5 Bipartite Graphs A complete bipartite graph Km,n , with m>1, is generically rigid in dimension d ifandonlyifm+n≥ d+2 2 and m,n>d. INDUCTIVE CONSTRUCTIONS FOR ISOSTATIC GRAPHS Inductive constructions for graphs that preserve generic rigidity are used both to prove theorems for general classes of frameworks and to analyze particular graphs. THEOREM 60.1.6 Vertex Addition Theorem Let G =(V,E) be a graph with a vertex i of valence d; let H =(U,F) denote the subgraph obtained by deleting i and the edges incident with it. Then G is generically d-isostatic if and only if H is generically d-isostatic (Figure 60.1 .4A for d =2). THEOREM 60.1.7 Edge Split Theorem Let G =(V,E) be a graph with a vertex i of valence d+1, let S be the set of vertices adjacent to i, and let H =(U, F ) be the subgraph obtained by deleting i and its d +1 incident edges. Then G is generically d-isostatic if and only if there is a pair j, k of vertices of V such that the edge {j, k} is not in F and the graph H =(U, F ∪{j, k}) is generically d-isostatic (Figure 60.1 .4B for d =2). FIGURE 60.1 .4 THEOREM 60.1.8 Construction Theorem If a graph G is obtained by a Henneberg d-construction, then G is generically d- isostatic (Figure 60.1 .6A for d =2). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1332
Chapter 60: Rigidity and scene analysis 1333 THEOREM 60.1.9 Gluing Theorem If G1 =(V1 ,E1) and G2 =(V2 ,E2) are generically d-rigid graphs sharing at least d vertices, then G =(V1 ∪ V2 ,E1 ∪ E2) is generically d-rigid. THEOREM 60.1.10 Vertex Splitting Theorem If the graph G is a vertex split of a generically d-isostatic graph G on d edges (Figure 60.1 .5A for d =3)or a vertex split on d − 1 edges (Figure 60.1 .5B for d =3), then G is generically d-isostatic. FIGURE 60.1 .5 PLANE ISOSTATIC GRAPHS Many plane results are expressed in terms of trees in the graph,building on a simpler correspondence between rigidity on the line and the connectivity of the graph. THEOREM 60.1.11 Line Rigidity For graph G and configuration p on the line with pi = pj for all {i, j}∈E , the following are equivalent: (a) G(p) is minimal among rigid frameworks on the line with these vertices; (b) G(p) is isostatic on the line; (c) G is a spanning tree on the vertices; (d) |E| = |V |−1 and for every nonempty subset E with vertices V , |E |≤ |V |−1. THEOREM 60.1.12 Plane Isostatic Graphs Theorem For a graph G with |V |≥2, the following are equivalent: (a)G is generically isostatic in the plane; (b) |E| =2|V |−3, and for every subgraph (V ,E ) with |V |≥2 vertices, |E |≤ 2|V |−3 (Laman’s theorem); (c)there is a Henneberg 2-construction for G (Henneberg’s theorem); (d) E has a proper 3Tree2 partition (Crapo’s theorem); (e)for each {i, j}∈E , the multigraph obtained by doubling the edge {i, j} is the union of two spanning trees (Recski’s theorem). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1333
1334 W. Whiteley FIGURE 60.1 .6 Figure 60.1 .6A shows the Henneberg plane construction for the isostatic graph ofFigure60.1 .2 .Figure60.1 .6Bshowsaproper3Tree2partitionoftheisostatic complete bipartite graph K3,3 . With an added edge,joining T2 to T3,this partition creates several of the pairs of spanning trees predicted by Recski’s theorem. THEOREM 60.1.13 Plane 2-Circuits Theorem For a graph G with |V |≥2, the following are equivalent: (a)G is a generic 2-circuit; (b) |E| =2|V |−2, and for every proper subset E on vertices V , |E |≤2|V |−3; (c)there is a construction for G from K4 , using only edge splitting and gluing; (Berg and Jordan’s theorem); (d) E has a proper 2Tree partition. Figure 60.1 .6C shows the construction for a 2-circuit,and an associated 2Tree partition. For 2-circuits with planar graphs,the planar dual is also a 2-circuit. The inductive techniques given above,and others,form dual pairs of constructions for these planar 2-circuits [BCW02]. THEOREM 60.1.14 Sufficient Connectivity If a graph G is 6-connected, then G is generically rigid in the plane. There are 5-connected graphs that are not generically rigid in the plane. ALGORITHMS FOR GENERIC 2-RIGIDITY Each of the combinatorial characterizations has an associated algorithm for verify- ing whether a graph is generically 2-isostatic: © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1334
Chapter 60: Rigidity and scene analysis 1335 (i) Counts: This can be checked by an O(|V |2) algorithm based on bipartite matchings or network flows on an associated graph [Sug86]. (ii) 2-construction: Existence of a 2-construction can be checked by an O(2|V |) algorithm,but a proposed 2-construction can be verified in O(|V |) time. (iii) 3Tree2 covering: Existence can be checked by an O(|V |2) matroid partition algorithm [Cra]. (iv) Double tree partition: All required double-tree partitions can be found by a matroidal algorithm of order O(|V |3). GENERICALLY RIGID GRAPHS IN HIGHER DIMENSIONS Most of the results are covered by the initial summary for all dimensions d.Spe- cial results apply to the graphs of triangulated polytopes,as well as more general surfaces. THEOREM 60.1.15 Triangulated Pseudomanifolds Theorem Fo r d ≥ 2, the graph of a triangulated d-pseudomanifold is generically (d+1)-rigid. In particular,the graph of any closed triangulated 2-surface without boundary is generically rigid in 3-space (Fogelsanger’s theorem),and the graph of any trian- gulated sphere is generically 3-isostatic (Gluck’s theorem). Beyond the triangulated spheres in 3-space,most of these graphs are not isostatic,but are dependent. OPEN PROBLEMS There is no combinatorial characterization of generically 3-isostatic graphs. There are several related conjectures,due to Dress,Graver,and Tay and Whiteley,that may be correct but are unproven. We offer one of these. FIGURE 60.1 .7 CONJECTURE 60.1.16 3-D Replacement Conjecture The X-replacement in Figure 60.1.7A takes a graph G1 that is generically rigid in 3-space to a graph G that is generically rigid in 3-space. The double V-replacement in Figure 60.1.7B takes two graphs G1 ,G2 that are generically rigid in 3-space to a graph G that is generically rigid in 3-space. Every 3-isostatic graph is generated by an “extended Henneberg 3-construc- tion,” which adds these two moves to the simpler edge splitting and vertex addition. What is unproven is that only 3-isostatic graphs are generated in this way. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1335
1336 W. Whiteley The plane analogue of X-replacement is true for plane generic rigidity (without adding the fifth bar) [BCW02],and the 4-space analogue is false for some graphs (with two extra bars added in this analogue). If these conjectured steps prove correct in 3-space,then we would have inductive techniques to generate the graphs of all isostatic frameworks in 3-space,but the algorithm would be exponential. For 4-space,there is no conjecture that has held up against the known counter- examples based on generically 4-flexible complete bipartite graphs such as K7,7 . CONJECTURE 60.1.17 Sufficient Connectivity Conjecture If a graph G is 12-connected, then G is generically rigid in 3-space. A graph can be checked for generic 3-rigidity by a “brute force” O(22|V | ) al- gorithm. Assign the points independent variables as coordinates,form the rigidity matrix,then check the rank by symbolic computation. On the other hand,if nu- merical coordinates are chosen for the points “at random,” then the rank of this numerical matrix (O(|E|3)) will be the generic value,with probability 1. This problem has a randomized polynomial-time algorithm,but there is no known de- terministic algorithm that runs in polynomial,or even exponential,time. 60.1.3 GEOMETRY OF FIRST-ORDER RIGIDITY GLOSSARY Special position of a graph G in d-space: Any configuration p ∈ Rdv such that the rigidity matrix RG(p),or any submatrix,has rank smaller than the maximum rank (the rank at a configuration with algebraically independent coordinates). Projective transform of a d-configuration p:Ad-configuration q on the same vertices,such that there is an invertible matrix T of size d +1× d + 1 making T (pi , 1) = λi(qi , 1) (where (pi , 1) is the vector pi extended with an additional 1 — the affine coordinates of pi ). Affine spanning set for d-space: A configuration p of points such that every point q0 ∈ Rd can be expressed as an affine combination of the pi: q0 = i λi pi , with i λi = 1. (Equivalently,the affine coordinates (pi , 1) span the vector space Rd+1 .) Cone graph: The graph G ∗ u obtained from G =(V, E) by adding a new vertex uandthe|V|edges(u,i)forallverticesi∈V. Cone projection from p0 : Fora(d+1)-configuration p on V ,a configuration q =Π0(p)ind-space (placed as a hyperplane in (d+1)-space) on the vertices V\0,suchthatpi =p0isonthelineqip0foralli=0. BASIC RESULTS THEOREM 60.1.18 First-order Flex Test If the points of a configuration p on the vertices V affinely span d-space, then a © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1336
Chapter 60: Rigidity and scene analysis 1337 first-order motion p is nontrivial if and only if there is some pair h,k (not a bar) such that: (ph − pk) ·(ph − pk) =0. THEOREM 60.1.19 Projective Invariance If a framework G(p) is first-order rigid (isostatic, independent)and q = T (p) is a projective transform of p, then G(q) is first-order rigid (isostatic, independent, respectively). The following result provides an alternate proof of pro jective invariance as well as a corresponding generic result for cones. THEOREM 60.1.20 Coning Theorem A framework G(Π0 p) is first-order rigid (isostatic, independent)in d-space if and only if the cone (G ∗ u)(p) is first-order rigid (isostatic, independent, respectively) in (d+1)-space. The special positions of a graph in d-space are rare,since they form a proper algebraic variety (essentially generated by minors of the rigidity matrix with vari- ables for the coordinates of points). For a generically isostatic graph,this set of special positions can be described by the zeros of a single polynomial [WW83]. THEOREM 60.1.21 Pure Condition For any graph G that is generically isostatic in d-space, there is a homogeneous poly- nomial CG(x1,1 ,...,x1,d ,...,x|V |,1 ,...,x|V |,d) such that G(p) is first-order flexible if and only if CG(p1 ,...,p|V |)=0. CG is of degree (val i +1− d) in the variables (xi,1 ,...,xi,d) for each vertex i of valence val i in the graph. FIGURE 60.1 .8 SinceGrassmannalgebra(Chapter59)istheappropriatelanguageforthese pro jective properties,these pure conditions CG are polynomials in the Grassmann algebra. Section 59.4 contains several examples of these polynomial conditions. THEOREM 60.1.22 Quadratics for Bipartite Graphs For a complete bipartite graph Km,n and d>1, the framework Km,n (p), with p(A) and p(B) each affinely spanning d-space, is first-order flexible if and only if all the points p(A ∪ B) lie on a quadric surface of d-space (Figure 60.1 .8). The following classical result describes an important open set of configurations that are not special for triangulated spheres. THEOREM 60.1.23 Extended Cauchy Theorem If G(p) consists of the vertices and edges of a convex simplicial d-polytope, then © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1337
1338 W. Whiteley G(p) is first-order rigid in d-space. If G(p) consists of the vertices and edges of a strictly convex polyhedron in 3-space, then G(p) is independent. We recall that Steinitz’s theorem guarantees that every 3-connected planar graph has a realization as the edges of a strictly convex polyhedron in 3-space, which gives Gluck’s theorem. There are numerous example of nonconvex simplicial polytopes that are not first-order rigid. Connelly [Con78] gives a nonconvex (but not self-intersecting) triangulated sphere (with nine vertices) that is flexible (see the definition below). For many graphs,such as a triangulated torus (Theorem 60.1 .15),we do not have even one specific configuration that gives a first-order rigid framework,only the guarantee that “almost all” configurations will work. FIGURE 60.1 .9 Recent papers [Str03,HOR+02] suggest that pseudotriangulations play a role for planar graphs in plane rigidity analogous to the role of convex polyedra for planar graphs in 3-space. Pseudotriangulations were defined in Chapter 5,as plane-embedded graphs with a convex polygonal boundary,all interior regions be- ing polygons with exactly three interior angles that are <π (Figure 60.1 .9A,C). A plane-embedded graph is pointed if at each vertex there is an angle that is embed- ded as >π (Figure 60.1 .9B,C). The following are some of these recent results. THEOREM 60.1.24 Counts on Pseudotriangulations For a general position configuration p, the following properties are equivalent: (a) G(p) is a pointed pseudotriangulation; (b) G(p) is a pseudotriangulation with |E| =2|V |−3; (c) G(p) is a noncrossing pointed graph with |E| =2|V |−3; (d) G(p) is a noncrossing pointed graph and is maximal with this property, with the given vertices. THEOREM 60.1.25 Rigidity of Pseudotriangulations A pseudotriangulation G(p), realized as a bar framework, is first-order rigid. A pointed noncrossing graph G(p) is an independent bar framework. A planar graph G is generically 2-isostatic if and only if it has a realization as a pointed pseudotriangulation. There are further significant consequences of the underlying pro jective geome- try of first-order rigidity [CW82]. The concepts of first-order rigidity and first-order flexibility,as well as the dual statics,can be expressed in any of the Cayley-Klein metrics that are extracted from the shared underlying pro jective space. This family includes the spherical metric,the hyperbolic metric,and others. It is possible to © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1338
Chapter 60: Rigidity and scene analysis 1339 express first-order rigidity in entirely pro jective terms that are essentially indepen- dent of the metric. In this way,the points “at infinity” in the Euclidean space can be fully integrated into first-order rigidity. However,in some metrics such as the hyperbolic metric,there is a singular set (the sphere at infinity,also known as the absolute ) on which rigidity equations have distinct properties. This transfer goes back to Pogorelov and has been reworked in [SW02]. THEOREM 60.1.26 Transfer of Metrics For a given graph G and a fixed point p in projective space of dimension d, the framework G(p) is first-order rigid in Euclidean space if and only if G(p) is first- order rigid in any alternate Cayley-Klein metric, with p not containing points on the absolute. The most extreme pro jective transformation is a polarity,in which points and hyperplanes (e.g .,planes in 3-space) switch roles. For Euclidean 3-space,there are translations of first-order rigidity results to these dual “sheet” structures [Whi87]. For other metrics,the duality in three dimensions changes distance constraints on pairs of points into angle constraints on pairs of planes [SW02]. OTHER RELATED STRUCTURES A number of related structures have also been investigated for first-order rigidity. One,which appears in engineering,robotics,and chemistry,is the “body-and-hinge framework.” Rigid bodies,indexed by V ,are connected in pairs along hinges (lines in 3-space),indexed by edges of a graph. The bodies each move,preserving the contacts at the hinges. Such hinged frameworks could be modeled as bar-and-joint frameworks,with each hinge replaced by a pair of joints and each body replaced by a first-order rigid framework on the joints of its hinges (and other joints if desired); cf. Sections 48.1 and 59.4 . Unlike the unsolved problems for generic rigidity of frameworks in 3-space,the generic behavior of body-and-hinge structures has been completely solved. We state two sample results and a related conjecture. THEOREM 60.1.27 Tay’s Theorem For a graph G the following are equivalent: (a)for some hinge assignment of lines hi,j in 3-space to the edges {i, j} of G, the body-and-hinge framework G(h) is first-order rigid; (b)for almost al l hinge assignments h, the body-and-hinge framework G(h) is first-order rigid; (c)if each edge of the graph is replaced by five copies, the resulting multigraph contains six edge-disjoint spanning trees. Tay’s theorem extends directly to all dimensions d (finding d+1 2 edge-disjoint spanning trees inside d+1 2 − 1 copies of the graph). THEOREM 60.1.28 Spherical Flexes and Stresses Given an abstract spherical structure (see Section 60.3) S =(V, F ; E), and an assignment of distinct points pi ∈ R3 to the vertices, the following two conditions are equivalent: © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1339
1340 W. Whiteley (a)the bar framework G(p) on G =(V, E) has a nontrivial self-stress; (b)the body-and-hinge framework on the dual graph G∗ =(F, E ∗ ) with hinge lines pi pj for each edge {i, j} of G is first-order flexible. A second “model” treats the atoms of a molecule as the bodies,and the lines of the bond lines as hinges. Such structures are geometrically singular since the lines of all bonds of an atom are concurrent in the center of the atom. This model, and the equivelant bar frameworks,are central to applications of rigidity to protein structures with thousands of atoms [Whi99]. CONJECTURE 60.1.29 Molecular Conjecture If a graph G is realized as the atoms (points)and bonds (lines)of a molecular structure, then the molecular structure is generically rigid if, and only if, when each edge of the graph G is replaced by five copies, the resulting multigraph contains six edge-disjoint spanning trees. This conjecture is embedded in the FIRST algorithm for protein flexibility [JRKT01]. In polar form,the conjecture states that if each body is realized with all hinges of each body coplanar (plate structures),the generic rigidity is still measured by the existence of six spanning trees. 60.1.4 RIGID AND FLEXIBLE FRAMEWORKS GLOSSARY Bar equivalence: Two frameworks G(p) and G(q) such that all bars have the same length in both configurations: |pi − pj | = |qi − qj | for all bars {i, j}∈E . Analytic flex: An analytic function p(t):[0, 1) → R vd such that G(p(0)) is bar-equivalent to G(p(t)) for all t (i.e .,all bars have constant length). Flexible framework: A bar framework G(p)inR d with an analytic flex p(t) suchthatp(0)=pbutpisnotcongruenttop(t)forall0<t(Figure60.1 .1B). Rigid framework: A bar framework G(p)ind-space that is not flexible (Figure 60.1 .1A,D). BASIC CONNECTIONS Because the constraints |pi − pj | = |qi − qj | are algebraic in the coordinates of the points (after squaring),many alternate definitions of a “rigid framework” are equivalent. These connections depend on results such as the curve selection theorem of algebraic geometry or the inverse function theorem. THEOREM 60.1.30 Alternate Rigidity Definitions For a bar framework G(p) the following conditions are equivalent: (a)the framework is rigid; © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1340
Chapter 60: Rigidity and scene analysis 1341 (b)for every continuous path, or continuous flex of G(p), p(t) ∈ Rvd , 0≤t<1 and p(0) = p, such that G(p(t)) is bar-equivalent to G(p) for all t, p(t) is congruent to p for all t; (c)there is an >0 such that if G(p) and G(q) are bar-equivalent and |p − q| < , then p is congruent to q. Essentially,the first derivative of a nontrivial analytic flex is a nontrivial first- order flex: Dt (pi(t)−pj(t))2 = cij t=0 ⇒ 2(pi − pj)·(pi − pj) = 0. (If this first derivative is trivial,then the earliest nontrivial derivative is a first-order motion.) This result is related to general forms of the inverse function theorem. THEOREM 60.1.31 First-order Rigid to Rigid If a bar framework G(p) is first-order rigid, then G(p) is rigid. Some first-order flexes are not the derivatives of analytic flexes (Figures 60.1 .1D and60.1 .2B).However,anontrivialfirst-orderflexforaframeworkdoesguarantee a pair of nearby noncongruent,bar-equivalent frameworks. THEOREM 60.1.32 Averaging Theorem If the points of a configuration p affinely span d-space, then the assignment p is a nontrivial first-order flex of G(p) if and only if the frameworks G(p + p ) and G(p − p ) are bar-equivalent and not congruent. Rigidity and first-order rigidity are equivalent in some situations. THEOREM 60.1.33 Rigid to First-order Rigid If bar framework G(p) is independent, then G(p) is first-order rigid if and only if G(p) is rigid. The recent solution of the Carpenter’s Rule problem on straightening plane- embedded polygonal paths and convexifying plane-embedded polygons [CDR03, Str03] uses independence of appropriate bar frameworks,and resulting paths. The independence is proven using Maxwell’s theorem (see Section 60.3). See Chapter 9 for more connections. The following is one form of this connection [RSS03]. THEOREM 60.1.34 Expansive Motions If one edge of the boundary polygon of a pointed pseudotriangulation G(p) is re- moved, and its two vertices are spread apart in a motion, then the resulting path (unique up to congruences)is expansive—al l pairs of joints are either moving apart or remaining at a constant distance. Whereas first-order rigidity is pro jectively invariant,rigidity itself is not pro- jectively invariant—or even affinely invariant. It is a purely Euclidean property. THEOREM 60.1.35 Generic Rigidity Theorem II For a graph G and a fixed dimension d the following are equivalent: (a) G is generically rigid in d-space; (b)forallq∈U⊂Rdv , U some nonempty open set, G(q) is rigid; (c)forallq∈W⊂Rdv , W some open dense set, G(q) is first-order rigid. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1341
1342 W. Whiteley 60.1.5 TENSEGRITY FRAMEWORKS In a tensegrity framework,we replace some (or all) of the equalities for bars with inequalities for the distances—corresponding to cables (the distance can shrink but not expand) and struts (the distance can expand but not shrink). The study of these inequalities introduces techniques from linear programming. GLOSSARY Signed graph: A graph with a partition of the edges into three classes,written G± =(V ; E− ,E0 ,E+). Tensegrityframework G±(p)inR d : A signed graph G± =(V ; E− ,E0,E+) and a configuration p on V . Cables, bars, struts: For a tensegrity framework G±(p),the members of E− , of E0 ,and of E+ ,respectively. In figures,cables are indicated by dashed lines, struts by double thin lines,and bars by single thick lines (see Figure 60.1 .10). FIGURE 60.1 .10 G±(p) dominates G±(q): For each edge,the appropriate condition holds: |pi − pj|≥|qi − qj| when {i,j}∈E− |pi −pj|=|qi −qj| when {i,j}∈E0 |pi − pj|≤|qi − qj| when {i, j}∈E+. Rigid tensegrityframework G±(p): For every analytic path p(t)inR vd ,0≤ t<1,if p(0) = p and G(p) dominates G(p(t)) for all t,then p is congruent to p(t) for all t. First-order flex of a tensegrity framework G± : An assignment p : V → R d of velocities to the vertices such that,for each edge {i, j}∈E (Figure 60.1 .10), (pj −pi)·(pj −pi)≤0 for cables {i,j}∈E− (pj−pi)·(pj−pi)=0 forbars {i,j}∈E0 (pj −pi)·(pj −pi)≥0 for struts {i,j}∈E+. Trivial first-order flex: A first-order flex p of a tensegrity framework G±(p) such that pi = Spi + t for all vertices i,with a fixed skew-symmetric matrix S and vector t. First-order rigid: A tensegrity framework G±(p) is first-order rigid if every first-order flex is trivial,and first-order flexible otherwise. Proper self-stress on a tensegrity framework G±(p): An assignment ω of scalars to the edges of G such that: (a) ωij ≥ 0 for cables {i, j}∈E− ; bar cable strut © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1342
Chapter 60: Rigidity and scene analysis 1343 (b) ωij ≤ 0 for struts {i, j}∈E+; and (c) for each vertex i, {j |{i,j}∈E} ωij (pj − pi)=0. Strict self-stress: A proper self-stress ω with the inequalities in (a) and (b) strict. Underlying bar framework: For a tensegrity framework G±(p),the bar frame- work G(p) on the unsigned graph G =(V, E),where E = E− ∪ E0 ∪ E− (Figure 60.1 .11A,B). FIGURE 60.1 .11 BASIC RESULTS The equivalent definitions of “rigidity” and the basic connections between rigidity and first-order rigidity all transfer directly to tensegrity frameworks [RW81]. THEOREM 60.1.36 First-order Stress Test A tensegrity framework G±(p) is first-order rigid if and only if the underlying bar framework G(p) is first-order rigid and there is a strict self-stress on G±(p) (Figure 60.1 .11A,B). This connection to self-stresses means that any first-order rigid tensegrity frame- work with at least one cable or strut has |E| >d|V |− d+1 2 edges. THEOREM 60.1.37 Reversal Theorem A tensegrity framework G±(p) is first-order rigid if and only if the reversed frame- work Gr ± (p) is first-order rigid, where the graph Gr ± interchanges cables and struts (Figure 60.1.11A,C). There is no single“generic” behavior for a signed graph G± . If some configura- tion produces a first-order rigid framework for a graph G± ,then the set of all such configurations is open but not dense. The algebraic variety of “special positions” of the underlying unsigned graph divides the configuration space into open subsets, in some of which all configurations are rigid,and in others,none are. The required sign pattern for a self-stress can change as you cross such a boundary [WW83]. The first-order rigidity of a tensegrity framework is pro jectively invariant,with the proviso that a cable (strut) {i, j} is switched to a strut (cable) whenever λiλj < 0 for the pro jective transformation. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1343
1344 W. Whiteley THEOREM 60.1.38 Stress Existence If a tensegrity framework G±(p) with at least one cable or strut is rigid, then there is a nonzero proper self-stress. A number of results relate minima of quadratic energy functions to the rigidity of tensegrity frameworks. These energy results are not invariant under pro jective transformations,but such rigidity is preserved under “small” affine transformations. This is one result,drawn from results on second-order rigidity [CW96]. THEOREM 60.1.39 Rigidity Stress Test A tensegrity framework G±(p) is rigid if, for each nontrivial first-order motion p of G±(p), there is a proper self-stress ω p making ij ω p ij(pi−pj)·(pi−pj)>0. A special result for modified frameworks—with some vertices fixed or pinned— further illustrates the role of tensegrity frameworks. A spiderweb is a partitioned graph G− =(V0 ,V1 ,E−),with pinned vertices V0,with E− ıV1 × [V0 ∪ V1] and a configuration p for V0 ∪ V1 .Aspiderweb self-stress for G− (p) is an assign- ment ω of nonnegative scalars to E− such that for each unpinned vertex i ∈ V1, {j|{i,j}∈E−} ωij (pj − pi)=0 . A spiderweb flex for G−(p)isaflexp(t)of the induced tensegrity framework on the spiderweb,with all pinned vertices fixed (pk (t)=pk ) (Figure 60.1 .12). FIGURE 60.1 .12 THEOREM 60.1.40 Spiderweb Rigidity Any spiderweb G−(p) in d-space with a spiderweb self-stress, positive on all cables, is rigid in d-space. All critical points of functions of squared edge lengths correspond to proper self- stresses of a tensegrity framework,with members E− for positive coefficients and E+ for negative coefficients in the energy function. As a corollary,graph drawing programs(Chapter52)thatuseminima(orcriticalpoints)ofsuchenergyfunctions will generate polyhedral pictures for planar graphs. In the spiderweb energies,there is a global minimum of energy. This means that the configuration is globally rigid—no other realizations have the same edge lengths. In general,global rigidity has a distinct theory with some specific overlaps to the theory presented here. Relatedtospherepackings(Chapter61)are“reversedspiderwebs”:tensegrity frameworks with vertices at the centers of the spheres (fixed joints for external pres- sures or constraints) and struts when two spheres contact. Such strut frameworks are rigid (corresponding to locally maximal density of the packing) if and only if they are first-order rigid (again with vertices in V0 fixed) [Con88]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1344
Chapter 60: Rigidity and scene analysis 1345 60.2SCENE ANALYSIS The problem of reconstructing spatial objects (polyhedra or polyhedral surfaces) from a single plane picture is basic to several applications. This section summa- rizes the combinatorial results for “generic pictures” (Section 60.2 .1). Section 60.2 .2 presents a polar “parallel configurations” interpretation of the same abstract math- ematics and Section 60.2 .3 presents connections to other fields of discrete geometry. 60.2.1 COMBINATORICS OF PLANE POLYHEDRAL PICTURES GLOSSARY Polyhedral incidence structure S: An abstract set of vertices V ,an abstract setoffacesF andasetofincidencesI⊂V×F. d-scene for an incidence structure S =(V, F ; I): A pair of location maps, p : V→R d , pi =(xi,...,zi,wi) and P : F → R d , P j =(Aj ,...,Cj ,Dj ),such that,for each (i,j)∈ I: Ajxi + ...+Cjzi + wi +Dj =0. (We assume that no hyperplane is vertical,i.e.,is parallel to the vector (0, 0,...,0, 1).) (d−1) -picture of an incidence structure S : A location map r : V → R d−1 , ri =(xi ,...,zi ) (Figure 60.2 .1A). Lifting ofa(d−1)-picture S(r): A d-scene S(p, P ) with vertical pro jection Π(p)= r (Figure 60.2 .1B). (I.e.,if pi =(xi ,...,zi ,wi ),then ri =(xi ,...,zi )=Π(pi )). FIGURE 60.2 .1 Lifting matrix for a picture S(r): The |I|×(|V | + d|F |) coefficient matrix MS (r) of the system of equations for liftings of a picture S(r): for each (i, j) ∈ I , Ajxi + ...+ Cjzi + wi + Dj = 0,where the variables are ordered: . ..,wi,... ; . .. ,Aj ,...,Cj ,Dj ,.... Sharp picture: A(d−1)-picture S(r) that has a lifting S(p, P ) with a distinct hyperplane for each face (Figure 60.2 .1A,B). BASIC RESULTS Since the incidence equations are linear,there is no distinction between “continuous liftings” and “first-order liftings.” Since the rank of the lifting matrix is determined © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1345
1346 W. Whiteley by a polynomial process on the entries,“generic properties” of pictures have several characterizations. THEOREM 60.2.1 Generic Pictures For a structure S and a dimension d, the following are equivalent: (a)the structure is generically sharp in d-space (an open dense subset of config- urations r produce sharp d-pictures); (b) S(r) is sharp for a configuration r with algebraically independent coordinates. The generic properties of a structure are robust: all small changes in such a sharp picture are also sharp pictures and small changes in the points of a sharp picture require only small changes in the sharp lifting. Even special positions of such structures will always have nontrivial liftings,although these may not be sharp. However,up to numerical round-off,all pictures “are generic.” Other structures that are not generically sharp (Figure 60.2 .2A) may have sharp pictures in special positions (Figure 60.2 .2B),but a small change in the position of even one point can destroy this sharpness. FIGURE 60.2 .2 The incidence equations allow certain “trivial” changes to a lifted scene that will preserve the picture—generated by adding a single plane H 0 to all existing planes: P j ∗ = H0 + Pj; and by changes in vertical scale in the scene: w∗ i=λwi. This space of lifting equivalences has dimension d + 1,provided the points of the scene do not lie in a single hyperplane. THEOREM 60.2.2 Picture Theorem A generic picture of an incidence structure S =(V, F ; I) with at least two faces has a sharp lifting, unique up to lifting equivalence, if and only if |I| = |V |+d|F |−(d+1) and, for all subsets I of incidences on at least two faces, |I |≤|V | + d|F |−(d +1) (Figure 60.2.1A,C). A generic picture of an incidence structure S =(V, F ; I ) has independent rows in the lifting matrix if and only if for all nonempty subsets I of incidences, |I |≤ |V | + d|F |−d (Figure 60.2 .2A). ALGORITHMS Any part of a structure with |I | = |V | + d|F |−d independent incidences will be forced to be coplanar over a picture with algebraically independent coordinates for the points. If the structure is not generically sharp,then an effective,robust lifting algorithm consists of selecting a subset of vertices for which the incidences © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1346
Chapter 60: Rigidity and scene analysis 1347 are sharp,then “correcting” the position of the other vertices based on calculations in the resulting scene. This requires effective algorithms for selecting such a set of incidences. Sugihara and Imai have implemented O(|I|2) algorithms for finding generically sharp (independent) structures using modified bipartite matching on the incidence structure [Sug86]. 60.2.2 PARALLEL DRAWINGS The mathematical structure defined for polyhedral pictures has another,dual in- terpretation: the polar of a “point constrained by one pro jection” is a “hyperplane constrained by an assigned normal.” Two configurations sharing the prescribed normals are “parallel drawings” of one another. These geometric patterns,used by engineering draftsmen in the nineteenth century,have reappeared in a number of branches of discrete geometry. This dual interpretation also establishes a ba- sic connection between the geometry and combinatorics of scene analysis and the geometry and combinatorics of first-order rigidity of frameworks. GLOSSARY Parallel d-scenes for an incidence structure: Two d-scenes S(p, P ), S(q, Q) such that for each face j, P j ||Qj (that is,the first d − 1 coordinates are equal) (Figure 60.2 .3). (For convenience,not necessity,we stick with the “nonvertical” scenes of the previous section.) Nontriviallyparallel d-scene for a d-scene S(p, P ): A parallel d-scene S(q, Q), such that the configuration q is not a translation or dilatation of the configura- tion p (Figure 60.2.3B for d = 2). FIGURE 60.2 .3 Directions for the faces: An assignment of d-vectors Dj =(Aj ,...,Cj )toj ∈ F . d-scene realizing directions D: A d-scene S(p, P ) such that for each face j ∈ F ,the first d − 1 coordinates of P j and Dj coincide. Parallel drawing matrix for directions D in d-space: The |I|×(|V | + d|F |) matrix MS (D) for the system of equations for each incidence (i, j) ∈ I : Aj xi + Bjyi + ...+ Cjzi + wi + Dj = 0,where the variables are ordered: .. .,Dj ,... ; ... ,xi ,yi,...,zi ,wi ,.... © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1347
1348 W. Whiteley BASIC RESULTS All results for polyhedral pictures dualize to parallel drawings. Again,for par- allel drawings there is no distinction between continuous changes and first-order changes. The trivially parallel drawings,generated by d translations and one di- latation towards a point,form a vector space of dimension d + 1,provided there areatleasttwodistinctpoints(Figure60.2 .3A).(Atriviallyparalleldrawingmay even have all points coincident,though the faces will still have assigned directions (Figure 60.2.3A).) THEOREM 60.2.3 Parallel Drawing Theorem For generic selections of the directions D in d-space for the faces, a structure S = (V, F ; I ) has a realization S(p, P ) with all points p distinct if and only if, for every nonempty set I of incidences involving at least two points V (I ) and faces F (I ), |I |≤d|V (I )| + |F (I )|−(d + 1) (Figure 60.2 .3A). In particular, a configuration p, P with distinct points realizing generic direc- tions for the incidence structure is unique, up to translation and dilatation, if and only if|I| = d|V|+|F|−(d+1)and |I|≤d|V |+|F|−(d+1). Of course other nontrivially parallel drawings will also occur if the rank is smaller than d|V | + |F |−(d + 1) (Figure 60.2.3 B,with a generic rank 1 less than required for d = 2,and a geometric rank,as drawn,2 less than required). Figure 60.2 .3 may also be interpreted as the parallel drawings of a “cube in 3- space.” For spherical polyhedra,there is an isomorphism between the nontrivially parallel drawings in 3-space (the parallel drawings modulo the trivial drawings) and the nontrivially parallel drawings in a plane pro jection [CW94]. Only the dimension (4 vs. 3) of the trivially parallel drawings will change with the pro jection. 60.2.3 CONNECTIONS TO OTHER FIELDS FIRST-ORDER RIGIDITY For any plane framework,if we turn the vectors of a first-order motion 90◦ (say clockwise),they become the vectors joining p to a parallel drawing q of the frame- work(Figure60.2 .4A,B).Theconverseisalsotrue. THEOREM 60.2.4 A plane framework G(p) has a nontrivial first-order flex if and only if the configu- ration G(p) has a nontrivially paral lel drawing G(q) (Figure 60.2 .4C,D). Because of this connection,combinatorial and geometric results for plane first- order rigidity and for plane parallel drawings have numerous deep connections. For example,Laman’s theorem (Theorem 60.1 .12b) is a corollary of the parallel drawing theorem,for d = 2. In higher dimensions,the connection is one-way: a nontrivially parallel drawing of a “framework” (the “direction of an edge” is represented by d −1 facets through the two points) induces one (or more) nontrivial first-order motions of the corresponding bar framework. The theory of parallel drawing in higher © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1348
Chapter 60: Rigidity and scene analysis 1349 FIGURE 60.2 .4 dimensions is more complete and has simpler algorithms than the theory of first- order rigidity in higher dimensions,generalizing almost all results for plane first- order rigidity and plane parallel drawings,including combinatorial characterizations using counts,tree partitions,and inductive constructions of maximimal independent sets. MINKOWSKI DECOMPOSABILITY By a theorem of Shephard,a polytope is decomposable as the Minkowski sum of two simpler polyhedra if and only if the faces and vertices of the polytope (or the edges and vertices of the polytope) have a nontrivially parallel drawing. Many characterizations of Minkowski indecomposable polytopes can be deduced directly from results for parallel d-scenes (or equivalently,for polyhedral pictures of the polar polytope). ANGLES IN CAD In plane computer-aided design,many different patterns of constraints (lengths, angles,incidences of points and lines,etc.) are used to design or describe configu- rations of points and lines,up to congruence or local congruence. With distances between points,the geometry becomes that of first-order rigidity. If angles and incidences are added,even the problems of “generic rigidity” of constraints are un- solved (and perhaps not solvable in polynomial time). However,special designs, mixing lengths,distances of points to lines,and trees of angles have been solved, using direct extensions of the techniques and results for plane frameworks and plane parallel drawings [SW99]. There is another connection between angles of intersections and rigidity. A re- cent manuscript [SW02] describes a correspondence between the first-order theory of circles of variable radius and intersection angles as constraints and distance con- straints between points in Euclidean (and hyperbolic) 3-space,as well as spheres and angles in 3-space and points and distances in 4-space. As a result,the full com- plexity of distance constraints in 4-space is embedded inside general dimensioning in 3-space CAD. In general,geometric systems of constraints do not yield simple combinatorial counting algorithms of the type found for plane first-order rigidity. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1349
1350 W. Whiteley 60.3 RECIPROCAL DIAGRAMS The reciprocal diagram is a single geometric construction that has appeared,in- dependently over a 140-year span,in areas such as “graphical statics” (drafting techniques for resolving forces),scene analysis,and computational geometry. GLOSSARY Abstract spherical polyhedron S =(V, F ; E): For a 2-connected planar graph GS =(V, ES ),drawn without self-intersection on a sphere (or in the plane),we record the vertices as V and the regions as faces F ,and rewrite the directed edges E as ordered 4-tuples e = h,i; j, k ,where the edge from vertex h to vertex i has face j on the right and face k on the left. (The reversed edge −e = i, h; k, j runs from i to h,with k on the right.) FIGURE 60.3 .1 Dual abstract spherical polyhedron: The abstract spherical polyhedron S ∗ formed by switching the roles of V and F ,and switching the pairs of indices in each ordered edge e = h,i; j, k into e∗ = j, k; i, h . (Also the abstract spherical polyhedron formed by the dual planar graph GS =(F, ES ) of the original planar graph (Figure 60.3 .1A,C).) Proper spatial spherical polyhedron: An assignment of points pi =(xi,yi ,zi ) to the vertices and planes P j =(Aj ,Bj ,Dj ) to the faces of an abstract spherical polyhedron (V, F ; E),such that if vertex i and face j share an edge,then the pointliesontheplane: Ajxi+Bjyi+zi+Dj=0;and at each edgethetwo vertices are distinct points and the two faces have distinct planes. Projection of a proper spatial polyhedron S(p, P ): The plane framework GS (r), where r is the vertical pro jection of the points p (i.e., ri =Πpi =(xi ,yi)) (Figure 60.3 .2). Gradient diagram of a proper spatial polyhedron S(p, P ): The plane framework GS (s),where sj =(Aj ,Bj ) is (minus) the gradient of the plane P j (Figure 60.3 .2). Reciprocal diagrams: For an abstract spherical polyhedron S,two frameworks GS (r) and GS (s) on the graph and the dual graph of the polyhedron,such that for each directed edge h,i; j, k ∈E ,(rh − ri ) · (sj − sk ) = 0 (Figure 60.3.1D,E). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1350
Chapter 60: Rigidity and scene analysis 1351 BASIC RESULTS Reciprocal diagrams have deep connections to both of our previous topics: (a) Given a spatial scene on a spherical structure,with no faces vertical,the verti- cal pro jection and the gradient diagram are reciprocal diagrams. (This follows because the difference of the gradients at an edge is a vector perpendicular to the vertical plane through the edge.) (b) Given a pair of reciprocal diagrams on S =(V, F ; E),then for each edge e = h,i;j,k the scalars ωij defined by ω(rh − ri)=(sj − sk)⊥ (where ⊥ means rotate by 90◦ clockwise) form a self-stress on the framework GS (r). (This follows because the closed polygon of a face in GS (s) is,after ⊥ ,the vector sum for the “vertex equilibrium” in the self-stress condition.) These facts can be extended to other oriented polyhedra and their pro jections. The real surprise is that,for spherical polyhedra,the converses hold and all these concepts are equivalent (an observation dating back to Clerk Maxwell and the drafting techniques of graphical statics). FIGURE 60.3 .2 THEOREM 60.3.1 Maxwell’s Theorem For an abstract spherical polyhedron (V, F ; E), the following are equivalent: (a)The framework GS (r), with the vertices of each edge distinct, has a self-stress nonzero on al l edges; (b) GS (r) has a reciprocal framework GS (s) with the vertices of each edge distinct; (c) GS (r) is the vertical projection of a proper spatial polyhedron S(p, P ); (d) GS (r) is the gradient diagram of a proper spatial polyhedron S ∗(q, Q). There are other refinements of this theorem,that connect the space of self- stresses of GS (r) with the space of parallel drawings (and first-order flexes) of GS (s),the space of polyhedra S(p, P ) with the same pro jection,and the space of © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1351
1352 W. Whiteley paralleldrawingsofS∗(q,Q)[CW94](Figure60.3.2).Asecondrefinementconnects the local convexity of the edge of the polyhedron with the sign of the self-stress. THEOREM 60.3.2 Convex Self-stress The vertical projection of a strictly convex polyhedron, with no faces vertical, pro- duces a plane framework with a self-stress that is < 0 on the boundary edges (the edges bounding the infinite region of the plane)and > 0 on all edges interior to this boundary polygon. A plane Delaunay triangulation also has a basic “reciprocal” relationship to the plane Voronoi diagram: the edges joining vertices at the centers of the regions are perpendicular to edges of the polygon of the Voronoi regions surrounding the vertex. This pair of reciprocals is directly related to the pro jection of a spatial convexpolyhedralcap,asaregeneralizedVoronoidiagrams.SeeSection23.1 . This pattern of “reciprocal constructions” and the connection to liftings to polytopes in the next dimension generalizes to higher dimensions [CW94]. For ex- ample,for Voronoi diagrams and Delaunay simplicial complexes,the edges of one are perpendicular to facets of the other,in all dimensions. Moreover,for appropri- ate sphere-like homology,the existence of a reciprocal corresponds to the existence of nontrivial liftings [CW94,ERR01,Ryb99]. Such geometric structures are also related to k-rigidity and to combinatorial proofs of the g-theorem in polyhedral combinatorics [TW00]. Finally,[BGH02] makes a related connection between par- allel drawings and group actions on complex manifolds. 60.4 SOURCES AND RELATED MATERIALS SURVEYS AND BASIC SOURCES All results not given an explicit reference can be traced through these surveys: [CW96]: A presentation of basic results for concepts of rigidity between first-order rigidity and rigidity for tensegrity frameworks. [CW]: A thorough introduction to a number of topics on the rigidity of frameworks, in manuscript form only. [GSS93]: A monograph devoted to combinatorial results for the graphs of generi- cally rigid frameworks,with an extensive bibliography on many aspects of rigidity. [Ros00]: A recent thesis that explores in depth both topics of this chapter and their connections. [Sug86]: A monograph on the reconstruction of spatial polyhedral objects from plane pictures. [Whi93]: A survey of results relating first-order rigidity to matroid theory and related matroids for scene analysis,and to multivariate splines. [Whi96]: An expository article presenting matroidal aspects of first-order rigidity, scene analysis,and multivariate splines. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1352
Chapter 60: Rigidity and scene analysis 1353 RELATED CHAPTERS Chapter 9: Geometry and topology of polygonal linkages Chapter 18: Face numbers of polytopes and complexes Chapter 23: Voronoi diagrams and Delaunay triangulations Chapter 29: Geometric reconstruction problems Chapter 48: Robotics Chapter 52: Graph drawing Chapter 59: Geometric applications of the Grassmann-Cayley algebra Chapter 61: Sphere packing and coding theory REFERENCES [BCW02] L. Berenchtein, L. Chavez, and W. Whiteley. Inductive constructions for 2-rigidity: bases and circuits via tree partitions. Manuscript, York University, Toronto, 2002. [BJ03] A. Berg and T. Jord́an. A proof of Connelly’s conjecture on 3-connected circuits of the rigidity matroid. J. Combinatorial Theory Ser. B., 88:77–97, 2003. [BGH02] E. Bolker, V. Guillemin, and T. Holmes. How is a graph like a manifold? Preprint, MIT, Cambridge, 2002. [Con78] R. Connelly. A flexible sphere. Math. Intelligencer , 1:130–131, 1978. [Con82] R. Connelly. Rigidity and energy. Invent. Math., 66:11–33, 1982. [Con88] R. Connelly. Rigidity and sphere packing I, II. Structural Topology , 14:43–60, 1988 and 16:59–75, 1990. [CW96] R. Connelly and W. Whiteley. Second-order rigidity and pre-stress stability for tenseg- rity frameworks. SIAM J. Discrete Math., 9:453–492, 1996. [CDR03] R. Connelly, E. Demaine, and G. Rote. Straightening polygonal arcs and convexifying polygons. Discrete Comput. Geom., 30:205–239, 2003. [Cra] H. Crap o. On the generic rigidity of structures in the plane. Adv. in Appl. Math.,to app ear. [CW82] H. Crap o and W. Whiteley. Statics of frameworks and motions of panel structures:a pro jective geometric introduction. Structural Topology 6:43–82, 1982. [CW94] H. Crap o and W. Whiteley. Spaces of stresses, pro jections and parallel drawings for spherical polyhedra. Contrib. Alg. Geom., 35:259–281, 1994. [CW] H. Crapo and W. Whiteley, editors. The Geometry ofRigid Structures. Draft manuscript chapters, York University, Toronto. [ERR01] R. Erdahl, K. Rybnikov, and S. Ryshkov. On traces of d-stresses in skeletons of lower dimensions of homology d-manifolds. European J. Combin., 22:801–820, 2001. [GSS93] J. Graver, B. Servatius, and H. Servatius. Combinatorial Rigidity. Number 2 of AMS Monographs. Amer. Math. So c., Providence, 1993. [HOR+02] R. Haas, D. Ogdan, G. Rote, F. Santos, B. Servatius, H. Servatius, D. Souvaine, I. Streinu, and W. Whiteley. Planar minimally rigid graphs have pseudo-triangular embeddings. Manuscript, 2002. [JRKT01] D. Jacobs, A.J . Rader, L. Kuhn, and M. Thorpe. Protein flexibility predictions using graph theory. Proteins, 44:150–165, 2001. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1353
1354 W. Whiteley [Ros00] L. Ros. A Kinematic-Geometric Approach to Spatial Interpretation ofLine Drawings. PhD thesis. Technical University of Catalonia, 2000. Available at http://www-iri. upc.es/people/ros. [RSS03] G. Rote, F. Santos, and I. Streinu. Expansive motions and the polytop e of pointed pseudo-triangulations. In B. Aronov, S. Basu, J. Pach, and M. Sharir, editors, Discrete and Computational Geometry—The Goodman-Pol lack Festschrift , Algorithms Com- bin., pages 699–736. Springer-Verlag, Berlin, 2003. [RW81] B. Roth and W. Whiteley. Tensegrity frameworks. Trans. Amer. Math. Soc., 265:419– 446, 1981. [Ryb99] K. Rybnikov. Lifting and stresses of cell complexes. Discrete Comput. Geom., 21:481– 517, 1999. [SW02] F. Saliola and W. Whiteley. Rigidity of frameworks:Euclidean, spherical, hyperbolic, and pro jective. Preprint, York Univ., Toronto, 2002. [SW99] B. Servatius and W. Whiteley. Constraining plane configurations in CAD:combina- torics of directions and lengths. SIAM J. Discrete Math., 12:136–153, 1999. [Str03] I. Streinu. Combinatorial roadmaps in configuration spaces of simple planar p olygons. In S. Basu and L. Gonzalez-Vega, editors, Algorithmic and Quantitative Real Algebraic Geometry, volume 60 of DIMACS Ser. Discrete Math. Theoret. Comput. Sci., pages 181–205. Amer. Math. So c., Providence, 2003. [Sug86] K. Sugihara. Machine Interpretation ofLine Drawings. MIT Press, Cambridge, 1986. [TW00] T-S. Tay and W. Whiteley. A homological approach to skeletal rigidity. Adv. in Appl. Math., 25:102–151, 2000. [WW83] N. White and W. Whiteley. Algebraic geometry of stresses in frameworks. SIAM J. Alg. Disc. Meth., 4:53–70, 1983. [Whi84] W. Whiteley. Infinitesimally rigid polyhedra I:statics of frameworks. Trans. Amer. Math. Soc., 285:431–465, 1984. [Whi87] W. Whiteley. Rigidity and polarity I:statics of sheetworks. Geom. Dedicata , 22:329– 362, 1987. [Whi93] W. Whiteley. Matroids and rigidity. In Neil White, editor, Matroid Applications, pages 1–53 . Cambridge Univ. Press, 1993. [Whi94] W. Whiteley. How to describe or design a p olyhedron. J. Intel l. Robotic Syst., 11:135– 160, 1994. [Whi96] W. Whiteley. Some matroids from discrete applied geometry. In J. Bonin, J. Oxley, and B. Servatius, editors, Matroid Theory , volume 197 of Contemp. Math., pages 171–311. Amer. Math. So c., Providence, 1996. [Whi99] W. Whiteley. Rigidity of molecular structures:generic and geometric analysis. In P.M. Duxbury and M.F. Thorpe, editors, Rigidity Theory and Applications , Kluwer/Plenum, New York, 1999. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1354
1⁄2 ËÈÀ Ê È ÃÁÆ Æ Ç ÁÆ ÌÀ ÇÊ o o Ã Ø Ò× Ý Ò Âo o ÊÙ× ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ ÓÒ× Ö Ñ ØÖ ×Ô ÕÙ ÔÔ Û Ø ×ÓÑ Ñ ×ÙÖ ́Ò ØÙÖ Ð Ò ÐÐ Ü ÑÔÐ ×μ Ò Û ÐÐ ÐÐ× Ó Ø × Ñ Ö Ù× Ú Ø × Ñ ÚÓÐ ÙÑ ́Ñ ×ÙÖ μo × Ø Ó Ñ ØÖ ÐÐ× Ó Ø × Ñ Ö Ù× × ÐÐ ×Ô Ö Ô Ò Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó ÒÝ ØÛÓ ÐÐ× × Ñ ×ÙÖ Þ ÖÓo ÁÒ Ø × Û Ö Ø ×Ô × ¬Ò Ø Ñ ×ÙÖ Ø Ò× ØÝ Ó ×Ô Ö Ô Ò × ¬Ò × Ø Ö Ø Ó Ó Ø Ñ ×ÙÖ Ó Ø ÙÒ ÓÒ Ó Ø ÐÐ× ØÓ Ø Ñ ×ÙÖ Ó Ø Û ÓÐ ×Ô o ÁÒ Ø ÓØ Ö × ÓÒ Ò ÓÒ× Ö ×ÓÑ Ò ØÙÖ Ð Ð Ö ×Ù ×Ô Ó Ø ×Ô ̧ ×Ù × ÐÐ Ó Ð Ö Ö Ù×̧ Ò ¬Ò Ø Ò× ØÝ Ó ×Ô Ö Ô Ò × Ø Ð Ñ Ø Ó Ø Ö Ø Ó Ó Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ÚÓÐÙÑ ×o Ì Ñ Óר ÑÓÙ× Òר Ò Ó Ø × ÔÖÓ Ð Ñ × ×Ô Ö Ô Ò Ò Ù Ð Ò Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô ̧ Û Ö ÓÒ × × ÓÛ Ò× ÐÝ Ø × ÔÓ×× Ð ØÓ ¬ÐÐ Ê Ò Û Ø ÒÓÒÓÚ ÖÐ ÔÔ Ò ÐÐ× Ó ¬Ü ́ Ò Ý ÓÑÓ Ò ØÝ ̧ ÖÖ Ð Ú ÒØμ Ö Ù×o ÁÒ ÔÓ× Ò Ó 1Ø ÓÖ Ø Ò ÐÓ Ù ØÓ Ø ÔÖ Ú ÓÙ× ÕÙ ×Ø ÓÒ̧ ÓÒ ×Ô ¬ × ¬Ò Ø ÐÔ Ø Ó Õ Ð Ñ ÒØ× Ò Ñ ØÖ ́Ü Ýμ ÓÒ Ø × Ø Ò Ó Õ1 ÖÝ Ò1ØÙÔÐ × Ó Ø Ò × Ø À ÑÑ Ò Ñ ØÖ ̧ Ò Ò × Ø Ò ÐÐ Ø À ÑÑ Ò ×Ô o ÇÒ Ø Ò × × ÓÖ Ø × Þ Õ ́Ò μ Ó Ñ Ü Ñ Ð ×Ù × Ø ́ Ó μ Ó Ò ÓÖ Û ÒÝ ØÛÓ ÔÓ ÒØ× Ö Ø ×Ø Ò Ø Ð ×Ø Ô ÖØo ÓÖ 3⁄4 Ø ·1⁄2 ̧ Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø × × ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ ¬Ò Ò Ø Ð Ö ×Ø ×Ô Ö Ô Ò ́Ó Ö Ù× Øμ Ò Ø À ÑÑ Ò ×Ô o ÇÒ Ö ÕÙ ÒØÐ Ý Ö ÕÙ Ö × Ø ÒØ Ö× Ó ×Ô Ö Ô Ò Ò Ê Ò ØÓ ÓÖÑ Ð ØØ o Ì Ò ÐÓ ÓÙ× Ó 1Ø ÓÖ Ø Ö ÕÙ Ö Ñ ÒØ × Ø Ø Ø ÒØ Ö× ÒÓØ Ñ Ö ÐÝ ×Ù × Ø ÙØ ÑÓÖ ×ØÖ Ò ÒØÐÝ ×Ù ×Ô ̧ o o̧ Ø Ø Ø Ó × Ð Ò Öo ÁÒ Ë Ø ÓÒ 1⁄2o1⁄2 Û ÓÒ× Ö ×Ô Ö Ô Ò ̧ Ò Ò Ë Ø ÓÒ 1⁄2o3⁄4 Û ÓÒ× Ö ×Ô Ö Ô Ò Ò ÓÒÒ Ø ÓÒ Û Ø ×Ô Ö Ð Ó ×o Ï ÐÓÓ Ø ÖÖÓÖ1 ÓÖÖ Ø Ò Ó × ́ Ò ÐÙ Ò ÒÓÒÐ Ò Ö Ó × Ò Ó × Ò Ñ ØÖ × ÓØ Ö Ø Ò Ø À ÑÑ Ò μ Ò Ë Ø ÓÒ 1⁄2o ¿̧ Ò Ø Ø ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ Ó ×Ô Ö Ô Ò ×̧ × Û ÐÐ × Ô Ò × Ó ÑÓÖ Ò Ö Ð Ó ×̧ ÖÓÑ ÖÖ ÓÖ1 ÓÖÖ Ø Ò Ó ×̧ Ò Ë Ø ÓÒ 1⁄2o o 1⁄2o1⁄2 ËÈÀ Ê È ÃÁÆ Æ ÉÍ Ê ÌÁ ÇÊ ÅË ËÈÀ Ê È ÃÁÆ ÁÆ Ê Ò Ì ÛÓÖ ×Ô Ö ̧ × Ù× Ò Ô Ò Ø ÓÖÝ ̧ Ù×Ù ÐÐÝ ÒÓØ × ×ÓÐ ÐÐo Ì × × Ò ÓÒØÖ ×Ø ØÓ Ø Ù× Ò Ø Ö ×Ø Ó Ñ Ø Ñ Ø ×̧ Û Ö ×Ô Ö ÐÑÓר ÐÛ Ý× Ö Ö× ØÓ Ø ÓÙØ Ö ×ÙÖ ÐÓÒ o ÓÖ × ØÓÖ Ð Ö × ÓÒ×̧ Ø ×Ù Ø × Ñ× ×Ø Ò ÐÛ Ý× ØÓ ÐÐ ×Ô Ö Ô Ò ̧ Ú Ò Ø ÓÙ Ø Ø ÖÑ× ×Ô Ö Ò ÐÐ Ö ÒØ Ö Ò Ð Û Ø Ò Ø ×Ô Ö 1Ô Ò Ð Ø Ö ØÙÖ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1355
1⁄2¿ o o Ã Ø Ò× Ý Ò Âo o ÊÙ× ÄÇËË Ê Ì ÐÐ Ó Ö Ù× Ö Ö ÓÙÒ Ø ÓÖ Ò × Ò ́Öμ Ü ́ Ü 1⁄2 Ü Ò μ 3⁄4 Ê Ò Ü 3⁄4 1⁄2 · ¡¡¡ · Ü 3⁄4 Ò Ö 3⁄4 ÁØ× ÚÓÐ ÙÑ × Î Ò Ö Ò ̧ Û Ö Î Ò Ü3⁄4 Ò Ü 1⁄2 ¡¡¡ Ü Ò 3⁄4 Ò ́ Ò·1⁄2 3⁄4 μ ́Ò 1⁄2μ 3⁄4 ́1⁄2 · Òμ Ò 3⁄4 ́1⁄2 · Ò 3⁄4μ × Ø ÚÓÐÙÑ Ó ÙÒ Ø ÐÐ Ò Ò ́1⁄2μo ËÔ Ö Ô Ò Ò ÖÖ Ò Ñ ÒØ Ó ÐÐ× Ó Ø × Ñ Ö Ù×̧ Û Ó× ÒØ Ö ÓÖ× Ö × Ó ÒØo Ä ØØ Ì ÒØ Ö Ð ×Ô Ò Ó × × Ó Ê Ò o ÕÙ Ú Ð ÒØÐ Ý ̧ ÒÓÒ× Ò ÙÐ Ö Ð Ò Ö ØÖ Ò× ÓÖÑ Ó Ø ÔÓ ÒØ× Ò Û Ø ÒØ Ö ÓÓÖ Ò Ø ×o Ä ØØ Ô Ò Ó ×Ô Ö × Ì ÒØ Ö× Ó Ø ÐÐ× Ò Ø Ô Ò Ö ÐÐ Ø ÔÓ ÒØ× Ó Ð ØØ o Ò× ØÝ Ó ×Ô Ö Ô Ò Ä Ø È Ø ÙÒ ÓÒ Ó ÐÐ× Ò Ø Ô Ò È o Ì Ò× ØÝÓ È × ǼÈ μ Ð Ñ Ö 1⁄2 Î ÓÐ́È Ò ́Ö μμ Î Ò Ö Ò Å Ü ÑÙÑ Ô Ò Ò× ØÝ Ó Ø ×Ô Ö Ì × × Æ ́Òμ ×ÙÔ ǼÈ μ̧ Û Ö Ø ×ÙÔÖ ÑÙÑ × ÓÚ Ö Ô Ò × È Ó Ò o Ø ÖÑ Ò ÒØ Ó Ð ØØ Ì ÚÓÐ ÙÑ Ó Ø Ô Ö ÐÐ Ð Ô Ô ×Ô ÒÒ Ý × × ÓÖ Ø Ð ØØ £̧ ÛÖ ØØ Ò Ø £ Ø × Ò Ô Ò ÒØ Ó Ø × ×o ́ËÓÑ ÙØ ÓÖ× ÐÐ Ø Ø ÖÑ Ò ÒØ Ó Ð ØØ Ø ×ÕÙ Ö Ó Ø Ø ÚÓÐ ÙÑ o Ï Ö Ö ØÓ Ø ×ÕÙ Ö ÚÓÐÙÑ × Ø Ø ÖÑ Ò ÒØ Ó Ø ÕÙ Ö Ø ÓÖÑ ××Ó Ø Û Ø Ø Ð ØØ × ÐÓÛoμ Ò× ØÝ Ó Ð ØØ Ô Ò Ó ×Ô Ö × Á Ø Ñ Ò ÑÙÑ ×Ø Ò ØÛ Ò ÔÓ ÒØ× Ó Ø Ð ØØ £ × 3⁄4Ö̧ Ø Ò £ ÔÖÓÚ × Ô Ò ÓÖ ÐÐ× Ó Ö Ù× Ö̧ Ò Ø× Ò× ØÝ ׯ ́£μ Î Ò Ö Ò Ø £o Å Ü ÑÙÑ Ð ØØ 1Ô Ò Ò× ØÝ Ó Ø ×Ô Ö Ì ÕÙ ÒØ ØÝ Æ Ä ́Òμ ×ÙÔ Æ ́£μ̧ Ø × ÙÔÖ ÑÙÑ Ò Ø Ò ÓÚ Ö Ð ØØ Ô Ò × Ó Ò o Ì ÒØ Ö Ò× ØÝ Æ £ ́È μÓ Ô Ò È × ǼÈ μ Î Ò ̧Ø Ò ÙÑ Ö Ó ÐÐ ÒØ Ö× Ô Ö ÙÒ Ø ÚÓÐ ÙÑ Ó ×Ô Û Ò Ø Ñ Ò ÑÙÑ ×Ø Ò ØÛ Ò Ø ÒØ Ö× × ÒÓÖ1 Ñ Ð Þ ØÓ 3⁄4o Ò ÐÓ ÓÙ×Ð Ý ̧ Æ £ ́Òμ × Ù Ô Æ £ ́È μ Æ ́Òμ Î Ò Ò Æ £ Ä ́Òμ Æ Ä ́Òμ Î Ò o Ì Ñ Ò ÔÖÓ Ð Ñ Ò Ø Ø ÓÖÝ Ó ×Ô Ö Ô Ò × Ø Ø ÖÑ Ò Ø ÓÒ Ó Ø ÕÙ ÒØ Ø × Æ Ò Æ Ä Ò Ú Ò Ñ Ò× ÓÒ Òo Ò× Ô Ò Û × ÈÖÓ Ð Ñ 1⁄2 Ó À Ð ÖØ3 × ÑÓÙ× ÔÖÓ Ð Ñ Ð ×Ø À Ð1⁄41⁄2 o ËÓÑ ÙØ ÓÖ× ÜÔÖ ×× Ö ×ÙÐ Ø× Ò Ø ÖÑ× Ó ÒØ Ö Ò× ØÝ Æ £ ́Òμ Òר ̧ ÓÖ Ò Ø ÖÑ× Ó ÐÓ 3⁄4 Æ £ ́Òμ ÉÍ Ê ÌÁ ÇÊÅË ÁÆ Ò Î ÊÁ Ä Ë ÄÇËË Ê ÉÙ Ö Ø ÓÖÑ ××Ó Ø Û Ø Ð ØØ Á Ð ØØ £ × Ø ÒØ Ö Ð ×Ô Ò Ó Ø Ú ØÓÖ × Ð 1⁄2 Ð Ò ̧ Û Ö Ø ÖÓÛ× Ó Ø Ò ¢ Ò Ñ ØÖ Ü Ä ́ Ð μ̧ Ø Ò Ø × × Ø ÔÓ× Ø Ú ¬Ò Ø ÕÙ Ö Ø ÓÖÑ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1356
ÔØ Ö 1⁄2 ËÔ Ö Ô Ò Ò Ó Ò Ø ÓÖÝ 1⁄2¿ Ä ́Ü 1⁄2 Ü Ò μ ́ Ò 1⁄2 Ü Ð Ò 1⁄2 Ü Ð μ Ò 1⁄2 Ü Ü Û Ö ́ μ ÄÄ Ì o ́À Ö Ì Ñ Ò× ØÖ Ò×Ô Ó× oμ Ì × ÝÑÑ ØÖ ÔÓ× Ø Ú ¬Ò Ø Ñ ØÖ Ü × ÐÐ Ò ÒÒ Ö ÔÖÓ Ù Ø Ñ ØÖ Ü ÓÖ Ø Ð ØØ £̧ Ò Ø Ø × Ø Ø ÖÑ Ò ÒØ Ó Ø ÕÙ Ö Ø ÓÖÑ ××Ó Ø Û Ø Ø Ð ØØ o Ì Ö Ø Ñ Ø Ñ Ò ÑÙÑ Ó Ø ÔÓ× Ø Ú ¬Ò Ø ÕÙ Ö Ø ÓÖÑ ́Ü 1⁄2 Ü Ò μ × Ǻ μ Ø ×Ñ ÐÐ ×Ø Ú ÐÙ Ø Ò ÓÒ Ý ÓÒ Ò Ò Ç o À ÖÑ Ø 3× ÓÒר ÒØ × ­ Ò × Ù Ô ́ Ǻ μ Ò Ô Ø μ̧ Ø × ÙÔÖ ÑÙÑ Ø Ò × Ú Ö × ÓÚ Ö ÔÓ× Ø Ú ¬Ò Ø ÕÙ Ö Ø ÓÖ Ñ× Ò Ò Ú Ö Ð ×o Á Ǻ μ Ò Ô Ø ­ Ò ̧Ø Ò × ÐÐ ×Ó ÐÙØ ÐÝ ÜØÖ Ñ o À ÖÑ Ø 3× ÓÒר ÒØ × Ö Ð Ø ØÓ Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒØ Ö Ð ØØ 1Ô Ò Ò× ØÝÓ ×Ô Ö Ý Ô ­ Ò 3⁄4 Ò Æ £ Ä ́Òμ Ì Ù×̧ Ø ÓÑ ØÖ ÔÖÓ Ð Ñ Ó ¬Ò Ò Ø Ò× ×Ø Ð ØØ Ô Ò Ó ×Ô Ö × ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ Ø ÒÙÑ Ö1Ø ÓÖ Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó Ñ Ü Ñ Þ Ò Ø Ö Ø Ñ Ø Ñ Ò ÑÙÑ Ó ÔÓ× Ø Ú ¬Ò Ø ÕÙ Ö Ø ÓÖÑ Ó ¬Ü Ø ÖÑ Ò ÒØo Ì × Û ÐÐ1 ÒÓÛÒ ÕÙ Ú1 Ð Ò × Ó Ø Ò Ù Òר Ø Ô Ô Ö× ÓÒ Ö Ø Ñ Ø Ñ Ò Ñ Ö ÕÙ ÒØÐÝ ÓÒ3Ø Ñ ÒØ ÓÒ ×Ô Ö Ô Ò ̧ Ò Ú Ú Ö× o Ì ×ØÓÖ Ð ØÖ Ò × ØÓÛ Ö ×Ø Ø Ò Ö ×ÙÐ Ø× Ò Ø ÖÑ× Ó ×Ô Ö Ô Ò o Ä ÅÁÆ Ì Ä ÌÌÁ Ë ¬Ò £ 1⁄4 × Ø ØÖ Ú Ð Ð ØØ ÓÒ× ×Ø Ò Ó ÓÒ ÔÓ ÒØo ÓÖ Ò 1⁄23⁄4 ¿ ̧Û ÙÒ1 Öר Ò Ð Ñ Ò Ø Ð ØØ £ Ò ØÓ ÒÝ Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ð ØØ Û Ø Ø × Ø Ö ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ö× Ø̧ Ø× Ñ Ò ÑÙÑ ×Ø Ò × 3⁄4o Ë ÓÒ ̧ ×ÓÑ £ Ò 1⁄2 × ×Ù Ð ØØ o Ò Ø Ö ̧ £ Ò × Ñ Ò Ñ Ð Ø ÖÑ Ò ÒØ ÑÓÒ Ð ØØ × × Ø × Ý Ò Ø ¬Öר ØÛÓ ÓÒ Ø ÓÒ×o ÆÓØ Ø Ø Ø × ÒÓØ ÔÔ Ö ÒØ ÖÓÑ Ø ¬Ò Ø ÓÒ ÓÛÑ Ò Ý Ð Ñ Ò Ø Ð ØØ × Ø Ö Ö o ÁØ ØÙÖ Ò× ÓÙØ Ø Ø Ø Ö Ö ØÛÓ £ 1⁄21⁄2 3×̧ Ø Ö £ 1⁄23⁄4 3×̧ Ò Ø Ö £ 1⁄2¿ 3×o ÓÖ ÐÐ Ø ÓØ Ö Ú ÐÙ × Ó Ò Ò 1⁄4 Ò 3⁄4 ̧ Ø Ö × Ü ØÐÝ ÓÒ £ Ò o Ì Ö Ö Ü ØÐÝ 3⁄4¿ « Ö ÒØ£ 3⁄4 3×̧ Ò ÓÖ Ò 3⁄4 Ø Ö Ö ÔÖÓ ÐÝ Ö Ø Ñ ÒÝ o Ì Ä Ð ØØ ̧ £ 3⁄4 ̧ × ÔÖÓ ÓÙÒ Ò­Ù Ò ÓÒ ÐÐ ×Ñ ÐÐ Ö Ñ Ò× ÓÒ×̧ Ò Ò ÐÐ Ó Ø ÐÓ× ×Ø Ð ØØ Ô Ò × Ó ×Ô Ö × Ø Ø Ú Ò ÓÙÒ ØÓ Ø Ö × Ø ÓÒ× Ó Ø Ä Ð ØØ o Ì × Ò× Ð ØØ × Ö Ø Ð ØØ × £ Ò ÓÖ 1⁄2 Ò 3⁄4 Ü ÔØ Ò Ò 1⁄2 1⁄21⁄23⁄4 1⁄2¿̧ ÓÖ Û Ø Ö Ö Ò× Ö Ö Ó×× × Ø ÓÒ× Ó £ 3⁄4 ̧ ÐÐ Ã 1⁄21⁄2 ̧ à 1⁄23⁄4 ̧ Ò Ã 1⁄2¿ Ò Ë o ÁØ × Ñ× Ö ×ÓÒ Ð ØÓ ÓÒ× Ö Ø Ñ Ò× ÓÒ× ÙÔ ØÓ 3⁄4 × Ô Ö Ø ÐÝ o ÁÅ ÆËÁÇÆË ÍÈ ÌÇ 3⁄4 Ì Ú ÐÙ × Ó Æ Ä ́Òμ Ö Ò Ó ÛÒ ́ o o̧ ÔÖ ÓÚ μ Ò Ñ Ò× ÓÒ× Ò ̧ Ò ÓÒ ØÙÖ Û Ø ÑÓ ×Ø ÓÒÚ Ø ÓÒ Ò Ñ Ò× ÓÒ× Ò 3⁄4 o ÁØ × Ø ÓÖ Ñ Ù ØÓ Ì Ù Ì Ù1⁄21⁄4 Ø Ø Æ Ä ́3⁄4μ Æ ́3⁄4μ Ô 1⁄23⁄4o Ì × × Ø Ò× ØÝ Ó Ø Ù×Ù Ð Ü ÓÒ Ð Ô Ò Ó Ö Ð × Ò Ø ÔÐ Ò ̧ × ÓÛÒ Ò ÙÖ 1⁄2o 1⁄2o1⁄2o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1357
1⁄2¿ o o Ã Ø Ò× Ý Ò Âo o ÊÙ× Á ÍÊ 1⁄2o 1⁄2o1⁄2 ÐÓ× ×Ø Ô Ò Ó Ö Ð × Ò Ø ÔÐ Ò o Ù×× ÔÖÓÚ Ø Ø Æ Ä ́¿μ Ô 1⁄2 1⁄4 o Ì × × Ø Ò× ØÝ Ó Ø ×Ó1 ÐÐ 1 ÒØ Ö Ù Ð ØØ ̧× Ó ÛÒ Ò ÙÖ 1⁄2o1⁄2 o3⁄4̧ Û × Ò Ö Ø ÝØ Ö ÕÙ Ð Ú ØÓÖ ×̧ Ó Û Ñ × Ò Ò Ð Ó ¿ Û Ø Ø ÓØ Ö ØÛÓo ÓÖ ÐÑÓר ÓÙÖ ÒØÙÖ × Ø Ã ÔÐ Ö ÓÒ ØÙÖ Ø Ø Æ ́¿μ Æ Ä ́¿μ Ô 1⁄2 Ö Ñ Ò ÓÔ Òo 1⁄2 Ì ÊÓ Ö× ÓÙÒ Ú × Ǽ¿μ ̧ Û Û × Ñ ÔÖÓÚ Ý Ä Ò × Ý Ä Ò Ǽ ¿ μ Ò Ø Ò Ý ÅÙ Ö ÅÙ ¿ ̧ Û Ó ÓÙÒ Ø Ø Ǽ ¿ μ ¿1⁄4 o Ò ÐÐÝ ̧ Ø Ã ÔÐ Ö ÓÒ ØÙÖ Û × ÔÖ ÓÚ Ý À Ð × Ò 1⁄2 ́× × Ò ÐÝ ÛÖ ØØ Ò ÓÚ ÖÚ Û À Ð1⁄41⁄4 μ Á ÍÊ 1⁄2o1⁄2o 3⁄4 Ì Ò× ×Ø Ð ØØ Ô Ò Ó ×Ô Ö × Ò Ø Ö Ñ Ò× ÓÒ ×̧ Û × Ð×Ó Ø Ò× ×Ø Ô Ò o ÁØ × ÒØ Ö ×Ø Ò ØÓ × Û Ò Ø ×Ø ÒÓÛÒ Ú ÐÙ Ó Æ ́Òμ × Ö Ø Ò Æ Ä ́Òμ ÓÖ Ò 3⁄4 ́× Ì Ð 1⁄2o 1⁄2o1⁄2o μo Ì Ö ÒØ ÔÖÓ Ö ×× Ò ÓÒ× ØÖÙ Ø Ò ÒÓÒÐ ØØ Ô 1 Ò × Ò× Ö Ø Ò Ð ØØ ÓÒ × ×Ø ÖØ ÖÓÑ Î Ö Ý3× 3⁄41⁄41 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô Ò Î Ö o ÁÑÑ Ø ÐÝ Ø ÖÛ Ö ̧ ÓÒÛ Ý Ò ËÐÓ Ò Ë ÓÙÒ Ø Ø Î Ö Ý3× ÒÓÒÐ ØØ Ô Ò Ò ÐÓ Ù × Ò Ñ Ò× ÓÒ 3⁄43⁄4 ́ Ò Ñ Ò× ÓÒ× Ø ÖÓÙ μ̧ Û Ð × Ó × Ø Ò Û Ò× ØÝ Ö ÓÖ ×o Ì Ä 1⁄2o1⁄2 o1⁄2 ÓÑÔ Ö ×ÓÒ Ó ÒÓÛÒ Ú ÐÙ × Ó Æ £ Ò Æ £ Ä o ÁÅ ÆË ÁÇÆ Ò Æ £ Ä ́Òμ Æ £ ́Òμ Æ Æ Ä 1⁄21⁄4 1⁄2 1⁄2 Ô ¿ 1⁄23⁄4 1⁄2 1⁄4 3⁄4¿ 1⁄21⁄2 Ò 1⁄2¿ 1⁄2 1⁄2 Ô ¿ 3⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄2 Ô ¿ ¿ 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 3⁄41⁄4 1⁄2 1⁄21⁄4 3⁄4 ¿1⁄2 1⁄2 1⁄4 3⁄4¿1⁄4 3⁄43⁄4 1⁄2 3⁄4 Ô ¿ 1⁄21⁄2 1⁄21⁄2 3⁄4 3⁄4¿ ¿ 1⁄21⁄4 Ô ¿ 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 Ò Ö Ø Ò Ø ÑÓ Ù× Ó Ø Ø ÐÐ Ô Ý× ×Ø× ÃÆ ÇÏ Ò ÐÐ Ñ Ø Ñ Ø Ò× ÄÁ Î Ø Ø ooo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1358
ÔØ Ö 1⁄2 ËÔ Ö Ô Ò Ò Ó Ò Ø ÓÖÝ 1⁄2¿ Ì Ò× ×Ø Ð ØØ Ô Ò × ÒÓÛÒ Ò Ñ Ò× ÓÒ× ÙÔ ØÓ Ò 1⁄21⁄4 Ò Ó Ø Ò ÖÓÑ Ø Ö ÔÖ ××ÓÖ× Ñ Ö ÐÝ Ý Ó Ò Ò Ò Û × × Ú ØÓÖ Ó Ø × Ñ Ð Ò Ø × ÐÐ Ø ÓØ Ö×o ÍÒ ÓÖ ØÙÒ Ø ÐÝ Ø 1⁄21⁄21 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ò× Ð ØØ × ÒÓØ Ó Ø Ò Ð Ò Ø × Û Ý ÓÒ ÑÙ× Ø ×Ø ÖØ ÖÓÑ × Ö Ø o Ä Ø ́ μ Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ø Ò1 Ý1Ø Ò Ñ ØÖ Ü 1⁄4 3⁄4 3⁄4 1⁄4 1⁄4 3⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 3⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4 1⁄2 3⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 3⁄4 3⁄4 3⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 3⁄4 3⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄2 3⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 ÇÙÖ Ð ØÝ ØÓ Ù Ð Ý Ò ¬Ü 1Ð Ò Ø × × Ú ØÓÖ× Ø ÖÓÙ Ñ Ò× ÓÒ Ø Ò × Ö ­ Ø Ð Ö ÐÐÝ Ò ÔÖ ÓÔ ÖØÝ Ó Ø × ÕÙ Ö Ø ÓÖÑ Ù ØÓ ÙÒ Ý ́Ü 1⁄2 Ü 1⁄21⁄4 μ 1⁄21⁄4 1⁄2 Ü Ü 3⁄4 ́ Ü 3⁄4 · Ü ¿ · Ü · Ü · 1⁄2 3⁄4 Ü μ 3⁄4 ·3⁄4 ́ Ü 1⁄2 · Ü 3⁄4 · 1⁄2 3⁄4 Ü μ 3⁄4 ·3⁄4 ́ Ü 1⁄2 · Ü ¿ · 1⁄2 3⁄4 Ü μ 3⁄4 ·3⁄4 ́ Ü · 1⁄2 3⁄4 Ü · 1⁄2 3⁄4 Ü 1⁄21⁄4 μ 3⁄4 ·3⁄4 ́ Ü · 1⁄2 3⁄4 Ü · 1⁄2 3⁄4 Ü 1⁄21⁄4 μ 3⁄4 ·3⁄4 ́ Ü · 1⁄2 3⁄4 Ü · 1⁄2 3⁄4 Ü 1⁄21⁄4 μ 3⁄4 ·3⁄4 ́ Ü · 1⁄2 3⁄4 Ü · 1⁄2 3⁄4 Ü 1⁄21⁄4 μ 3⁄4 ·3⁄4 ́ Ü · Ü · Ü · 1⁄2 3⁄4 Ü μ 3⁄4 ·3⁄4 ́ Ü · 1⁄2 3⁄4 Ü 1⁄21⁄4 μ 3⁄4 · ¿ 3⁄4 Ü 3⁄4 1⁄21⁄4 Ì ÔÖ ÓÔ ÖØÝ ×Ø Ø ́Ü 1⁄2 Ü μ ́Ü 1⁄2 Ü 1⁄4 1⁄4μ × Ò × ÓÐÙØ ÐÝ ÜØÖ Ñ ÕÙ Ö Ø ÓÖÑ Ò Ú Ö Ð × ÓÖ 1⁄2 ̧ Ò Ú ÖÝ ÔÖÓ ÐÝ × ÓÒ ÓÖ 1⁄21⁄4 × Û ÐÐo Ì Ù× Ò Û ÒÒ Ö ÔÖÓ Ù Ø Ñ ØÖ Ü Ò Ó Ø Ò ÖÓÑ Ø ÔÖ Ú ÓÙ× ÓÒ Ý Ò Ò Û ÓÐÙÑ Ò ØÓ Ø Ö Ø̧ Ò Ø× ØÖ Ò×Ô Ó× ØÓ Ø ÓØØÓŅ̃ Ó Ø ÔÖ Ú ÓÙ× Ñ ØÖ Üo ÐØ ÓÙ Ø × ÒÓØ Ô Ó×× Ð ØÓ Ø Ô ×Ø Ò 1⁄21⁄4 Ò Ø Ñ ÒÒ Ö × Ö ÓÚ ̧ Ø × ÒÓÒ Ø Ð ×× ÔÓ×× Ð ̧ × ×Ø Ø Ò Ø ÔÖ Ú ÓÙ× × Ø ÓÒ̧ ØÓ Ó Ø Ò ÐÐ Ø ×Ø Ð ØØ Ô Ò × ÒÓÛÒ ÙÔ ØÓ Ò 3⁄4 ÝØ Ò Ò Ø Ö× Ø ÓÒ× Ó Ø 3⁄4 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ä Ð ØØ £ 3⁄4 ́ØÓ ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ò Ë Ø ÓÒ 1⁄2o μ Û Ø ÖØ Ò ×Ù ×Ô ×o ÅÓÖ ÓÚ Ö̧ Ø ×Ø ÒÓÛ Ò ÒØ Ö Ò× Ø × ØØ Ò ÓÖ Ð ØØ Ô Ò × Ó Ò Ö × ÝÑÑ ØÖ ÓÙØ Ò 1⁄23⁄4o Ä Ø Ù× ÛÖ Ø ́Üμ ÓÖ Ø Ö ÔÖÓ Ð Ó Ø ÔÖ ×ÙÑ ÐÝ ÓÔØ Ñ Ð ÒØ Ö Ò× ØÝ ÓÖ Ð ØØ Ò Ñ Ò× ÓÒ× 1⁄23⁄4 ¦ Ü ÓÖ 1⁄4 Ü 1⁄23⁄4o ÁØ× Ú ÐÙ × Ö × ÙÑÑ Ö Þ Ò Ì Ð 1⁄2o1⁄2o 3⁄4o ÁÅ ÆËÁÇÆË ÍÈ ÌÇ 3⁄41⁄4 Ì ×Ø Ô Ò × ÒÓÛÒ Ò Ø × Ñ Ò× ÓÒ× Ö ×Ø ÐÐ ÖÐÝ ÓÓ ̧ ÙØ Ð ×× Ð ÐÝ ØÓ ÓÔØ Ñ Ð Ø Ò Ø Ó× Ó ÐÓÛ Ö Ñ Ò× ÓÒo ́Ë Ì Ð 1⁄2o 1⁄2o¿o μ Ì ×Ù ×× Ò Ø × Ñ Ò× ÓÒ× × Ù ØÓ Ø Ö × Ù Ð Ò­Ù Ò × Ó ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ÒØ× ×Ù ×Ø © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1359
1⁄2¿ 1⁄4 o o Ã Ø Ò× Ý Ò Âo o ÊÙ× Ì Ä 1⁄2o1⁄2o3⁄4 Ê ÔÖÓ Ð ÒØ Ö Ò× Ø × Ó Ø Ò× ×Ø ÒÓÛ Ò Ð ØØ Ô Ò × Ó Ò Ò Ñ Ò× ÓÒ× ÙÔ ØÓ 3⁄4 o Ü 1⁄23⁄4 1⁄21⁄2 1⁄21⁄4 ¿ 3⁄4 1⁄2 1⁄4 ́Üμ 1⁄2 3⁄4 3⁄4 Ô ¿ Ô 3⁄4 Ô 3⁄4 Ô ¿ 1⁄2 1⁄2 1⁄2 Ô 3⁄4 1⁄2 Ô ¿ 1⁄2 Ô ¿ 3⁄4 Ì Ä 1⁄2o1⁄2o¿ × 3⁄4 ÐÓ Ö Ø Ñ× Ó ÒØ Ö Ò× Ø × Ó ×ÓÑ Ð ØØ Ô Ò × Ò ÑÓ Ö1 Ø ÐÝ Ð Ö Ñ Ò× ÓÒ ×̧ Ò ÓÑÔ Ö ×ÓÒ Û Ø ÙÔÔ Ö Ò ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ×o ÁÅ ÆË ÁÇÆ Ò ÄÇÏ Ê ÇÍÆ ÌÌ ÁÆ ÍÈÈ Ê ÇÍÆ ËÇÍÊ ¿3⁄4 3⁄43⁄4 1⁄2 ¿ 3⁄4 ÉÙ Ñ ÒÒ ¿ 1⁄21⁄4 1⁄2 1⁄4 ¿ Ã× × Ò 1È ×ÙÔ Ø Ý 3⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄4¿ 1⁄2 3⁄4 Ì ÓÑÔ ×ÓÒ 1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4 Ð × 1⁄4 1⁄4 1⁄2 ¿ 3⁄4 Ã× × Ò 1È ×ÙÔ Ø Ý 3⁄4 1⁄2 ¿1⁄2 1⁄2 Ð × 1⁄4 3⁄41⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄4 Ë Ó 1⁄21⁄4 ¿ ¿ 1⁄41⁄2 1⁄4 3⁄41⁄4 1⁄23⁄4 1⁄4 3⁄4 1⁄4 1⁄21⁄2 Ð × 3⁄4 3⁄4 3⁄4 1⁄4 ¿ 1⁄4 1⁄23⁄4 3⁄41⁄2 1⁄23⁄4 1⁄21⁄43⁄4 3⁄41⁄41⁄2 3⁄41⁄41⁄2 3⁄4 3⁄4 1⁄2 3⁄41⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄2 3⁄4 Ü ×Ø Ò Ó ×Ô Ð Ð Ö ÙÖÚ ×̧ Ò Ø Ø1 Ò ØÛ ÒØÝ1 ÓÙÖ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô Ò × Ò £ 3⁄4 ̧ Ø Ä Ð ØØ o 1⁄2o3⁄4 ËÈÀ ÊÁ Ä Ç Ë Æ Æ Ê Ä ÇÍÆ Ë ÇÆ ËÈÀ Ê 1È ÃÁÆ ÆËÁ Ì È ÃÁÆ ÁÆ ÌÀ ÍÆÁÌ ËÈÀ Ê ̧ ÇÊ ËÈÀ ÊÁ Ä Ç Ë ÓÒ× Ö Ø ÙÒ Ø ×Ô Ö Ë Ò Ò ́Ò· 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ù Ð Ò ×Ô Ê Ò·1⁄2 × Ñ ØÖ ×Ô Û Ø Ò ÙÐ Ö ×Ø Ò ́Ø Ê Ñ ÒÒ ×Ô Ö μ Ò Ø× Ô Ò Ý Ñ ØÖ ÐÐ× Ó Ö Ù× 3̧ oo ̧ Ý ×Ô Ö Ð Ô× Ó Ò ÙÐ Ö Ö Ù× 3o Ì ÒØ Ö× Ó ÒÝ× Ù Ô Ò ÓÖÑ ×Ó1 ÐÐ ×Ô Ö Ð Ó Û Ø Ñ Ò Ñ Ð Ò ÙÐ Ö ×Ø Ò 3⁄43 ́ Ò Ö ̧ 3⁄431× Ô Ö Ð Ó μ̧ × Ò Ø Ò Ð ØÛ Ò ÒÝØ ÛÓ ×Ø Ò Ø ÔÓ ÒØ× Ó × Ø Ð ×Ø 3⁄43 Ì Ò× ØÝ Ó Ô Ò Û Ø Ô× Ó Ò ÙÐ Ö Ö Ù× 3 × ¬Ò × 1⁄2 Ò Ò ́3μ̧ Û Ö Ò ́3μ ́ ×Ò 3μ Ò Ò 1⁄2 1⁄2 1⁄4 Ü Ò 1⁄2 Ü Õ 1⁄2 Ü 3⁄4 × Ò 3⁄4 ́3μ × Ø Ñ ×ÙÖ Ó Ô Ó Ò ÙÐ Ö Ö Ù× 3 Ò Ò 3⁄4 Ò ́ 3⁄4 μ ́ Ò ·1⁄2 μ Î Ò·1⁄2 × © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1360
ÔØ Ö 1⁄2 ËÔ Ö Ô Ò Ò Ó Ò Ø ÓÖÝ 1⁄2¿ 1⁄2 Ø Ñ ×ÙÖ Ó Ø ×ÙÖ Ó Ë Ò Ä Ø ǺÒ 3μ Ø Ð Ö ×Ø Ô Ó×× Ð Ö Ò Ð ØÝÓ 31× Ô Ö Ð Ó Ò ǼÒ 3μ ǺÒ 3⁄43μ Ò ́3μ Ò Ø Ð Ö ×Ø ÔÓ×× Ð Ô Ò Ò× ØÝ ÒË Ò Û Ø Ô× Ó Ò ÙÐ Ö Ö Ù× 3 Ì Ö × Ò ØÙÖ Ð Ö Ð Ø ÓÒ× Ô ØÛ Ò Ò× ×Ô Ö Ô Ò Ò Ù Ð Ò ×Ô Ò Ô Ò Ò Ø ×Ô Ö ̧ Ò Ñ ÐÝ ̧ Æ ́Òμ Ð Ñ 3 1⁄4 ǼÒ 3μ Ì Ú ÐÙ ́Òμ ǺÒ 1⁄2 ¿μ × ÒÓÛÒ × Ø ×× Ò ̧ ÓÖ ÓÒØ Ø ÒÙÑ Ö̧ Ò ÕÙ Ð× Ø Ñ Ü Ñ Ð ÒÙÑ Ö Ó ÕÙ Ð ×Ô Ö × Ò Ê Ò Ø Ø ØÓÙ Ó Ò ×Ô Ö Ó Ø × Ñ Ö Ù× Û Ø ÓÙØ ÓÚ ÖÐ ÔÔ Ò o ÓÖ ¿1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô Ø Û × Ø ×Ù Ø Ó × Ù×× ÓÒ ØÛ Ò Æ ÛØÓÒ ́ ́¿μ 1⁄23⁄4μ Ò Ö ÓÖÝ ́ ́¿μ 1⁄2¿μ Ø Ø Ò Ó Ø 1⁄2 Ø ÒØÙÖ Ý o ËÔ Ö Ð Ó × Ð×Ó Ú Ñ Ò Ý ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ò ÓÑÑÙÒ Ø ÓÒ× × × Ø× Ó × Ò Ð× ÓÖ Ú Ö ÓÙ× ÑÓ ÙÐ Ø ÓÒ × Ñ ×o ÓÖ 3 3⁄4 Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó ×Ô Ö Ð Ó × ́ÓÖ Ô Ò Ó Ô× Ò Ë Ò μ ×× Ó Ð Ú ÓÑ ÔÐ Ø ÐÝ ̧ Ù ØÓ Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ê Ò Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × Ê Ò ǺÒ 3μ 1⁄2 Ó× 3 Ó× 3 Ó× 3 1⁄4 ǺÒ 3μ 3⁄4́Ò ·1⁄2 μ 1⁄2 Ó× 3 1⁄2 ́Ò · 1⁄2μ Ó× 3 Ó× 3 1⁄2 ́Ò ·1⁄2 μ Û × ÓÛ Ø Ø Ø Ö ÙÐ Ö × ÑÔÐ Ü ÓÒ ·1⁄2Ú ÖØ × ́ 1⁄2 Ò· 1⁄2μ Ò Ø × Ø Ó Ú ÖØ × Ó Ø Ó Ø ÖÓÒ ¦ Ö ÓÔØ Ñ Ð ×Ô Ö Ð Ó ×o À Ò ̧ ÓÖ 3 3⁄4 Ø × ÒÓØ ÔÓ×× Ð ØÓ ÖÖ Ò ÑÓÖ Ø Ò Ð Ò Ö ÒÙÑ Ö Ó ÔÓ ÒØ× ́ Ò Ø̧ ÒÓØ ÑÓÖ Ø Ò 3⁄4́Ò · 1⁄2μμ ÓÒ Ë Ò Ò ×Ù Û Ý Ø Ø Ø Ò Ð ØÛ Ò ÒÝ ØÛÓ ÔÓ ÒØ× × Ø Ð ×Ø 3 ÀÓÛ Ú Ö̧ ÓÖ ÒÝ ¬Ü 3 3⁄4 ÓÒ Ò ×Ô Ý ÜÔ ÓÒ ÒØ ÐÐÝ Ñ ÒÝ ÔÓ ÒØ× ÓÒ Ë Ò Û Ø Ø × Ö ÔÖÓÔ ÖØÝ o ÁÒ ̧ ÒÝ ÓÔØ Ñ Ð 31× Ô Ö Ð Ó × Ø Ø × Ñ Ø Ñ ÓÚ Ö Ò Ó Ë Ò Ý Ô× Ó Ò ÙÐ Ö Ö Ù× 3o Ë Ò Ø Ò× ØÝÓ Ò Ý Ó Ú Ö Ò × Ø Ð ×Ø 1⁄2 Ø ÓÐÐ ÓÛ× Ø Ø Ë ǺÒ 3μ Ò Ò ́3μ ́× Ò 3μ Ò ÓÖ 3 3⁄4 ÓÖ̧ ÕÙ Ú Ð ÒØÐ Ý ̧ Ò 1⁄2 ÐÓ ǺÒ 3μ ÐÓ × Ò 3 ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × Ó Ê Ò Ò Ò ÓÜ Ø Ö ×Ø Ø Ø Ø Ò 1⁄2 ÐÓ ǺÒ 3μ ÐÓ × Ò́3 3⁄4μ 1⁄4 ·Ó́ 1⁄2μ Ì ×Ø ÒÓÛÒ × ÝÑÔØÓØ ÓÙÒ ́Ø ÃÄ ÓÙÒ ÃÄ μ Û × Ó Ø Ò Ý ×Ø 1 Ð × Ò Ô Ö Ð Ø ÓÒ× Ô ØÛ Ò Ø × Þ Ó ×Ô Ö Ð Ó ́ Ò Ø× ÓÑ Ò 1 ØÓÖ Ð ÔÖ ÓÔ ÖØ × × Ä Ú μ̧ ÓÒ Ø ÓÒ Ò ̧ Ò ÞÓÒ Ð ×Ô Ö Ð ÙÒ Ø ÓÒ× Ó ËḈÒ · 1⁄2μ̧ ÓÒ Ø ÓØ Ö Ò o ÁØ ÓÐÐ ÓÛ× ÖÓÑ Ø Ø ÓÖÝ Ó ÖÓÙÔ Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ× Ø Ø ÓÒØ ÒÙÓÙ× Ò ÒÚ Ö 1 ÒØ ́ÙÒ Ö Ø Ø ÓÒ Ó Ø ÖÓÙÔ ËḈÒ · 1⁄2μμ ÖÒ Ð ́Ü Ýμ × ÔÓ× Ø Ú × Ñ ¬Ò Ø ́ÓÖ ÒÓÒÒ Ø Ú ¬Ò Ø μ̧ o o̧ ́Ü Ýμ ́́Ü Ýμμ 1⁄4 · Æ 1⁄2 Ù ́Ü μÙ ́Ýμ 1⁄4 1⁄4 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1361
1⁄2¿ 3⁄4 o o Ã Ø Ò× Ý Ò Âo o ÊÙ× Ò ÓÒÐÝ ́Øμ 1⁄4 Ñ ́Øμ Û Ö 1⁄4 ÓÖ ÐÐ 1⁄2̧ 1⁄4 1⁄4̧ Ñ ́ Ò 1⁄2μ 3⁄4̧ Ò Ñ ́Øμ 3⁄4 1⁄4 ́ 1⁄2μ · Ñ 1⁄2 ́3⁄4Øμ 3⁄4 Ö Ø Ò Ù Ö̧ ÓÖ ÙÐ ØÖ ×Ô Ö Ð ÔÓÐ ÝÒÓ Ñ Ð×o ÓÒ× Ö Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ́Øμ Û Ø Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ÔÖ ÓÔ ÖØ × 1⁄2μ 1⁄4 1⁄4 Ò 1⁄4 ÓÖ ÐÐ 1⁄2 3⁄4μ ́Øμ 1⁄4 ÓÖ 1⁄2 Ø Ó× 3o Ì Ò ÓÖ Ò Ö ØÖ ÖÝ 31× Ô Ö Ð Ó Û Ú Ë Ü Ý3⁄4 ́́Ü Ýμμ 1⁄4 3⁄4 · Ü3⁄4 Ù ́Üμ 3⁄4 1⁄4 3⁄4 ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ Ë Ü Ý3⁄4 ́́Ü Ýμμ · Ü Ý3⁄4 ́́Ü Ýμμ ́1⁄2μ À Ò Û Ó Ø Ò Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ò ÕÙ Ð ØÝ ̧ Ó Ø Ò ÐÐ Ø Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÓÙÒ ́× Ë μ ǺÒ 3μ ́1⁄2μ 1⁄4 Ì ÓÔØ Ñ Ð Ó Ó Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð ́Øμ × Ò ÓÔ Ò ÔÖÓ Ð Ño Ï Ø Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ́Øμ ́ Ñ ·1⁄2 ́Øμ Ñ ́×μ Ñ ́Øμ Ñ ·1⁄2 ́×μμ 3⁄4 ́Ø ×μ Ø Û × × ÓÛÒ Ò ÃÄ Ø Ø ǺÒ 3μ · Ò 1⁄2 ́1⁄2 ́Ñμ ·1⁄2 μ 1⁄2 Ó× 3 ́Ñμ Û Ö ́Ñμ × Ø Ð Ö ×Ø ÖÓÓØ Ó Ñ ́Øμ ÓÒ ́ 1⁄2 · 1⁄2μ̧ Ñ ́Ò 1⁄2μ 3⁄4 Ì Ò Ø × ÝÑÔØÓØ ÓÖ ÑÙÐ ÓÖ ́Ñμ ÃÄ Ð × ØÓ Ø ÓÖ Ñ ÒØ ÓÒ ÃÄ ÓÙÒ Ò 1⁄2 ÐÓ ǺÒ 3μ 1⁄2 · × Ò 3 3⁄4 × Ò 3 ÐÓ ́ 1⁄2·×Ò3 3⁄4× Ò3 μ 1⁄2 × Ò 3 3⁄4 × Ò 3 ÐÓ ́ 1⁄2 × Ò 3 3⁄4× Ò3 μ· Ó́1⁄2μ Ë Ò ́× Ò́3 3⁄4μμ Ò ǺÒ 3μ ́× Ò́ 3⁄4μμ Ò ǺÒ μ ÓÖ 3 Ø ÃÄ ÓÙÒ Ò Ñ ÔÖÓÚ ØÓ Ò 1⁄2 ÐÓ ǺÒ 3μ ÐÓ × Ò́3 3⁄4μ 1⁄4 · Ó́1⁄2μ ÓÖ 3 3 £ Û Ö 3 £ Ø ¿ × Ø ÖÓ ÓØ Ó Ó× 3́Ð Ò́1⁄2 · × Ò 3μ ÐÒ́1⁄2 × Ò 3μμ · ́1⁄2 · Ó× 3μ× Ò3 1⁄4 o ÓÖ Ø Ô ÖØ ÙÐ Ö × Ó Ø ×× Ò ÒÙÑ Ö ́3 ¿μ̧ Ø ÐÓÛ Ö Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × Ú Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ÓÖÑ 1⁄2 ÐÓ 3⁄4 ¿ 3⁄4 · Ó́1⁄2μ 1⁄4 3⁄41⁄4 · Ó́ 1⁄2μ Ò 1⁄2 ÐÓ 3⁄4 ́Òμ 1⁄4 1⁄41⁄2 · Ó́1⁄2μ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1362
ÔØ Ö 1⁄2 ËÔ Ö Ô Ò Ò Ó Ò Ø ÓÖÝ 1⁄2¿ ¿ Ä Ø Ù× ÒÓØ Ø Ø Ø × ÙÒ ÒÓÛÒ Ø ×× Ò ÒÙÑ Ö Ä ́Òμ ÓÖ Ð ØØ × Ò ÜÔ ÓÒ ÒØ ÐÐÝ Ð Ö o Ì ×Ø ÒÓÛÒ Ö ×ÙÐØ × Ø Ø Ä ́Òμ 3⁄4 a ́ÐÓ 3⁄4 ́Òμμ ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ ÐÓÒ ÐÓ × ÓÒ× ØÖÙ Ø ̧ ÓÒ Ø × × Ó ÖÖ ÓÖ1 ÓÖÖ Ø Ò Ó ×̧ ¬Ò Ø Ô Ò Ó ÐÐ× Ò Ê Ò Û Ó× Ñ Ò ÑÙÑ ×× Ò ÒÙÑ Ö × Ø Ð ×Ø 3⁄4 Ô Ò ÁØ ÓÐÐ ÓÛ× ÖÓÑ Ø Ö ÒØ Ö ×ÙÐ Ø Î1⁄41⁄2 Ø Ø Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò Ð ÖÓ1 ÓÑ ØÖ Ó × ÓÖÑ ¬Ò Ø Ô Ò Ó ÐÐ× Ò Û ÚÖÝ ÐÐ ØÓÙ × Ø × Ñ ÒÙÑ Ö̧ 3⁄4 áÒμ ̧ Ó Ò ÓÖ×̧ Ò Ø × ÓÒרÖÙ Ø ÓÒ Ò × ÐÝ ÜØ Ò ØÓ Ò Ò¬Ò Ø Ô Ò Ó ÐÐ× Û Ø Ø × Ñ ÔÖÓÔ ÖØÝ o ØØ Ö Ó Ó Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð× Û × ÓÙÒ ÝÄÚÒ× Ø Ò Ä Ú o Ì ÓÖÖ 1 ×ÔÓÒ Ò Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ó Ó Ö ́ × ÑÔÐ Ö × μ × Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÓÖÑ ́×μ 3⁄4 1⁄2 ́ Ø ×μ́ 1⁄2 1⁄4 Ö ́È ́×μ È ́×μμÈ ́Øμμ 3⁄4 Û Ö È ́Øμ Ñ ́Øμ Ñ ́1⁄2μ̧ Ñ ́Ò 1⁄2μ 3⁄4̧ Ò Ö ·Ò 1⁄2 ¡ · ·Ò 3⁄4 1⁄2 ¡ Ï Ø Ø × Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð× Ø Û × × ÓÛÒ Ä Ú Ø Ø ǺÒ 3μ 3⁄4 · Ò 1⁄2 1⁄2 Ó× 3 ́Ñ·1⁄2μ 1⁄2 ×Ô Ø Ø Ø Ø Ø Ø × ÓÙÒ × Ö ×ÝÑ ÔØÓØ ÐÐÝ Ø × Ñ × Ø ÃÄ ÓÙÒ ̧ Ø Ý Ö ÐÛ Ý× ́ Ð×Ó ÓÖ Ú Òμ ØØ Ö Ø Ò Ø Ó× ÓÑ Ò ÖÓÑ ÃÄ ̧ Ò Ò1 Ð ÓÒ ØÓ ÔÖÓÚ Ø ÓÔØ Ñ Ð ØÝ ÓÖ ×ÝÑ ÔØÓ Ø ÓÔØ Ñ Ð ØÝ Ó ×ÓÑ Ò ÓÛÒ Ô 1 Ò × Ò Ø ×Ô Ö o Öר Ó ÐÐ̧ Ø × ÓÙÒ × Ð Ä Ú ¿ ØÓ Ø ¬Öר ØÛÓ Ò¬1 Ò Ø Ñ Ð × Ó ×Ô Ö Ð Ó × Ø Ø Ö × ÝÑÔØÓØ ÐÐÝ ÓÔØ Ñ Ð ́ Ý Ö Ò Ð ØÝ ÓÖ Ú Ò Ò Ð 3μo ÓØ Ñ Ð × Ö ÓÒרÖÙ Ø ÖÓÑ ÒÓÛÒ Ò ÖÝ ÖÖ ÓÖ1 ÓÖÖ Ø Ò Ó × ́× Ë Ø ÓÒ 1⁄2o ¿μ Ý Ñ Ò Ø Ñ ÒØÓ Ë Ò 1⁄2 Ú Ø Ñ ÔÔ Ò ́ 1⁄2μ Ü Ò 1⁄2 3⁄4 Ì ¬Ö ר Ñ ÐÝ × × ÓÒ Ø Û ÐÐ1 ÒÓÛÒ Ã Ö Ó Ó × ́× ÅË μ Ò Ý Ð × Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ô Ö Ñ Ø Ö× Ò 3⁄4 3⁄4Ð Å Ò 3⁄4 Ó× 3 Ò 1⁄2 3⁄4 Ì × ÓÒ Ñ ÐÝ ̧ × ÓÒ Ø Ë ÐÒ ÓÚ Ó × Ë 1⁄2 ̧ × Ø Ô Ö Ñ Ø Ö× Ò ́ 3⁄4 Ð 1⁄2μ ́3⁄4 Ð ·1⁄2 μ Å 3⁄4 Ð Ø Ò ¿ Ó× 3 Ò 3⁄4 ¿ Ì ÑÓ× Ø ÑÔÖ ×× Ú Ö ×ÙÐØ× Ö Ú ÖÓÑ Ø × ÓÙÒ × Ö ÓÖ Ø ×× Ò ÒÙÑ1 Ö×̧ Û Ö Ø Û × ÔÖÓÚ Ò Ô Ò ÒØÐ Ý Ä Ú ̧Ç Ë Ø Ø 3⁄4 1⁄4 ́ Ú ÓÒ Ø Ð ØØ μ Ò 3⁄4 1⁄2 1⁄4 ́ Ú ÓÒ Ø Ä Ð ØØ £ 3⁄4 μo Ì Ö Ö Ð×Ó Ð Ú Ò ÓØ Ö Ü ÑÔÐ × ́× ÔØ Ö 3⁄4μ Ó ÔÓ ÒØ ÖÖ Ò Ñ ÒØ× ÓÒ Ø ÙÒ Ø ×Ô Ö Ë Ò ́ ÓÖ Ö Ø Ö ×Ñ ÐÐ Ò 3⁄4¿μ Û Ó× ÓÔØ Ñ Ð ØÝ Ó Ð Ð Ó Û× ÖÓÑ Ø Ò Û ÓÙÒ ×o ÁØ × ÛÓÖ Ø Ñ ÒØ ÓÒ Ò Ø Ø Ø × ÓÙÒ × Ú Ò Ò ÐÝØ ÔÖÓ Ó Ø Ø Ø Ñ Ü Ñ Ð Ú ÐÙ Ó Ø Ñ Ò Ñ Ð × Ô Ö Ø ÓÒ Ò Ð ÓÖ 1⁄23⁄4 ÔÓ ÒØ× ÓÒ Ë 3⁄4 × Ö Ó× 1⁄2 Ô Æ Ê Ä ÇÍÆ Ë ÇÆ ËÈÀ Ê 1È ÃÁÆ ÆËÁÌ Ð ÖÐÝ Æ ́Òμ Æ Ä ́Òμo ÁØ Û × × ÓÛÒ Ð ÒØÐÝ Ý Ã oÅo ÐÐ Ð ¿ Ø Ø Æ Ä ́Òμ ́Ò 1⁄2μ3⁄4 1⁄2 Ò ́Òμ Ì Ö Ø1 Ò × × 3⁄4 Ò́ 1⁄2·Ó ́1⁄2μμ ÓÖ Ð Ö Ò̧ Ò ÓÙÒ × Ó Ø Ø ÓÖÑ Ú Ò ÒÓÛÒ ÓÖ ÐÓÒ Ø Ñ Å Ò o ÆÓØ Ø Ø Ø × ÑÔÐ Ó × ÖÚ Ø ÓÒ Ø Ø ÒÝ Ñ Ü Ñ Ð Ô Ò Ó ×Ô Ö × × ÓÙÐ ÓÚ Ö Ò Ý ×Ô Ö × Ó ØÛ Ð Ö Ö Ö Ù× ÑÑ Ø ÐÝ Ð × ØÓ Æ ́Òμ 3⁄4 Ò ÐÐ 3× Ö ×ÙÐ Ø Û × Ö ¬Ò Ñ ÒØ̧ ÓÖ ×Ô Ö ×̧ Ó Ø Å Ò ÓÛ× 1 ÀÐ Û ÓÙÒ ÀÐ ¿ ̧ Æ Ä ́ μ 3⁄4 1⁄2 Ò ́Òμ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1363
1⁄2¿ o o Ã Ø Ò× Ý Ò Âo o ÊÙ× Û × ÔÔÐ Ð ØÓ ÐÐ ÓÑÔ Ø̧ ÓÒÚ Ü̧ Ç1×ÝÑÑ ØÖ Ó × o ÁÒ Ø ÓØ Ö Ö Ø ÓÒ̧ ÐÓÑ 3× Ò ÕÙ Ð ØÝ ÐÐ ÓÛ× Ù× ØÓ ØÖ Ò× ÓÖÑ ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × ÓÒ Ø × Þ ǺÒ 3μ Ó ×Ô Ö Ð Ó × ÒØÓ Ò ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÒ Æ ́Òμ Ì × ×Ø Ø × Ø Ø Æ ́Òμ ́× Ò 3 3⁄4 μ Ò ǺÒ 3μ ÓÖ 1⁄4 3 3⁄4 ÓÖ 3 ¿ Ø × Ò ÕÙ Ð ØÝ Ò ×Ð ØÐÝ ×ØÖ Ò Ø Ò Æ ́Òμ 3⁄4 Ò ́Òμ Ì Ò Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ Ó Ø Ñ ÔÖÓÚ ÃÄ ÓÙÒ ̧ ÓÖ̧ Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø ÙÔÔ Ö ÓÙÒ ÓÖ Ø ×× Ò ÒÙÑ Ö×̧ Ú × Ø Ã Ø Ò× Ý1Ä Ú Ò× Ø Ò ÓÙÒ ÃÄ Æ ́Òμ 3⁄4 ́ μÒ́1⁄2·Ó́1⁄2μμ ÓÖ Ò 3⁄4̧ Ø Ã Ø Ò× Ý1Ä Ú Ò× Ø Ò ÓÙÒ × ÒÓØ × ÓÓ × Ø ÊÓ Ö× ÓÙÒ ÊÓ ̧ Û × Ú Ò Ý Æ ́Òμ Ò ̧ Û Ö Ò × Ø Ö Ø ÓÒ Ó ×ÓÐ Ö ÙÐ Ö × ÑÔÐ Ü Ó 3⁄4 Ò Ê Ò Ø Ø × ÓÚ Ö ÝØ Ò · 1⁄2 ÙÒ Ø ÐÐ× ÒØ Ö Ø Ø× Ú ÖØ ×o Ì ÕÙ ÒØ ØÝ Ò × ÓÙÒ ÓÚ Ý Ò Ò·¿ 3⁄4 Ô 3⁄4 Ù Ò 1⁄2· Ò 3⁄4 ́1⁄2 · Ò 3⁄4 μ Û Ö Ù 3⁄41⁄2 ́ Ò ·1⁄2 1⁄4 μ o ÓÖ Ð Ö Ò̧Û Ú Ò ́ Ò μ3⁄4 Ò 3⁄4 ́1⁄2 · Ó́1⁄2μμo 1⁄2o¿ ÊÊÇÊ1 ÇÊÊ ÌÁÆ Ç Ë Ã ÒÓÛÒ Ö × ÙÐØ× ÓÒ ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ× Ó ÖÖÓÖ1 ÓÖÖ Ø Ò Ó × ÑÓרÐÝ Ö ×× Ø × Û Ö Ø × Þ Õ Ó Ø ÐÔ Ø × ÔÓ Û Ö Ó ÔÖ Ñ Ò Ø × × Û ÐÐ ÓÒ× Ö ÐÓÛ × ¬Ò Ø ¬ Ð Õ ̧ ÙÒÐ ×× ÓØ ÖÛ × ×Ô ¬ o ÄÇËË Ê Õ1 ÖÝ Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð À ÑÑ Ò ×Ô À Ò Õ × Ø × Ø Ó Ò1ØÙÔÐ × ÓÚ Ö Õ1 ÖÝ ÐÔ Ø Û Ø Ø À ÑÑ Ò ×Ø Ò ́Ü Ýμ ¬Ò × Ø ÒÙÑ Ö Ó ÔÓ× Ø ÓÒ× Û Ö Ü Ò Ý Ö ×Ø Ò Øo Ì ÚÓ ÐÙÑ ́ Ö Ò Ð ØÝμ Ó Ø ÐÐ Ó Ö Ù× Ø ÖÓÙÒ ÔÓ ÒØ 3⁄4 À Ò Õ ÕÙ Ð× Î Ò ́Ø Õμ È Ø 1⁄4 Ò ¡ ́Õ 1⁄2μ Õ1 ÖÝ Ó Ó Ð Ò Ø Ò × ×Ù × Ø Ó À Ò Õ o Ð Ñ ÒØ× Ó Ø Ó Ö ÐÐ Ó ÛÓÖ ×o Ò ÖÝ Ó × Ú Õ 3⁄4 o Ì ́Ñ Ò ÑÙÑμ À ÑÑ Ò ×Ø Ò ́ μ Ó Ó × Ø Ñ Ò ÑÙÑ Ó ́Ü Ýμ ÓÖ Ü Ý 3⁄4 o À Ò ̧ Ó Û Ø À ÑÑ Ò ×Ø Ò ́ μ 3⁄4Ø · 1⁄2 × Ø × Ñ × Ô Ò Ó ÐÐ× Ó Ö Ù× Ø Ò Ø À ÑÑ Ò ×Ô o ÁÒ ÓØ Ö ÛÓÖ ×̧ Ó Ò ÓÖÖ Ø Ø ÖÖ ÓÖ× « ́ μ 3⁄4Ø ·1⁄2 o Õ ́Ò μ ÒÓØ × Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÔÓ×× Ð Ö Ò Ð ØÝÓ Ó Û Ø ́ μ o Õ1 ÖÝ Ð Ò Ö Ò 1 Ó × 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ù ×Ô Ó Ò Õ o Ò Ò 1Ð Ò Ö Ó Ò ÓÒÚ Ò ÒØÐÝ × Ö Ý Ø Ò Ö ØÓÖ ¢ Ò1Ñ ØÖ Ü Û Ó× ÓÐ ÙÑÒ× ÓÖÑ × × Ó ̧Ó Ö Ý Ô Ö ØÝ1 ́ Ò μ ¢ Ò1Ñ ØÖ Ü À Û Ó× ÓÐ ÙÑÒ× ÓÖÑ × × Ó Ø Ù Ð ×Ô ÒÝ × ÓÐÙÑ Ò× Ó À Ö Ð Ò ÖÐÝ Ò Ô Ò ÒØ « ́ μ × ·1⁄2 À Ò ̧ ́ μ Ò · 1⁄2 ÓÖ ÒÝ Ð Ò Ö Ò 1 Ó ́Ø Ë Ò Ð ØÓÒ ÓÙÒ μo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1364
ÔØ Ö 1⁄2 ËÔ Ö Ô Ò Ò Ó Ò Ø ÓÖÝ 1⁄2¿ Ì À ÑÑ Ò Ó × Ð Ò Ø Ò ́ Õ Ñ 1⁄2μ ́Õ 1⁄2μ̧ Û Ö Õ × ÔÖ Ñ ÔÓÛ Ö Ò Ñ 3⁄4 ¿ ̧ Ò × ¬Ò Ý Ô Ö ØÝ1 ́Ò Ñμ ¢ Ò1Ñ ØÖ Ü Û Ó× ÓÐÙÑ Ò× Ö ÐÐ ́Õ Ñ 1⁄2μ ́Õ 1⁄2μ ÒÓÒ ÓÐÐ Ò Ö Ú ØÓÖ× Ó Ñ Õ ́ o o̧ ÐÐ ÔÓ ÒØ× Ó ́Ñ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÔÖÓ Ø Ú ×Ô ÓÚ Ö Õ μo À ÑÑ Ò Ó × ×Ø Ò ¿ ́ Ò Ø̧ ÕÙ Ð ØÓ ¿μ × Ò ÒÝØ ÛÓ ÓÐ ÙÑÒ× Ó Ø× Ô Ö ØÝ1 Ñ ØÖ Ü Ö Ð Ò ÖÐÝ Ò Ô Ò ÒØo Ò× ØÝ Ó ×Ô Ö Ô Ò Ò À ÑÑ Ò ×Ô Ä Ø ×Ô Ö Ô Ò Ò À Ò Õ Ó Ö Ù× Ø̧ o o̧ Ó Û Ø ×Ø Ò ́ μ 3⁄4Ø ·1⁄2 o Ì Ò× ØÝ Ó × Ǽ μ Î Õ ́Ø Òμ Õ Ò Ì Ñ Ü ÑÙÑ Ô Ò Ò× ØÝ Ò Ø À ÑÑ Ò ×Ô × Æ Õ ́Ò Øμ Õ ́Ò 3⁄4Ø ·1⁄2 μ Î Õ ́Ø Òμ Õ Ò Ì Ó Ú ÓÙ× Ò ÕÙ Ð ØÝ Ǽ μ 1⁄2 × ÒÓÛÒ Ò Ó Ò Ø ÓÖÝ × Ø À ÑÑ Ò ÓÙÒ o ÁÒ ÓÒØÖ ×Ø Ò Ø ÓÒ ØÓ Ù Ð Ò ×Ô ̧ Ø Ö Ö ×Ô Ö Ô Ò × Û Ø Ò× ØÝ 1⁄2 Ò À ÑÑ Ò ×Ô o ËÙ Ô Ò × ́ Ó ×μ Ö ÐÐ Ô Ö Ø Ó ×o Ì Ö Ö ÓÒÐÝ ØÛÓ Ô Ö Ø Ó × Û Ø Ø 1⁄2 Ò Ñ ÐÝ Ø Ò ÖÝ Ò Ø ÖÒ ÖÝ ÓÐ Ý Ó × ́× ÐÓÛμo ÓÖ Ø 1⁄2 Ò Õ ÔÖ Ñ ÔÓÛ Ö̧ Ø ÒÓÛÒ Ô Ö Ø Ó × Ò ÐÙ Ø Ò¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó Õ1 ÖÝ À ÑÑ Ò Ó × ́× ÅË μo ÁØ × Ò ÓÔ Ò ÕÙ ×Ø ÓÒ Û Ø Ö Ô Ò × Ó Ö Ù× Ø 1⁄2 Û Ø Ò× ØÝ 1⁄2 Ò À ÑÑ Ò ×Ô ́ o o̧ Ô Ö Ø × Ò Ð 1 Ö ÖÓÖ ÓÖÖ Ø Ò Ó ×μ Ü ×Ø Ò Ø × Û Ö Õ × ÒÓØ ÔÖ Ñ ÔÓÛ Öo ÓÖ Ü Ö Ð Û ÛÖ Ø Ü ǗÜ 1⁄2μ́Ü 3⁄4μ ¡¡ ¡́Ü ·1⁄2 μ ́ μ Ò ¬Ò Ø ÃÖ ÛØ ÓÙ ÔÓ ÐÝ ÒÓÑ Ð Ã ́Òμ ́Üμ 1⁄4 ́ 1⁄2μ Ü Ò Ü ́Õ 1⁄2μ Ì ÖÓÐ Ó ÃÖ ÛØ ÓÙ ÔÓÐÝÒÓÑ Ð× Ò À ÑÑ Ò ×Ô × Ò ÐÓ ÓÙ× ØÓ Ø Ø Ó Ò Ù Ö Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð× Ò Ù Ð Ò ×Ô ÄÁ Ç Ë ÄÇËË Ê Ä Ø Õ Ü Ø Ö Ò Ó Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð× Ò Ü Û Ø Ó Æ ÒØ× Ò Õ Ò Õ Ü Ü Ò 1⁄2 Ø× ÕÙÓØ ÒØ Ö Ò ÑÓ ÙÐÓ Ü Ò 1⁄2o ÁØ × ÓÒÚ Ò ÒØØ Ó ÒØ Ý Ú ØÓÖ ́ 1⁄4 Ò 1⁄2 μ Ò Ò Õ Û Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð ́Üμ 1⁄4 · 1⁄2 Ü 1⁄2 · ¡¡¡ · Ò 1⁄2 Ü Ò 1⁄2 Ò Õ Ü Ü Ò 1⁄2 o Ì Ò Ø Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ü ́Üμ ÓÖÖ ×ÔÓÒ × ØÓ Ý Ð × Ø Ó Ø Ú ØÓÖ Ä Ø ́Üμ 3⁄4 Õ Ü Ú Ü Ò 1⁄2o Ì Ð ́Üμ Ò Õ Ü Ü Ò 1⁄2 × ÐÐ Ý Ð Ó × Ò ÐÐ Ø× Ú ØÓÖ × Ö ÒÚ Ö ÒØ ÙÒ Ö Ø Ý Ð × Ø×o ÁØ × Ð Ò Ø Ò Ò Ñ Ò× ÓÒ Ò o Ì Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð ́Üμ × ÐÐ Ø Ò Ö ØÓÖ ÔÓÐ ÝÒÓ Ñ Ð Ó Ø Ó o Ä Ø Ò ́ Õ Ñ 1⁄2μ ́Õ 1⁄2μ Ò Ð Ø ¬ ÔÖ Ñ Ø Ú ÒØ ÖÓÓØ Ó ÙÒ ØÝ Ò ́Õ Ñ μo ×× ÙÑ Ø Ø Ñ Ò Õ 1⁄2 Ö Ö Ð Ø Ú ÐÝ ÔÖ Ñ o Ä Ø ́Üμ 3⁄4 ́Õμ Ü Ø Ñ Ò Ñ Ð Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð Ó ¬o Ì Ò Ø Ð ́Üμ × ÕÙ Ú Ð ÒØØ Ó À ÑÑ Ò Ó Ò Ø × Ò× Ø Ø ÓÒ Ó Ò Ó Ø Ò ÖÓÑ Ø ÓØ Ö Ý ÔÔÐ Ý Ò ¬Ü Ô Ö ÑÙØ Ø ÓÒ ØÓ Ó ÛÓÖ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1365
1⁄2¿ o o Ã Ø Ò× Ý Ò Âo o ÊÙ× Ä Ø « ÔÖ Ñ Ø Ú ÒØ ÖÓÓØ Ó ÙÒ ØÝ Ò ×ÓÑ ÜØ Ò× ÓÒ ¬ Ð Õ Ñ Ó Õ o ÓÒ× Ö Ø Ò Ö ØÓÖ Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ́Üμ Ø Ø × ÖÓ ÓØ× « Ä ̧ « Ä·1⁄2 ̧ « Ä·3⁄4 ̧ « Ä·× 3⁄4 Ò × ×Ù Ø Ø ́Üμ × Ø Ä Å Ó Ø Ñ Ò Ñ Ð Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð× Ó Ø Ó× ÔÓÛ Ö× Ó «o Ì Ò ́Üμ × ÐÐ À Ó Ó × Ò ×Ø Ò × Ù× ÙÔ ØÓ ́× 1⁄2μ 3⁄4 ÖÖ ÓÖ× Ò ÓÖÖ Ø Æ ÒØÐ Ý ́Û Ø ÓÑÔÐ Ü ØÝ áÒ 3⁄4 μμ Ý Ø ÖÐ ÑÔ1Å ×× Ý Ð ÓÖ Ø Ñ ́× ÅË μo ÓÖ Ä 1⁄2 Ø × ÐÐ Ò ÖÖÓÛ1 × Ò× À Ó o Á Ò Õ Ñ 1⁄2̧ ×Ó Ø Ø « × Ô ÖÑØ Ú Ð Ñ ÒØÓ Õ Ñ ̧Ø Ó × ÐÐ ÔÖ Ñ Ø Ú À Ó o ÔÖ Ñ Ø Ú À Ó Û Ø Ñ 1⁄2̧ o o̧ Û Ø Ò Õ 1⁄2̧ × ÐÐ Ê 1ËÓÐÓÑÓÒ Ó o Ì × Ó × Ö ÓÔØ Ñ Ð × Ò Ø Ý Ú Ø Ë Ò Ð ØÓÒ ÓÙÒ ́ μ Ò ·1⁄2 Ä Ø Ô ÔÖ Ñ Ø Ø Û Ö × ÖÚ ÓÖ Ø × Þ Ó Ø ×ÝÑ ÓÐ ¬ Ð o Ï ××ÙÑ Ø Ø Ø Ó Ð Ò Ø Ò × Ð×Ó ÔÖ Ñ Ò Ö ÕÙ Ö Ø Ø Ò Ú × Ô ́Ò 1⁄2μ 3⁄4 1⁄2 ×Ó Ø Ø Ô × ÕÙ Ö Ø Ö × Ù ÑÓ Òo ́Á Ô 3⁄4 Ø × ÑÔÐ × Ø Ø Ò × Ó Ø ÓÖÑ ¦ 1⁄2oμ Ä Ø É · Ø × Ø Ó ÕÙ Ö Ø Ö × Ù × ́ o o̧ ×ÕÙ Ö ×μ ÑÓ Ò Ò Ð Ø É Ø × Ø Ó ÒÓÒÖ × Ù ×o Ä Ø « ÔÖ Ñ Ø Ú ÒØ ÖÓ ÓØ Ó ÙÒ ØÝ Ò ×ÓÑ ÜØ Ò× ÓÒ ¬ Ð Ó ́Ôμ ̧ Ò Ð Ø Õ · ́Üμ 3⁄4É · ́Ü « μ 3⁄4 ́Ôμ Ü Õ ́Üμ 3⁄4É ́Ü « μ 3⁄4 ́Ôμ Ü Ì Ò ́Ü 1⁄2μÕ · ́ÜμÕ ́Üμ Ü Ò 1⁄2 ¬Ò ÓÙÖ Ý Ð Ó × × ÓÐÐ ÓÛ× 1⁄2 Õ · ́Üμ 3⁄4 ́Ü 1⁄2μÕ · ́Üμ ¿ Õ ́Üμ ́Ü 1⁄2μÕ ́Üμ Ì × Ö ÐÐ ÕÙ Ö Ø Ö × Ù ́É Êμ Ó ×o Ì ÓÐ Ý Ó × 3⁄4¿ ̧ 1⁄21⁄2 Ö ×Ô Ð ÕÙ Ö Ø Ö × Ù Ó × ÓÚ Ö ́3⁄4μ Ò ́¿μ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o Ì Ö ÖÖ ÓÖ ÓÖÖ Ø ÓÒ Ô ØÝ × Ø Ö ÖÖÓÖ× ÓÖ 3⁄4¿ Ò ØÛÓ ÖÖ ÓÖ× ÓÖ 1⁄21⁄2 o Ì × Ó × Ö Ø ÓÒÐÝ ØÛÓ Ô Ö Ø Ó × Ø Ø Ö Ô Ð Ó ÓÖÖ Ø Ò ÑÓÖ Ø Ò ÓÒ ÖÖ ÓÖo Ì Ô Ö Ñ Ø Ö× Ó Ø × Ó × Ö ÓÙÒ Ò Ì Ð 1⁄2o ¿o1⁄2 ÐÓÛo ÇÌÀ Ê ÄÁÆ Ê Ç Ë ÇÊ ÌÀ À Å ÅÁÆ Å ÌÊÁ ÄÇËË Ê Ì ÜØ Ò ÓÐ Ý Ó × 3⁄4 ̧ 1⁄23⁄4 Ö Ó Ø Ò ÖÓÑ Ø ÓÐ Ý Ó × Ý Ô1 Ô Ò Ò Ø̧ Ø Ø ×̧ Ò Ð Ñ ÒØÓ Õ ̧Ø Ó Ó Û ÓÖ ØÓ Ñ Ø ×ÙÑ Ó Ø Ò Ø× Ó Ó ÛÓÖ ÕÙ Ð ØÓ Þ ÖÓ ÑÓ Õo ́Ì Ù× Ò 3⁄4 Ò Õ 3⁄4 ÓÖ 3⁄4 ̧ Û Ð Ò 1⁄2 3⁄4 Ò Õ ¿ ÓÖ 1⁄23⁄4 oμ Ì Ò ÖÝ Ê 1ÅÙÐ Ð Ö Ó Ó ÓÖ Ö Ö̧ Û Ö 1⁄4 Ö Ņ̃ ÓÒ× ×Ø× Ó Ø Ú ØÓÖ× Ø Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ ØÓ ́ Ò ÓÖÑ Ø ÓÙØÔÙØ× Ó μ ÐÐ ÓÓÐ Ò Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð×Ó Ö Ø ÑÓ× Ø Ö ÓÚ Ö 3⁄4 Ò Ø Ò ÖÝ Ú Ö Ð × Ú 1⁄2 Ú 3⁄4 Ú Ö o ÓÔÔ Ó × Ð Ò Ö Ó ́ Ú ́ Ú 1⁄2 Ú Ò μ 3⁄4 Ò Õ ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ Ò 1⁄2 Ú Þ È 1⁄4Ñ Ó ́Þμ μ Û Ö Ú 3⁄4 Õ ̧ È 3⁄4 Õ Ñ ̧ Ò ́Þμ × Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð ÓÚ Ö Õ Ñ ÓÖ Û ́È μ 1⁄4 ̧ ÐÐ Ó Ø × ÓÐ Ò ÓÖ 1⁄2 Òo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1366
ÔØ Ö 1⁄2 ËÔ Ö Ô Ò Ò Ó Ò Ø ÓÖÝ 1⁄2¿ Ð ÖÓ1 ÓÑ ØÖ Ó × Ö ÓÒ× ØÖÙ Ø × ÓÐ ÐÓÛ×o Ä Ø ×ÑÓÓØ ̧ ÔÖ Ó1 Ø Ú ̧ Ð Ö ÙÖÚ ÓÚ Ö Õ ̧ × ÓÐÙØ ÐÝ ÖÖ Ù Ð ÓÚ Ö Õ o Ä Ø ́ Õ μ È 1⁄2 È Ò Ø × Ø Ó Õ ÔÓ ÒØ× Ó ̧× ÓØ ØÒ ́ Õ μ o Ä Ø Ø ÒÙ× Ó ̧ Ø Ø ×̧ Ø ÒÙ× Ó Ø ÓÑÔ Ø Ê Ñ ÒÒ ×ÙÖ ××Ó Ø Û Ø Ò Ø × Ò× Ó Ø Ê Ñ ÒÒ1ÊÓ Ø ÓÖ Ño ÓÓ× Ú ×ÓÖ Ó Û Ó× ××Ó Ø Ú ØÓÖ ×Ô Ä́ μ × Ñ Ò× ÓÒ ÓÚ Ö Õ o ÇÙÖ Ó Ò Õ × Ø Ñ Ó Ä́ μ ÙÒ Ö Ø Ú ÐÙ Ø ÓÒ Ñ Ô Ú Ä́ μ Ò Õ ̧ Ú ́ ́È 1⁄2 μ ́È Ò μμo Ì Ô Ö Ñ Ø Ö× Ó Ø × Ó × Ò ÓÙÒ Ò Ì Ð 1⁄2o ¿o1⁄2o Ì Ä 1⁄2o¿o1⁄2 ÓÑÔ Ö ×ÓÒ Ó Ô Ö Ñ Ø Ö× ÓÖ ÖØ Ò ØÝÔ × Ó Ó × ÓÖ Ø À ÑÑ Ò Ñ ØÖ o ר Ò × Ò Ñ Ò× ÓÒ× Ö Ø Ð ×Ø × Ð Ö × ×Ø Ø o Ì È ÄÇ Ã Ä Æ ÌÀ Ò ÁÅ ÆËÁÇÆ ÁËÌ Æ À ÑÑ Ò Õ Ñ 1⁄2 Õ 1⁄2 Ò Ñ ¿ ÈÖ Ñ Ø Ú À Õ Ñ 1⁄2 Ò ́Üμ × Ê 1Ë ÓÐÓ ÑÓÒ Õ 1⁄2 Ò × ·1⁄2 × ÉÊ Ó × 1⁄2 ̧ ¿ ÔÖ Ñ ́Ò ·1⁄2 μ 3⁄4 Ô Ò ÉÊ Ó × 3⁄4 ̧ ÔÖ Ñ ́Ò 1⁄2μ 3⁄4 Ô Ò Ì ÖÒ ÖÝ ÓÐ Ý 1⁄21⁄2 1⁄21⁄2 Ò ÖÝ ÓÐ Ý 3⁄4¿ 3⁄4¿ 1⁄23⁄4 ÜØo ÓÐ Ý 1⁄23⁄4 1⁄23⁄4 ÜØo ÓÐ Ý 3⁄4 3⁄4 1⁄23⁄4 Ê 1ÅÙ ÐÐ Ö 3⁄4 Ñ 1⁄2· Ñ 1⁄2 ¡ · ¡¡¡ · Ñ Ö ¡ 3⁄4 Ñ Ö ÓÔÔ Ò Ò Ñ 1⁄2· Ò ÒÓo Ó ́Õμ1ÔÓ ÒØ× Ò ·1⁄2 ̧ Ð ÖÓ1 ÓÑ ØÖ ÓÒ ÙÖÚ ̧ ×Ó Ø Ø Ñ Ä́ μ Û Ö Ò Õ ·1⁄2·3⁄4 Ô Õ Ò Ù× Ó ÙÖÚ Æ Ê Ä ÇÍÆ Ë ÇÆ Ç ËÁ ÇÊ ÌÀ À ÅÅ ÁÆ Å ÌÊÁ Ì Ö Ö Ñ ÒÝ Ò ÐÓ × ØÛ Ò ×Ô Ö Ð Ó × Ò ÖÖ ÓÖ1 ÓÖÖ Ø Ò Ó ×̧ ×Ô 1 ÐÐÝ Ò Ø Ò ÖÝ × ̧ Û Ò Ø Ñ ÔÔ Ò À Ò 3⁄4 Ë Ò 1⁄2 Ú Ò Ý ́Ü 1⁄2 Ü Ò μ ́ 1⁄2 Ò μ Û Ø ́ 1⁄2μ Ü Ò 1⁄2 3⁄4 Ñ × Ø Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ò ÖÝ À ÑÑ Ò ×Ô ÒØÓ Ë Ò 1⁄2 Ò ́ μ 1⁄2 3⁄4 ́Ü Ýμ Ò Ð ÖÐÝ ÒÝ ÓÔØ Ñ Ð Ó Ó À ÑÑ Ò ×Ø Ò × Ø Ø × Ñ Ø Ñ ÓÚ Ö Ò Ó Ø À ÑÑ Ò ×Ô Û Ø ×Ô Ö × Ó Ö Ù× 1⁄2o Ì × ÑÔÐ × Ø Ø Õ ́Ò μ Õ Ò Î Ò ́ 1⁄2 Õμ × Ò Ø Ò× ØÝÓ Ó Ú Ö Ò × Ø Ð ×Ø 1⁄2 ́Ø Ð ÖØ ÓÙÒ μo Ì × ÓÙÒ × Ð×Ó Ú Ð ÓÖ Ð Ò Ö Ó ×̧ Ò Û × Ø × ×Ð ØÐÝ ×ØÖ ÓÒ Ö ÓÖÑ ́Ø Î Ö× ÑÓÚ ÓÙÒ μ ́Ä Òμ Õ ́Ò μ Õ Ò ÐÓ Õ Î Ò ́ 3⁄4 Õμ ÁØ × ÓÑÑ ÓÒ ÓÖ ×ÝÑ ÔØÓØ ÔÖÓ Ð Ñ× Ó Ó Ò Ø ÓÖÝ ØÓ ÓÒ× Ö ÓÒ Ó Ø ØÛÓ ÓÐÐ ÓÛ Ò × ÝÑÔØÓØ ÔÖÓ ×× × ÓÒ× Ø Ò Ò ¡ ÓÒר 1⁄4 ÓÖ Ø Ð ØØ Ö × Ø × ÓÒÚ Ò ÒØ ØÓ ÓÒ× Ö Ø Ó Ö Ø Ế μ Ò 1⁄2 ÐÓ Õ Ì ÓÔØ Ñ Ð © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1367
1⁄2¿ o o Ã Ø Ò× Ý Ò Âo o ÊÙ× Ó Ö Ø Ê Õ ́¡μ × ¬Ò × Ê Õ ́¡μ Ð Ñ Ò 1⁄2 Ò 1⁄2 ÐÓ Õ Õ ́Ò ¡Òμ Ì Ò ÓØ ÓÙÒ × Ú Ø × Ñ ÓÖÑ ÐÐ ̧ ÒÓÛÒ × Ø Î ÓÙÒ Ế¡μ 1⁄2 À Õ ́¡μ ¡Ð Ó Õ ́Õ 1⁄2μ ÓÖ ¡ ́Õ 1⁄2μ Õ Û Ö À Õ ́Üμ ́Ü ÐÓ Õ ́Üμ ·́ 1⁄2 Ü μÐÓ Õ ́1⁄2 Üμμ × Ø Õ1 ÖÝ ÒØÖÓÔÝ ÙÒ Ø ÓÒo ÇÒ Ó Ø ÐÓÒ ×Ø1× Ø Ò Ò ÓÔ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× Ò Ó Ò Ø ÓÖÝ × Û Ø Ö Ñ ÐÝ Ó Ý Ð Ó × Ó ¬Ü Ö Ø Ê Ò Ú À ÑÑ Ò ×Ø Ò Ø Ø ÖÓÛ× Ð Ò ÖÐÝ Û Ø Ò̧ o o̧ Ø Ö Ð Ø Ú ×Ø Ò ¡ 1⁄4o Ëo ÖÑ Ò Ô ÖÓÚ Ø Ø ÓÖ ÒÝ Ñ ÐÝ Ó Ý Ð Ó × Û Ó× Ð Ò Ø Ò × ÓÒÐÝ ¬Ü ÒÙÑ Ö Ó ÔÖ Ñ Ú ×ÓÖ× Ò Ø× ØÓÖ Þ Ø ÓÒ Ø À ÑÑ Ò ×Ø Ò × ÓÙÒ ÓÚ Ý ×ÓÑ ×ÓÐ ÙØ ÓÒ× Ø ÒØ Ø Ø Ô Ò × ÓÒ Ø ÒÙÑ Ö Ó Ú ×ÓÖ×o ËÙÖÔÖ × Ò ÐÝ ̧ Ø Î ÓÙÒ × ÒÓÛÒ ÒÓØ ØÓ Ø Ø × Ò 1⁄2 ÓÖ ¬Ü ¡ Ò Ò ÓÖ Õ Ò Ú Ò ÔÓÛ Ö Ó ÔÖ Ñ Ö Ø Ö Ø Ò ÓÖ ÕÙ Ð ØÓ Ö ×ÙÐØ Ù ØÓ Ì× ×Ñ Ò̧ ÎÐ ÙØ̧ Ò Ò ÌÎ 3⁄4 o Æ Ñ ÐÝ ̧ Ø Ô Ö Ñ Ø Ö× Ó Ó × × ÝÑÔØÓØ ÐÐÝ ÔÔÖ Ó Ø ÓÙÒ Ê Õ ́¡μ 1⁄2 ¡ 1⁄2 Ô Õ 1⁄2 ÆÓØ Ø Ø Ø × Ó × Ö Ô ÓÐÝÒÓÑ ÐÐÝ ÓÒ× ØÖÙ Ø Ð ́Ø ¬Öר ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ Û Ø Ô ÓÐ ÝÒÓÑ Ð ÓÑ ÔÐ Ü ØÝÛ × Ù ØÓ Ëo ÎÐ ÙØ Ý Ö ÒØ Ö ×ÙÐ Ø Ó Ë Ã · 1⁄41⁄2 Ø ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ ÓÑ ÔÐ Ü ØÝ ×Ç ́́Ò ÐÓ Õ Òμ ¿ μμ Ò Ú Ò Ô ÓÐÝÒÓÑ ÐÐÝ Ó Ð o Ì Î ÓÙÒ ÓÒÐ Ý Ù Ö ÒØ × Ø Ü ×Ø Ò Ó ×Ù Ó ×̧ Û Ö × Ø Ö ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ Ò Ó Ò Ú ÓÑÔÐ Ü ØÝ ÜỐáÒμμ Ì À ÑÑ Ò ÓÙÒ ÓÖ Ø ÓÔØ Ñ Ð Ó Ö Ø × Ø ÓÖÑ Ê Õ ́¡μ 1⁄2 À Õ ́ ¡ 3⁄4 μ ÐÓ Õ ́Õ 1⁄2μ ¡ 3⁄4 Ì × ÑÔÐ Ö ÙÖ× ÓÒ Õ ́Ò μ Õ Ò Ò 1⁄4 Õ ́Ò 1⁄4 μ Ð × ØÓ Ø Ë Ò Ð ØÓÒ ÓÙÒ ́ ÓÖ Ö ØÖ ÖÝ Ó ×μ ÐÓ Õ Õ ́Ò μ Ò ·1⁄2 ×ÝÑ ÔØÓØ ÐÐÝ Û Ó Ø Ò Ê ́¡μ 1⁄2 ¡ Ì ÈÐ ÓØ Ò ÓÙÒ Õ ́Ò μ ́ ́1⁄2 Õ 1⁄2 μÒμ 1⁄2 ́1⁄2 Õ 1⁄2 μÒ 1⁄4 × Ò Ò ÐÓ Ó Ø Ê Ò Ò ÓÙÒ ÓÖ ×Ô Ö Ð Ó ×o ÁØ × ØØ Ò ÓÒ Ó × Ù Ð ØÓ Ø À ÑÑ Ò Ó × ́Û Ö Ñ ÔÔ ÝØ Ñ Ò ØÓ Ö Ø × ÑÔÐ Ü × Ò Ê Ò Ò 3⁄4 Ñ 1⁄2 Ñ 3⁄4¿ μo Ì × Ñ Ö ÙÖ× ÓÒ̧ Õ ́Ò μ Õ Ò Ò 1⁄4 Õ ́Ò 1⁄4 μ̧ Ð × ØÓ ÑÓÖ Ò Ö Ð ÓÖÑ Ó Ø ÈÐ ÓØ Ò ÓÙÒ Õ ́Ò μ Õ Ò Ṍ 1⁄2μ ́Õ 1⁄2μ ×ÝÑ ÔØÓØ ÐÐÝ Ø × Ú × Ê Õ ́¡μ 1⁄2 Õ Õ 1⁄2 ¡ ÆÓØ Ø Ø Ø È ÐÓØ Ò ÓÙÒ ÑÔÐ × ́ Ò ÐÓ ÓÙ×Ð Ý ØÓ Ø Ê Ò Ò ÓÙÒ μ Ø Ø ÓÖ Ò́Õ 1⁄2μ Õ Ø × ÒÓØ ÔÓ×× Ð ØÓ ¬Ò ÑÓÖ Ø Ò Ð Ò Ö ́ Ò ÒμÒ ÙÑ Ö Ó ÔÓ ÒØ× Ò À Ò Õ Û Ø Ø ÔÖ ÓÔ ÖØÝ Ø Ø Ø À ÑÑ Ò ×Ø Ò ØÛ Ò ÒÝØ ÛÓ ÔÓ ÒØ× × Ø © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1368
ÔØ Ö 1⁄2 ËÔ Ö Ô Ò Ò Ó Ò Ø ÓÖÝ 1⁄2¿ Ð ×Ø ÇÒ Ø ÓØ Ö Ò ̧ Ø Î ÓÙÒ Ù Ö ÒØ × Ø Ø ÓÖ Òݬ Ü ¡ 1⁄2 1⁄2 Õ Ø Ö Ü ×Ø× Ó Ó Ö Ò Ð ØÝ ÜỐáÒμμ Û Ø À ÑÑ Ò ×Ø Ò ¡Òo ÆÓØ Ø Ø Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ× 3 3⁄4 ÓÖ Ë Ò 1⁄2 Ò ¡ 1⁄2 3⁄4 Ó ÖÀ Ò 3⁄4 Ö ÒØ ¬ ÝØ Ñ Ò ÐÑÓר ÐÐ ÒÓÛÒ ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × ÓÖ Ó × Ò Ó Ø Ò Ý Ò ÔÔÐ Ø ÓÒ Ó Ø Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ́ÄÈμ ÓÙÒ ÔÔÖÓ Ò ØÖÓ Ù Ý È o Ð× ÖØ Ð ¿ ̧ Ò Ñ ÐÝ ̧ Õ ́Ò μ ́1⁄2μ 1⁄4 ÓÖ ÒÝ Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð ́Üμ È Ò 1⁄4 à ́Òμ ́Üμ Û Ø Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÔÖÓÔ ÖØ × 1⁄2μ 1⁄4 1⁄4 Ò 1⁄4 ÓÖ ÐÐ 1⁄2 3⁄4μ ́Üμ 1⁄4 Ó ÖÜ o Ì ×Ø ×ÝÑ ÔØÓØ ÓÙÒ Û × Ó Ø Ò Ò ÅÊÊ Ï o ÓÖ Ò ÖÝ Ó ×̧ Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø Ú × Ê 3⁄4 ́¡μ À 3⁄4 ́1⁄2 3⁄4 Ô ¡́1⁄2 ¡μμ ÓÖ 1⁄4 3⁄4 ¿ ¡ 1⁄2 3⁄4 ÁØ Û × ÔÖ ÓÚ Ö ÒØÐ Ý Ë Ñ1⁄41⁄2 Ø Ø Ø ÄÈ ÔÔÖÓ × Ð Ñ Ø Ý Ø Ö Ø Ñ Ø Ñ Ò Ó Ø × ÓÙÒ Ò Ø Î ÓÙÒ o Ç ÓÙÖ × ÐÐ Ø ÓÙÒ × Ñ ÒØ ÓÒ ÓÚ ÓÖ Ø Ó Ö Ø Ò Ö ÛÖ ØØ Ò × ÓÙÒ × ÓÖ Ø Ñ Ü ÑÙÑ Ô Ò Ò× ØÝ Ó À ÑÑ Ò ×Ô Ö × Ó Ö Ù× Ø Ò À Ò Õ ÓÖ Òר Ò ̧ Ø Î ÓÙÒ ÓÖ Ò ÖÝ Ó × ×Ø Ø × Ø Ø Ò 1⁄2 ÐÓ 3⁄4 ǼÒ Òμ À́ μ À́ 3⁄4μ ÓÖ ÓÒר ÓÖ Ø × Ó ¬Ü Ö Ù× Ø Ø À ÑÑ Ò ÓÙÒ × Ø Ø Öo ÁØ × ÒÓÛ Ò ÃÈ Ø Ø ÓÖ Õ ÔÖ Ñ ÔÓÛ Ö̧ Ð Ñ Ò 1⁄2 Æ Õ ́Ò 1⁄2μ 1⁄2 ÁÒ Ø Ò ÖÝ × ̧ Ø Ü ×Ø Ò Ó Ø À Ó × ÑÔÐ × Ø Ø Ø Ñ Ü ÑÙÑ Ô Ò Ò× ØÝ Ó À ÑÑ Ò ×Ô Ö × Ó ¬Ü Ö Ù× Ø × × Ô Ö Ø ÖÓÑ Þ ÖÓ Æ 3⁄4 ́Ò Øμ 1⁄2 Ø ·Ó́Òμ ÓÖ Ø 3⁄4 Ø Ü ×Ø Ò Ó Ø ÈÖ Ô Ö Ø Ó × ́× ÅË μ ÑÔÐ × Ø Ø Ð Ñ ×ÙÔ Æ 3⁄4 ́Ò 3⁄4 μ 1⁄2 ÁÒ Ø ÒÓÒ Ò ÖÝ × ÑÙ Ð ×× × ÒÓÛÒo ÁØ × Ò ÓÔ Ò ÔÖÓ Ð Ñ Û Ø Ö Ø Ñ Ü ÑÙÑ Ô Ò Ò× ØÝ × × Ô Ö Ø ÖÓÑ Þ ÖÓ̧ ÓÖ Ò ×Ð ØÐÝ Û Ö ÓÖÑ Û Ø Ö Ð Ñ Ò 1⁄2 Ò ÐÓ Õ Õ ́Ò 3⁄4Ø ·1⁄2 μ ÐÓ Õ Ò Ø Ì × ÓÒ ØÙÖ × ÒÓÛÒ ØÓ ØÖÙ ÓÖ Ø 3⁄4 Ò Õ ¿ ÓÖ Ø 3⁄4 Ò Ö ØÖ ÖÝ ÔÖ Ñ ÔÓÛ Ö Õ Ø ×Ø ÒÓÛÒ Ö ×ÙÐØ ÙÑ ×Ø Ø × Ø Ø Ò ÐÓ Õ Õ ́Ò μ ÐÓ Õ Ò ¿ Ç Ë ÇÊ ÇÌÁ Å ÌÊÁ Ë Ä Ø ÓÑÔ Ø ÓÒÚ Ü Ç1×ÝÑÑ ØÖ Ó Ý Ò Ê Ò ̧ Ò ¬Ü Ò Ó ÔÖ Ñ Ôo Ê Ö Ô × ÐÝ Ò Ò Ê Ò Ý Ñ Ò Ø ÒØ ¬ Ø ÓÒ Ô ́Ô 1⁄2μ 3⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄2 ́Ô 1⁄2μ 3⁄4 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1369
1⁄2¿ 1⁄4 o o Ã Ø Ò× Ý Ò Âo o ÊÙ× Ì Ù× Ò Ô Ò ÔȨ́ Û Ö É × Ø ÙÒ Ø ÝÔ Ö Ù Ü 3⁄4 Ê Ò Ñ Ǘ Ü 1⁄2 Ü Ò μ 1⁄2 3⁄4 Ì 1ÒÓÖÑ Ó ÔÓ ÒØ Ü Ó ́Ôμ Ò × Ü Ò 1⁄4 Ü 3⁄4 Ô Ò · Ò Ò Ô Ó × 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ù ×Ô Ó ́Ôμ Ò ×Ù Ø Ø Ü Ý Û Ò Ú Ö Ü Ý 3⁄4 Û Ø Ü Ýo ÓÖ Ü 3⁄4 ́Ôμ Ò ̧ÐØ Ò Ô ́Üμ Ý 3⁄4 ́Ôμ Ò ¬ ¬ Ý Ü Ñ ØÖ ÐÐ Ò Ð Ø Î Ò ́ Ô μ Ò Ô ́Üμ Ø× ÚÓÐ ÙÑ o ́ÆÓØ Ø Ø Î Ò ́ Ô μ Ó × ÒÓØ Ô Ò ÓÒ Üoμ ÁØ Ò × ÓÛÒ Ø Ø Î Ò ́ Ô μ Ò o Ò ÓÖ Ò ÖÝ ́ Ò Ó Ò Ø ÓÖ Ýμ ÓÙÒØ Ó Ô Ö ØÝ1 Ñ ØÖ × ÔÖÓÚ × Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò Ò ÐÓ Ù Ó Ø Î ÓÙÒ ÓÖ Ø × Ó × Ò Ò Ô Ó Ü ×Ø× ÔÖÓÚ Ò ÐÓ Ô Î Ò ́ 1⁄2 Ô μ o Ì × ÓÒ ÙØ ÓÖ ÊÙ× Ù× Ò Ô Ó × Ò ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ Ó Ä Ò ËÐÓ Ò ́ × Ö Ò Ø Ò ÜØ × Ø ÓÒ μ Û Ø Ò ØÓ ÔÖÓ Ù Ô Ò × Ó Ø ×Ô Ö Û Ø Ò× ØÝ3⁄4 Ò́1⁄2·Ó́1⁄2μμ × Ò 1⁄2 o 1⁄2o ÇÆËÌ ÊÍ ÌÁÇÆË Ç È ÃÁÆ Ë Ï Ð Û ÒÓÛ Ø Ø Ǽ Ò μ Æ Ä ́ Ò μ 3⁄4 Ò́1⁄2·Ó́1⁄2μμ ̧ Û ÓÒ3Ø ÒÓÛ ÜÔÐ Ø Ö1 Ö Ò Ñ ÒØ× Ò ÖÐÝ ×Ó Ò× Û Ò Ò × Ð Ö o ÁÒ ÔÖ Ò ÔÐ ̧ Å Ò ÓÛ× Ö Ù Ø ÓÒ Ø ÓÖÝ Ñ × ¬Ò Ò Ø Ò× ×Ø Ð ØØ Ô Ò Ó Ò ¬Ò Ø ÔÖÓ Ð Ñ ́ Ò Ø Ó× Ñ Ù Û Ø ÔÙÖ ÒÓÙ Ñ Ø Ñ Ø Ð ×Ô Ö Ø Ñ Ý × Ø ×¬ Û Ø Ø ×μ ÙØ ר ÐÐ Ø × Ò ØÓ Ú ÜÔÐ Ø ÖÖ Ò Ñ ÒØ×o ÌÝÔ ÐÐÝ ̧ Ø Ö × ØÖ Ó« Ø ÑÓÖ ÜÔÐ Ø̧ ÓÖ ÓÒ× ØÖÙ Ø Ú ̧ Ø Ñ Ø Ó ×̧ Ø ÛÓÖ× Ø Ö × × Ò 1⁄2 o Ï Ñ ÒØ ÓÒ̧ Ð ÓÛ̧ ¬Ú ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ× Ó Ô Ò × ÖÓÑ Ó ×o ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ× ̧ ̧ Ò Ö Ù ØÓ Ä Ò ËÐÓ Ò ØÓ Ó×̧ ÓÒÛ Ý ̧ Ò ËÐÓ Ò Ò ØÓ ÖÒ × Ò ËÐÓ Ò o ÓÖ ÑÓÖ Ø Ð×̧ × Ë o ÇÆËÌÊÍ ÌÁÇÆ Á × Ò ÖÝ Ò Ó ̧ Ø× ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ Ð ØØ × £ ́ μ 3⁄4 Ò · o ́Á × ÒÓÒÐ Ò Ö̧ Ø × Ú × Ô Ö Ó ÙØ ÒÓÒÐ ØØ ÖÖ Ò Ñ ÒØo μ Ï Ú Ø £ ́ μ 3⁄4 Ò ̧ Ò Ø Ð ØØ ÔÖ ÓÚ × Ô Ò ÓÖ ×Ô Ö × Ó Ö Ù× Ñ Ò́1⁄2 1⁄2 3⁄4 Ô μo Á × Ò Ò Ô Ò Ó ̧ Ø Ò Ø× ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ Ð ØØ × £́ μ Ô Ò · o Ì Ò Ø £́ μ Ô Ò ̧ Ò Ø Ð ØØ Ô × ×Ô Ö × Ó Ö Ù× 1⁄2 3⁄4 Ñ Ò́ Ôμo Á × Ò Ò Ô Ó ̧ Ò Ô̧ Ø Ò £́ μ Ô × Ø Ó Ý 1⁄2 3⁄4 o ÇÆËÌÊÍ ÌÁÇÆ Ä Ø Ò ÖÝ Ò Ó ÓÖ Û Ú ÖÝ Ó ÛÓÖ × Ú Ò À ÑÑ Ò Û Øo Ì ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ Ð ØØ Ó ÓÒ× ×Ø× Ó ÐÐ Ø Ó× ÔÓ ÒØ× ́Ü 1⁄2 Ü Ò μ Ó Ø ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ Ð ØØ ÓÖ Û Ü 1⁄2 · ¡¡¡ · Ü Ò × Ú × Ð Ý o Ï Ò ÐÐ Ø © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1370
ÔØ Ö 1⁄2 ËÔ Ö Ô Ò Ò Ó Ò Ø ÓÖÝ 1⁄2¿ 1⁄2 £ ́ μo Ï Ú Ø £ ́ μ 3⁄4 Ò ·1⁄2 ̧ Ò Ø Ð ØØ Ô × ×Ô Ö × Ó Ö Ù× 1⁄2 3⁄4 Ñ Ò́ Ô Ô μo ́Á × ÒÓÒÐ Ò Ö Ú Ò1Û Ø Ó ̧ Ø × Ú × Ô Ö Ó ÙØ ÒÓÒÐ ØØ ÖÖ Ò Ñ ÒØo μ ÇÆËÌÊÍ ÌÁÇÆ Ë Ò Ø × ÔÖÓ Ù × ÒÓÒÐ ØØ Ô Ò ×̧ Ò ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ ÔÔÐ ØÓ Ò ×Ø Ð Ò Ö Ó × ÔÖÓ Ù × Ð ØØ Ô Ò × Ó ÕÙ Ð Ò× ØÝ ̧ Û ÓÑ Ø × Ö ÔØ ÓÒ Ó ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ o ÇÆËÌÊÍ ÌÁÇÆ Ä Ø Ò ÖÝ Ò Ó ̧ Û Ø 1⁄2 Ò Ù ÓÖ 1⁄2 Ø̧Û Ö Ù 3⁄4 1⁄2 3⁄4 o Ä Ø 1⁄4 ́3⁄4μ Ò ̧× ÓØ Ø 1⁄4 Ò Ò 1⁄4 1⁄2 o Ä Ø Ø·1⁄2 ́1⁄4 1⁄4μ ̧ ×Ó Ø Ø Ø·1⁄2 1⁄4 Ò Ø·1⁄2 1⁄2o Ì Ö Ó Û1Ú ØÓÖ × × 1⁄2 ́ 1⁄21⁄2 1⁄23⁄4 1⁄2Ò μ 3⁄4 ́ 3⁄41⁄2 3⁄43⁄4 3⁄4Ò μ Ò ́ Ò1⁄2 Ò3⁄4 ÒÒ μ ×Ô ÒÒ Ò ́3⁄4μ Ò ̧ × Ð Ø ×Ó Ø Ø Ø × ÖÓÛ Ú ØÓÖ × Ò Ô ÖÑÙØ Û Ø ÓÒ ÒÓØ Ö ØÓ ÔÖÓ Ù Ò ÙÔÔ Ö ØÖ Ò ÙÐ Ö Ñ ØÖ Ü̧ Ò ×Ó Ø Ø 1⁄2 3⁄4 ×Ô Ò ÓÖ 1⁄4 Øo Ì ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ Ð ØØ ÓÖ Ø × Ò ×Ø × Ø Ó Ó × × £ ́ μ Ò Ü · Ý ¬ ¬ ¬ Ü 3⁄4 3⁄4 Ò Ò Ý 3⁄4 Ø 1⁄2 1⁄2 3⁄4 1⁄2 Û Ö 3⁄4 1⁄4 1⁄2 Ó Ì Ð ØØ × Ø ÖÑ Ò ÒØ3⁄4 Ò ́ 1⁄2 · 3⁄4 ·¡¡¡· Ø μ Ò Ò Ô ×Ô Ö × Ó Ö Ù× 1⁄2 Ô Ùo Ì Ö × × Ñ Ð Ö ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ̧ ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ 1⁄4 ̧ Û Ù× × Ô Ö ØÝ × Ö Ø Ö Ø Ò Ò Ö ØÓÖ ×̧ Ò ÔÖÓ Ù × Ð ØØ × Ó Ø × Ñ Ò× ØÝ × Ø Ó× Ó ÓÒ1 × ØÖÙ Ø ÓÒ o Ï ÓÑ Ø Ø × Ö ÔØ ÓÒo ÇÆËÌÊÍ ÌÁÇÆ Ì × × ×ÓÖ Ø Ó ÒÓÒ Ò ÖÝ Ú Ö× ÓÒ Ó ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ o ÁÒ Ø × ×Ù × Ø ÓÒ ÓÒÐ Ý ̧Û Ô ÖÑ Ø Ó × ØÓ Ú ÒÓÒ¬ Ð ×ÝÑ ÓÐ × Ø×o Ì Ù× Ð Ò Ö Ó × Ñ Ö ÐÝ Ò Ø Ú Ð Ò ÖÓÙÔ̧ ÒÓØ Ú ØÓÖ ×Ô ÓÚ Ö Ø ×ÝÑ ÓÐ ¬ Ð × Ð× Û Ö Ò Ø × ÔØ Öo Ä Ø £ Ê Ò Ð ØØ Û Ø Ñ Ò ÑÙÑ Ù Ð Ò ×Ø Ò ØÛ Ò Ø× ÔÓ ÒØ×o Ä Ø Ð Ø Ø ÓÒ ÓÑÔ Ó× Û Ø Ò ÓÖØ Ó ÓÒ Ð ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒo Ü ÒØ Ö× Ô 1⁄2 Ò Ö 1⁄4o ËÙÔÔ Ó× £ £̧ Ò Ø Ø Ô 1⁄2 1⁄4 1⁄4 · 1⁄2 1⁄2 · ¡¡¡ · Ö Ö ÓÖ ÖØ Ò ÒØ Ö× 1⁄4 Ö o ËÙÔÔ Ó× ÐÐ Ø Ô 1⁄2 ÒÓÒÞ ÖÓ ÓÒ ÖÙ Ò Ð ×× × Ó 1⁄2 £ £ Ú ÑÒÑ ÙÑ ×Ø Ò ÖÓÑ Ø ÓÖ Ò Ø Ð ×Ø Ò Ô Ø o Ä Ø Ô 1 Ð Ñ ÒØ ×Ù Ö ÓÙÔ Ó Ñ ̧ Û Ö £ £ ́ Ô μ ̧ Ò 1⁄2 ̧ ÓÖ 1⁄2 Øo Ò ÓÛ Ò Ø × Û Ø Ø À ÑÑ Ò Ñ ØÖ ̧ Û Ö Ö × Ò Ñ Ó o Ï ×× ÙÑ Ø Ø Ø Ð Ö ×Ø Ó ̧ 1⁄4 ̧ × Ô Ö Ñ Ø Ö× Ñ Ñ 1⁄2 o Ä Ø Ü 3⁄4 1⁄4 1⁄2 3⁄4 Ô 1⁄2 ÐÓÒ ØÓ Ø ÓÒ ÖÙ Ò Ð ×× Ü 3⁄4 Ô o Ä Ø Î £ Ø Ñ Ô © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1371
1⁄2¿ 3⁄4 o o Ã Ø Ò× Ý Ò Âo o ÊÙ× Ü 1⁄2 Ú 1⁄2 · ¡¡¡ · Ü Ú Ü 1⁄2 Ú 1⁄2 · ¡¡¡· Ü Ú Ò Ù× Ø × Ñ ×ÝÑ ÓÐ Î ØÓ ÒÓØ Ø Ñ Ô Î Ñ £ Ñ Ø Ø ÓÔ Ö Ø × ÓÑÔ ÓÒ ÒØÛ × o Ä Ø Ö ÓÛÚ ØÓÖ× 1⁄2 3⁄4 × Ð Ø ̧ 1⁄2 ́ 1⁄2 1⁄2 1⁄2 3⁄4 1⁄2 μ ́ Ò 1⁄2 Ò 3⁄4 μ ×Ó Ø Ø ØÝÔ Ð Ó ÛÓÖ Ó Ò ÛÖ ØØ Ò Ü 1⁄2 1⁄2 · ¡ ¡¡·Ü ̧ Û Ö Ü × Ò 1⁄4 1⁄2 3⁄4 Ô 1⁄2 ̧ Ò ×Ó Ø Ø Ø ÖÓÛ × 1⁄2 3⁄4 Ò Ô ÖÑÙØ Û Ø ÓÒ ÒÓØ Ö ØÓ ÓÖÑ Ò ÙÔÔ Ö ØÖ Ò ÙÐ Ö Ñ ØÖ Ü̧ ÓÖ 1⁄2 Øo Ì ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ Ð ØØ × Ø ÑÒ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ð ØØ Ä Ø Ú Ò × ÓÐÐÓÛ× Ä Ø Å Ò Ü 1⁄2 Î ́ 1⁄2 μ·¡¡¡· Ü Î ¡ ¬ ¬ Ü 1⁄2 Ü 3⁄4 1⁄4 1⁄2 3⁄4 Ô 1⁄2 Ó Ä Ø Ä 1⁄4 £ Ñ o ÓÖ 1⁄2 Ø̧Û ¬Ò Ä Ä 1⁄2 · Å Ü · Ý Ü 3⁄4 Ä 1⁄2 Ý 3⁄4 Å ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ ÔÖÓ Ù × Ð ØØ Ò Ê ÑÒ Û Ó× Ø ÖÑ Ò ÒØ × ́ Ø £μ Ñ ÜÔ Ô ́ 1⁄2 · 3⁄4 · ¡¡¡ · Ø μ ¡ Ò Ø Ø Ð ØØ 1Ô × ×Ô Ö × Ó Ö Ù× ́1⁄2 3⁄4μ Ñ Ò 1⁄4 Ø Ø Ò Ô Æ ÌÀ Ä À Ä ÌÌÁ £ 3⁄4 Ò £ 3⁄4 Ö ÒÓÑ ÐÓÙ×ÐÝ Ò× Ò × ÝÑÑ ØÖ Ð Ð ØØ Ô Ò × Ò Ê Ò Ê 3⁄4 ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o Ì Ý Ú Ö ÑÓÖ ÓÒ× ØÖÙ Ø ÓÒ× Ø Ò Û Ò Ñ ÒØ ÓÒ Ö o Ä Ø Ä Ø Ð ØØ ́Ü 1⁄2 Ü μ 3⁄4 Ü 1⁄2 · ¡¡¡· Ü × Ú Ò Ì Ò × Ä Ä ·́ 1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4 1⁄2 3⁄4 μ ÐØ ÖÒ Ø Ú ÐÝ ̧ ÓÒ Ø× Ý ÔÔÐÝ Ò ÓÒרÖÙ Ø ÓÒ ØÓ Ø Ò ÖÝ ÜØ Ò À ÑÑ Ò Ó ̧ Û × Ø ×Ô Ò ÓÚ Ö ́3⁄4μ Ó Ø ÖÓÛ× Ó Ø × ÖÖ Ý 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 Ï Ò × Ð ×Ó Ø Ø Ø 1⁄2̧ Ø Ô × ×Ô Ö × Ó Ö Ù× Ô 1⁄2 3⁄4o ×Ô Ö ØÓÙ × 3⁄4 1⁄4 ÓØ Ö×̧ Ò Ø Ø × ÒÓÛÒ ØÓ Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÙÑ Ö ÔÓ×× Ð o ÇÙÖ ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ Ó Ø Ä Ð ØØ Û ÐÐ × ÓÒ Ø ÜØ Ò ÓÐ Ý Ó © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1372
ÔØ Ö 1⁄2 ËÔ Ö Ô Ò Ò Ó Ò Ø ÓÖÝ 1⁄2¿ ¿ 3⁄4 ̧ Û Ø Ô Ö Ñ Ø Ö× 3⁄4 1⁄23⁄4 ̧ Û × Ø ×Ô Ò ÓÚ Ö ́ 3⁄4 μÓ Ø Ö Ó Û× Ó Ø × ÖÖ Ý 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄4 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 Ä Ø 1⁄4 Ø ÐÐ 1Þ ÖÓ× Ú ØÓÖ Ò Ê 3⁄4 ̧ Ò 1⁄2 Ø ÐÐ 1ÓÒ × Ú ØÓÖ o Ä Ø Ú Ú ÖÝ ÓÚ Ö 3⁄4 ̧ Ò Ð Ø Ü Ó Ò Ü Ú Ò Ú ÖÝ ÓÚ Ö Ø ÔÓ ÒØ× Ó 3⁄4 ÓÖ Û È 3⁄4 1⁄2 Ü × Ó ÓÖ Ú Ò̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝo Ä Ø Ì 1⁄2 1⁄4·3⁄4 Ú · Ü Ú Ò Ò Ì 3⁄4 1⁄2·3⁄4 Ú · Ü Ó o Ì Ò Ø Ä Ð ØØ × £ 3⁄4 ́ Ì 1⁄2 Ì 3⁄4 μ Ô Ï Ò × Ð ×Ó Ø Ø Ø £ 3⁄4 1⁄2 ̧ ØÔ × ×Ô Ö × Ó Ö Ù× 1⁄2o ×Ô Ö ØÓÙ × 1⁄2 ̧ 1⁄4 ÓØ Ö×̧ Ò Ø Ø × Ø ×Ø ÔÓ×× Ð ÓÒØ Ø ÒÙÑ Öo ÁØ× ÙØÓÑ ÓÖÔ ×Ñ ÖÓÙÔ ÑÓ ÙÐÓ Ö ­ Ø ÓÒ Ø ÖÓÙ Ø ÓÖ Ò × Ø ¬Ò Ø × ÑÔÐ ×Ô ÓÖ ÖÓ ÙÔ Ó 1⁄4 Ó ÓÖ Ö 3⁄4 3⁄41⁄2 ¿ 3⁄4 1⁄21⁄2 ¡ 1⁄2¿ ¡ 3⁄4¿o ËÍÈ Ê ÄÄË Ý ÔÔÐ Ý Ò ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ ØÓ Ò Ô Ó ×̧ Û Ö × Ö Ø Ö Ò Ö Ð ØÝÔ Ó Ó Ý ÐÐ ×ÙÔ Ö ÐÐ̧ Ø × ÔÓ×× Ð ØÓ Ø ÜØÖ Ñ ÐÝ Ò× Ô Ò × Ó Ø × Ó ×o ÁÒ Ø Ø Ò× ØÝ × Ð Û Ý× Ø Ð ×Ø 3⁄4 Ò́1⁄2·Ó́1⁄2μμ ̧Ð Ø Å Ò ÓÛ× 1 ÀÐ Û ÓÙÒ o Ç Ø Ò Ø Ò× ØÝ × ÑÙ Ö Ø Öo È Ô Ö× ÓÒØ Ò Ò Ø Ð× ÓÒ Ø × Ñ ØØ Ö× Ò ÐÙ ÊÙ× ¿ ̧ Û ÓÒØ Ò× ÙÖØ Ö Ö Ö Ò ×o Ü ̧ Ò Ð Ø Ò ÑÙÐØ ÔÐ Ó o ×ÙÔ Ö ÐÐ ÙÒ Ø ÓÒ Ê Ê × ÙÒ Ø ÓÒ Û Ø Ø ÓÐ ÐÓÛ Ò ÓÙÖ ÔÖ ÓÔ ÖØ × ́Üμ 1⁄4 Ü ÔØ Ø Ø ́1⁄4μ 1⁄4 ́Üμ ́ Üμ Ø 1⁄4 Ø Ò Ø Ö Ü ×Ø× ÒÓÒ× Ò ÙÐ Ö Ð Ò Ö ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÒ Ê ×Ù Ø Ø Ø ́Üμ ́ Üμ ÓÐ × ÒØ ÐÐÝ Ò Ü Ò ¬Ò ÐÐÝ ̧ 1⁄4 1⁄2 Ø Ò ́ Ü ·́ 1⁄2 μÝμ ́Ü μ·́ 1⁄2 μ ́Ýμ ×ÙÔ Ö ÐÐ × Ó Ý Ò Ê Ò Ú Ò Ý ́Ü 1⁄2 Ü μ· ́Ü ·1⁄2 Ü 3⁄4 μ·¡¡¡· ́Ü Ò ·1⁄2 Ü Ò μ 1⁄2 © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1373
1⁄2¿ o o Ã Ø Ò× Ý Ò Âo o ÊÙ× Û Ö × ×ÙÔ Ö ÐÐ ÙÒ Ø ÓÒo Ä Ø ÒÓØ Ø Ø ×ÙÔ Ö ÐÐo ÁÒ ÊÙ× ¿ ØÛ× × ÓÛÒ Ø Ø Æ Ä ́ μ 1⁄2 3⁄4 ×ÙÔ 3⁄4 Ä Ò ́Êμ Ê Ü3⁄4Ê ÜỐ ́ Üμμ Î È Ü3⁄4 ÜỐ ́ Üμμ 1⁄2 Ò́1⁄2·Ó́1⁄2μμ × Ò 1⁄2 Ì × ÓÒ ÙØ ÓÖ ÓÒ ØÙÖ × Ø Ø Ø × ÓÐ × Û Ø ÕÙ Ð ØÝ o ÁÒ Ø × 1⁄2 Ò ́Üμ Ü 3⁄4 ̧ Ø ÓÒ ØÙÖ × Ø Ø Æ Ä ́Òμ 3⁄4 Ò́1⁄2 ·Ó ́1⁄2μμ o Ò ÐÐÝ ̧ Ø ¬Öר ÙØ ÓÖ ÓÒ ØÙÖ × Ø Ø Ø ÓÚ Ö Ò ́ÓÖ Ö Ò ÓÑμ ØÝÔ ÐÓÛ Ö ÓÙÒ × ÔÖ × ÒØ ÒØ × ÔØ Ö̧ ×Ù ×Ø ÎÖ× Ñ ÓÚ1 Ð ÖØ ÓÙÒ ÓÖ Ò ÖÝ ÖÖÓÖ1 ÓÖÖ Ø Ò Ó ×̧ Ø× Ò ÐÓ Ù ÓÖ ×Ô Ö Ð Ó × ́Ø Ë ÒÒÓÒ ÓÙÒ μ̧ Ò ̧ ÓÒ× ÕÙ ÒØÐÝ ̧ Ø Å Ò ÓÛ× 1ÀÐ Û ÓÙÒ ̧ Ö ×ÝÑÔØÓØ ÐÐÝ Ø Øo 1⁄2o Î Ê Ê ÆÌ Î ÄÇÈÅ ÆÌË Â Ùר ÔÖ ÓÖ ØÓ ÔÙ Ð Ø ÓÒ̧ Ø Ö Û Ö ØÛÓ Ñ ÓÖ Ú ÐÓÔÑ ÒØ ×o ÇÒ ÒÚÓ ÐÚ ÅÙ× Ò3× Ð Ñ Ó ÔÖÓ Ó Ó Ø ×× Ò ÒÙÑ Ö ÓÖ ¿1×Ô Ö × Ò Ê ́ μ 3⁄4 ÅÙ× 1⁄4¿ o Ì ÓØ Ö Û × Ø Ð Ñ Ý Ào Ó Ò Ò o ÃÙÑ Ö Ó ÔÖÓ Ó Ø Ø Ø Ä Ð ØØ × Ø Ò× ×Ø Ð ØØ Ò Ñ Ò× ÓÒ 3⁄4 o ÓØ Ö ×ÙÐ Ø× Û Ö Ò × Ø × Ø ÓÒ Ó Ø À Ò ÓÓ Û ÒØ ØÓ ÔÖ ××o 1⁄2o ËÇÍÊ Ë Æ Ê Ä Ì Å Ì ÊÁ Ä ÓÖ × Ö ×ÙÐ Ø× Ò ÙÖØ Ö Ö Ö Ò × ÓÒ Ø ÓÑ ØÖÝ Ó ÒÙÑ Ö×̧ × × ̧ Ä ̧ Å Ò ÓÖ ×Ô Ö Ô Ò ̧ Ë ÓÖ Ô Ò Ò ÓÚ Ö Ò Ò Ò Ö Ð̧ Ú ̧ 3⁄4̧ ÊÓ ̧ Ä Ú ÓÖ Ó Ò Ø ÓÖÝ ̧ ÅË ̧Ú Ä 3⁄4 ̧ ÌÎ 1⁄2̧ ÈÀ o Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö 3⁄4 È Ò Ò ÓÚ Ö Ò ÔØ Ö Ä ØØ ÔÓ ÒØ× Ò Ð ØØ Ô ÓÐÝØÓÔ × ÔØ Ö 3⁄4 Ö Ýר Ð× Ò ÕÙ × ÖÝ× Ø Ð× Ê Ê Æ Ë ÐÓ Æo ÐÓÒ o È Ò × Û Ø Ð Ö Ñ Ò ÑÙÑ ×× Ò ÒÙÑ Öo × Ö Ø Å Ø o̧ 1⁄2 3⁄4 13⁄4 1⁄2̧ 1⁄2 o Î1⁄41⁄2 o × Ñ Ò̧ o Ö ̧ Ò Ëo ÎÐ ÙØo Ä Ò Ö Ó × Û Ø ÜÔÓÒ ÒØ ÐÐÝ Ñ ÒÝ Ð Ø Ú ØÓÖ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ ¿ ß¿ ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ð ¿ ÃoÅo ÐÐo ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÓÖ Ø ÓÔØ Ñ Ð Ò× ØÝ Ó Ð ØØ Ô Ò ×o ÁÒØ ÖÒ Øo Å Ø o Ê ×o ÆÓØ ×̧ 1⁄21⁄4 3⁄41⁄2 ß3⁄43⁄41⁄2̧ 1⁄2 ¿o × ÂoÏoËo ×× Ð×o ÒÁ Ò Ø Ö Ó Ù Ø ÓÒ ØÓ Ø ÓÑ ØÖÝ Ó ÆÙÑ Ö×o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1374
ÔØ Ö 1⁄2 ËÔ Ö Ô Ò Ò Ó Ò Ø ÓÖÝ 1⁄2¿ ÌoÏo ÙÒ Ýo Ì Ö Ø Ñ Ø Ñ Ò Ñ Ó ÔÓ× Ø Ú ÕÙ Ö Ø ÓÖÑ× Áo ÉÙ ÖØo Âo Å Ø o̧ 1⁄2 1⁄2 ß1⁄2 3⁄4̧ 1⁄2 o Ë Â oÀo ÓÒÛ Ý Ò Æo Âo o ËÐÓ Ò o Ì ÒØ ÔÓ ÓÒ ×ØÖÙ Ø ÓÒ ÓÖ ×Ô Ö Ô Ò ×o ÁÒ1 Ú ÒØo Å Ø o̧ 1⁄23⁄4¿ ¿1⁄4 ß¿1⁄2¿̧ 1⁄2 o Ë Â oÀo ÓÒÛ Ý Ò Æo Âo o ËÐÓ Ò o ËÔ Ö È Ò ×̧ Ä ØØ × Ò ÖÓÙÔ×̧ ¿Ö Ø ÓÒo ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o Ú Ào Ú ÒÔÓÖØo ÈÖÓ Ð Ñ× Ó Ô Ò Ò ÓÚ Ö Ò o Ê Ò o Ë Ño Å Øo ÍÒ Úo ÈÓÐ Ø o Ì ÓÖ ÒÓ̧ 3⁄4 1⁄2ß ̧ 1⁄2 »1⁄2 o Ð ¿ È o Ð× ÖØ o Ò Ð Ö ÔÔ ÖÓ ØÓ Ø ××Ó Ø ÓÒ × Ñ × Ó Ó Ò Ø ÓÖÝo È Ð Ô× Ê ×o Ê Ôo Ë ÙÔ ÔÐo̧ ÆÓo 1⁄21⁄4̧ 1⁄2 ¿o ÙÑ ÁoÁo ÙÑ Öo ÆÓÒ Ò ÖÝ ÓÙ Ð 1 ÖÖÓÖ1 ÓÖÖ Ø Ò Ó × × Ò Ý Ñ Ò× Ó Ð Ö Ú Ö Ø ×̧ Á Ì Ö Ò×o ÁÒ Ó ÖÑo Ì ÓÖÝ̧ 1⁄2 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o 3⁄4 Äo × ÌÓØ o Ä ÖÙÒ Ò Ò Ö Ò Ù Ö ÃÙ Ð ÙÒ Ñ Ê ÙŅ̃ 3⁄4Ò Ø ÓÒo Î ÓÐÙ Ñ Ó ÖÙÒ Ð Ö Ò Å Ø o Ï ××o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 3⁄4o Ä È oÅo ÖÙ Ö Ò o o Ä Ö Ö Öo ÓÑ ØÖÝ Ó ÆÙÑ Ö×o Ð× Ú Ö̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o À Ð1⁄41⁄4 Ìo o À Ð ×o Ò ÒÓÒ ÐÐ× Ò ÓÒ Ý ÓÑ ×o ÆÓØ × Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ 1⁄4ß ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o À Ð1⁄41⁄2 o À Ð ÖØo Å Ø Ñ Ø × ÈÖÓ Ð Ñ o Ö Úo Å Ø o È Ý× o̧ 1⁄2 ß ¿̧ 1⁄2 1⁄41⁄2o ÀÐ ¿ o ÀÐ Û o ÙÖ ÓÑ ØÖ Ö Ð Òo Å Ø o o̧ 3⁄4 ß¿1⁄23⁄4̧ 1⁄2 ¿o ÃÄ o o Ã Ø Ò× Ò Îo Áo Ä Ú Ò× Ø Òo ÓÙÒ × ÓÖ Ô Ò × ÓÒ Ø ×Ô Ö Ò Ò ×Ô ́ Ò ÊÙ ×× Òμo ÈÖÓ Ð ÑÝ È Ö ÁÒ ÓÖÑ Ø× ̧ 1⁄2 ¿ß3⁄4 ̧ 1⁄2 Ò Ð × ØÖ Ò×Ð 1 Ø ÓÒ Ò ÈÖÓ Ð Ñ× ÁÒ ÓÖÑ o Ì Ö Ò×Ñ ×× ÓÒ̧ 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o ÃÈ o o Ã Ø Ò× Ò Îo Áo È Ò Ò Óo È Ò × Ò ÓÚ Ö Ò × Ó Ø À ÑÑ Ò ×Ô Ý ÐÐ× Ó ÙÒ Ø Ö Ù× ́ Ò Ê Ù×× Òμo ÈÖÓ Ð ÑÝ È Ö ÁÒ ÓÖÑ Ø× ̧ 3⁄4 ¿ß1⁄2 ̧ 1⁄2 Ò Ð × ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ Ò ÈÖÓ Ð Ñ× ÁÒ Ó ÖÑo Ì Ö Ò×Ñ ×× ÓÒ̧ 3⁄4 3⁄4 1⁄2ß3⁄4 3⁄4̧ 1⁄2 o Ä Ú ÎoÁo Ä Ú Ò× Ø Òo ÓÙÒ × ÓÖ Ô Ò × Ò Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ù Ð Ò ×Ô ́ Ò ÊÙ ×× Òμo Ó Ðo o Æ Ù ËËËȨ̂ 3⁄4 1⁄23⁄4 ß1⁄2¿1⁄4¿̧ 1⁄2 Ò Ð × ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ Ò ËÓÚ Ø Å Ø o Ó Ðo̧ 3⁄41⁄4 1⁄2 ß 3⁄41⁄2̧ 1⁄2 o Ä Ú ¿ ÎoÁo Ä Ú Ò× Ø Òo ÓÙÒ × ÓÖ Ô Ò Ò Ñ ØÖ ×Ô × Ò ×ÓÑ Ó Ø Ö ÔÔÐ Ø ÓÒ× ́ Ò Ê Ù×× Òμo ÈÖÓ Ð Ñ Ã ÖÒ Ø ̧ 1⁄4 ¿ß1⁄21⁄21⁄4̧ 1⁄2 ¿o Ä Ú ÎoÁo Ä Ú Ò× Ø Òo ÍÒ Ú Ö× Ð ÓÙÒ × ÓÖ Ó × Ò × Ò×o ÁÒ ÎoË o ÈÐ ×× Ò Ïo o ÀÙ« Ñ Ò̧ ØÓÖ×̧ À Ò ÓÓ Ó Ó Ò Ì ÓÖÝ ̧ Ð× Ú Ö̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o Ä Ò Âo Ào Ä Ò × Ý ̧ ÁÁo ËÔ Ö Ô Ò Ò Ê ¿ o Å Ø Ñ Ø ̧ ¿¿ 1⁄2¿ ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o ÚÄ 3⁄4 Âo Ào Ú Ò Ä ÒØo ÁÒ ØÖÓ Ù Ø ÓÒ ØÓ Ó Ò Ì ÓÖÝ o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 3⁄4o ÚÄ 1⁄4 Âo Ào Ú Ò Ä ÒØo Ð Ö ÓÑ ØÖ Ó ×o ÁÒ o Ê Ý1 Ù ÙÖ ̧ ØÓÖ̧ Ó Ò Ì ÓÖÝ Ò × Ò Ì ÓÖÝ Á o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 1⁄4o ÅË oÂo Å Ï ÐÐ Ñ× Ò Æo Âo o ËÐÓ Ò o Ì Ì ÓÖÝ Ó ÖÖÓ Ö1 ÓÖÖ Ø Ò Ó ×o ÆÓÖØ 1 ÀÓÐÐ Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o ÅÊÊ Ï Êo Âo Å Ð ̧ oÊo ÊÓ Ñ ̧ Ào o ÊÙ Ñ× Ý̧ Ò Äo Êo Ï Ð o Æ Û ÙÔÔ Ö ÓÙÒ × ÓÒ Ø Ö Ø Ó Ó Ú Ø Ð× ÖØ 1Å Ï ÐÐ Ñ× Ò ÕÙ Ð Ø ×o Á Ì Ö Ò×o ÁÒ Ó ÖÑo Ì Ó ÖÝ̧ 3⁄4¿ 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Å Ò Ào Å Ò ÓÛ× o ÓÑ ØÖ Ö Ð Ò ÁoÌÙ Ò Ö̧ Ä ÔÞ ̧ 1⁄2 o Å Ò Ào Å Ò ÓÛ× o × ÑÑ ÐØ Ò ÐÙÒ Ò ́Ö ÔÖ ÒØμo Ð× ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1375
1⁄2¿ o o Ã Ø Ò× Ý Ò Âo o ÊÙ× ÅÙ ¿ oÂo ÅÙ Öo Ò Û ÓÙÒ ÓÒ Ø ÐÓ Ð Ò× ØÝ Ó ×Ô Ö Ô Ò ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 1⁄21⁄4 ¿ 1⁄2ß¿ ̧ 1⁄2 ¿o ÅÙ ×1⁄4¿ ÇoÊ o ÅÙ× Òo Ì ×× Ò ÒÙÑ Ö Ò Ñ Ò× ÓÒ ×o Ö Ú Ñ Ø oÅ »1⁄4 ¿1⁄4 ¿1⁄4o ÇË oÅo Ç ÐÝÞ Ó Ò Æo o o ËÐÓ Ò o Æ Û ÓÙÒ × Ó Ø ÒÙÑ Ö Ó ÙÒ Ø ×Ô Ö × Ø Ø Ò ØÓÙ ÙÒ Ø ×Ô Ö Ò Ò Ñ Ò× ÓÒ ×o Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo o̧ 3⁄4 3⁄41⁄21⁄4ß3⁄41⁄2 ̧ 1⁄2 o ÈÀ ÎoË o ÈÐ ×× Ò Ïo o ÀÙ «Ñ Ò̧ ØÓÖ×o À Ò ÓÓ Ó Ó Ò Ì Ó ÖÝo Ð× Ú Ö̧ Ñר Ö1 Ņ̃ 1⁄2 o Ê Ò Êo o Ê Ò Òo Ì ÐÓ× ×Ø Ô Ò Ó ×Ô Ö Ð Ô× Ò Ò Ñ Ò× ÓÒ×o ÈÖ Ó o Ð × ÓÛ Å Ø o ××Ó o̧ 3⁄4 1⁄2¿ ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o ÊÓ o o ÊÓ Ö×o È Ò Ò ÓÚ Ö Ò o Ñ Ö ÍÒ Úo ÈÖ ××̧ 1⁄2 o ÊÙ× Âo o ÊÙ× o ÐÓÛ Ö ÓÙÒ ÓÒ Ô Ò Ò× ØÝ o ÁÒÚ ÒØo Å Ø o̧ ß 1⁄4 ̧ 1⁄2 o ÊÙ× ¿ Âo o ÊÙ× o ÓÙÒ ̧ Ò ÓÒ ØÙÖ ̧ ÓÒ Ø Ñ Ü ÑÙÑ Ð ØØ 1Ô Ò Ò× ØÝÓ ×ÙÔ Ö ÐÐo Å Ø Ñ Ø ̧ 1⁄4 1⁄2¿ ß1⁄2 ¿̧ 1⁄2 ¿o Ë Ñ1⁄41⁄2 o Ë ÑÓÖÓ Ò Ø× Ýo ÇÒ Ø ÓÔØ ÑÙÑ Ó Ð× ÖØ 3× Ð Ò Ö ÔÖÓ Ö Ño Âo ÓÑ Òo Ì ÓÖÝ Ë Öo ̧ 3⁄4 1⁄2ß3⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ë o o Ë ÒÒ ÓÒo ÈÖÓ Ð ØÝ Ó ÖÖÓÖ ÓÖ ÓÔØ Ñ Ð Ó × Ò Ù×× Ò ÒÒ Ðo ÐÐ ËÝ ×Ø Ñ Ì o Âo̧ ¿ 1⁄21⁄2ß ̧ 1⁄2 o Ë Ã · 1⁄41⁄2 ÃoÏ o Ë ÙŅ̃ Áo Ð × Ò ÓÚ̧ Èo Îo ÃÙÑ Ö̧ Ào ËØ Ø ÒÓØ ̧ Ò Îo ÓÐ Ð Öo Ð ÓÛ1 ÓÑÔ Ð Ü ØÝ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ Ø ÓÒ ×ØÖÙ Ø ÓÒ Ó Ð ÖÓ1 ÓÑ ØÖ Ó × ØØ Ö Ø Ò Ø Ð ÖØ1Î Ö× ÑÓÚ ÓÙÒ o Á Ì Ö Ò×o ÁÒ Ó ÖÑo Ì ÓÖÝ̧ 3⁄43⁄43⁄4 ß3⁄43⁄4 1⁄2̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ë 1⁄2 ÎoÅo Ë ÐÒ ÓÚo ÇÒ ÑÙØÙ Ð ÓÖÖ Ð Ø ÓÒ Ó × ÕÙ Ò × ́ Ò ÊÙ ×× Òμo ÈÖÓ Ð Ñ Ã Ö1 Ò Ø ̧ 3⁄4 1⁄2 ß 3⁄4̧ 1⁄2 1⁄2o Ì Ó Âo o Ì ÓÑÔ ×ÓÒo È Ö×ÓÒ Ð ÓÑÑÙÒ Ø ÓÒ ØÓ Æo o o ËÐÓ Ò o Ì Ù1⁄21⁄4 o Ì Ù o Í Ö Ø ×Ø Ù× ÑÑ Òר ÐÐ ÙÒ ÚÓÒ ÓÒ ÖÙ ÒØ Ò ÃÖ × Ò Ò Ò Ö Ò o Ö ×Ø Ò Î Ò× o Ë Ð× o Ë Öo̧ 1⁄2 1⁄2ß ̧ 1⁄2 1⁄21⁄4o ÌÎ 1⁄2 Åo o Ì× ×Ñ Ò Ò Ëo o ÎÐ ÙØo Ð Ö 1 ÓÑ ØÖ Ó ×o ÃÐ ÙÛ Ö̧ ÓÖ Ö Ø̧ 1⁄2 1⁄2o ÌÎ 3⁄4 Åo o Ì× ×Ñ Ò̧ Ëo o ÎÐ ÙØ̧ Ò Ìo Ò o ÅÓ ÙÐ Ö ÙÖÚ ×̧ Ë ÑÙÖ ÙÖÚ ×̧ Ò ÓÔÔ Ó × ØØ Ö Ø Ò Ø Î Ö× Ñ ÓÚ1 Ð ÖØ ÓÙÒ o Å Ø o Æ Öo̧ 1⁄21⁄4 3⁄41⁄2ß3⁄4 ̧ 1⁄2 3⁄4o Î Ö o Î Ö Ýo Ò Û ×Ô Ö Ô Ò Ò 3⁄41⁄4 Ñ Ò× ÓÒ×o ÁÒÚ ÒØo Å Ø o̧ 1⁄23⁄41⁄2 1⁄21⁄2 ß1⁄2¿¿̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1376
3⁄4 Ê ËÌ ÄË Æ ÉÍ ËÁ Ê ËÌ ÄË Å Ö ÓÖ Ë Ò Ð ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ Å Ø Ñ Ø Ð ÖÝ× Ø ÐÐÓ Ö Ô Ý ×Ø Ö Ò Ó × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ Ø Ø Ð× Û Ø Ø ×ØÖ Ù ØÙÖ Ò ÓÖÑ Ó Ö Ýר Ð×o ÓÖ ÓÚ Ö ÒØÙÖÝ Ø ¬ Ð × Ò Ñ Ø1 Ò Ö ÓÙÒ ÓÖ Ô ÓÐÝØÓÔ ×̧ Ð ØØ ×̧ Ø Ð Ò ×̧ Ò Ö ÓÙÔ×o Ì Ó Ý ̧ ר ÑÙÐ Ø ÓØ Ý Ú ÐÓÔÑ ÒØ× ÒØ ÖÒ Ð ØÓ Ñ Ø Ñ Ø × Ò Ý Ø × ÓÚ ÖÝ Ó ÕÙ × Ö Ýר Ð×̧ Ø ×Ù Ø × ÖÓ Ò Ò Ö Ô ÐÝ ̧ Ò ÑÓ Ð Ò Ø ÓÑ ØÖÝ Ó Ö Ýר Ð× Ö ÕÙ Ö × Ò Ú Ö1 ÜÔ Ò Ò Ñ Ø Ñ Ø Ð ØÓ ÓÐ o ÁÒ Ë Ø ÓÒ 3⁄4o1⁄2 Û × ÙÖÚ Ý Ø Ð ×× Ð ÓÙÒ Ø ÓÒ× Ó Ø ×Ù Ø Ò Ë Ø ÓÒ 3⁄4o3⁄4 Û Ò Ø ÓÛ Ø × ÓÙÒ Ø ÓÒ× Ö Ò Ö × Ò ØÓ Ò ÓÑÔ ×× Ö ÒØ Ú Ð ÓÔÑ ÒØ× o Ï ××Ù Ñ Ø Ø Ø Ö Ö × Ñ Ð Ö Û Ø Ø Ø ÖÑ ÒÓÐ Ó Ý Ò Ö ×Ù ÐØ× Ó ÔØ Ö ¿ Ó Ø × À Ò ÓÓ o 3⁄4o1⁄2 È ÊÁÇ Á Ê ËÌ ÄË Ì ÓÑ ØÖ Ð ×ØÙ Ý Ó ÖÝ× Ø Ð× Ò Û Ò ÂÓ ÒÒ × Ã ÔÐ Ö ×Ù ×Ø Ø Ø × ÒÓÛ­ × Û Ö ÓÑ ÔÖ × Ó ÒØ Ð ×Ô Ö × ÖÖ Ò Ò Û Ø Û Ò Ó Û ÐÐ Ù ÐÓ× 1Ô Ò o à ÔÐ Ö Ð×Ó ÒÓØ Ø Ø Ø ×Ô Ö × Ò ×Ù Ô Ò Û Ö ÙÒ ÓÖÑÐÝ ÓÑÔÖ ×× ̧ Ø Ý ÛÓÙÐ ×× ÙÑ Ø ÓÖ Ñ× Ó Ö ÓÑ Ó Ö ́ ÙÖ 3⁄4o1⁄2o 1⁄2μ̧ Ò Ø × Ó Ö ÛÓÙÐ Ø Ð ×Ô o À Ø Ù× ÑÓÒ× ØÖ Ø Ø Ù Ð ØÝ Ø Û Ò ×Ô Ö 1Ô Ò ÑÓ Ð× Ò Ø Ð Ò ÑÓ Ð× ÓÖ ÖÝ× Ø Ð ×ØÖ Ù ØÙÖ o Ì × ÐÓ× Ö Ð Ø ÓÒ ØÛ Ò ×Ô Ö Ô Ò × Ò Ø Ð Ò ×̧ ÓÖ ÑÓÖ Ò Ö ÐÐÝ ØÛ Ò ÔÓ Ò Ø × Ø× ́Ø ÒØ Ö× Ó Ø ×Ô Ö × Ò Ã ÔÐ Ö3× × μ Ò Ø Ð Ò ×̧ × ÜÔÐÓ Ø Ò Ñ Ø Ñ Ø Ð Ö Ýר ÐÐÓ Ö Ô ÝØ ÓØ × Ý o Á ÍÊ 3⁄4o1⁄2o 1⁄2 ́ μ Ù ÐÓ× ×Ø Ô Ò Ó ×Ô Ö ×o ́ μ Ï Ò Ø ×Ô Ö × Ö ÙÒ Ó ÖÑÐÝ ÓÑÔÖ ×× Ø Ý ÓÑ ×Ô 1¬ÐÐ Ò Ö ÓÑ Ó Ö o ́ μ ́ μ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1377
1⁄2¿ Åo Ë Ò Ð 3⁄4o1⁄2o1⁄2 ÈÇÁÆÌ1 Ë Ì ÅÇ ÄË ÖÓÑ Ø Ñ Ð Ó Ø Ò Ò Ø ÒØ ÒØÙÖ Ý ÙÒØ Ð ÕÙ Ø Ö ÒØÐ Ý ̧ Ö ÙÐ Ö × Ýר Ñ× Ó ÔÓ ÒØ×̧ ÓÖ ÙÒ ÓÒ× Ó ¬ Ò Ø ÒÙÑ ÖÓ Ø Ñ ̧ Ú ×Ö Ú × Ø ×ØÖ Ø ÑÓ Ð ÓÖ ÖÝ× Ø Ð ×ØÖ Ù ØÙÖ o Ì ×ØÙ Ý Ó ÖÝ× Ø Ð ÓÑ ØÖÝ ÑÓÙÒØ ØÓ Ø Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ó Ø × ÔÓ ÒØ× Ø × Ý ×ÝÑ Ñ ØÖÝ o ÌÀ Ä ËËÁ Ä ÌÀ ÇÊ Ä Ø × Ö Ø ÔÓ ÒØ × Ø Ò Ò o Ä ÇËË Ê ËØ Ö ́Ó ÔÓ ÒØ Ü 3⁄4 μ Ì ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó Ð Ò × Ñ ÒØ× Ó Ò Ò Ü ØÓ Ó Ø ÓØ Ö ÔÓ ÒØ× Ó o Î ÓÖÓÒÓ ÐÐ ́Ó ÔÓ ÒØ Ü 3⁄4 μ Ì × Ø Î ́Üμ Ó Ô Ó Ò Ø× Ò Ò Ø Ø Ö Ø Ð ×Ø × ÐÓ× ØÓ Ü × ØÓ ÒÝ ÓØ Ö ÔÓ ÒØÓ óË Ð×Ó ÔØ Ö× ¿ Ò 3⁄4¿o μ Î ÓÖÓÒÓ Ø Ð Ò ́ ××Ó Ø Û Ø μ Ì Ø Ð Ò Î Û Ó× Ø Ð × Ö Ø Î ÓÖÓÒÓ ÐÐ× Ó Ø ÔÓ ÒØ× Ó o Ê ÙÐ Ö ×Ýר Ñ Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ò¬Ò Ø × Ö Ø ÔÓ ÒØ × Ø ×Ù Ø Ø Ø ×Ø Ö× Ó ÐÐ Ø× ÔÓ ÒØ× Ö ÓÒ ÖÙ ÒØ ÕÙ Ú Ð ÒØÐÝ ̧ × Ö Ø ÔÓ ÒØ × Ø Ø Ø × Ò ÓÖ Ø Ó Ò Ò¬Ò Ø Ö ÓÙÔ Ó ×ÓÑ ØÖ ×o ÖÝר ÐÐÓ Ö Ô ÖÓÙÔ ÖÓÙÔ Ó ×ÓÑ ØÖ × Ø Ø Ø× ØÖ Ò× Ø Ú Ð ÝÓ Ò Ö 1 ÙÐ Ö ×Ý× Ø Ñ Ó ÔÓ ÒØ× o ÖÝ× Ø ÐÐÓ Ö Ô ÖÓÙÔ× Ö × Ö Ø ×Ù Ö ÓÙÔ× Ó Ø ÒÓÒ Ð Ò ÖÓÙÔ Ó Ù Ð Ò ÑÓØ ÓÒ× Ó Ò o Ä ØØ ́Ó Ñ Ò× ÓÒ Òμ × Ö Ø ×Ù ÖÓÙÔ Ó Ê Ò ̧ Ò Ö Ø Ý Ò Ð Ò ÖÐÝ Ò Ô Ò ÒØ ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ× o ÖÝר Ð ́ Ð ×× Ðμ Ì ÙÒ ÓÒ Ó ¬Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó ÓÖ Ø× Ó Ö Ýר ÐÐÓ Ö Ô ÖÓÙÔo ÈÓ ÒØ Ð ØØ Ò ÓÖ Ø Ó Ð ØØ o Å ÁÆ Ê ËÍÄ ÌË Ì Ð 3⁄4o 1⁄2o1⁄2 Æ · Ú × Ø ÒÙÑ Ö Ó Ö Ýר ÐÐÓ Ö Ô Ö ÓÙÔ× Ò 3⁄4 ̧ ¿ ̧ Ò ̧Ù ÔØ Ó × Ó Ñ Ó Ö Ô × Ñ o ÓÖ Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó ÖÓÙÔ× × ÒÓØ Ò ÓÛÒo Ì Ä 3⁄4o1⁄2o1⁄2 ÖÝר ÐÐÓ Ö Ô ÖÓÙ Ô×o Ò 3⁄4 ¿ Ì È Ë 1⁄2 3⁄41⁄2 ¿ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1378
ÔØ Ö 3⁄4 ÖÝ ×Ø Ð× Ò ÕÙ × ÖÝ ×Ø Ð× 1⁄2¿ ÌÀ ÇÊ Å 3⁄4o1⁄2o1⁄2 Ö 3× Ì ÓÖ Ñ Ö ÙÐ Ö ×Ýר Ñ Ó ÔÓ ÒØ× × ¬Ò Ø ÙÒ ÓÒ Ó ØÖ Ò×Ð Ø × Ó ÓÒ ÖÙ ÒØ Ð ØØ × ́ ÙÖ 3⁄4o 1⁄2o3⁄4μ Ø ×ÝÑÑ ØÖÝ ÖÓ ÙÔ Ó Ö ÙÐ Ö ×Ýר Ñ Ó ÔÓ ÒØ× × ÔÖÓ Ù Ø Ó ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ ÖÓÙ Ô Ì Ò ¬Ò Ø ÖÓÙ Ô Ó ×ÓÑ ØÖ ×̧ ×Ù Ø Ø Ì × Ø Ñ Ü Ñ Ð Ð Ò ×Ù ÖÓÙÔ Ó o ́Ë Ë Ò ÓÖ × Ù×× ÓÒ Ó Ø × Ø ÓÖ Ñ Ò ÓÖ ÙÖØ Ö Ö Ö Ò ×oμ Á ÍÊ 3⁄4o1⁄2o 3⁄4 Ö ÙÐ Ö ×Ýר Ñ Ó ÔÓÒ Ø × × Ù ÒÓ ÒÓ ÓÒ ÖÙ ÒØ Ð ØØ ×o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄4o1⁄2o3⁄4 Ì ÖÝר ÐÐÓ Ö Ô Ê ×ØÖ Ø ÓÒ Ì ÓÒ ÐÝ ÖÓØ Ø ÓÒ Ð ×ÝÑÑ ØÖ × ÔÓ×× Ð ÓÖ Ö ÙÐ Ö ×Ýר Ñ Ó ÔÓ ÒØ× Ö Ø Ó× ÓÑÔ Ø Ð Û Ø Ð ØØ ́Ó Ø × Ñ Ñ Ò× ÓÒ μo Ì Ð 3⁄4o 1⁄2o3⁄4 Ú × Ø ÔÓ×× Ð ÓÖ Ö× Ņ̃3⁄4 Ñ 1⁄2¿̧ Ó ÖÓØ Ø ÓÒ Ð ×ÝÑ Ñ ØÖ × Ó Ö ÙÐ Ö × Ýר Ñ Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÐÓÛ ×Ø Ñ Ò× ÓÒ ́Ñμ Ò Û Ø Ý Ò Ó ÙÖo Ú 1 ÓÐ ÖÓØ Ø ÓÒ× ̧ × Û ÐÐ × Ò1 ÓÐ ÖÓØ Ø ÓÒ× Û Ø Ò ̧ Ö ÓÖ Ò Ò 3⁄4 Ò ¿ o ́Ì × Ø Ð × × ÐÝ ÓÑÔÙØ ÖÓÑ Ø Ó ÖÑÙÐ Ú Ò Ò Ë Ò ̧ Ôo 1⁄2 oμ Ì Ä 3⁄4o1⁄2o3⁄4 Ñ1 ÓÐ ÖÓØ Ø ÓÒ Ð ×ÝÑÑ ØÖ ×o Ñ ́Ñμ Ñ ́Ñμ Ñ ́Ñμ Ñ ́Ñμ 3⁄4 1⁄2 1⁄21⁄2 1⁄23⁄4 ¿ 3⁄4 3⁄4 1⁄23⁄4 3⁄4 1⁄21⁄4 1⁄2¿ 1⁄23⁄4 ÄÇÆ 3Ë Ê ÇÊÅÍ Ä ÌÁÇÆ Ç ÌÀ Ä ËËÁ Ä ÇÍÆ Ì ÁÇÆË ÁÒ Ø 1⁄2 ¿1⁄4× ÐÓÒ ̧ Ð × Ò ÖÓÚ̧ Ò È ÙÖÓÚ Ö ÓÖ ÑÙÐ Ø Ø ÓÙÒ Ø ÓÒ× Ó Ñ Ø Ñ Ø Ð ÖÝ× Ø ÐÐÓ Ö Ô Ý ̧ Ö ÔÐ Ò Ø Ö ÙÐ Ö ×Ý× Ø Ñ× Ó ÔÓ ÒØ× Û Ø ÑÓÖ Ò Ö Ð × Ö Ø ÔÓ ÒØ × Ø×̧ Û Ø Ý ÐÐ ́Ö Ê μ1×Ý× Ø Ñ×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1379
1⁄2¿ 1⁄4 Åo Ë Ò Ð Ä ÇËË Ê ́ Ö̧Êμ ×Ýר Ñ × Ø £ £ Ö Ê Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ò Ø Ø × ÙÒ ÓÖÑÐÝ × Ö Ø Ò Ö Ð Ø Ú ÐÝ Ò× ́Ö × Ø Ò¬ÑÙÑ Ó Ø ×Ø Ò × ØÛ Ò Ô Ö× Ó ÔÓ ÒØ× Ó £̧ Ò Ú ÖÝ ×Ô Ö Ó Ö Ù× Ê ÓÒØ Ò× Ø Ð ×Ø ÓÒ ÔÓ ÒØÓ £ μ o ÐÓÒ ́ÓÖ Ð ÙÒ Ýμ × Ø Ì ÑÓ ÖÒ Ø ÖÑ ÓÖ Ò ́Ö Ê μ × Ýר Ño Ò Ø ØÝÔ ÐÓÒ × Ø £ × × ØÓ Ó ¬Ò Ø ØÝÔ £ £ × × Ö Ø ÐÓ× × Øo 1ר Ö ́ Ó Ô Ó Ò Ø Ü Ò ÐÓÒ × Øμ Ì ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó Ð Ò × Ñ ÒØ× Ó Ò Ò Ü ØÓ Ø ÔÓ ÒØ× Ó Ø ÐÓÒ × Ø Ø Ø Ð Ò ́Ü μ̧ Ø ÐÐ Û Ø ÒØ Ö Ü Ò Ö Ù× o Å ÁÆ Ê ËÍÄ ÌË Ì Î ÓÖÓÒÓ ÐÐ Ó ÒÝ ÔÓ ÒØ Ü Ó ÐÓÒ × Ø £ Ö Ê × ÓÒØ Ò Ò Ø ÐÐ ́Ü Êμ Ø Ù× Ø ÐÐ × ÓÑ ÔÐ Ø ÐÝ Ø ÖÑ Ò Ý£ ́Ü 3⁄4Ê μo ́Ì × × Ò ×Ý Ü Ö × oμ Á Ò ÓÖ Ø Ó Ö ÓÙÔ Ó ×ÓÑ ØÖ × Ó Ò × ÐÓÒ × Ø̧ Ø Ò Ø Ö ÓÙÔ × ÖÝ× Ø ÐÐÓ Ö Ô Ò Ø ÐÓÒ × Ø × Ö ÙÐ Ö ×Ý× Ø Ñ Ó ÔÓ ÒØ× ÄË o ÐÓÒ × Ø £ Ö Ê × Ó ¬Ò Ø ØÝÔ Ò ÓÒÐ Ý Ø × ¬Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó Ò ÓÖ ÓÓ × Ó Ö Ù× 3⁄4Ȩ̂ ÙÔ ØÓ ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ Ä o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄4o1⁄2o¿ Ì ÄÓ Ð Ì ÓÖ Ñ ́ ÓÖ ÔÓ ÒØ × Ø×μ Ë Ì Ö × Ö Ð ÒÙÑ Ö ×Ù Ø Ø ÐÐ Ø 3⁄4Ê 1ר Ö× Ó ÐÓÒ × Ø £ Ö Ê Ö ÓÒ ÖÙ ÒØ̧ Ø Ò £ × Ö ÙÐ Ö ×Ýר Ñ Ó ÔÓ ÒØ×o ́Ë Ð×Ó Ë Ø ÓÒ ¿o 3⁄4oμ ÈÊÇ Ä Å 3⁄4o1⁄2o Ó × Ø ÓÒ ×Ø ÒØ Ò Ø ÄÓ Ð Ì ÓÖ Ñ Ô Ò ÓÒÐÝ ÓÒ Ø Ñ Ò× ÓÒ Ò 3⁄4o1⁄2o3⁄4 ÌÁÄ ÁÆ ÅÇ ÄË Ö Ýר Ð ÖÓÛØ × ÑÓ ÙÐ Ö ÒÒ Ò Û Ø Ö Ð Ø Ú ÐÝ Ø ÒÝ Ð Ùר Ö Ó ØÓÑ× ̧ ÖÝ× Ø Ð ÖÓÛ× Ý Ø Ö Ø ÓÒ Ó ÑÓ ÙÐ × ́ ØÓÑ× ̧ ÑÓÐ ÙÐ ×μ ØÓ Ø × × o Ì ÔÓ× Ø ÓÒ ÑÓ ÙÐ × ×ÙÑ × ÓÒ Ø ÖÓÛ Ò Ö Ýר Ð × × ×ÙÑ ØÓ Ø ÖÑ Ò Ý ÐÓ Ð ÓÖ ×̧ × Ö ×Ù × ÕÙ ÒØ Ö ÖÖ Ò Ñ ÒØ× Ø Ø Ñ Ý Ö ÕÙ Ö ØÓ Ñ Ò Ñ Þ ×ÙÖ Ò Ö Ý o ÁÒ ÑÓ Ð× Ó Ö Ýר Ð ×ØÖ Ù ØÙÖ ÓÒ× ×Ø ÒØ Û Ø Ø × ÔÖÓ ××̧ Ø ÑÓ ÙÐ × Ö ×ÓÑ Ø Ñ × Ö ÔÖ × ÒØ × ×Ô Ö ×̧ ÙØ ÑÓÖ ÓÑ ÑÓÒÐ Ý × ×Ô 1¬ÐÐ Ò ÔÓÐÝ Ö o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø × ÓÒÚ Ò ÒØ ØÓ Ø Ò Ó ÖÝ× Ø Ð × Ø Ð Ò Ó ×Ô Ý ÓÒ ÖÙ ÒØ Ø Ð ×o Ì Ø Ð × Ñ Ý Ø ÖÝ× Ø ÐÐÓ Ö Ô Ö3× ÙÒ Ø ÐÐ×̧ Ø Î ÓÖÓÒÓ ÐÐ× Ó Ø ÖÝ× Ø Ð Ð ØØ ̧ ÓÖ ×Ø Ö Ó Ö o Ä ÇËË Ê ́ ÐÓ× μ ÙÒ Ø ÐÐ ́Ó Ð ØØ Ò Ò μ Ì Å Ò ÓÛ× ×ÙÑ Ó × Ø Ó Ò Ò Ö1 Ø Ò Ú ØÓÖ × Ó Ø Ð ØØ o ÓÒÓ ØÓÔ Ì Å Ò ÓÛ× ×ÙÑ Ó Ò Ö Ø ÖÝ ÒÙÑ Ö Ó Ð Ò × Ñ ÒØ× ́ÓÖ Ú 1 ØÓÖ× μo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1380
ÔØ Ö 3⁄4 ÖÝ ×Ø Ð× Ò ÕÙ × ÖÝ ×Ø Ð× 1⁄2¿ 1⁄2 Ò1Ô Ö ÐÐ Ð ÓØÓÔ ÓÒÚ Ü Ò1ÔÓÐÝØÓÔ Ø Ø Ø Ð × Ò Ý ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒo ́Ë Ë 1 Ø ÓÒ ¿o3⁄4oμ ÍÒ Ø ÐÐ× Ò Î ÓÖ ÓÒÓ ÐÐ× ́Ó Ð ØØ ÔÓ ÒØ× μ Ö Ô Ö ÐÐ Ð ÓØÓÔ ×o ËØ Ö Ó Ö ÓÒ Ì Î ÓÖÓÒÓ ÐÐ Ó ÔÓ ÒØ Ó Ö ÙÐ Ö × Ýר Ñ Ó ÔÓ ÒØ×o ́ ר Ö Ó ÖÓÒ × ÒÓØ Ò ×× Ö ÐÝ Ô Ö ÐÐ ÐÓØÓÔ oμ Å ÁÆ Ê ËÍÄ ÌË Ì Ð 3⁄4o1⁄2o¿ Ú × Ø ÒÙÑ Ö Ó ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ØÝÔ × Ó Ò1Ô Ö ÐÐ ÐÓØÓÔ × Ò 3⁄4 ̧ ¿ ̧ Ò o ́Ë Ë Ò ̧ Ôo oμ Ì Ä 3⁄4o1⁄2o¿ Ò1Ô Ö ÐÐ ÐÓØÓÔ ×o Ò 3⁄4 ¿ Ì È Ë 3⁄4 3⁄4 3⁄41Ô Ö ÐÐ ÐÓØÓÔ × ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ ÕÙ Ú Ð ÒØ ØÓ ÕÙ Ö Ð Ø Ö Ð ÓÖ Ü ÓÒo Ì ¿1Ô Ö ÐÐ ÐÓØÓÔ × Ö ̧ ÓÑ Ò ØÓÖ ÐÐÝ ̧ Ù × ̧ Ü ÓÒ Ð ÔÖ ×Ñ× ̧ ØÖÙÒ Ø Ó 1 Ø Ö ̧ Ö ÓÑ Ó Ö ̧ Ò Ø ÐÓÒ Ø Ö ÓÑ Ó Ö ́Û Ú ÓÙÖ Ü ÓÒ Ð Ò Ø Ö ÓÑ ×μo Ì 3⁄41Ô Ö ÐÐ Ð ÓØÓÔ × Ò ¿1Ô Ö ÐÐ ÐÓ1 ØÓÔ × Ö ÞÓÒÓØÓÔ ×̧ ÙØ Ø × × ÒÓØ Ò Ö ÐÐÝ ØÖÙ Ò Ö Ñ Ò× ÓÒ× o Ú ÖÝ 3⁄41̧ ¿1̧ Ò 1Ô Ö ÐÐ ÐÓØÓÔ × Ò ÆÒ Ñ Ó Ø Î ÓÖ ÓÒÓ ÐÐ Ó Ð ØØ Ò 3⁄4 ̧ ¿ ̧ Ò ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝ o Ì ÒÙÑ Ö Ó ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ØÝÔ × Ó ×Ø Ö Ó Ö Ò Ò × ÓÙÒ ́× Ë 1 Ø ÓÒ ¿o3⁄4μo ÈÊÇ Ä Å 3⁄4o1⁄2o Á× Ú ÖÝ Ò1Ô Ö ÐÐ Ð ÓØÓÔ Ò ÆÒ Ñ Ó Ø Î ÓÖÓÒÓ ÐÐ Ó ×ÓÑ ÙÐÐ Ö Ò Ð ØØ ÔÓ ÒØ Ò Ê Ò Î ÓÖ ÓÒÓ ÔÖ ÓÚ Ø Ø Ø Ò×Û Ö × Ý × Ü ØÐÝ Ò ·1⁄2Î ÓÖÓÒÓ ÐÐ× Ñ Ø Ø Ú ÖÝ Ú ÖØ Ü Ó Ø Î ÓÖ ÓÒÓ Ø Ð Ò o Ì Ò×Û Ö × Ð×Ó Ý × ÓÖ Þ ÓÒÓØÓÔ × Ö Ò ÓÖ Ô Ö ÐÐ ÐÓØÓÔ × Û Ø 3⁄4́3⁄4 Ò 1⁄2μ × ́Ø Ñ Ü Ñ Ð ÒÙÑ Ö Ò Ø Ø Ñ Ò× ÓÒμ ÅÊË o 3⁄4o1⁄2o¿ ÅÇ ÄÁÆ 1Ê Á Ê ÌÁÇÆ ÁÒ 1⁄2 1⁄23⁄4 Ø ÖÑ Ò Ô Ý× ×Ø Å Ü ÚÓÒ Ä Ù Ñ ÓÒ×ØÖ Ø Ø Ð Ø1Ð Ò ØÙÖ Ó 1Ö Ý× Ò Ø ÔÐ Ù× Ð ØÝ Ó Ð ØØ ×ØÖ Ù ØÙÖ ÓÖ Ö Ýר Ð× Ý × ÓÛ Ò Ø Ø ÖÝ× Ø Ð× Ò × ÖÚ × «Ö Ø ÓÒ Ö Ø Ò × ÓÖ 1Ö Ý× ́Ø × ÜÔ Ö Ñ ÒØ Ð×Ó ×ÙÔÔ ÓÖ Ø Ø Ü ×Ø Ò Ó ØÓÑ× μo 1Ö Ý «Ö Ø ÓÒ ØÙÖ Ò ÓÙØ ØÓ Ø ÊÓ× ØØ רÓÒ Ø Ø ÙÒÐÓ Ø ×ÓÐ ×Ø Ø o ËÝÒØ Ø Ô ÖÑ ÙØ Ð×̧ Ð ØÖ ÓÒ ×̧ Ò Ñ Ð Ñ Ò Ö Ó ÒÐÝ Ø Ö Ó Ø Ñ ÒÝ ¬ Ð × Ó ÔÔÐ Ø ÓÒ Ø Ø Ú Ö ×ÙÐ Ø ÖÓÑ Ø × × ÓÚ ÖÝ o 1Ö Ý «Ö Ø ÓÒ × Ö1¬ Ð ́ Ö ÙÒ Ó Öμ «Ö Ø ÓÒo Ì × Ñ Ò× Ø Ø Ø ×1 Ø Ò × ÖÓÑ Ø 1Ö Ý × ÓÙÖ ØÓ Ø ÖÝ× Ø Ð Ò ÖÓÑ Ø Ö Ýר Ð ØÓ Ø Ô ÓØÓ Ö Ô ÔÐ Ø ÓÒ Û × ØØ Ö ÒØ Ò× Ø × Ö Ö ÓÖ Ö ×ÙÆ ÒØÐÝ Ö Ø Ø Ø × Ø1 Ø Ö Ò Ò ÑÓ Ð Ý ÓÙÖ Ö ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÛ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1381
1⁄2¿ 3⁄4 Åo Ë Ò Ð Ä ÇËË Ê Ù Ð Ð ØØ Á Ä × Ð ØØ Ò Ò ̧ Ø× Ù Ð Ð ØØ Ä £ × Ø Ö ÓÙÔ Ó Ú ØÓÖ× Ý 3⁄4 Ò ×Ù Ø Ø Ý ¡ Ü 3⁄4 ÓÖ Ú ÖÝ Ü 3⁄4 Ä Ö ¡ ÒÓØ × Ø Ù×Ù Ð × Ð Ö ÔÖÓ Ù Øo Ö ÐØ ÙÒ Ø ÓÒ Ø Ü ÁÒØÙ Ø Ú ÐÝ ̧ Ø Ò Ö Ð Þ ÙÒ Ø ÓÒ Æ Ü Ø Ø ×1 × Ò× ÙÒ Ø Ñ ×× ØÓ Ø ÔÓ ÒØ Ü 3⁄4 Ò Ò Ú Ò × × Ø ÐÐ ÓØ Ö ÔÓ ÒØ ×o Å ÁÆ Ê ËÍÄ ÌË × ×ÙÑ ̧ ÓÖ × ÑÔÐ ØÝ ̧ Ø Ø ÓÙÖ Ö ÙÐ Ö ×Ýר Ñ Ó ÔÓ ÒØ× × ÔÓ ÒØ Ð ØØ o Ï ××Ó Ø ØÓ Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò Ð ØØ Ä Ø Ò Ö Ð Þ ÙÒ Ø ÓÒ ́Üμ Ü Ò 3⁄4Ä Æ Ü Ò ́Üμ ́ 3⁄4 1⁄2 1⁄2μ Ø× ÓÙÖ Ö ØÖ Ò× ÓÖÑ × Ø Ò Ö Ð Þ ÙÒ Ø ÓÒ ́×μ Ü Ò 3⁄4Ä ÜỐ 3⁄4 Ü Ò ¡ ×μ ́ 3⁄4 1⁄2 3⁄4μ Û Ö × 3⁄4 Ò o Ì «Ö Ø ÓÒ Ô ØØ ÖÒ Ø Ø Û Ó × ÖÚ ́ÓÒ Ô ÓØÓ Ö Ô ÔÐ Ø μ Û Ò 1Ö Ý× Ö Ô ×× Ø ÖÓÙ Ø × ÖÝ× Ø Ð × Ò× ØÝ Ñ Ô Ó Ø ÖÝר Ð3× ÒØ Ò× ØÝ ÙÒ Ø ÓÒ ́Ø ÓÙÖ Ö ØÖ Ò× ÓÖÑ Ó Ø ÙØÓ ÓÖÖ Ð Ø ÓÒ ́Üμ £ ́ Üμμo Ì Ï Ò Ö Ö Ñ ÐÓÛ Ë Ò ̧ Ò Û Ð ÒÓØ × ÓÙÖ Ö ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ̧ × Ö × Ø Ö Ð Ø ÓÒ× Ô ØÛ Ò Ø Ö Ýר Ð Ò Ø Ó × ÖÚ ÒØ Ò× Ø ×o ́Üμ ÙØÓ ÓÖÖ Ð Ø ÓÒ ́Üμ £ ́ Üμ Ð Ð ́×μ ×ÕÙ Ö Ò ́×μ 3⁄4 Ì Ø × Ó Ø ÖÝ× Ø ÐÐÓ Ö Ô Ö × ØÓ Ù ́Üμ ÖÓÑ Ø ÒØ Ò× ØÝ ÙÒ Ø ÓÒ̧ Ø × Ö ØÐÝ ÓÑÔÐ Ø Ý Ø Ø Ø Ø Ø ÒØ Ò× ØÝ × Ö Ð Û Ð ́×μ × ÓÑÔÐ Üo Ì × Ö Ñ × Û ÐÝ Ù× Ò ÖÝ× Ø ÐÐÓ Ö Ô Ý ÓÖ ÙÖ ×Ø ÔÙÖÔ Ó× ×̧ ÐØ ÓÙ Ø × ÒÓØ Ú Ð ́ Ò ÒÝ Ø ÓÖÝ Ó Ò Ö Ð Þ ÙÒ Ø ÓÒ× μ Ù× Ó Ò ÚÓÐÙØ ÓÒ Ò ÑÙÐ Ø ÔÐ Ø ÓÒ Ö ÒÓØ ¬Ò ÓÖ Ò¬Ò Ø × ÙÑ× Ó ÐØ ×o Æ Ú ÖØ Ð ××̧ Ø Ö × × Ò× Ò Û Ø Ú × ÓÖÖ Ø Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÀÓ o ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ × ÖÔ Ö Ø× Ô Ó Ø × Ò Ø «Ö Ø ÓÒ Ô ØØ ÖÒ ÓÖÖ ×Ô ÓÒ ØÓ ÐØ ÙÒ Ø ÓÒ× Ò Ø ÓÙÖ Ö ØÖ Ò× ÓÖÑ Ò Ø × Ó Ô Ö Ó ÔÓ ÒØ × Ø× ́ Ò Ð×Ó Ò Ø × Ó ÑÓ Ð × Ø×̧ × Ù×× Ò Ë Ø ÓÒ 3⁄4o3⁄4 ÐÓÛμo Ì ÈÓ ×× ÓÒ ×ÙÑ Ñ Ø ÓÒ ÓÖ ÑÙÐ ́× Ë Ò μ ר Ø ×̧ Ò « Ø̧ Ø Ø Ø «Ö Ø ÓÒ Ô ØØ ÖÒ Ó ÔÓ ÒØ Ð ØØ × × Ø Ó × ÖÔ Ö Ø ×ÔÓØ× Ø Ø ÔÓ ÒØ× Ó Ø× Ù Ð ÔÓ ÒØ Ð ØØ o ÌÀ ÇÊ Å 3⁄4o1⁄2o ÈÓ ×× ÓÒ Ë ÙÑÑ Ø ÓÒ ÓÖÑÙÐ Ä Ø Ä Ò Ä £ Ù Ð Ð ØØ ×̧ Ò Ð Ø ́Üμ × Ò ́ 3⁄4o 1⁄2o1⁄2μ ÓÚ o Ì Ò ́ 3⁄4o1⁄2o3⁄4μ Ò ÛÖ ØØ Ò Ò Ø ÓÖÑ ́×μ × Ò 3⁄4Ä £ Æ × Ò ́×μ ́ 3⁄4 1⁄2 ¿μ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1382
ÔØ Ö 3⁄4 ÖÝ ×Ø Ð× Ò ÕÙ × ÖÝ ×Ø Ð× 1⁄2¿ ¿ 3⁄4o3⁄4 Æ Ê ÄÁ Ê ËÌ ÄË Æ ÉÍ ËÁ Ê ËÌ ÄË Ø Ö Ø × ÓÚ ÖÝ Ó 1Ö Ý «Ö Ø ÓÒ Ò 1⁄2 1⁄23⁄4̧ Ø Û × ÙÒÕÙ ×Ø ÓÒ Ò ÐÝ ÔØ Ø Ø Ö Ýר Ð × ×ÓÐ Û Ø Ô Ö Ó ØÓÑ × ØÖÙ ØÙÖ o ÇÒÐ Ý Ô Ö Ó ×ØÖ Ù ØÙÖ ̧ Ø Û × Ö ×ÓÒ ̧ ÓÙÐ ÔÖÓ Ù «Ö Ø ÓÒ Ô ØØ ÖÒ× Û Ø × ÖÔ Ö Ø ×ÔÓØ×̧ Ù× ÖÓÙ ÐÝ ×Ô Ò Ø ×Ô ÓØ× Ò Ø Ø Ö Ô Ø Ø ÓÒ̧ Ø ÖÓÙ ÓÙØ Ø Ö Ýר Ð3× ØÓÑ Ô ØØ ÖÒ̧ Ó ÓÒ ÖÙ ÒØ 1ר Ö× ÓÖ ÐÐ 1⁄4o Ì ÐÓÒ 1Ö Ò ÓÖ Ö Ö Ø Ý Ø × Ö Ô Ø Ø ÓÒ̧ Ø Û × × ×ÙÑ ̧ ÑÙר Ô Ö Ó o ÙØ Ø × Ð ×× Ð ÑÓ Ð Ò ØÓ ÕÙ ×Ø ÓÒ Ò Ø 1⁄2 1⁄4× Û Ò Ø Û × ÓÙÒ Ø Ø Ø ×ØÖ Ù ØÙÖ × Ó ×Ó1 ÐÐ ÑÓ ÙÐ Ø ÖÝ× Ø Ð× ÓÙÐ ÒÓØ ÓÙÒØ ÓÖ Ý Ø Ö 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ô Ö Ó ØÝ o Ì Ô Ö Ñ Ø Ø Ö Ò × Ò Ä Ù 3× ÜÔ Ö Ñ ÒØ ÓÐÐ Ô× ÓÑ ÔÐ Ø ÐÝ Û Ø Ø × ÓÚ ÖÝ ̧ Ò Ø ÖÐÝ 1⁄2 1⁄4×̧ Ó Ö Ýר Ð× Û Ø ÓÖ Ò Ó× Ö Ð × ÝÑÑ ØÖÝ o Ì Ó Ý Ø × Û ÐÝ Ö Ø Ø ÓØ Ô Ö Ó Ò ÒÓÒÔ Ö Ó ÖÝ× Ø Ð× Ü ×Ø̧ ÙØØ × ØÖÙ ØÙÖ Ó ÒÓÒÔ Ö Ó ÖÝ× Ø Ð× × ×Ø ÐÐ ÒÓØ ÙÐ ÐÝ ÙÒ ÖרÓÓ o Ê Ø Ö Ø Ò Ö Ô Ø Ø Ñ ×Ø Ó Ø Ô ×Ø Ý Ò ¬Ò Ò ÖÝ× Ø Ð Ò Ø ÖÑ× Ó ×ÓÑ ÔÖ ÓÖ ÓÒ ÔØ Ó Ø× × ØÖÙ ØÙÖ ̧ Ø ÓÑÑ ×× ÓÒ ÓÒ Ô Ö Ó ÖÝ× Ø Ð× Ó Ø ÁÒØ ÖÒ Ø ÓÒ Ð ÍÒ ÓÒ Ó Ö Ýר ÐÐÓ Ö Ô Ý ÔÖÓÔÓ× × ÛÓÖ Ò ¬Ò Ø ÓÒ ÖÝר Ð × ×ÓÐ Û Ø Ò ×× ÒØ ÐÐÝ × Ö Ø «Ö Ø ÓÒ Ô ØØ ÖÒo Ì Ó ÔÙØ Ø × ÒØÓ Ñ Ø Ñ Ø Ð Ð Ò Ù ̧ Û Ó Ð Ð Ó ÛØ Ô Ö Ó ÑÓ Ð Ý × 1 ×Ó Ø Ò ×ÙÑ Ó Ö ÐØ × ØÓ ÐÓÒ × Ø £̧ ÓÒ ÐØ Ø ÔÓ ÒØ̧ Ò ÓÑÔÙØ Ò Ø ÓÙÖ Ö ØÖ Ò× ÓÖÑ Ó Ø ÙØÓ ÓÖÖ Ð Ø ÓÒ ́Û Ò Ø ÙØÓ ÓÖÖ Ð Ø ÓÒ Ü × Ø×μo Ì × ØÖ Ò× ÓÖÑ × Ñ ×ÙÖ ̧ ÐÐ Ø ×Ô ØÖ ÙÑ Ó £ Ø ×Ô ØÖÙÑ Ò ÙÒ ÕÙ ÐÝ ÓÑÔ Ó× ÒØÓ ×ÙÑ Ó × Ö Ø Ò ÓÒØ ÒÙÓÙ× Ñ ×ÙÖ ×o Ì ×1 Ö Ø ÓÑÔÓÒ ÒØ Ó Ø ×Ô ØÖ ÙÑ × Ø× Ð ÓÙÒØ Ð ×ÙÑ Ó Û Ø Ö ÐØ ×̧ ÐÓ Ø Ø × Ø Ó ÔÓ ÒØ× Ø Ø Û ÛРРРУ ́Û Ò £ × Ð ØØ ̧ £ £ £ μo Ï ÐÛ Ý× Ú 1⁄43⁄4 £ £ 1⁄4 ̧ Ø ×× Ø Ó Ò Ó Ò ØÖ Ú Ðo ́Ì × Ø £ Ò ÒÓØ × Ö Ø × ÔÓ ÒØ × Ø Ò Ò Ö Ð Ø Û ÐÐ Ú ÖÝÛ Ö Ò× oμ ¬Ò Ø ÓÒ ́ Ò Ö Ð Þ μ ÖÝ ×Ø Ð × ÐÓÒ × Ø £ Û Ø ÒÓÒØÖ Ú Ð £ o ÕÙ × ÖÝ ×Ø Ð × Ò Ö Ð Þ ÖÝ× Ø Ð Û Ó× ÒØ Ò× ØÝ ÙÒ Ø ÓÒ × ÒÚ Ö ÒØ ÙÒ Ö ÖÓØ Ø ÓÒ Ð ×ÝÑ Ñ ØÖÝ ÓÖ Ò Ý Ø ÖÝ× Ø ÐÐÓ Ö Ô Ê ×ØÖ Ø ÓÒo Ì ×ÝÑÑ 1 ØÖÝ ÖÓÙ Ô ́Ó ÕÙ × Ö Ýר Ðμ × Ø Ö ÓÙÔ Ó ×ÓÑ ØÖ × ÙÒ Ö Û Ø ÒØ Ò× ØÝ ÙÒ Ø ÓÒ × ÒÚ Ö ÒØo Ð ÓÛ̧ Û × Ö ×ÓÑ Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ× Ó Ø ÒÓØ ÓÒ× Ó Ö ÙÐ Ö ×Ýר Ñ× Ó ÔÓ ÒØ× Ò ×Ø Ö Ó Ö o ÁØ ÑÙ× Ø ÑÔ × Þ Ø Ø Ø Ø × ÖÐÝ ×Ø ̧ ÐÐ ¬Ò 1 Ø ÓÒ× Ö ×Ù Ø ØÓ Ò ̧ Ò Ú ÖÝ Û Ø ÓÖ Ñ× Ú Ò ÔÖ ÓÚ Ò × Ø × ØÓÖ Ý Ò Ö Ð ØÝ o 3⁄4o3⁄4o1⁄2 ÈÇÁÆÌ1 Ë Ì ÅÇ ÄË Ô ÓÒ Ø1× Ø ÑÓ Ð ÓÖ Ò Ö Ð Þ ÖÝ× Ø Ð × ×Ù Ø Ð Ò Ö Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ö ÙÐ Ö × Ýר Ñ Ó ÔÓ ÒØ× ̧ ÙØ Ø Ö × ÒÓ Ö Ñ ÒØÝ Ø ÓÒ Û Ø ×Ù Ø Ð × ÓÙÐ Ñ Òo ÀÓÛ Ú Ö̧ ÑÓ× Ø ÑÓ Ð× × ×ÙÑ Ø Ø Ø ÔÓ ÒØ × Ø × ÐÓÒ × Ø × Ø × Ý Ò Ø ÓÒ Ð ÓÒ Ø ÓÒ×̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ × Ò Ø ¬Ò Ø ÓÒ ÓÚ o Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ý ×ÝÑ Ñ ØÖÝ ÖÓÙÔ × Ö ÔÐ Ý ÐÓ Ð ×ÓÑ ÓÖÔ ×Ñ Ð ×× ×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1383
1⁄2¿ Åo Ë Ò Ð Ä ÇËË Ê 1 ØÐ × Ì × Ø Ó ÓÒ ÖÙ Ò Ð ×× × Ó 1ר Ö× Ó Ø ÔÓ ÒØ× Ó ÐÓÒ × Ø £o Ê Ô Ø Ø Ú ÔÓ ÒØ × Ø ÐÓÒ × Ø £ ×Ù Ø Ø Ø ×Ø Ö× Ó Ú ÖÝ 1 ØÐ × Ö Ö Ð Ø Ú ÐÝ Ò× Ò £ ́ o o̧ ÓÖ × Ù × Ø Ö× Ø Ö × Ò Ê × 1⁄4× Ù Ø Ø Ú ÖÝ ÐÐ Ó Ö Ù× Ê × ÓÒØ Ò× Ó ÔÝÓ ×μo ÄÓ Ð ×Ó ÑÓÖÔ ×Ñ Ð ×× ÌÛÓ ÐÓÒ × Ø× Ò Ê Ò ÐÓÒ ØÓ Ø × Ñ ÐÓ Ð ×ÓÑÓÖÔ ×Ñ Ð ×× Ú ÖÝ ÓÙÒ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ Ó Ð×Ó Ó ÙÖ× Ò Ø ÓØ Öo ÁÒ­ Ø ÓÒ ×ÝÑÑ ØÖÝ ÐÓÒ × Ø £ × × ØÓ Ô Ó×× ×× Ò­ Ø ÓÒ × ÝÑÑ ØÖÝ Ø Ö × 1⁄2× Ù Ø Ø £ £ 1Ö Ý «Ö Ø ÓÒ Ô ØØ ÖÒ× Ó Ö Ð Ö Ýר Ð× ×Ù ×Ø Ø Ø ÔÓ ÒØ 1× Ø ÑÓ Ð× ÓÖ Ò Ö1 Ð Þ Ö Ýר Ð× Ò × ÓÙÐ ×Ù × Ø× Ó 1ÑÓ ÙÐ × Ó Ö Ò Ñ o 1ÑÓ ÙÐ Û Ó× Ö Ò Ñ × Ö Ø Ö Ø Ò Ø× Ñ Ò× ÓÒ Ñ Ý Ú ÖÝÛ Ö Ò× o ÇÒ Û ÝØ Ó× Ð ØØ Ô ÓÒ Ø× Ó Ø ÖÝר Ð × Ý Ñ Ò× Ó Ò ÔØ Ò ÓÑ Ò ÓÖ Û Ò ÓÛo ÖÝ× Ø Ð Ó Ø Ò Ò Ø × Û Ý × ÐÐ ÑÓ Ð × Ø Å Ý o ÅÓ Ð × Ø Ä Ø Ä Ð ØØ Ó Ö Ò Ñ · Ò Ò Ñ Ð Ø Ô Ò Ô Ø ÓÖØ Ó ÓÒ Ð ÔÖÓ Ø ÓÒ× ÒØÓ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ù ×Ô Ò Ø× ÓÖØ Ó ÓÒ Ð ÓÑ ÔÐ Ñ ÒØ Ò ̧ Ö ×Ô Ø Ú ÐÝo × ×ÙÑ Ø Ø Ô ̧ Ö ×ØÖ Ø ØÓ Ä̧ × ÓÒ 1ÓÒ Ò Ø Ø Ô ́Äμ × Ú ÖÝÛ Ö Ò× Ò Ò ̧ Ò Ð Ø a ÓÙÒ ×Ù × Ø Ó Ò Û Ø ÒÓÒ ÑÔÝ Ò Ø Ö ÓÖo Ì Ò Ø × Ø £ ́aμ Ô ́Üμ Ü 3⁄4 Ä Ô ́Üμ 3⁄4 a ́ 3⁄4 3⁄4 1⁄2μ × ÐÐ ÑÓ Ð × Øo Ï Ò a × ØÖ Ò×Ð Ø Ó Ø ÔÖÓ Ø ÓÒ Ó Ø Î ÓÖÓÒÓ ÐÐ Ó Ø Ð ØØ ÒØÓ Ø ÓÖØ Ó ÓÒ Ð ×Ô ̧ Ø Û Ò ÓÛ ×× Ø Ó ÒÓÒ Ðo ÆÓØ ÑÓ Ð × Ø× Ò ¬Ò Ò Ö Ø Ö Ò Ö Ð ØÝ Ø Ò × ÓÒ Ö ÅÓ Ó1⁄41⁄4 o Ì Ò Ö ÒØ× ÓÖ ÓÒ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÑÓ Ð × Ø Ö × ÓÛÒ Ò ÙÖ 3⁄4o3⁄4o 1⁄2̧ Ò Û Ñ 3⁄4 Ò 1⁄2̧ Ò Ä × ×ÕÙ Ö Ð ØØ o Ì ×Ù ×Ô × Ø ×ÓÐ Ð Ò Ó ÔÓ× Ø Ú × Ð Ó Ô Ø Û Ò ÓÛa ר Ø Ð Ò × Ñ ÒØ Ò o Ð ØØ ÔÓ ÒØ Ü × ÔÖÓ Ø ÒØÓ Ò ÓÒÐ Ý Ô ́Üμ 3⁄4 a ́ ÐØ ÖÒ Ø Ú ÐÝ ̧ Ò ÓÒÐ Ý Ü Ð × Ò Ø ÝÐ Ò Ö ÓÙÒ Ý Ø ÓØØ Ð Ò ×μo ÆÓØ Ø Ø Ø Û Ò ÓÛ Ò ÙÖ 3⁄4o3⁄4o 1⁄2 × ÒÓØ ÒÓÒ Ðo Á ÍÊ 3⁄4o 3⁄4o1⁄2 ÁÒ Ö ÒØ× ÓÖ ÓÒ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÑÓ Ð × Øo Ì ×Ù ×Ô × Ø ×ÓÐ Ð Ò Ø Û Ò ÓÛ a × Ø Ø Ð Ò × Ñ ÒØ Ò o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1384
ÔØ Ö 3⁄4 ÖÝ ×Ø Ð× Ò ÕÙ × ÖÝ ×Ø Ð× 1⁄2¿ Å Ý Ö × Ø ÅÝÖ × Ø × ÐÓÒ × Ø £ ×Ù Ø Ø£ £ × Ð×Ó ÐÓÒ × Øo ÈÓ ××ÓÒ ÓÑ ÖÝר Ð Û Ø ÔÙÖ ÐÝ × Ö Ø ×Ô ØÖÙÑ o ̄1 Ù Ð ́Ó ÐÓÒ × Ø £μ £ £ ̄ Ý 3⁄4 Ò ¬ ¬ ÜỐ 3⁄4 Ý ¡ μ 1⁄2 ̄ 3⁄4 £ Å ÁÆ Ê ËÍÄ ÌË ÅÓ Ð × Ø× Ö Ö Ô Ø Ø Ú ÐÓÒ × Ø×o Ý ØÖ Ò×Ð Ø Ò a Û Ø Ò Ò¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó ÑÓ Ð × Ø× Ò Ø × Ñ ÐÓ Ð ×ÓÑÓÖÔ ×Ñ Ð ××o Á Ø ×Ù ×Ô ÓÒØ Ò× ÒÓ ÔÓ ÒØ× Ó Ø Ù Ð Ð ØØ Ä £ ̧ Ø Ò Ø ÑÓ Ð × Ø × ÒÓÒÔ Ö Ó ̧ o o̧ Ø × ÒÓØ ÒÚ Ö ÒØ ÙÒ Ö ÒÝ ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ Ë Ò ̧ ÅÓÓ o Ï Ò Ø Û Ò ÓÛ a × ØÖ Ò×Ð Ø Ó Ø ÔÖÓ Ø ÓÒ̧ ÒØÓ ̧ Ó Ø Î ÓÖÓÒÓ ÐÐ Ó Ø Ð ØØ ̧ Ø Ö Ð Ø Ú Ö ÕÙ Ò × Ó Ø Ö1ר Ö× Ó £́aμ Ö Ø ÖÑ Ò Ý Ø ÐÓ Ø ÓÒ Ó Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ÔÓ ÒØ× Ô ́Üμ Ò Ø Û Ò ÓÛ ́× ÙÖ 3⁄4o3⁄4o3⁄4μ Ë Ò o Á ÍÊ 3⁄4o 3⁄4o3⁄4 Ú ÖÝ ÔÓ ÒØ Ò ÓÒ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÑÓ Ð × Ø × Ø × ÓÒ ÔÓ ÒØ Ò Ø Ö 1ÔÓ ÒØ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ ÓÖ ×Ø Öo ́ μ ÁÒ Ø × Ü ÑÔÐ ̧ Ø Ö Ö Ø Ö Ø Ö Ò×Ð Ø ÓÒ× Ð ×× × Ó ×Ù ×Ø Ö×o ́ μ ר Ö × Ö Ø Ö Þ Ý Ø ÒØ ÖÚ Ð̧ Ò Ø Û Ò ÓÛ a̧ ÒØÓ Û Ø Ð ØØ Ô Ó ÒØ ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ØÓ Ø× ÒØ Ö ÔÖÓ Ø×o ́ × Ø ÓØØ Ð Ò Ø ØÖ ÔÐ × Ó Ð ØØ Ô Ó ÒØ× ÔÖÓ Ø Ò ØÓ Ø ×Ø Ö× Ö Ð×Ó Ò Ø Ý ÓØØ Ð Ò ×oμ ́ μ ́ μ Ú ÖÝ ÑÓ Ð × Ø × Å Ý Ö × Ø ÓÒÚ Ö× ÐÝ ̧ ÚÖÝ Å Ý Ö × Ø × ×Ù × Ø Ó × Ø Ó Ø ÓÖÑ £́aμ · ̧ Û Ö £́aμ × ÑÓ Ð × Ø Ò × ¬Ò Ø Å Ý o £ × Å Ý Ö × Ø Ò ÓÒÐÝ £ £ £· ̧ Û Ö × ¬Ò Ø Ä o Á £ × ¬Ò Ø ÐÝ Ò Ö Ø ÐÓÒ × Ø Û Ø Ò­ Ø ÓÒ × ÝÑÑ ØÖÝ ̧Ø Ò ÑÙר Ò Ð Ö ÒØ Öo Á £ × Ó ¬Ò Ø ØÝÔ ̧ Ø Ò Ò Ø ÓÒ ÐÐ Ð Ö ÓÒ Ù Ø × 1⁄4 × Ø × Ý 1⁄4 o Á £ × Å Ý Ö × Ø̧ Ø Ò ÓÖ ÐÐ Ð Ö ÓÒ Ù Ø × 1⁄4 ̧ 1⁄4 1⁄2 Ä o ÐÓÒ × Ø £ × Å Ý Ö × Ø Ò ÓÒÐÝ ÓÖ Ú ÖÝ ̄ 1⁄4̧ £ £ ̄ × Ö Ð Ø Ú ÐÝ Ò× Ò Ò ÅÓÓ o Ú ÖÝ ́×Ù Ø ÐÝμ Ö Ô Ø Ø Ú ÐÓÒ × Ø × ÈÓ ×× ÓÒ ÓÑ ÄÈ o ÓÖ ÓÙ ÒØ× Ó ÓØ Ö Ö ÒØ Ö ×ÙÐØ×̧ × Å1⁄4¿ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1385
1⁄2¿ Åo Ë Ò Ð ÇÈ Æ ÈÊÇ Ä ÅË ÇÆÂ ÌÍÊ 3⁄4o3⁄4o1⁄2 Ì ÓÒÚ Ö× Ó Ø Ð ×Ø ר Ø Ñ ÒØ ÓÚ × Ð×Ó ØÖÙ o Ì Ñ Óר ÑÔÓÖØ ÒØ ÓÔ Ò ÔÖÓ Ð Ñ × Ø ÓÒ ÔÓ× Ý Ø × ÓÚ ÖÝ Ó ÒÓÒÔ 1 Ö Ó Ö Ýר Ð× ÈÊÇ Ä Å 3⁄4o3⁄4o3⁄4 Ï Ø Ö Ò ×× ÖÝ Ò ×ÙÆ ÒØ ÓÒ Ø ÓÒ× ÓÖ × Ö Ø ÔÓ ÒØ × Ø ØÓ ÖÝר Ð ÓÖ Ò ØÓ Ø Ò Û ¬Ò Ø ÓÒ ́ÁØ × ÒÓØ Ò ×× ÖÝ Ø Ø Ø × Ø ÐÓÒ μ È ÖØ Ð Ö ×ÙÐ Ø× Ú Ð×Ó Ò Ó Ø Ò Ä 1⁄41⁄4̧ Ä Å Ë 1⁄4 ¿ ÓÖ Ø ×Ô Ð × Ó ÈÓ × ×ÓÒ ÓÑ ×o ÈÊÇ Ä Å 3⁄4o3⁄4o¿ Á× Ø Ö Ò Ò ÐÓ Ù Ó Ø ÄÓ Ð Ì ÓÖ Ñ ÓÖ Ò Ö Ð Þ Ö Ýר Ð× 3⁄4o3⁄4o3⁄4 ÌÁÄ ÁÆ ÅÇ ÄË Ì Ð Ò ÑÓ Ð× Ö Ù× ÙÐ Ò Ø Ø ÓÖÝ Ó Ò Ö Ð Þ ÖÝ× Ø Ð× ÓÖ ÔÖ × ÐÝ Ø × Ñ Ö × ÓÒ× Ø Ý Ö Ù× ÙÐ Ò Ø Ð ×× Ð Ô Ö Ó × Ø Ý Ú Ù× Ð Ö Ö Ô ØÙÖ Ó ÓÛ ×Ô × Ô ÖØ Ø ÓÒ Ø Ò ÔÓ ÒØ1× Ø ÑÓ Ð× Ó̧ Ò Ø Ý Ñ Ý ÐÔ Ù× ØÓ ÙÒ Öר Ò Ø ÖÓÛØ Ó Ö Ýר Ð×o ÓÚ Ö Ò ÑÓ Ð× Ú Ò ÔÖÓÔÓ× × Û ÐÐ ́× ̧ o o̧ ËÂË · μ ÙØ Û Û ÐÐ ÒÓØ × Ù×× Ø Ñ Ö o Ï Ø Ð Ò × Ö ÔÔÖÓÔÖ Ø ÑÓ Ð× ÓÖ Ò Ö Ð Þ Ö Ýר Ð× À 1Ö ×ÓÐ ÙØ ÓÒ Ð ØÖ ÓÒ Ñ ÖÓ Ö Ô × Ó Ñ ÒÝ Ö Ýר Ð × ØÖÙ ØÙÖ × Ò ÒØ ÖÔÖ Ø Ñ Ò Ò ÙÐÐ Ý × Ø Ð Ò × Ó Ø Ò Ø × Ø Ð Ò × ÔÔ Ö ØÓ Ö Ö Ð ́× Ë Ø ÓÒ ¿o μo Ì 1 Ö Ö Ð ×ØÖ Ù ØÙÖ Ñ Ý ÔÐ Ý ÖÓÐ Ò ÖÝ× Ø Ð ÓÖÑ Ø ÓÒ ÓÖ ×Ø Ð ØÝ o ËÓÑ Ó Ø Ø Ð Ò × Ò Ö Ú Ý Ø ÔÖÓ Ø ÓÒ Ñ Ø Ó ́× ÐÓÛμ̧ ÓÖ Û Ø Ö Ó × ÒÓØ ÔÔ Ö ØÓ Ô Ý× Ð ÒØ ÖÔÖ Ø Ø ÓÒo ÀÓÛ Ú Ö̧ Ø ÔÖÓ Ø ÓÒ Ñ Ø Ó × Ó Ö Ø Ø ÓÖ Ø Ð Ú ÐÙ o ÆÇÆÁ ÄÄ ÈÊÇÂ Ì Ì ÁÄÁÆ Ë ÒÓÒ ÐÐÝ ÔÖÓ Ø Ø Ð Ò × Ö ÐÓ× ÐÝ Ö Ð Ø ØÓ Ø ÑÓ Ð × Ø× ¬Ò Ò Ë 1 Ø ÓÒ 3⁄4o 3⁄4o1⁄2o Ä ÇËË Ê ÒÓÒ Ð ÔÖÓ Ø ÓÒ Ñ Ø Ó ÓÖ Ø Ð Ò × Ä Ø Ä Ð ØØ Ò Ñ ̧ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ù ×Ô ̧ Ò ­ 3⁄4 Ñ o Ä Ø Î Ø Î ÓÖÓÒÓ Ø Ð Ò ××Ó Ø Û Ø Ä̧ Ò Ø Ù Ð ÐÓÒ Ø Ð Ò ́× Ë Ø ÓÒ ¿o 1⁄2μo Ì ÒÓÒ Ð ÔÖÓ Ø ÓÒ Ñ Ø Ó ÓÖ Ø Ð Ò × ÔÖÓ Ø×̧ ÓÒØÓ ̧Ø ́ Ò μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ó Ø Ø ÓÖ1 Ö ×Ô ÓÒ ̧ ÙÒ Ö Ù Ð ØÝ ̧ ØÓ Ø 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ó Î Ø Ø Ö ÙØ Ý · ­ ́ ÙÖ 3⁄4o 3⁄4o¿μo Ì Ù×̧ Ñ Ø× Ø ÒØ Ö ÓÖ Ó Î ÓÖ ÓÒÓ ÐÐ Î ́Üμ ́ Ñ Ò× ÓÒ Òμ̧ Û ÔÖÓ Ø Ü ÓÒØÓ Ü × Ø Ú ÖØ Ü ́ Ñ Ò× ÓÒ 1⁄4μ Ó Ø ÐÓÒ Ø Ð Ò Ø Ø ÓÖÖ ×Ô ÓÒ × ØÓ Î ́Üμ Ò Ø Ù Ð ØÝ o Ì Ú ØÓÖ ­ × Ø × Ø Ú ØÓÖ ÓÖ Ø ÔÖÓ Ø ÓÒo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1386
ÔØ Ö 3⁄4 ÖÝ ×Ø Ð× Ò ÕÙ × ÖÝ ×Ø Ð× 1⁄2¿ ÒÓÒ ÐÐÝ ÔÖÓ Ø Ø Ð Ò Ø Ð Ò Ø Ø Ò ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ý Ø ÒÓÒ Ð ÔÖÓ Ø ÓÒ Ñ Ø Ó o ÆÓØ ËÓÑ ÙØ ÓÖ× Ö ÕÙ Ö ÒÓÒ Ð ØÓ Ñ Ò̧ Ò Ø ÓÒ ØÓ Ø ÓÚ ̧ Ø Ø Ä × Ø ×Ø Ò Ö ÒØ Ö Ð ØØ o Á ÍÊ 3⁄4o3⁄4o ¿ Ì Ð Ò ÙØ× ×Ù × Ø Ó Ø ÓÒ 1 Ò ØÛÓ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ó Ø ÎÓÖÓ ÒÓ Ø Ð Ò ́Î ÓÖÓÒÓ ÐÐ× Ö Ò Ø Ý× Õ Ù Ö×μ Û ÔÖÓ Ø Ø ÓÖÖ ×ÔÓ Ò Ò ÓÒ 1 Ò Þ ÖÓ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ó Ø ÐÓÒ Ø Ð Ò ́ ÓØØ Ð Ò × Ñ ÒØ× Ò Ø Ö Ò ÔÓ ÒØ×μo Å ÁÆ Ê ËÍÄ ÌË Ä Ø ·­ ØÖ Ò×Ð Ø Ó 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ù ×Ô Ó Ò ̧ Ð Ø Ä Ò Ò1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ð ØØ Û Ø Î ÓÖÓÒÓ Ø Ð Ò Î̧ Ò Ð Ø £ Ø Ù Ð Ñ Ôo ÒÓØ Ø × Ø Ó × Ó Î Ø Ø Ú ÒÓÒ ÑÔØÝ Ò Ø Ö× Ø ÓÒ Û Ø Ý Î ­ ̧ Ò Ð Ø Ô × ÓÚ o Ì Ò Ë ¿ ́Î ­ μ £ Ô ́́Î ­ μ £ μ ́ 3⁄4 3⁄4 3⁄4μ ËÓÑ Ó Ø ×Ø ÒÓÛÒ ÔÖÓ Ø ÒÓÒÔ Ö Ó Ø Ð Ò × Ö Ð ×Ø Ò Ì Ð 3⁄4o3⁄4o 1⁄2 ́× Ë Ò μo ÁÒ ÐÐ ÓÙÖ × ×̧ Ø Ð ØØ Ä × Ø ×Ø Ò Ö ÒØ Ö Ð ØØ Ò Ø Û Ò ÓÛa × ÔÖÓ Ø ÓÒ Ó ÝÔ Ö Ù ́Ø Î ÓÖÓÒÓ ÐÐ Ó Äμo Ì Ú ØÓÖ ­ × Ó× Ò ×Ó Ø Ø · ­ Ó × ÒÓØ ÒØ Ö× Ø ÒÝ × Ó Î Ó Ñ Ò× ÓÒ Ð ×× Ø Ò Ò ́Ø Ù× ÓÒÐ Ý ×Ù × Ø Ó Ø × Ó Ø ÐÓÒ Ø Ð Ò Ó Ñ Ò× ÓÒ× 1⁄4 1⁄2 Û ÐÐ ÔÖÓ Ø μo Ì ¬Ö ר Ø Ö Ø Ð Ò × Ö Ö Ö Ð Ý Ò ÙÒÔÙ Ð × ÓÐ Ø ÓÖ Ņ̃ Ø ÓÙÖØ ×̧ ØÓ Óo × ×Ù ×Ô Ø Ø × ×Ø Ð ÙÒ Ö ×ÓÑ ¬Ò Ø ÖÓØ Ø ÓÒ ÖÓÙÔ Ø ÖÓØ Ø ÓÒ Ð × ÝÑÑ ØÖÝ Ö ÔÔ Ö× Ò ×ÓÑ Ó Ø ÓÙÒ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ó Ø Ø Ð Ò ̧ Ò Ð×Ó Ò Ø× «Ö Ø ÓÒ Ô ØØ ÖÒo Ì Ä 3⁄4o3⁄4o1⁄2 ÒÓÒ ÐÐÝ ÔÖÓ Ø Ò ÓÒÔ Ö Ó Ø Ð Ò ×o ÌÁÄÁÆ ÅÁÄ Ä ÓÒ Ø Ð Ò Á 3⁄4 Ð Ò Û Ø ×ÐÓ Ô 1⁄2 ́ ́ 1⁄2· Ô μ 3⁄4μ ÑÑ ÒÒ1 Ò Ö Ø Ð Ò Á ÔÐ Ò ×Ø Ð ÙÒ Ö 1 ÓÐ ÖÓØ Ø ÓÒ Ò Ö Ð Þ È Ò ÖÓ× Ø Ð Ò Á ÔÐ Ò ×Ø Ð ÙÒ Ö 1 ÓÐ ÖÓØ Ø ÓÒ È ÒÖÓ × ¿ Ø Ð Ò Á ¿ 1×Ô ×Ø Ð ÙÒ Ö Ó× Ö Ð ÖÓØ Ø ÓÒ ÖÓ ÙÔ Ì Ñ ÓÙ× È ÒÖ Ó× Ø Ð Ò × Ó 3⁄4 ́ Ý Ö ÓÑ ×μ Ö ÔÖ × ÐÝ Ø Ó× Ò Ö Ð Þ È ÒÖÓ× Ø Ð Ò × ¬Ò Ý Ø ­ Ø× ·­̧ ­ 3⁄4 ×Ù Ø Ø ­ ¡Û 1⁄2 3⁄4 ́ÑÓ 1⁄2μ̧ Û Ö Û ́ 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2 1⁄2μ Ì Ö Ð Ø Ú Ö ÕÙ Ò × Ó Ø Ú ÖØ Ü ×Ø Ö× Ó ÒÓÒ ÐÐÝ ÔÖÓ Ø Ø Ð Ò Ö Ø ÖÑ Ò ÝØ Û Ò ÓÛ Ø Ý Ö Ø Ö Ø Ó× Ó ÚÓÐÙÑ × Ó Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ× Ó Ø ÔÖÓ Ø × Ó Î ́1⁄4μ ́× ÙÖ × 3⁄4o 3⁄4o3⁄4 Ò 3⁄4o3⁄4o ̧ Ò Ð×Ó Ë Ò μo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1387
1⁄2¿ Åo Ë Ò Ð Á ÍÊ 3⁄4o 3⁄4o Ì ÑÑ ÒÒ1 Ò Ö Ø Ð Ò o ́ μ Ô ÓÖØ ÓÒ Ó Ø Ø Ð Ò o ́ μ Ì × Ü Ú ÖØ Ü ×Ø Ö×o ́ μ Ì ÔÖÓ Ø × Ó Ø 1 Ù Ö Ü ÓÒ× Ø Ø ÓÑÔÓ× Ø Û Ò ÓÛ a ÒØÓ Ð Ð×o Ì Ö Ö × Ü ÓÒ ÖÙ Ò Ð ×× × Ó ÐÐ×̧ ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ØÓ Ø × Ü Ð ×× × Ó ×Ø Ö×o ́ ר Ö Ó Ø Ð ×̧ ¿ ̧ ÓÖÖ ×ÔÓÒ × ØÓ Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ø ÔÖÓ Ø ÓÒ× Ó Ü ÓÒ×oμ ́ μ ́ μ ́ μ ÌÀ ÅÍÄ ÌÁ ÊÁ Å ÌÀÇ Ì ÑÙ ÐØ Ö Ñ Ø Ó × Ò ÒØ Ö ×Ø Ò Ú Ö ÒØ Ó Ø ÒÓÒ Ð ÔÖÓ Ø ÓÒ Ñ Ø Ó ÓÖ Ø Ð Ò ×o ÁÒ Ø × Ú Ö× ÓÒ̧ Ø Ø Ð Ò × ÓÒרÖÙ Ø × Ù Ð Ó Ò Ò1 Ö ̧ Û × ×ÙÔ ÖÔÓ× Ø ÓÒ Ó Ò Ö ×o ÓÖ ×Ô Ð Ó × Ó Ø Ö × Ò Ö ×Ø Ö̧ Ø Ò1 Ö × ÔÖ × ÐÝ Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ ­ Î Ò ́ 3⁄4o3⁄4o3⁄4μ Ò Ø × × × Ø ÑÙÐØ Ö Ò Ø ÒÓÒ Ð ÔÖÓ Ø ÓÒ Ñ Ø Ó × ÔÖÓ Ù Ø × Ñ Ñ Ð × Ó Ø Ð Ò ×o Ì ÑÙ ÐØ Ö Ñ Ø Ó ×̧ ÓÛ Ú Ö̧ Ð ×× ×ØÙ Ë Ò o ÄÇËË Ê Ö Ó Ù Ò Ø ÐÝ Ò¬Ò Ø Ñ ÐÝ Ó ÕÙ ×Ô Ô Ö ÐÐ Ð ́́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ðμ Ý1 Ô ÖÔÐ Ò × Ò o Ö Ú ØÓÖ Ú ØÓÖ ÓÖØ Ó ÓÒ Ð ØÓ Ø Ö Û Ó× Ð Ò Ø × Ø ×Ø Ò 1 ØÛ Ò ÒØ ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ó Ø Ö o Ò1 Ö ́ Ð×Ó ÑÙÐØ Ö μ ÙÒ ÓÒ Ó Ò Ö × ́ Ò μo Ö ×Ø Ö Ì × Ø Ó Ö Ú ØÓÖ× Ó Ò Ò1 Ö o Ë Ø Ú ØÓÖ ́ ÓÖ Ò1 Ö × Ò μ Ï Ø Ò Ó Ø Ò Ö × × Ò Ø ÐÐÝ Ô ×× Ò Ø ÖÓÙ Ø ÓÖ Ò̧ Ò Ø Ò × Ø Ø Ñ ×Ó Ø Ø Ø ÑÓר Ö × Ô ×× Ø ÖÓÙ × Ò Ð ÔÓ ÒØo Ì × Ø Ú ØÓÖ ­ × Ø Ò1ØÙÔÐ Ó Ø × Ø× Û Ý ÖÓÑ Ø ÓÖ Ò Ø ÑÓר ÝÔ ÖÔÐ Ò × Ó Ø Ò1 Ö Ñ Ø Ò ÒÝÔ ÓÒ Ø̧ ­ × × ØÓ Ö ÙÐ Öo ÆÓØ Ï Ù× Ø × Ñ ×ÝÑ ÓÐ̧ ­̧ ÓÖ × Ø Ú ØÓÖ× Ò ÓÖ ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ× Ó ØÓ ÑÔ × Þ Ø Ø Ø Ø Ø Ý ÔÐ Ý ÔÖ × ÐÝ Ø × Ñ ÖÓÐ Ò Ø Ø Ó ÖÝo È ÒØ Ö 1 Ö Ò 3⁄4 Û Ó× ×Ø Ö ÓÒ× ×Ø× Ó ÙÒ Ø Ú ØÓÖ× ÔÓ ÒØ Ò ÖÓÑ Ø ÒØ Ö ØÓ Ø Ú ÖØ × Ó Ö ÙÐ Ö Ô ÒØ ÓÒ ́ ÙÖ 3⁄4o3⁄4o μo Ô Ò Ø Ö × × ØÓ Ö ÙÐ Ö Ø× × Ø Ú ØÓÖ × Ö ÙÐ Öo Ò1 Ö Ù Ð Ø Ð Ò Ù Ð ØÓ Ò Ò1 Ö Û Ó× × Ö Ô Ö ÐÐ Ð ØÓ Ø Ú ØÓÖ× Ó Ø Ö ×Ø Öo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1388
ÔØ Ö 3⁄4 ÖÝ ×Ø Ð× Ò ÕÙ × ÖÝ ×Ø Ð× 1⁄2¿ Å ÁÆ Ê ËÍÄ ÌË Å ÒÝ Ó Ø Ñ Ò Ö ×ÙÐ Ø× Ò Ø ×Ù × Ø ÓÒ ÓÒ ÒÓÒ ÐÐÝ ÈÖÓ Ø Ì Ð Ò × ÓÚ Ò Ö ÒØ ÖÔÖ Ø Ò Ø Ð Ò Ù Ó ÑÙÐØ Ö × Ò Ø Ù× Ö Ú ÝØ Ñ ÙÐØ Ö Ñ Ø Ó o Á ÍÊ 3⁄4o3⁄4o Ô ÓÖØ ÓÒ Ó Ô ÒØ Ö ́ μ Ò Ø ÓÖÖ ×ÔÓ Ò Ò Ô Ø Ó Ò Ö Ð Þ È Ò ÖÓ× Ø Ð Ò ́ μo ́ μ ́ μ ÀÁ Ê Ê ÀÁ Ä ÌÁÄ ÁÆ Ë Ì × Ø Ð Ò × Ö × Ù×× Ò Ë Ø ÓÒ ¿o o ÇÈ Æ ÈÊÇ Ä ÅË Ì Ö × Ð Ö Ð ×× Ó ÓÔ Ò ÔÖÓ Ð Ñ× ÓÒ ÖÒ Û Ø Ø Ò Ö Ð ØÝ Ó Ø × Ø Ð Ò ÓÒ×ØÖ Ù Ø ÓÒ Ñ Ø Ó × Ò Ø Ö Ð Ø ÓÒ× ÑÓÒ Ø Ño ÈÊÇ Ä Å 3⁄4o3⁄4o Ï Ö Ö Ð Ø Ð Ò × Ö Ô Ö Ó Ø Ø Ð Ò ×̧ Ò Ú Ú Ö× ÈÊÇ Ä Å 3⁄4o3⁄4o Ú ÖÝ Ø Ð Ò Ó Ý ÞÓÒ ÓØÓÔ × × Ô× Ù Ó Ö Ù Ð ́ Ö Ò Û Ø ÝÔ Ö1 ÔÐ Ò × Ö Ö ÔÐ Ý Ô× Ù Ó ÝÔ ÖÔÐ Ò × × ÔØ Ö μ Û Ó Ø × Ô× Ù Ó Ö × Ö ×ØÖ Ø Ð ̧ Ò ÓÛ × Ø × Ö Ð Ø ØÓ Ø ÕÙ ×Ø ÓÒ Ó Û Ø Ö ÓÖ ÒÓØ Ø Ø Ð Ò × ÖÝר Ð ÈÊÇ Ä Å 3⁄4o3⁄4o Ï Ø Ð Ò × Ò Ð Ø ØÓ ×ÙÖ ́ Ò Ó ØÒ ×× Ö ÐÝ ÓÒØ Ò Ò ÝÐ Ò Öμ Ó × Ó Ð ØØ Ð Ó Ò ÓÑÔÐ Ü Ò ×ÓÑ Ö1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô 3⁄4o3⁄4o¿ ÅÇ ÄÁÆ Ê ËÌ Ä ÊÇÏÌ À Ì Ð ×× Ð ÒÓØ ÓÒ Ó ÑÓ Ð Ò Ö Ýר Ð ÖÓÛØ Ý Ø Ð Ò × Ò ÖÖ ÓÚ Ö ØÓ Ø ÑÓÖ Ò Ö Ð × ØØ Ò ̧ ÙØ ÒÓÛÛ ÛÒØ Ø Ø Ð Ò × ØÓ ÒÓÒÔ Ö Ó o Æ ÓÒÔ Ö Ó © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1389
1⁄2¿ 1⁄4 Åo Ë Ò Ð Ø Ð Ò × Ò ÓÒ× ØÖÙ Ø Ö Ö ÐÐÝ ́× Ë Ø ÓÒ ¿o μ̧ Ý ÔÖÓ Ø ÓÒ̧ Ò Ý Ñ ÒÝ ÓØ Ö Ñ Ø Ó ×o ÀÓÛ Ú Ö̧ Û Ö ÕÙ Ö Ø Ø Ø ÒÓÒÔ Ö Ó ØÝ ÓÖ Ý Ñ Ø Ò ÖÙÐ × Ó ×ÓÑ ×ÓÖ Ø̧ Ø Ò Ø Ö Ö Û Ö ÔÓ×× Ð Ø ×o Ì Ö × Ò Ö Ø Ð Ó ÔÖÓ Ö ×× Ò Ñ Ø Ò ÖÙÐ Ø ÓÖÝ ÙÖ Ò Ø Ô ×Ø ̧ ÙØ Ñ ÒÝ ÑÔÓÖØ ÒØ ÔÖÓ Ð Ñ× Ö ×Ø ÐÐ ÓÔ Òo Ä ÇËË Ê Ô Ö Ó ÔÖÓØÓØ Ð × Ø × Ø Ó ÔÖÓØÓØ Ð × Ø Ø Ñ Ø× ÓÒÐÝ ÒÓÒÔ Ö Ó Ø Ð Ò × ́× ÔØ Ö ¿μo ËÓÑ ÔÖÓØÓØ Ð × Ó Ô Ö Ó × Ø× Ö × ÑÔÐ × Ô × ́Û Ø ÓÖ Û Ø ÓÙØ Ñ Ö Ò × ÓÒ Ø Ñμ̧ ÙØ ÓØ Ö× Ò ÕÙ Ø ÓÑÔÐ Ø o Å Ø Ò ÖÙÐ ́ ÓÖ × Ø Ó ÔÖ ÓØÓØ Ð ×μ ¬Ò Ø ØÐ ×̧ Ó ×ÓÑ ¬Ò Ø Ö Ù×̧ Ó ÐÐ ÓÛ ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ó Ñ Ö ÓÖ ÙÒÑ Ö ÔÖ ÓØÓØ Ð ×̧ ×Ù × Ô Ö×̧ Ú ÖØ Ü ×Ø Ö×̧ ÓÖ ÓÖÓÒ × ́ ÓÖ ¬Ò Ø ÓÒ× ̧ × ÔØ Ö ¿μo Á ÍÊ 3⁄4o 3⁄4o Ì Ñ Ø Ò ÖÙÐ × ÓÖ Ø È Ò ÖÓ× Ø Ð Ò ×o ́ μ Ì Ø Ð × Ò Ñ Ö ̧ × × ÓÛÒ Ö Ø ÖÙÐ × Ø Ø ÓØ Ø ØÝÔ ́ ÓÙ Ð ÓÖ × Ò Ð μ Ò Ö Ø ÓÒ Ó Ø ÖÖÓ Û× ÑÙר Ñ Ø o ́ μ Ì ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× × ÓÛÒ Ö ÓÒ ×Ø ØÙØ ÒÓØ Ö ́ ÕÙ Ú Ð ÒØμ Ñ Ø Ò ÖÙÐ ÓÖ Ø È ÒÖÓ × Ø Ð × Ø Ð ÑÙר Ñ Ø ØÓ ÓÙÖ ÓØ Ö Ø Ð × Ò ÓÒ Ó Ø × Û Ý×o ́ μ ́ μ ¬Ò Ø ÓÒ Ñ Ø Ò ÖÙÐ ́ ÓÖ Ò Ô Ö Ó × Ø Ó ÔÖÓØÓØ Ð ×μ × Ô Ö Ø̧ Ø Ò ÓÖ × ÒÓÒÔ Ö Ó ØÝ Ò Ö Ô Ø Ø Ú ØÝ ̧ Ò ¬Ò × × Ò Ð ÐÓ Ð ×ÓÑÓÖÔ ×Ñ Ð ×× ×ØÖ ÓÒ ̧ Ø Ò ÓÖ × ÒÓÒÔ Ö Ó ØÝ Ò Ö Ô Ø Ø Ú ØÝ ̧ ÙØ Ñ Ø× ÑÓÖ Ø Ò ÓÒ ÐÓ Ð ×ÓÑ ÓÖÔ ×Ñ Ð ×× Û ̧ Ø Ò ÓÖ × ÒÓÒÔ Ö Ó ØÝ ÙØ ÒÓØ Ö Ô Ø Ø Ú ØÝ o Ì Ó ÔÖ ÓÚ Ø Ø ÔÖÓØÓØ Ð × Ø × Ô Ö Ó ̧ ÓÒ ÑÙ× Ø Ü Ø Ñ Ø Ò ÖÙÐ Ø Ø × Ø Ð ×Ø Û o Ì Ö Ó × ÒÓØ × Ñ ØÓ Ò Ñ ÓÖ Ñ Ø Ò ÖÙÐ × Ø Ø ÓÖ Ô Ö Ó × ØÖÙ 1 ØÙÖ ×̧ ÙØ ×Ù ÖÙÐ × Ó Ü ×Ø ÓÖ ÖØ Ò ÔÖÓØÓØ Ð × Ø×o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Ø Ð Ò Ý ×ÕÙ Ö × Û ÐÐ Ô Ö Ó Û Ò× ×Ø ÓÒ × Ò Ð Ú ÖØ Ü ×Ø Ö̧ ÓÙÖ ×ÕÙ Ö × Ñ Ø Ò Ø ÚÖØ Üo Ë Ð×Ó Ø Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ó ×Ó Ö Ð Ø Ð Ò × Ò Ë o ÁÒ × × Û Ò Ø × Ù× ÙÐ ØÓ ר Ò Ù × ØÛ Ò Ø ÔÖÓ ØÓØ Ð × Ò Ø Ö × Ô × ́ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ØÛ Ò Ñ Ö Ò ÙÒÑ Ö ÔÖ ÓØÓØ Ð ×μ̧ Ø × ÐÔ ÙÐ ØÓ Ñ Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò ÙÖØ Ö ×Ø Ò Ø ÓÒ× Ñ Ø Ò ÖÙÐ ̧ Ø Ü ×Ø× ̧ × × ØÓ ÐÓ Ð © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1390
ÔØ Ö 3⁄4 ÖÝ ×Ø Ð× Ò ÕÙ × ÖÝ ×Ø Ð× 1⁄2¿ 1⁄2 ¬Ò Ø ØÐ × Ó ÓÒ¬ ÙÖ Ø ÓÒ× Ó ÙÒÑ Ö Ø Ð × ×ÙÆ × ØÓ Ö Ø Ö Þ Ø Ñ Ø Ò ÖÙÐ ́ × ÓÖ Ø È ÒÖÓ× Ø Ð × Ò ÙÖ 3⁄4o3⁄4o ÓÚ μ̧ Ò ÒÓ ÒÐÓ Ð Ø Ø Ð × Ó Ø ØÐ × ÑÙר ÓÖ Ø ØÓ Ö Ø Ö Þ Ø ÖÙÐ o Ì Ñ Ø Ò ÖÙÐ × ÓÖ Ø ÑÑ ÒÒ1 Ò Ö Ø Ð Ò ́× Ë Ò ÙÖ 3⁄4o3⁄4o μ Ö ÒÓÒÐ Ó Ðo Å ÁÆ Ê ËÍÄ ÌË Ú Ò ÒÝ Ô Ö Ó ÔÖÓØÓØ Ð × Ø Ò 3⁄4 ̧ Ø × Ô Ó×× Ð ØÓ ÓÒ× ØÖÙ Ø Ö ÓÒ ÓÑ Ó1 ÑÓÖ Ô ØÓ Ò ÒÒÙÐ Ù× Û Ó× ÒØ Ö ÓÖ ÒÒÓ Ø Ø Ð Û Ø Ø Ó× ÔÖ ÓØÓØ Ð × Ë o ́Ì × Ô ÖÓÔ ÖØÝ ̧Û ÐÐ1 ÒÓÛÒ ÑÔ Ö ÐÐÝ ØÓ ÒÝÓÒ Û Ó × Ú Ö ÔÐ Ý Û Ø È ÒÖÓ× Ø Ð ×̧ × Ø Ù× ÓÑ ÔÐ Ø ÐÝ Ò Ö Ð Ø Ó ÐÐÓÛ× Ø Ø ÙÒØ Ð Ð ÓÐ × Ò È ÒÖÓ× Ò ÓØ Ö Ô Ö Ó Ø Ð Ò × ÒÒÓØ ÚÓ Ý ×ØÖ Ò Ø Ò Ò Ø Ö Ñ Ø Ò ÖÙÐ ×oμ Ì ÔÖÓÓ × Ó Ø ÓÐÐ ÓÛ Ò Ö ×ÙÐ Ø× Ö ÐÝ Ú ÐÝ ÓÒ Ú Ö ÓÙ× Ø ÓÖ Ñ× Ò × Ö Ø ÓÑ ØÖÝ ̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ Ø ÓÖ Ñ× Ó À ÐÐÝ ØÝÔ o Ì ØÐ × Ó ÓÖÓÒ × Ó Ø È ÒÖ Ó× Ø Ð Ò × ́ ÙÖ 3⁄4 o3⁄4o ́ μμ × Ô Ö Ø ÐÓ Ð Ñ Ø Ò ÖÙÐ Ø ÑÑ ÒÒ1 Ò Ö Ó Ø ÓÒ Ð Ø Ð Ò Ó × ÒÓØ Ú ÐÓ Ð Ñ Ø Ò ÖÙÐ Ó ÒÝ Ö Ù× ÙÖ o Ì Ó× Ò Ö Ð Þ È ÒÖÓ× Ø Ð Ò × ÓÖ Û ­ ¡ Û 3⁄4 1⁄2 3⁄4 · Ö Ò Ø × Ñ ÑÙØÙ ÐÐÝ ÐÓ ÐÐÝ Ö Ú Ð Ð ×× × Ø È ÒÖ Ó× Ø Ð Ò ×̧ Ò Ò Ö × Ð 1× Ñ Ð Ö Ò Ú Ô Ö Ø̧ ÐÓ Ð̧ Ñ Ø Ò ÖÙÐ × Ä o ÆÓÒÐ Ó Ð ÖÙÐ × Ü ×Ø ÓÖ ÐÐ ÒÓÒ ÐÐÝ ÔÖÓ Ø Ø Ð Ò × ÓÖ Û Ä × Ø ÒØ Ö Ð ØØ ̧ Ò̧ Ò × ÕÙ Ö Ø ÄÈ ¿ ̧ Ò ÓÖ ÐÐ Ò Ö Ð Þ È ÒÖ Ó× Ø Ð Ò × ×Ù Ø Ø ­ ¡ Û 3⁄4 É Ä o ÇÈ Æ ÈÊÇ Ä ÅË Å Ø Ò ÖÙÐ × Ú Ò ÓÙÒ ÓÖ Ð Ö ÒÙÑ Ö Ó Ö Ö Ð Ø Ð Ò × Ò ÑÓ× Ø × ×̧ Ø Ý Ö ÒÓÒÐ Ó Ðo Ó Ñ Ø Ò ÖÙÐ × Ü ×Ø ÓÖ ÐÐ Ö Ö Ð Ø Ð Ò × Ï Ö ÐÓ Ð Ò Û Ö ÒÓØ Ï Ø Ð Ò × ÓÒ× ØÖÙ Ø Ý ÔÖÓ Ø ÓÒ Ò ÕÙ ÔÔ Û Ø Ñ Ø Ò ÖÙÐ × Ï Ö ÐÓ Ð Ò Û Ö ÒÓØ 3⁄4o¿ ËÇÍÊ Ë Æ Ê Ä Ì Å Ì ÊÁ Ä ËÍÊÎ Ë Ì ÓÐ ÐÓÛ Ò Ù× ÙÐ ×ÙÖÚ Ý× ÓÒØ Ò Û ÐØ Ó Ñ Ø Ö Ð̧ ÑÙ Ó Ø ÝÓÒ Ø × ÓÔ Ó Ø × ÔØ Öo Ë 1⁄2 ×× Ý×̧ ÑÓ× ØÐÝ ÝÔ Ý× × Ø×̧ ÓÒ Ú Ö ÓÙ× ×Ô Ø× Ó ÕÙ × ÖÝ× Ø Ð× Ò ÕÙ 1 × ÖÝ× Ø Ð ÑÓ Ð×o Â Ö ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÒØÖ Ó Ù ØÓÖ Ý ×× Ý× ÓÒ Ø Ð Ò ÑÓ Ð× ÓÖ ÕÙ × ÖÝ× Ø Ð×o ÈÖÓ Ò × Ó Ø ÓÒ Ö Ò ÝÓÒ ÉÙ × Ö Ýר Ð× Ð Ò Ä × ÀÓÙ ×̧ Ö Ò ̧ Å Ö ̧ 1⁄2 o Ë Ò Ñ ÓÒÓ Ö Ô ÚÓØ ØÓ Ø ÓÑ ØÖÝ Ó ÕÙ × ÖÝ× Ø Ð ÑÓ Ð×o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1391
1⁄2¿ 3⁄4 Åo Ë Ò Ð ÅÓÓ ÈÖÓ Ò × Ó Ø Æ ÌÇ Ú Ò ËØÙ Ý ÁÒ× Ø ØÙØ Å Ø Ñ Ø × Ó Ô Ö Ó ÇÖ Ö̧ Ð Ò Ï Ø ÖÐÓÓ̧ Ò ̧ Ù Ù× Ø̧ 1⁄2 o Å1⁄41⁄4 Ì × ÚÓÐÙÑ × 3⁄41⁄41⁄41⁄4 ר Ø 1Ó 1Ø ÖØo Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö ¿ Ì Ð Ò × ÔØ Ö ÇÖ ÒØ Å ØÖÓ × ÔØ Ö 1⁄2 × ÔÖÓÔ ÖØ × Ó ÓÒÚ Ü Ô ÓÐ ÝØÓÔ × ÔØ Ö 1⁄2 ËÝÑ Ñ ØÖÝ Ó Ô ÓÐ ÝØÓÔ × Ò ÔÓÐÝ Ö ÔØ Ö 3⁄4¿ Î ÓÖÓÒÓ Ö Ñ× Ò Ð ÙÒ Ý ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× ÔØ Ö 1⁄2 ËÔ Ö Ô Ò Ò Ó Ò Ø ÓÖÝ Ê Ê Æ Ë o Ü Ð Ò o Ö Ø ×̧ ØÓÖ×o ÝÓÒ ÉÙ × ÖÝ× Ø Ð×o ÓÐÐ Ø ÓÒ Ù ÒØÖ È Ý× ÕÙ × ÀÓÙ ×̧ Ø ÓÒ× È Ý× ÕÙ ̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o Å1⁄41⁄4 Åo Ò Êo ÅÓÓ Ý̧ ØÓÖ×o Ö Ø ÓÒ× Ò Å Ø Ñ Ø Ð ÉÙ × ÖÝ× Ø Ð×o Î ÓÐÙÑ 1⁄2¿ Ó ÊÅ ÅÓÒ Ó Ö Ô Ë Ö ×̧ Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o Å1⁄4¿ Åo Ò Êo ÅÓÓ Ý o ÈÙÖ ÔÓ ÒØ «Ö Ø ÓÒo ÈÖ ÔÖ ÒØo Æ · Ào ÖÓÛ Ò̧ Êo ÙÐÓÛ̧ Âo Æ Ù Ù× Ö̧ Ào Ï ÓÒ Ö Ø× ̧ Ò Ào ×× Ò Ù×o ÖÝ× Ø Ð ÐÓ1 Ö Ô ÖÓÙ Ô× Ó Ó ÙÖ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ËÔ o Ï Ð Ý̧Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o ÙÖ Ëo o ÙÖ ÓÚo × Ò Ó Û ÐÓ Ð ÖÙÐ × ÓÖ Ø ÔÐ Ò Ö ÕÙ × ÖÝר ÐÐ Ò Ø Ð Ò Û Ø 1 ÓÐ ×Ý ÑÑ ØÖÝ o ÓÑÑo Å Ø o È Ý× o̧ 1⁄21⁄2 ß ̧ 1⁄2 o ÓÛ Â oÅo ÓÛÐ Ý o «Ö Ø ÓÒ È Ý× ×o ÆÓÖØ ÀÓÐÐ Ò ̧ Ñר Ö Ņ̃ 1⁄2 o Ë o ÐÓÒ ̧ Æo ÓÐ Ð Ò̧ Åo Ë ØÓ Ö Ò̧ Ò Êo Ð ÙÐ Òo ÐÓ Ð Ø ×Ø ÓÖ Ø Ö ÙÐ Ö ØÝ Ó ×Ý ×Ø Ñ Ó ÔÓ ÒØ×o Ó Ðo o Æ Ù o ËË ËȨ̂ 3⁄43⁄4 1⁄2 ß3⁄41⁄2̧ 1⁄2 o Ò Ð × ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ ËÓÚ Ø Å Ø o Ó Ðo̧ 1⁄2 ¿1⁄2 ß¿3⁄43⁄4̧ 1⁄2 o Æo o ÖÙ Òo Ê Ñ Ö × ÓÒ È Ò ÖÓ× Ø Ð Ò ×o ÁÒ Êo Äo Ö Ñ Ò Âo Æ × ØÖ Ð̧ ØÓÖ×̧ Ì Å Ø Ñ Ø × Ó È ÙÐ Ö Ó× ̧Î ÓÐÙ Ñ 3⁄4o ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 ̧ Ô × 3⁄4 ß 3⁄4 ¿o Ë 1⁄2 o Î Ò ÒÞÓ Ò È oÂo ËØ Ò Ö Øo ÉÙ × ÖÝ ×Ø Ð× Ì ËØ Ø Ó Ø ÖØo Ï ÓÖÐ Ë Ò1 Ø ¬ ̧ Ë Ò ÔÓÖ ̧ 1⁄2 1⁄2o ÄË Æo ÓÐ Ð Ò̧ Âo Ä Ö ×̧ Ò Åo Ë Ò Ðo ÅÙÐ Ø Ö ÙÐ Ö ÔÓ ÒØ ×Ý ×Ø Ñ×o × Ö Ø ÓÑ1 ÔÙØo ÓÑo̧ 3⁄41⁄4 ß ̧ 1⁄2 o Ë Ëo ÛÓÖ Ò Ò Â oÁo Ë o ÔØ ÓÒ× Ò ÕÙ × ÖÝר Ð ÖÓÛ Ø o ÓÑÑo Å Ø o È Ý ×o̧ 1⁄2 ¿¿ ß¿ 3⁄4̧ 1⁄2 o Ö Êo Ö Ðo Ò ×̧ ÞÓÒÓØÓÔ ×̧ Ò Î ÓÖÓÒ Ó 3× ÓÒ ØÙÖ ÓÒ Ô Ö ÐÐ ÐÓ Ö o ÙÖÓ Ô Ò Âo ÓÑ Òo̧ 3⁄41⁄4 3⁄4 ß ̧ 1⁄2 o Ë o ÖÙÒ ÙÑ Ò o o Ë Ô Ö o Ì Ð Ò × Ò È ØØ ÖÒ ×o Ö Ñ Ò̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o ÀÓ o ÀÓ o ÇÒ «Ö Ø ÓÒ Ý Ô Ö Ó ×ØÖÙ ØÙÖ ×o ÓÑÑo Å Ø o È Ý ×o̧ 1⁄2 3⁄4 ß ¿̧ 1⁄2 o Â Ö Åo Îo Â Ö ̧ ØÓÖo ÁÒØÖÓ Ù Ø ÓÒ ØÓ Ø Å Ø Ñ Ø × Ó ÉÙ × ÖÝ ×Ø Ð×o Ñ ÈÖ ××̧ Ë Ò Ó̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1392
ÔØ Ö 3⁄4 ÖÝ ×Ø Ð× Ò ÕÙ × ÖÝ ×Ø Ð× 1⁄2¿ ¿ Ä Âo Ä Ö ×o Å Ý Ö3× ÓÒ ÔØ Ó ÕÙ × ÖÝר Ð Ò ÕÙ × Ö ÙÐ Ö × Ø×o ÓÑÑo Å Ø o È Ý× o̧ 1⁄2 ¿ ß¿ ̧ 1⁄2 o Ä Âo Ä Ö ×o ÓÑ ØÖ ÑÓ Ð× ÓÖ ÕÙ × ÖÝ ×Ø Ð× Áo ÐÓÒ × Ø× Ó ¬Ò Ø ØÝÔ o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 3⁄41⁄2 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 1⁄2̧ 1⁄2 o Ä 1⁄41⁄4 Âo Ä Ö ×o Å Ø Ñ Ø Ð ÕÙ × ÖÝ ×Ø Ð× Ò Ø ÔÖÓ Ð Ñ Ó «Ö Ø ÓÒo ÁÒ Å1⁄41⁄4 o ÄÈ Âo Ä Ö × Ò È o ÈÐ × ÒØ×o Ê Ô Ø Ø Ú ÐÓÒ × Ø× Ò Ô Ö Ø ÕÙ × ÖÝ ×Ø Ð×o ÈÖ ÔÖ ÒØ̧ 1⁄2 o Ä ÌoÉoÌo Ä o ÄÓ Ð ÖÙÐ × ÓÖ Ô ÒØ ÓÒ Ð ÕÙ × ÖÝר Ð×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 1⁄2 ¿1⁄2ß 1⁄4̧ 1⁄2 o Ä ÌoÉoÌo Ä o ÄÓ Ð ÖÙÐ × ÓÖ ÕÙ × Ô Ö Ó Ø Ð Ò ×o ÁÒ Å1⁄41⁄4 o ÄÈ ¿ ÌoÉoÌo Ä Ò Ëo È ÙÒ Òo ÄÓ Ð ÖÙÐ × ÓÖ ÑÙ ÐØ Ñ Ò× ÓÒ Ð ÕÙ × ÖÝ ×Ø Ð×o «o ÓÑo ÔÔ Ðo̧ 1⁄2¿ß¿1⁄2̧ 1⁄2 ¿o ÄÅË 1⁄4¿ Âo1 o Ä ̧ Êo ÅÓÓ Ý ̧ Ò o Ë ÓÐÓÑÝ o ÓÒ× ÕÙ Ò × Ó ÔÙÖ ÔÓ ÒØ «Ö Ø ÓÒ ×Ô ØÖ ÓÖ ÑÙÐ Ø × Ø ×Ù ×Ø ØÙØ ÓÒ ×Ý ×Ø Ñ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 3⁄4 3⁄4 ß 1⁄4̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o Å Ý o Å Ý Öo ÉÙ × ÖÝר Ð×̧ ÓÔ ÒØ Ò Ô ÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ Ò Ð Ö ÒÙÑ Ö×o ÁÒ o Ü Ð Ò o Ö Ø ×̧ ØÓÖ×̧ ÝÓÒ ÉÙ × ÖÝ ×Ø Ð×̧ Ô × ¿ß1⁄2 o ÓÐÐ Ø ÓÒ Ù ÒØÖ È Ý× ÕÙ × ÀÓÙ ×̧ Ä × Ø ÓÒ× È Ý× ÕÙ ̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o ÅÊË Äo Å Ð̧ ËoËo ÊÝ× ÓÚ̧ Ò Åo Ë Ò Ðo Ò ÜØ Ò× ÓÒ Ó Î ÓÖÓÒ Ó 3× Ø ÓÖ Ñ ÓÒ ÔÖ Ñ Ø Ú Ô Ö ÐÐ Ð ÓØÓÔ ×o ÙÖÓ Ô Ò Âo ÓÑ Òo̧ 1⁄2 ß ¿̧ 1⁄2 o ÅÓÓ Êo ÅÓÓ ÝoÅÝÖ × Ø× Ò Ø ¬Ò Ø Ò Ö Ø ÓÒ Ó ÕÙ × ÖÝ ×Ø Ð×o ÁÒ o ÖÙ Ö̧ ØÓÖ̧ ËÝÑÑ ØÖ × Ò Ë Ò o ÈÐ ÒÙÑ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o ÅÓÓ Êo ÅÓÓ Ýo Ì Å Ø Ñ Ø × Ó ÄÓÒ 1Ê Ò Ô Ö Ó ÇÖ Öo Î ÓÐ ÙÑ Ó Æ ÌÇ Ú Ò Ë Ò ÁÒר ØÙØ × Ë Ö × ̧ ÃÐ ÙÛ Ö̧ ÓÖ Ö Ø̧ 1⁄2 o ÅÓ Ó1⁄41⁄4 Êo ÅÓÓ Ý o ÅÓ Ð × Ø× ×Ù ÖÚ Ýo ÁÒ o Ü Ð Ò Âo 1È o Þ Ù̧ ØÓÖ×̧ ÖÓÑ ÉÙ × ÖÝ ×1 Ø Ð× ØÓ ÅÓÖ ÓÑ ÔÐ Ü ËÝ ×Ø Ñ×̧Ä × Ø ÓÒ× È Ý× ÕÙ ̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o ÅÓ× Êo ÅÓ×× Ö o Ê Ò ÓÑ Ø Ð Ò ×o ÁÒ o Ü Ð Ò o Ö Ø ×̧ ØÓÖ×̧ ÝÓÒ ÉÙ × ÖÝ ×1 Ø Ð×̧ Ô × ¿¿ ß¿ o ÓÐÐ Ø ÓÒ Ù ÒØÖ È Ý× ÕÙ × ÀÓÙ ×̧ Ä × Ø ÓÒ× È Ý× ÕÙ ̧ ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 o Ê o Ê Òo Ì Ô ÒÛ Ð Ø Ð Ò × Ó Ø ÔÐ Ò o ÒÒo Ó Å Ø o̧ 1⁄2¿ 1⁄2ß 1⁄43⁄4̧ 1⁄2 o Ë ¿ Åo Ë ÐÓØØÑ ÒÒo È Ö Ó Ò ÕÙ × 1Ô Ö Ó Ä Ù ÖÖ Ø Ð Ò ×o ÁÒØ ÖÒ Øo Âo ÅÓ ÖÒ È Ý×o ̧ 1⁄2¿ 1⁄2ß1⁄2¿ ¿̧ 1⁄2 ¿o Ë Ò Åo Ë Ò Ðo ÉÙ × ÖÝ ×Ø Ð× Ò ÓÑ ØÖÝ o È Ô Ö Ø ÓÒ̧ Ñ Ö ÍÒ Ú Ö× ØÝ ÈÖ ××̧ 1⁄2 o Ë Ò Åo Ë Ò Ðo Ö Ø ÕÙ Ó Ø ÔÖÓ Ø ÓÒ Ñ Ø Ó o ÁÒ Å1⁄41⁄4 o ËÂË · È oÂo ËØ Ò Ö Ø̧ Ào1 o  ÓÒ ̧ Ão Ë ØÓ ̧ Åo Ì Ò ̧ o ̧ Ò oÈ o Ì× o ÜÔ Ö Ñ Ò1 Ø Ð Ú Ö ¬ Ø ÓÒ Ó Ø ÕÙ × 1ÙÒ 1 ÐÐ ÑÓ Ð Ó ÕÙ × ÖÝר Ð ×ØÖÙ ØÙÖ o Æ ØÙÖ ̧ ¿ ß ̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1393
1394
¿ ÁÇÄÇ Á Ä ÈÈÄÁ ÌÁÇÆË Ç ÇÅÈÍÌ ÌÁÇÆ Ä ÌÇÈÇÄÇ À Ö ÖØ Ð× Ö ÙÒÒ Ö ÁÆÌÊÇ Í ÌÁÇÆ ËØÖ Ù ØÙÖ Ð ÑÓÐ ÙÐ Ö ÓÐÓ Ý × Ö Ð Ø Ú ÐÝ Ö ÒØ ÔÔÐ Ø ÓÒ Ö ÓÖ ÓÑ ÔÙØ 1 Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ Ò ØÓÔÓÐÓ Ý ̧ ÙØ ÓÒ Û Ø ÒÓÖÑ ÓÙ× ÔÓØ ÒØ Ðo Ï ÙÖÖ ÒØÐÝ Ó 1 × ÖÚ Ô ÖØ Ø ÓÒ Ó ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð Ö × Ö Ò Ø × ¬ Ð Ø Ó Ò ÓÖÑ Ø × Ö Ò Ó Ù× × ÓÒ ×ØÖ Ò ×̧ Û Ö ×ØÖ Ø ÓÒ× Ó Ø Ö Ø ÖÝ Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ×ØÓÖ Ò Ø Æ Ó Ð Ú Ò ÓÖ Ò ×Ñ×̧ Û Ð Ø ÑÓÐ ÙÐ Ö × ÑÙÐ Ø ÓÒ Ö Ò ×ØÙ × ÓÖ Ò ÑÓÐ ÙÐ × Ò Ø Ö Ò ØÙÖ Ð Ø Ö 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ø Øo È Ö Ô× Ø × ÒÓØ × ÙÖÔÖ × Ò Ø Ø Ø ÔÔÐ Ø ÓÒ Ó ÒÙÑ Ö Ð Ð ÓÖ Ø Ñ× × × Ò ¬ ÒØÐ Ý ÑÓÖ Ú ÐÓÔ Ø Ò Ø Ø Ó ÓÑ ØÖ Ð ÓÖ Ø Ñ×o ÇÒ Ó Ø Ó Ð× Ó Ø × ÔØ Ö × ØÓ Ö × Ø Ò Ö Ð ÓÒ× ÓÙ× Ò ×× ÓÙØ Ø ÑÔÓÖØ Ò Ó ÓÑ ØÖ Ñ Ø Ó × Ò ÐÙ Ø Ò Ø ÑÝר 1 Ö ÓÙ× ÓÙÒ Ø ÓÒ× Ó ÓÙÖ Ú ÖÝ Ü ×Ø Ò o ÒÓØ Ö Ó Ð × Ø ÖÓ Ò Ò Ó Û Ø Û ÓÒ× Ö ÓÑ ØÖ Ð ÓÖ Ø Ño Ì Ö × ÔÐ ÒØÝÓ ÚÐÙ Ð ÒÓ1Ñ Ò3× 1Ð Ò ØÛ Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ò ÒÙÑ Ö Ð Ð ÓÖ Ø Ñ×̧ Ò Ø × Ñ× ÓÔÔ ÓÖ ØÙÒ ØÓ ÜÔÐÓÖ Ø × Ð Ò Û Ø ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð1 ÓÑ ØÖ Ö Ñ Ó Ñ Ò o ¿o1⁄2 ÁÇÅ ÇÄ ÍÄ Ë Ä ÇËË Ê ÒØÖ Ð Ó Ñ Ì ÔÖÓÚ Ò Ð Ñ Ø Ø ÔÖÓØ Ò× Ö Ö Ø Ò ØÛÓ ×Ø Ô× Ý ØÖ Ò× Ö Ò Ò × ØÓ ÊÆ Ò ØÖ Ò×Ð Ø Ò ÊÆ ØÓ ÔÖÓØ Òo Á ÍÊ ¿o 1⁄2o1⁄2 Ì Æ Ø× Ö ÔÐ Ø × Û ÓÐ o È × Ó Æ Ö ÖÖ ØÓ × Ò × Ö ØÖ Ò× Ö ÒØÓ Ô × Ó ÊÆ ̧ Û Ö Ø Ò ØÖ Ò×Ð Ø ÒØÓ Ô ÖÓØ Ò×o Protein transcription translation replication RNA DNA Æ ÓÜÝÖ ÓÒÙ Ð o Ì Ñ Ø Ö Ð Ø Ø ÖÖ × Ö Ø ÖÝ Ò ÓÖÑ Ø ÓÒo ÓÙ Ð 1×ØÖ Ò Ð Ü Ø Ø Ò Ó × Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ ÒØÓ ØÛÓ Ò Ø Ô Ö ÐÐ Ð × ÕÙ Ò × Ó ÒÙ Ð ÓØ ×o Ê ÔÐ Ø ÓÒ ÈÖÓ ×× Ò Û Ø Ø ÛÓ ×ØÖ Ò × Ó Æ Ö × Ô Ö Ø Ò ÓØ ×ØÖ Ò × Ö ÓÑÔÐ Ñ ÒØ ØÓ ÓÖÑ Ò Û ÓÙ Ð ×ØÖ Ò ×o ÒÓÑ ÓÑ ÔÐ Ø × Ø Ó Ò Ø Ñ Ø Ö Ð Ó Ð Ú Ò ÓÖ Ò ×Ño ÓÖ ÙÑ Ò×̧ Ø × Ú ÒØÓ ØÛ ÒØÝ1Ø Ö ÖÓÑÓ×ÓÑ ×̧ ÐÓÒ ÓÙ Ð ×ØÖ Ò Ó Æ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1395
1⁄2¿ Ào Ð× ÖÙÒÒ Ö Ò ËÙ × ÕÙ Ò Ó Æ Ô Ð Ó Ò ØÖ Ò× Ö ØÓ ÔÖÓ Ù ÙÒ Ø ÓÒ Ð ÊÆ ÑÓÐ ÙÐ o Ì Ö Ò× Ö ÔØ ÓÒ ÈÖÓ ×× Ò Û Ø Ø ÛÓ ×ØÖ Ò × Ó Æ Ö ÐÓ ÐÐÝ × Ô Ö Ø Ò ÓÒ ×ØÖ Ò × ÓÔ ØÓ Ô Ó ÊÆ o ÊÆ Ê ÓÒÙ Ð o × Ò Ð 1×ØÖ Ò × ØÖÙ ØÙÖ Ø Ø × Ñ ÐÐÝ ÐÑÓר ÒØ Ð ØÓ Æ o Ì Ö Ò×Ð Ø ÓÒ ÈÖÓ ×× Ò Û ×ØÖ Ò Ó ÊÆ × Ö ÝØ Ö Ó×ÓÑ Ò ØÖ Ò×Ð Ø ÒØÓ ÔÖ ÓØ Òo ÈÖ ÓØ Ò Ð Ò Ö × ÕÙ Ò Ó Ñ ÒÓ × ÓÒÒ Ø Ý Ô ÔØ ÓÒ ×o Ñ ÒÓ ÓÒ× ×Ø× Ó ÒØÖ Ð Ö ÓÒ ØÓÑ ́ « μÐÒ ØÓ Ò Ñ ÒÓ Ö ÓÙÔ̧ Ö Ó ÜÝÐ Ö ÓÙÔ̧ ÓÒ Ý ÖÓ Ò ØÓÑ ̧ Ò × Òo Ö × Ù × Ò Ñ ÒÓ Û Ó× « Æ × ÕÙ Ò × Ð Ò ÒØÓ Ø ÔÓÐÝÔ ÔØ Ò Ó ÔÖÓØ Òo ÈÖ ÓØ Ò ÓÒ ÈÓÐÝÔ ÔØ Ò ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ö Ô Ø « Æ ÙÒ Ø×o Ì ÓÒ ØÛ Ò Æ Ò × Ö ̧ ÙØ Ø ÓÒ × ÓÒÒ Ø Ò « ØÓ Ò « ØÓ Æ Ò ÖÓØ Ø ÖÓÙÒ Ø ÓÒÒ Ø Ò ×o ÈÖ ÓØ Ò ÓÐ Ò ÈÖÓ ×× Ò Û ÔÓÐÝÔ ÔØ Ò ÓÐ × ÙÔ ØÓ Ù×Ù ÐÐÝ ÐÓ ÙÐ Ö × Ô Ø Ø × Ö Ø Ö ×Ø ÓÖ Ø ØÝÔ Ó ÔÖÓØ Òo ÊÇÅ Æ ÌÇ ÈÊÇÌ ÁÆ ÇÖ Ò Ð × × ÓÒ ×ÙÖ ÔÖ × Ò ÐÝ ×Ñ ÐÐ ÒÙÑ Ö Ó ÑÓÐ ÙÐ ØÝÔ ×o ÅÓ× Ø ÔÖ ÓÑ 1 Ò ÒØÐÝ ̧ Û Ú Æ ̧ ÊÆ ̧ Ò Ô ÖÓØ Òo Ó Ø Ñ × Ø × ÑÔÐ × ØÖÙ ØÙÖ Ó Ð Ò Ö × ÕÙ Ò ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ò ÓÖ ÓÒ Û Ø ØØ × Ò×o Æ Ò ÊÆ Ù ×× Ò Ð Ô ØÓ Ó Ò Ð Ý Ó Ù ÖÒ Ù Ð ÓØ ×̧ Û Ð ÔÖ ÓØ Ò× Ù× Ò ÐÔ Ø Ó ØÛ ÒØÝ Ñ ÒÓ ×o × × ÓÚ Ö ÝÏØ×ÓÒ Ò Ö Ï ¿ ̧ Ø Ò ØÙÖ Ð ÓÖÑ Ó Æ ÓÒ× ×Ø× Ó ØÛÓ × ÕÙ Ò × ÓÖ ×ØÖ Ò × Ø Ø Ö Ð ØÓ Ø Ö Ý ÓÑ ÔÐ Ñ ÒØ ÖÝ ÒÙ Ð ÓØ Ô Ö×o Æ × Ø Ð ØÝØ ÓÖ ÔÐ Ø Ø× Ð ̧ Û × ÓÒ Ý × Ô Ö Ø Ò Ø ØÛÓ ×ØÖ Ò × Ò ÓÑÔÐ Ñ ÒØ Ò ÓØ Û Ø Ø Ñ Ø Ò ×ØÖ Ò Ñ ÖÓÑ Ö ÒÙ Ð ÓØ × Ò Ø ×ÙÖ ÖÓÙÒ Ò × ÓÐÙØ ÓÒo Æ × Ø Ñ ÑÓÖ Ý Ó ÚÓÐ ÙØ ÓÒ Ø Ø Ú × Ó Ö Ò ØÓ ÐÐ Ð Ú Ò ×Ô × Ø ÓÖ Ñ× Ø Ñ Ø Ö Ð × × Ó Ö ØÝ ×× Ø Ù Ý Å Ò Ð Ò Ø Ò Ò Ø ÒØ ÒØÙÖ Ý Å Ò o ÔÔ Ö ÒØÐÝ ̧ ÓÒÐ Ý ×Ñ ÐÐ Ö Ø ÓÒ Ó Ø Æ Ò ÒÝ ÓÖ Ò ×Ñ Ö ÔÖ × ÒØ× Ù× Ò ÓÖÑ Ø ÓÒo Ì Ù× Ô × Ö Ø Ò ×̧Û Ö ØÖ Ò× Ö ÒØÓ ÊÆ Ò ÔÖÓ ×× × Ñ Ð Ö ØÓ Ö ÔÐ 1 Ø ÓÒo ÊÆ Ö Ñ Ò× × Ò Ð 1× ØÖ Ò Ò Ñ Óר Ó Ø Ø× ØÖ Ò×Ð Ø ÒØÓ ÔÖÓØ Òo Ì × ÔÔ Ò× Ò Ø Ö Ó×ÓÑ ̧Û ÙÒ Ø ÓÒ× × Ð Ö ÑÓÐ ÙÐ Ö Ñ Ò Ñ Ó ÔÖ ÓØ Ò× Ò ÊÆ ÑÓÐ ÙÐ ×o × Ò Ð ×ØÖ Ò Ó ÊÆ × ÒØÓ Ø Ö Ó× ÓÑ ̧ Ò ØÖ ÔÐ Ø Ó ÒÙ Ð ÓØ × × ØÖ Ò×Ð Ø ÒØÓ Ò Ñ ÒÓ ̧ Û × ÔÔ Ò ØÓ Ø ÖÓÛ Ò Ô ÔØ Òo ÍÔ ÓÒ ÓÑ ÔÐ Ø ÓÒ̧ Ø × Ò Ð Ú × Ø Ö Ó×ÓÑ × Ø ¬Ò Ð ÔÖÓØ Òo Ì × × Ò Ö Ó × Ö Ñ Ò × ÒØÓ Ø Ì ÙÖ Ò Ñ Ò ÑÓ Ð Ó ÓÑÔÙØ Ò ̧ Ò Û Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ × Ö ÖÓÑ Ò ÒÔÙØ Ø Ô Ò Ø Ö × ÙÐØ× Ó Ø ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ× Ö ÔÖ ÒØ ÓÒ Ò ÓÙØÔÙØ Ø Ô o ÊÇÅ Ë ÉÍ Æ ÌÇ ÍÆ Ì ÁÇÆ Ï Ò Ø ÔÖ ÓØ Ò Ð Ú × Ø Ö Ó× ÓÑ ̧ Ø ÓÐ × ÙÔ ØÓ ÓÖÑ × Ô Ø Ø × Ö1 Ø Ö ×Ø ÓÖ Ø× × ÕÙ Ò Ó Ñ ÒÓ ×o Ì ÔÖÓØ Ò× ÓÒ× Ø ØÙØ Ø ÛÓÖ ÓÖ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1396
ÔØ Ö ¿ ÓÐÓ Ð ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔÓÐÓ Ý 1⁄2¿ Ø Ø Ñ ÒØ Ò× ÓÖ Ò Ð o ËÔ ¬ ÔÖÓØ Ò× ÙÐ ¬ÐÐ ×Ô ¬ ÙÒ Ø ÓÒ× Û Ø Ò Ø ÓÖ Ò ×Ņ̃ Ò Ø Ô ÖØ ÙÐ Ö × Ô Ø × ×ÙÑ × × ÖÙ Ð Ë ÕÙ Ò μ ÓÖÑ μ ÙÒ Ø ÓÒ Ì × × Û Ý ÓÑ ØÖÝ × ÑÔÓÖØ ÒØ Ò ÑÓÐ ÙÐ Ö ÓÐÓ Ý o ÁØ × ×× ÒØ Ð ØÓ Ð ÖÒ Ø × Ô × Ó ÐÐ ÔÖ ÓØ Ò× Ò ØÓ ÙÒ Öר Ò Û Ø × ÑÔÓÖØ ÒØ ÓÙØ Ø Ño ÅÓר ÙÒ Ø ÓÒ× Ö Ø ÙÔ Ò Ø ÒØ Ö Ø ÓÒ Ó ÔÖ ÓØ Ò× Û Ø ÓØ Ö Ò Û Ø ÓØ Ö ÑÓÐ ÙÐ ×o Ì Ö ÔÐ Ø ÓÒ Ó Æ ̧ Ø ØÖ Ò× Ö ÔØ ÓÒ ØÓ ÊÆ ̧ Ò Ø ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ ØÓ ÔÖ ÓØ Ò Ö ÙØ Ø Ö Ü ÑÔÐ ×̧ Ò × × ÖÚ Ý ÓÑ ÔÐ Ø Ñ Ò Ñ Ó « Ö ÒØ ÔÖ ÓØ Ò× Ò ÊÆ ÑÓÐ ÙÐ ×o ÁÒ ÓØ Ö ÛÓÖ ×̧ ÔÖÓØ Ò× Ö Ø Ô × Ó Ù Ø Ö 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÝÒ Ñ ÔÙÞ ÞÐ Û Ó× × ÓÐÙØ ÓÒ Ö ÕÙ Ö ×̧ ÑÓÒ ÓØ Ö× Ø Ò ×̧ ÓÓ ÙÒ Öר Ò Ò Ó Ø × Ô × ÒÚÓ ÐÚ o Ñ ÓÖ Æ ÙÐ ØÝ Ò Ø ¬ Ð Ó ÑÓÐ ÙÐ Ö ÓÐÓ Ý × Ø Ñ Ò × ÙÐ × Ð Ó ×Ô Ò Ø Ñ Ø Û Ø ÔÖÓ ×× × Ø ÔÐ o Ì ØÓÖ × Ò Ø Ö × Ö ÔØ× Ö ÓÑ ÔÐ Ø Ò Ó × ÖÚ 1 Ø ÓÒ× Ö Ò Ö Øo ÜÔ Ö Ñ ÒØ Ð ÛÓÖ × Ò Ö ÐÐÝ ÓÑÔÐ Ñ ÒØ Ý ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð × ÑÙÐ Ø ÓÒ×̧ Û Ö Ö ÖÖ ØÓ × Ø ÓÖ Ø Ð ÛÓÖ Ò Ø × Ö o ¿o3⁄4 ÇÅ ÌÊÁ ÅÇ ÄË È ÖÓØ Ò× Ö ÓÑÔÐ Ø Ó Ø×̧ Û Ú Ò ×ØÖ Ø ÒØÓ ÒÙÑ Ö Ó « Ö ÒØ ÑÓ Ð× ÑÔ × Þ Ò « Ö ÒØ ×Ô Ø× Ó Ø Ö Ú ÓÖo Ï Ñ Ý Ø Ò Ó Ø Ñ × ÙÖÚ × Ò ×Ô ÑÓ Ð Ò Ø ÓÒ ̧ ÓÖ × ÓÐÐ Ø ÓÒ× Ó ÐÐ× ÓÖ ×Ô Ö × Ö ÔÖ × ÒØ Ò Ø Ø Ø Ð Ú Ð Ó Ò Ú Ù Ð ØÓÑ ×o Ä ÇËË Ê ËÔ 1¬Ð Ð Ò Ö Ñ ÅÓ Ð Ø Ø Ö ÔÖ × ÒØ× ÔÖ ÓØ Ò Ý Ø ×Ô Ø Ó ÙÔ ×o ÅÓר ÓÑÑ ÓÒÐÝ ̧ ØÓÑ × Ö ÔÖ × ÒØ Ý ÐÐ ́ ×ÓÐ ×Ô Ö μ̧ Ò Ø ÔÖÓØ Ò × Ø ÙÒ ÓÒ Ó Ø × ÐÐ×o Á ÍÊ ¿o 3⁄4o1⁄2 × ÓÖØ × Ñ ÒØ Ó Æ ÓÙ Ð Ð Ü Ò ×Ô 1 ¬ÐÐ Ò Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒo Æ Ù× × Ò ÐÔ Ø Ó ÓÙÖ ÒÙ Ð ÓØ × Ò Ò ́ μ̧ Ù Ò Ò ́ μ̧ ÝØÓ× Ò ́ μ̧ Ò Ø ÝÑ Ò ́Ì μo ÁÒ Ø Ô ØÙÖ Ñ ÒÝ Ó Ø ÒÙ1 Ð ÓØ × Ö Ö ÐÝ Ú × Ð × Ò Ø Ý Ö Ô Ò Ø Ñ Ð ̧ Ù× Ò Ý ÖÓ Ò ÓÒ × ØÓ ÓÐ Ø ×ØÖ Ò × ØÓ Ø Öo Î Ò Ö Ï Ð× ×ÙÖ ÓÙÒ ÖÝ Ó ×Ô 1¬Ð Ð Ò Ö Ñ ¬Ò × Ø ÙÒ ÓÒ Ó ÐÐ× Û Ø Ú Ò Ö Ï Ð× Ö o Ì × Þ × Ó Ø × ÐÐ× Ö Ó× Ò ØÓ Ö ­ Ø Ø ØÖ Ò× Ø ÓÒ ÖÓÑ Ò ØØÖ Ø Ú ØÓ Ö ÔÙÐ× Ú ÚÒ Ö Ï Ð× ÓÖ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1397
1⁄2¿ Ào Ð× ÖÙÒÒ Ö ËÓ ÐÚ ÒØ1 ×× Ð ×ÙÖ ÓÙÒ ÖÝ Ó ×Ô 1¬ÐÐ Ò Ö Ñ Ò Û Ú Ò Ö Ï Ð× ÐÐ × ÒÐ Ö Ý Ø Ö Ù× Ó Ø × ÓÐÚ ÒØ ×Ô Ö o ÐØ ÖÒ Ø Ú ÐÝ ̧ Ø × Ø × Ø Ó ÒØ Ö× Ó ×ÓÐ Ú ÒØ ×Ô Ö × Ø Ø ØÓÙ ÙØ Ó ÒÓØ ÓØ ÖÛ × ÒØ Ö× Ø Ø Ú Ò Ö Ï Ð× ×ÙÖ o ÅÓÐ ÙÐ Ö ×ÙÖ ÓÙÒ ÖÝ Ó Ø Ô ÓÖØ ÓÒ Ó ×Ô Ò ×× Ð ØÓ Ø × ÓÐÚ ÒØo ÁØ × Ó Ø Ò Ý Ö ÓÐÐ Ò Ø × ÓÐÚ ÒØ ×Ô Ö ÓÙØ Ø Ú Ò Ö Ï Ð× ×ÙÖ o ÈÓÛ Ö ×Ø Ò ËÕÙ Ö Ð Ò Ø Ó Ø Ò ÒØ Ð Ò × Ñ ÒØ ÖÓÑ ÔÓ ÒØ Ü ØÓ ×Ô Ö Û Ø ÒØ Ö Þ Ò Ö Ù× Öo ÁØ × Ð×Ó Ö ÖÖ ØÓ × Ø Û Ø ×ÕÙ Ö ×Ø Ò Ò ÓÖÑ ÐÐÝ ¬Ò × Ü Þ 3⁄4 Ö 3⁄4 o Î ÓÖ ÓÒÓ Ö Ñ ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ Ó ×Ô ÒØÓ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ Ö o ÔÓÐÝ 1 ÖÓÒ ÐÓÒ × ØÓ ×Ô Ö Ò Ú Ò ÓÐÐ Ø ÓÒ Ò ÓÒ× ×Ø× Ó ÐÐ ÔÓ ÒØ× ÓÖ Û Ø × ×Ô Ö Ñ Ò Ñ Þ × Ø ÔÓÛ Ö ×Ø Ò o Ì × ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ × Ð×Ó ÒÓÛÒ × Ø ÔÓÛ Ö Ö Ñ Ò Ø Û Ø Î ÓÖÓÒÓ Ö Ño Ð ÙÒ Ý ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ù Ð ØÓ Ø Î ÓÖ ÓÒÓ Ö Ño ÓÖ Ò Ö ÓÐÐ Ø ÓÒ× Ó ×Ô Ö ×̧ Ø × × ÑÔÐ Ð ÓÑ ÔÐ Ü ÓÒ× ×Ø Ò Ó Ø ØÖ Ö ̧ ØÖ Ò Ð ×̧ ×̧ Ò Ú ÖØ ×o Ì × ÓÑÔÐ Ü × Ð×Ó ÒÓÛ Ò × Ø Ö ÙÐ Ö ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ̧ Ø Ó Ö ÒØ ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ̧ Ò Ø Û Ø Ð ÙÒ Ý ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒo Ù Ð Ó ÑÔÐ Ü Ù Ð ØÓ Ø Î ÓÖ ÓÒÓ ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ Ó ÙÒ ÓÒ Ó ÐÐ×o ÁØ × ×Ù ÓÑ ÔÐ Ü Ó Ø Ð ÙÒ Ý ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒo Á ÍÊ ¿o3⁄4o 3⁄4 ÎÓÖÓ ÒÓ ÔÓ ÐÝ ÓÒ ÒØ Ö× Ø× Ø ÙÒ ÓÒ Ó × × Ò ÓÒÚ Ü × Ø̧ Û × Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Û Ø Ø× ¬Ò Ò × o Ì Ö Û Ò × ÓÛ× Ø ÎÓÖÓ ÒÓ ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ Ó Ø ÙÒ ÓÒ Ò Ø Ù Ð ÓÑ ÔÐ Ü ×ÙÔ Ö ÑÔÓ× o ÖÓÛØ ÑÓ Ð ÊÙÐ ÓÖ ÖÓÛ Ò ÐÐ ×Ô Ö × Ò ÓÐÐ Ø ÓÒ ÓÒØ ÒÙÓÙ× ÐÝ Ò × ÑÙÐ Ø Ò ÓÙ× ÐÝ o Ì ÖÙÐ Ø Ø Ò Ö × × Ø ×ÕÙ Ö Ö Ù× Ö 3⁄4 ØÓ Ö 3⁄4 · Ø Ø Ø Ñ Ø Ô× Ø Î ÓÖÓÒÓ Ö Ñ ÒÚ Ö ÒØ Ø ÐÐ Ø Ñ ×o ÐÔ ÓÑÔ Ð Ü Ì Ù Ð ÓÑ ÔÐ Ü Ø Ø Ñ Ø « 3⁄4 ÓÖ ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ×Ô Ö × Ø Ø ÖÓÛ Û Ð Ô Ò Ø Î ÓÖ ÓÒÓ Ö Ñ ÒÚ Ö ÒØo Ì ÐÔ × Ô × Ø ÙÒ ÖÐÝ Ò ×Ô Ó Ø ÐÔ ÓÑÔÐ Üo ÐØÖ Ø ÓÒ Æ ×Ø × ÕÙ Ò Ó ÓÑ ÔÐ Ü ×o Ì ÔÖ Ñ Ü ÑÔÐ Ö × Ø × 1 ÕÙ Ò Ó ÐÔ ÓÑÔÐ Ü ×o ËÈ 1 ÁÄ ÄÁÆ Á Ê ÅË ÇÙÖ ×Ø ÖØ Ò ÔÓ ÒØ × Ø Ú Ò Ö Ï Ð× ÓÖ ̧ Û × × ÓÒ ÕÙ ÒØÙÑ Ñ 1 Ò Ð « Ø×o Ø × ÓÖØ Ö Ò ÙÔ ØÓ Û Ò ×ØÖ ÓŅ̃ Ø ÓÖ × ØØÖ Ø Ú Ù Ø × Ò ¬ ÒØÐ Ý Û Ö Ø Ò ÓÚ Ð ÒØ ÓÖ ÓÒ ÓÒ ×o ØÚ ÖÝ × ÓÖØ Ö Ò ̧ Ø ÓÖ × × ØÖÓÒ ÐÝ Ö ÔÙÐ × Ú o Ï Ñ Ý ×× Ò Ú Ò Ö Ï Ð× Ö ØÓ Ø ØÓÑ× ×Ó Ø Ø Ø ÓÖ Ò × ÖÓÑ ØØÖ Ø Ú ØÓ Ö ÔÙÐ× Ú Û Ò Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò ×Ô Ö × ØÓÙ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1398
ÔØ Ö ¿ ÓÐÓ Ð ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔÓÐÓ Ý 1⁄2¿ Ê1⁄41⁄2 o Ì Ú Ò Ö Ï Ð× ×ÙÖ × Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó Ø ×Ô 1¬ÐÐ Ò Ö Ñ Ñ ÙÔ Ó Ø ÐÐ× Û Ø Ú Ò Ö Ï Ð× Ö o ÁÒ Ø 1⁄2 1⁄4×̧ Ê Ö × Ò ÓÐÐ ÓÖ 1 ØÓÖ× ÜØ Ò Ø × ØÓ ÔØÙÖ Ø ÒØ Ö Ø ÓÒ Ó ÔÖ ÓØ Ò Û Ø Ø ×ÙÖ ÖÓÙÒ Ò ×ÓÐ Ú ÒØ ÄÊ 1⁄2̧ Ê o Ì ×ÓÐ Ú ÒØ1 ×× Ð ×ÙÖ × Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó Ø ×Ô 1 ¬ÐÐ Ò Ö Ñ Ò Û Ø ÐÐ× Ö ÖÓÛ Ò Ý Ø Ö Ù× Ó Ø ×Ô Ö Ø Ø ÑÓ Ð× × Ò Ð × ÓÐÚ ÒØ ÑÓÐ ÙÐ o Í×Ù ÐÐÝ Ø ×ÓÐ Ú ÒØ × Û Ø Ö̧ Ö ÔÖ × ÒØ Ý ×Ô Ö Ó Ö Ù× 1⁄2 Ò ×ØÖ ÓÑo Ì ÑÓÐ ÙÐ Ö ×ÙÖ × Ó Ø Ò Ý ÖÓÐÐ Ò Ø × ÓÐÚ ÒØ ×Ô Ö ÓÚ Ö Ø Ú Ò Ö Ï Ð× ×ÙÖ Ò ¬ÐÐ Ò Ò Ø Ò ×× Ð Ö Ú × Ò Ù× Ô×o Ì × ×ÙÖ × ×ÓÑ Ø Ñ × Ö ÖÖ ØÓ × Ø ÓÒÒÓ Ð ÐÝ ×ÙÖ ̧ Ø Ö Ø Ö ØÓÖ Ó Ø ¬Ö× Ø ×Ó ØÛ Ö Ö ÔÖ × ÒØ Ò Ø × ×ÙÖ Ý ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÓØ× ÓÒ ¿ o Í Ä ËÌÊÍ ÌÍÊ Ë Ï ÓÑÔÐ Ñ ÒØ Ø ×Ô 1¬ÐÐ Ò Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ× Ó ÔÖÓØ Ò× Û Ø ÓÑ ØÖ ÐÐÝ Ù Ð × ØÖÙ ØÙÖ ×o Ñ ÓÖ Ú ÒØ Ó Ø × Ù Ð ×ØÖ Ù ØÙÖ × × Ø Ö ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÒÚ Ò Ò o Ï Ò Ý Ò ØÖÓ Ù Ò Ø Î ÓÖÓÒÓ Ö Ñ Ó ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÐÐ× ÓÖ ×Ô Ö ×̧ Û ÓÑÔÓ× × Ø ×Ô ÒØÓ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ Ö Î ÓÖ1⁄4 o Æ ÜØ Û ÒØ Ö× Ø Ø ÙÒ ÓÒ Ó ÐÐ× Û Ø Ø Î ÓÖÓÒÓ Ö Ñ Ò Ó Ø Ò ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ Ó Ø ×Ô 1¬Ð Ð Ò Ö Ñ ÒØÓ ÓÒÚ Ü ÐÐ×o ÁÒ ̧ Ø × ÐÐ× Ö Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ× Ó Ø ÐÐ× Û Ø Ø Ö ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò Î ÓÖÓÒÓ Ô ÓÐÝ Ö o Ì Ù Ð ÓÑÔÐ Ü × Ø ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó × ÑÔÐ × Ø Ø ÜÔÖ ×× Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ô ØØ ÖÒ ØÛ Ò Ø ÐÐ× Û Ú Ú ÖØ Ü ÓÖ Ú ÖÝ ÐÐ̧ Ò ÓÖ Ú ÖÝ Ô Ö Ó ÐÐ× Ø Ø × Ö ÓÑÑ ÓÒ Ø̧ ØÖ Ò Ð ÓÖ Ú ÖÝ ØÖ ÔÐ Ø Ó ÐÐ× Ø Ø × Ö ÓÑ ÑÓÒ ̧ Ò Ø ØÖ ÖÓÒ ÓÖ Ú ÖÝ ÕÙ ÖÙÔÐ Ø Ó ÐÐ× Ø Ø × Ö ÓÑ ÑÓÒ ÔÓ ÒØ ÃË ¿̧ Å o Ì × Ü Ù×Ø× ÐÐ ÔÓ×× Ð ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ô ØØ ÖÒ× Ò Ø × ×ÙÑ Ò Ö × o Ï Ø Ò ØÙÖ Ð Ñ Ò Û Ù× Ø ×Ô Ö ÒØ Ö× × Ø Ú ÖØ × Ó Ø Ù Ð ÓÑÔÐ Üo ÊÇÏÌÀ ÅÇ Ä ÇÒ Ò Ø × Ñ Î ÓÖÓÒÓ Ö Ñ ÓÖÖ ×ÔÓÒ × ØÓ ÑÓÖ Ø Ò Ùר ÓÒ ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ×Ô Ö ×o ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ Û Ö Ó Û Ø ×ÕÙ Ö Ö Ù× Ö 3⁄4 Ó Ø Ø ×Ô Ö ØÓ Ö 3⁄4 · Ø̧ ÓÖ Ú ÖÝ ̧ Û Ø Ø × Ñ Î ÓÖ ÓÒÓ Ö Ño Ì Ò Ó Ø × Ø Ñ Ô Ö Ñ ØÖ Þ Ò Ø × Ô ÖØ ÙÐ Ö Ö ÓÛØ ÑÓ Ð Ó Ø ×Ô Ö ×o Ï Ð Ø Î ÓÖ ÓÒÓ Ö Ñ Ö Ñ Ò× ¬Ü ̧ Ø Ù Ð ÓÑ ÔÐ Ü Ò ×o Ì ÐÐ× Ò Û Ø ÐÐ× ÒØ Ö× Ø Ø Î ÓÖÓÒÓ ÔÓÐÝ Ö ÖÓÛ Ñ ÓÒÓØÓÒ ÐÐÝ Û Ø Ø Ñ ̧ Û ÑÔÐ × Ø Ø Ø Ù Ð ÓÑÔÐ Ü Ò ÕÙ Ö ÙØ ÒÓØ ÐÓ× × ÑÔÐ ×o Ï Ø Ù× Ø Ò ×Ø × ÕÙ Ò Ó Ù Ð ÓÑ ÔÐ Ü ×̧ à 1⁄4 à 1⁄2 Ã Ñ Û Ò× Û Ø Ø ÑÔØÝ ÓÑÔÐ Ü Ø Ø Ñ Ø 1⁄2 Ò Ò × Û Ø Ø Ð ÙÒ Ý ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ð¿ Ø Ø Ñ Ø 1⁄2o Ï Ö Ö ØÓ Ø × × ÕÙ Ò × ¬ ÐØÖ Ø ÓÒ Ó Ø Ð ÙÒ Ý ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ò Ø Ò Ó Ø × Ø Ù Ð Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó Ø ÔÖÓØ Ò Ø ÐÐ × Ð Ð Ú Ð×o ¿o¿ Å ËÀÁ Æ Ï ÒØÖÓ Ù Ý Ø ÒÓØ Ö ×ÙÖ ÓÙÒ Ò ×Ô 1¬ÐÐ Ò Ö Ñ Ó ×ÓÖ Ø×o Ì ÑÓÐ ÙÐ Ö × Ò × Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó Ø ÙÒ ÓÒ Ó Ò¬Ò Ø ÐÝ Ñ ÒÝ ÐÐ ×o × × © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1399
1⁄2 1⁄41⁄4 Ào Ð× ÖÙÒÒ Ö Ø ÐÐ× Û Ø Ú Ò Ö Ï Ð× Ö Ö ÔÖ × ÒØ Ò Ø ØÓÑ× ̧ Û Ú ÐÐ× ÒØ Ö1 ÔÓÐ Ø Ò ØÛ Ò Ø Ñ Ø Ø Ú Ö × ØÓ Ð Ò Ò Ô Ø × Ò ̧ ÐÐ ØÓ Ø Ö̧ ØÓ Ø Ò ÒØ1 ÓÒØ ÒÙÓÙ× ×ÙÖ o Ì ÑÓÐ ÙÐ Ö × Ò × Ö Ø Ö × Ñ Ð Ö Ò ÔÔ Ö Ò ØÓ Ø ÑÓÐ ÙÐ Ö ×ÙÖ ÙØ Ù× × ÝÔ Ö ÓÐÓ × Òר Ó ØÓÖ ØÓ Ð Ò ØÛ Ò Ø ×Ô Ö × o Ì ×ÑÓÓØ Ò ×× Ó Ø ×ÙÖ Ô ÖÑ Ø× Ñ × Û Ó× ØÖ Ò Ð × Ö ÐÐ ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÐÝ ÕÙ Ò ÙÐ Ö Ë1⁄41⁄2 o ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó Ø × Ñ × Ò ÐÙ Ø Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó ÔÖÓØ Ò× ÓÖ Ú ×Ù Ð Þ Ø ÓÒ ÔÙÖÔÓ× × Ò Ø ×ÓÐ ÙØ ÓÒ Ó « Ö ÒØ Ð ÕÙ Ø ÓÒ× ¬Ò ÓÚ Ö Ø ×ÙÖ Ý ¬Ò Ø 1 Ð Ñ ÒØ Ò ÓØ Ö ÒÙÑ Ö Ð Ñ Ø Ó ×o Ä ÇËË Ê ÅÓÐ ÙÐ Ö × Ò ËÙÖ Ó ÑÓÐ ÙÐ Ø Ø × ÓÑ ØÖ ÐÐÝ × Ñ Ð Ö ØÓ Ø ÑÓÐ 1 ÙÐ Ö ×ÙÖ ÙØ Ù× × ÝÔ Ö ÓÐÓ Òר Ó ØÓÖ Ù× Ô Ø × ÓÖ Ð Ò Ò o Á ÍÊ ¿o ¿o1⁄2 ÙØ Û Ý Ú Û Ó Ø × Ò Ó ×Ñ ÐÐ ÑÓÐ ÙÐ o Ï × Ð Ò Ó ×Ô Ö Ò ÝÔ Ö ÓÐÓ Ô Ø ×o Ì ×ÙÖ × Ò× 1ÓÙØ× ×Ý ÑÑ ØÖ Ø Ò ¬Ò Ý ÓÐ1 Ð Ø ÓÒ Ó ×Ô Ö × ÓÒ Ø Ö Ó Ø× ØÛÓ × ×o Å Ü ÓÑÔÐ Ü ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ Ó ×Ô ÒØÓ × ÖÙÒ Ò Î ÓÖÓÒÓ ÔÓÐÝ Ö ̧ × ÖÙÒ Ò Ð ÙÒ Ý Ø ØÖ Ö ̧ Ò × ÖÙÒ Ò ÔÖÓ Ù Ø× Ó ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò Î ÓÖÓÒÓ Ô ÓÐÝ ÓÒ× Ò Ð ÙÒ Ý × × Û ÐÐ × ÎÓÖÓÒÓ × Ò Ð ÙÒ Ý ØÖ Ò Ð ×o ÁØ ÓÑÔ Ó× × Ø × Ò ×ÙÖ ÒØÓ ×Ô Ö Ò ÝÔ Ö ÓÐÓ Ô Ø ×o Á ÍÊ ¿o ¿o3⁄4 Ì × Ò ÙÖÚ ¬Ò Ý ÓÙÖ Ö Ð × Ò Ø ÔÐ Ò o Ì Ñ Ü ÓÑ ÔÐ Ü Ó ÑÔÓ× × Ø ÙÖÚ ÒØÓ Ô × Ó Ö Ð × Ò ÝÔ Ö ÓÐ ×o Å Ü ÑÙÑ ÒÓÖÑ Ð ÙÖÚ ØÙÖ Ì Ð Ö Ö ×ÓÐ ÙØ Ú ÐÙ ́Üμ Ó Ø ØÛÓ Ô ÖÒ 1 Ô Ð ÙÖÚ ØÙÖ × Ø ÔÓ ÒØ Ü Ó Ø ×ÙÖ o 1× ÑÔÐ Ò ÓÐÐ Ø ÓÒ Ë Ó ÔÓ ÒØ× ÓÒ Ø ÑÓÐ ÙÐ Ö × Ò Å ×Ù Ø Ø Ú ÖÝ ÔÓ ÒØ Ü 3⁄4 Å × ÔÓ ÒØ Ù 3⁄4 Ë Ø ×Ø Ò Ü Ù ́Üμo Ê ×ØÖ Ø Ð ÙÒ Ý ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Ù Ð ØÓ Ø Ö ×ØÖ Ø ÓÒ Ó Ø ́Ø Ö 1 Ñ Ò× ÓÒ Ðμ Î ÓÖ ÓÒÓ Ö Ñ Ó Ë ØÓ Ø ÑÓÐ ÙÐ Ö × Ò Åo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1400
ÔØ Ö ¿ ÓÐÓ Ð ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔÓÐÓ Ý 1⁄2 1⁄41⁄2 Ë Ô ×Ô ÄÓ ÐÐÝ Ô Ö Ñ ØÖ Þ ×Ô Ó × Ô ×o Ì ÔÖ Ñ Ü ÑÔÐ Ö × Ø ́ 1⁄2μ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô Ò Ö Ø Ý × Ô ×̧ ×Ô ¬ Ý ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ×Ô Ö × Ò Ê ¿ o ÌÊÁ Æ ÍÄ ÌÁÇÆ Ì ÑÓÐ ÙÐ Ö × Ò × ÓÑ ØÖ ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ø Ø Ò ÜÔÐ Ó Ø ØÓ ÓÒרÖÙ Ø ÒÙÑ Ö ÐÐÝ 1ÕÙ Ð ØÝ Ñ × Ò ØÓ Ñ ÒØ Ò Ø Ø Ñ × ÙÖ Ò ÓÖÑ Ø ÓÒo Ì ÑÓ× Ø ÑÔÓÖØ ÒØÓ Ø × ×Ø ÓÒØ ÒÙ ØÝÓ Ø Ñ Ü ÑÙÑ Ò ÓÖÑ Ð ÙÖÚ ØÙÖ ÙÒ Ø ÓÒ Å Êo Ì Ó ¬Ò Ø̧ ÓÒ× Ö Ø 1⁄21Ô Ö Ñ Ø Ö Ñ ÐÝ Ó Ó × × Ô ×× Ò Ø ÖÓÙ Ü Ò Ð Ø ́Üμ Ø Ñ Ü ÑÙÑ Ó Ø Ö ÙÖÚ ØÙÖ × Ø Üo Ï Ù× Ø × ÙÒ Ø ÓÒ ØÓ Ù Ø ÐÓ Ð Ò× ØÝ Ó Ø ÔÓ ÒØ× ×ØÖ ÙØ ÓÚ Ö Å Ø Ø Ö Ù× × Ú ÖØ × Ó Ø Ñ × o Ú Ò ×Ù ÓÐÐ Ø ÓÒ Ë Ó ÔÓ ÒØ ×̧ Û ÓÒ×ØÖ Ù Ø Ñ × Ù× Ò Ø× Î ÓÖÓÒÓ Ö Ñ Ö ×ØÖ Ø ØÓ Åo Ì Ô ÓÐÝ Ö ÓÑÔÓ× Ø ×ÙÖ ÒØÓ Ô Ø ×̧ Ò Ø Ñ × × ÓÒ×ØÖ Ù Ø × Ø Ù Ð Ó Ø Ø ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ ¿ o × ÔÖ ÓÚ Ò Ë ̧ Ø Ñ × × ÓÑ ÓÑÓÖÔ ØÓ Ø ×ÙÖ Ø Ô × Ó Ø Ö ×ØÖ Ø Î ÓÖ ÓÒÓ Ö Ñ Ö ØÓÔ ÓÐÓ ÐÐÝ × ÑÔÐ × Ø× Ó Ø ÔÔÖ ÓÔÖ Ø Ñ Ò× ÓÒ×o ÁÒ ÓØ Ö ÛÓÖ ×̧ Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Î ÓÖ ÓÒÓ ÔÓÐÝ Ö ÓÒ̧ ÔÓÐÝ ÓÒ̧ ÓÖ Û Ø Å × Ø Ö ÑÔØÝ ÓÖ ØÓÔ ÓÐÓ Ð × ̧ ÒØ ÖÚ Ð̧ ÓÖ × Ò Ð ÔÓ ÒØo Ù× Ó Ø ×ÑÓÓØ Ò ×× Ó Å̧ Ø × ØÓÔ ÓÐÓ Ð ÔÖ ÓÔ ÖØÝ × ÑÔÐ Ø ÔÓ ÒØ× ÓÖÑ Ò 1× ÑÔÐ Ò ̧ Û Ø 1⁄43⁄4 ÓÖ ×Ñ ÐÐ Ö Ë1⁄41⁄2 o ÇÊÅ Ì ÁÇÆ Æ ËÀ È ËÈ Ì Ú Ö Ø ÓÒ Ó Ø Ñ Ü ÑÙÑ ÒÓÖÑ Ð ÙÖÚ ØÙÖ ÙÒ Ø ÓÒ Ò ÓÙÒ ÝØ ÓÒ 1× Ä Ô× ØÞ ÓÒ Ø ÓÒ 1⁄2 ́Üμ 1⁄2 ́Ýμ Ü Ý ̧ Û Ö Ø ×Ø Ò × Ñ ×ÙÖ Ò Ê ¿ o Ì ÓÒØ ÒÙ ØÝÓ Ú Ö Ê ¿ Ò ÒÓØ Ùר ÓÚ Ö Å × ÖÙ Ð Û Ò Ø ÓÑ × ØÓ Ñ ÒØ Ò Ò Ø Ñ × Û Ð Ò Ò Ø ×ÙÖ o Ì × Ð × Ù× ØÓ Ø ØÓÔ Ó ÓÖÑ Ø ÓÒ× Ò × Ô ×Ô o Ì Ð ØØ Ö × ÓÒ×ØÖ Ù Ø × Ô Ö Ñ ØÖ Þ Ø ÓÒ Ó Ø ÓÖÑ Ø ÓÒ ÔÖÓ ××o Ì ÓÖÑ Ø ÓÒ ÖÓÑ × Ô 1⁄4 ØÓ ÒÓØ Ö × Ô 1⁄2 Ò ÛÖ ØØ Ò × 1⁄4 1⁄4 · 1⁄2 1⁄2 ̧Û Ø 1⁄2 1⁄2 1⁄4 o ÓÖ Ò ÐÝ ̧Û Ñ Ý Ø Ò Ó Ø ÙÒ Ø ÒØ ÖÚ Ð × ÓÒ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ô ×Ô o Ï Ò Ò Ö Ð Þ Ø × ØÓ 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × Ô ×Ô × ÐÓÒ × Ø « Ö ÒØÛ Ý× Ó ÖÖ Ú Ò Ø ́ 1⁄4 1⁄2 μ̧ Û Ø È 1⁄2 Ò 1⁄4 ÓÖ ÐÐ ̧ ÐÐ Ú Ø × Ñ × Ô È o ÀÓÛØ Ó ¬Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ× ×Ó Ø Ø Ø × × Ò Ø × × ÜÔÐ Ò Ò 1⁄41⁄2 o ¿o ÇÆÆ ÌÁÎÁÌ Æ ËÀ È ÌÍÊ Ë È ÖÓØ Ò ÓÒÒ Ø Ú ØÝ × Ó Ø Ò ÙÒ ÖרÓÓ Ò Ø ÖÑ× Ó Ø× ÓÚ Ð ÒØ ÓÒ ×̧ Ò Ô ÖØ 1 ÙÐ Ö ÐÓÒ Ø ÓÒ o ÁÒ Ø × × Ø ÓÒ̧ Û × Ù×× « Ö ÒØ ÒÓØ ÓÒ̧ Ò Ñ ÐÝ Ø ØÓÔ ÓÐÓ Ð ÓÒÒ Ø Ú ØÝ Ó Ø ×Ô ×× Ò ØÓ ÔÖÓØ Ò Ý Ø ××Ô 1¬ÐÐ Ò Ö Ño Ï Ñ ÒØ ÓÒ ÓÑ ÓÑÓÖ Ô ×Ñ×̧ ÓÑÓØÓÔ ×̧ ÓÑÓÐ Ó Ý ÖÓÙÔ×̧ Ò Ù1 Ð Ö Ö Ø Ö ×Ø ×̧Û Ö ÓÑÑ ÓÒ ØÓÔÓÐÓ Ð ÓÒ ÔØ× Ù× ØÓ ¬Ò Ò Ø Ð ÓÙØ ÓÒÒ Ø Ú ØÝ o Ç Ô ÖØ ÙÐ Ö ÑÔÓÖØ Ò Ö Ø ÓÑ ÓÐÓ Ý Ö ÓÙÔ× Ò Ø Ö Ö Ò ×̧ Ø ØØ ÒÙÑ Ö×̧ × Ø Ý Ð Ò Ø Ñ× ÐÚ × ØÓ Æ ÒØ Ð ÓÖ Ø Ñ×o ÁÒ 1 Ø ÓÒ ØÓ ÓÑ ÔÙØ Ò Ø ÓÒÒ Ø Ú ØÝ Ó × Ò Ð ×Ô 1¬ÐÐ Ò Ö Ņ̃ Û ×ØÙ Ý ÓÛ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1401
1⁄2 1⁄43⁄4 Ào Ð× ÖÙÒÒ Ö Ø ÓÒÒ Ø Ú ØÝ Ò × Û Ò Ø ÐÐ× ÖÓÛo Ì × ÕÙ Ò Ó ×Ô 1¬Ð Ð Ò 1 Ö Ñ× Ó Ø Ò Ø × Û Ý ÓÖÖ ×Ô ÓÒ × ØÓ Ø ¬Ð ØÖ Ø ÓÒ Ó Ù Ð ÓÑ ÔÐ Ü × ÒØ ÖÓ Ù ÖÐ Öo Ï Ù× Ø × ¬ÐØÖ Ø ÓÒ ØÓ ¬Ò × × Ô ØÙÖ ×̧ ×Ù × ÔÓ Ø× Ò ÔÖ ÓØ Ò× Ò ÒØ Ö ×ÙÖ × ØÛ Ò ÓÑÔÐ Ü ÔÖ ÓØ Ò× Ò ÑÓÐ ÙÐ ×o Ä ÇËË Ê Ì ÓÔ ÓÐÓ Ð ÕÙ Ú Ð Ò ÕÙ Ú Ð Ò Ö Ð Ø ÓÒ ØÛ Ò ØÓÔÓÐÓ Ð ×Ô × 1 ¬Ò Ý ÓÑ ÓÑÓÖ Ô ×Ñ× ̧ Û Ö ÓÒØ ÒÙÓÙ× Ø ÓÒ× Û Ø ÓÒØ ÒÙÓÙ× Ò1 Ú Ö× ×o ÀÓ ÑÓØÓ ÔÝ ÕÙ Ú Ð Ò Ï Ö ÕÙ Ú Ð Ò Ö Ð Ø ÓÒ ØÛ Ò ØÓÔÓÐÓ Ð ×Ô × Ò ¬Ò Ý Ñ Ô× Ò Û Ó× ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ× Æ Ò Æ Ö ÓÑ ÓØÓÔ ØÓ Ø ÒØ Ø × ÓÒ Ò ÓÒ o ÓÖÑ Ø ÓÒ Ö ØÖ Ø ÓÒ ÓÑÓØÓÔÝ Ø Û Ò Ø ÒØ ØÝÓ Ò Ò Ö Ø Ö 1 Ø ÓÒ Ó ØÓ Ø Ø Ð Ú × ¬Ü o Ì Ü ×Ø Ò Ó Ø ÓÖÑ Ø ÓÒ ÑÔÐ × Ø Ø Ò Ö ÓÑÓØÓÔÝ1 ÕÙ Ú Ð ÒØo Á ÍÊ ¿o o1⁄2 ËÒ Ô× ÓØ ÙÖ Ò Ø ÓÖÑ Ø ÓÒ Ö ØÖ Ø ÓÒ Ó Ø ×Ô 1¬ÐÐ Ò Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó Ö Ñ Ò ØÓ Ø× Ù Ð ÓÑÔÐ Üo Ì ×Ô Ö × × Ö Ò ØÓ Ú ÖØ × Û Ð Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ö Ð × ÓÑ ÝÐ Ò Ö× Ø Ø Ú ÒØÙ ÐÐÝ ØÙ ÖÒ ÒØÓ ×o ÀÓÑÓÐÓ Ý ÖÓÙÔ × É ÙÓØ ÒØ× Ó Ý Ð Ö ÓÙÔ× Ò Ø Ö ÓÙÒ ÖÝ ×Ù ÖÓÙÔ×o Ì Ö × ÓÒ ÖÓÙÔ Ô Ö Ñ Ò× ÓÒo Ì Ø ØØ ÒÙÑ Ö̧ ¬ ̧ × Ø Ö Ò Ó Ø Ø ÓÑÓÐ Ó Ý Ö ÓÙÔo ÙÐ Ö Ö Ø Ö ×Ø Ì ÐØ ÖÒ Ø Ò ×ÙÑ Ó ØØ ÒÙÑ Ö× È 1⁄4 ́ 1⁄2μ ¬ o Î Ó × ÓÙÒ ÓÒÒ Ø ÓÑÔÓÒ ÒØ× Ó Ø ÓÑÔÐ Ñ ÒØo À Ö ̧ Û Ö ÔÖ Ñ Ö1 ÐÝ ÒØ Ö ×Ø Ò ÚÓ × Ó ×Ô 1¬ÐÐ Ò Ö Ñ× Ñ Ò Ê ¿ o ÈÓ Ø× Å Ü Ñ Ð Ö ÓÒ× Ò Ø ÓÑÔÐ Ñ ÒØ Ó ×Ô 1¬Ð Ð Ò Ö Ñ Ø Ø 1 ÓÑ ÚÓ × ÓÖ Ø Ý × ÔÔ Öo À Ö ̧ Û ×× ÙÑ Ø ÖÓÛ Ø ÑÓ Ð Ø Ø ÔÖ × ÖÚ × Ø Î ÓÖ ÓÒÓ Ö Ñ Ó Ø ×Ô Ö ×o È Ö× ×Ø ÒØ ÓÑÓÐÓ Ý Ö ÓÙÔ× ÉÙÓØ ÒØ× Ó Ø Ý Ð ÖÓÙÔ× Ø ×ÓÑ Ø Ñ Ø Ò Ø Ö ÓÙÒ ÖÝ ×Ù Ö ÓÙÔ× Ð Ø Ö Ø Ñ Ø · Ôo Ì Ö Ò × Ó Ø × ÖÓÙÔ× Ö Ø Ô Ö× ×Ø ÒØ ØØ ÒÙÑ Ö×o ÈÖ ÓØ Ò Ó ÑÔÐ Ü ÌÛÓ ÓÖ ÑÓÖ Ó ÔÖ ÓØ Ò×o ÓÑÔÐ Ü Ò Ö ÔÖ × ÒØ Ý × Ò Ð ×Ô 1¬Ð Ð Ò Ö Ñ Ó ÓÐ ÓÖ ÐÐ ×o ÅÓÐ ÙÐ Ö ÒØ Ö ×ÙÖ ËÙÖ ÓÒ× ×Ø Ò Ó ÖÓÑ Ø Î ÓÖÓÒÓ ÔÓÐÝ1 ÓÒ× Ø Ø × Ô Ö Ø Ø ÔÖÓØ Ò× Ò Ø ÓÑ ÔÐ Üo Ì ×ÙÖ × Ö ØÖ Ø ØÓ Ø Ö ÓÒ Ò Û Ø ÔÖ ÓØ Ò× Ö Ò ÐÓ× ÓÒØ Øo © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1402
ÔØ Ö ¿ ÓÐÓ Ð ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔÓÐÓ Ý 1⁄2 1⁄4¿ Á ÍÊ ¿o o3⁄4 ÅÓÐ ÙÐ Ö ÒØ Ö ×ÙÖ Ó Ø Ò ÙÖÓØÓÜ Ú ÔÓÜ Ò ÓÑ ÔÐ Üo Ì ×ÙÖ × ÒÓÒÞ ÖÓ ÒÙ ×̧ Û × ÙÒ1 Ù×Ù Ðo ÁÒ Ø × × ̧ Û Ú ÒÙ× ÕÙ Ð ØÓ Ø Ö ̧ Û ÑÔÐ × Ø Ü ×Ø Ò Ó Ø Ö ÐÓÓÔ × ÖÓÑ Ô ÖÓØ Ò Ø Ø Ö Ð Ò Û Ø ÓØ Öo Ì Ð Ò Ò Ñ Ø Ü1 ÔÐ Ò Ø ÙÒÙ×Ù ÐÐÝ ×Ø Ð ØÝ Ó Ø ÓÑ ÔÐ Ü̧ Û Ö Ñ Ò× ÓÖ Ý Ö× Ò ×Ó ÐÙØ ÓÒo Ì Ô Û × Ð Ò Ö ×ÙÖ1 × Ò ×ÑÓÓØ Ø Ó Ñ Ô Ö ÓÚ Ú × Ð ØÝo Ä ËËÁ Á ÌÁÇÆ Ì ÓÒÒ Ø Ú ØÝ Ó ØÓÔÓÐÓ Ð ×Ô × × ÓÑÑ ÓÒÐÝ × Ù×× Ý ÓÖÑ Ò ÕÙ Ú 1 Ð Ò Ð ×× × Ó ×Ô × Ø Ø Ö ÓÒÒ Ø Ø × Ñ Û Ý o Ë Ñ Ò ×× Ñ Ý ¬Ò × Ò ÓÑ ÓÑ ÓÖÔ ̧ Ò ÓÑ ÓØÓÔÝ 1 ÕÙ Ú Ð ÒØ̧ Ú Ò ×ÓÑ ÓÖÔ ÓÑ ÓÐÓ Ý Ö ÓÙÔ×̧ ÓÖ Ú Ò Ø × Ñ ÙÐ Ö Ö Ø Ö ×Ø o ÁÒ Ø × × ÕÙ Ò ̧ Ø Ð ×× ¬ Ø ÓÒ Ø× ÔÖÓ Ö ×× Ú ÐÝ Ó Ö× Ö ÙØ Ð×Ó × Ö ØÓ ÓÑ ÔÙØ o ÀÓÑ ÓÐÓ Ý Ö ÓÙÔ× × Ñ ØÓ ÓÓ ÓÑÔÖ ÓÑ × × Ø Ý ÔØÙÖ Ö Ø Ð Ó ÓÒÒ Ø Ú ØÝ Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ Ò Ú ×Ø Ð ÓÖ Ø Ñ×o Ì Ð ×× ÔÔÖ Ó ØÓ ÓÑ ÔÙØ Ò ÓÑÓÐ Ó Ý Ö ÓÙÔ× × Ð Ö Ò ÓÒ× Ö× Ø Ò Ò Ñ ØÖ × Ó ÒØ Ñ Ò× ÓÒ× o Ñ ØÖ Ü × Ö Ù ØÓ ËÑ Ø Ò ÓÖÑ Ð ÓÖÑ Ù× Ò Ù×× Ò1 Ð Ñ Ò Ø ÓÒ1Ð Ö Ù Ø ÓÒ Ð Ó1 Ö Ø Ño Ì Ö Ò × Ò ØÓÖ× ÓÒ Ó Æ ÒØ× Ó Ø ÓÑ ÓÐÓ Ý ÖÓÙÔ× Ò Ö Ó« Ö ØÐÝ ÖÓÑ Ø Ö Ù Ñ ØÖ × ÅÙÒ o Ô Ò Ò ÓÒ Û ÓÆ Ò Ø× Û Ù× Ò Ü ØÐÝ ÓÛÛ Ö Ù ̧ Ø Ö ÙÒÒ Ò Ø Ñ Ò ÒÝÛ Ö ØÛ Ò Ù Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó × ÑÔÐ × Ò ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð ÓÖ ÛÓÖ × o ÁÆ Ê Å ÆÌ Ä Ä ÇÊÁÌÀÅ ËÔ 1¬Ð Ð Ò Ö Ñ× Ö Ñ Ò Ê ¿ Ò Ò ÓÝ ÔÖ ÓÔ ÖØ × Ø Ø Ô ÖÑ Ø ÑÙ ×Ø Ö Ð ÓÖ Ø Ñ×o Ì Ó Ø ×Ø ÖØ ̧ Û Ù× Ø Ü ×Ø Ò Ó ÓÖÑ Ø ÓÒ Ö ØÖ Ø ÓÒ ÖÓÑ Ø ×Ô 1¬Ð Ð Ò Ö Ñ ØÓ Ø Ù Ð ÓÑ ÔÐ Ü̧ Û ÑÔÐ × Ø Ø Ø ØÛÓ Ú ×ÓÑÓÖÔ ÓÑÓÐ Ó Ý Ö ÓÙÔ× o Ì Ñ Ò Ò Ê ¿ ÔÖÓ Ø× ÒÓÒÞ ÖÓ ØÓÖ × ÓÒ Ó Æ ÒØ× À¿ o Ï Ø Ö ÓÖ Ð Ñ Ø ÓÙÖ× ÐÚ × ØÓ ØØ ÒÙÑ Ö×̧ Û Û ÓÑ ÔÙØ Ò Ö Ñ ÒØ ÐÐÝ ̧ Ý Ò ÓÒ × ÑÔÐ Ü Ø Ø Ñ Ò Ò ÓÖ Ö Ø Ø Ö × Û Ø Ø ¬ÐØÖ Ø ÓÒ Ó Ø Ù Ð ÓÑÔÐ Ü ×o Ï Ò Û 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ÑÔÐ Ü ̧ Ø Ø ØØ ÒÙÑ Ö Ó × ÙÔ ÝÓ Ò ÐÓÒ × ØÓ 1 Ý Ð ̧ Ò Ø ́ 1⁄2μ ר ØØ ÒÙÑ Ö Ó × ÓÛÒ Ý ÓÒ Ó × ÒÓØ ÐÓÒ ØÓ 1 Ý Ð o Ì ØÛÓ × × Ò ×Ø Ò Ù × Ò Ø Ñ Ø Ø̧ ÓÖ ÐÐ ÔÖ Ø Ð ÔÙÖÔ Ó× ×̧ × ÓÒר ÒØ Ô Ö ÓÔ Ö Ø ÓÒ̧ Ð Ò ØÓ Ò ×× ÒØ ÐÐÝ Ð Ò Ö Ø Ñ Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ÓÑ ÔÙØ Ò Ø ØØ ÒÙÑ Ö× Ó ÐÐ ÓÑ ÔÐ Ü × Ò Ø ¬Ð ØÖ Ø ÓÒ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1403
1⁄2 1⁄4 Ào Ð× ÖÙÒÒ Ö È ÊËÁËÌ Æ Ì Ó Ø Ò Ð ÓÒ Ø ×Ø Ð ØÝ Ó ÓÑÓÐ Ó Ý Ð ××̧ Û Ó × ÖÚ Ø Ø Ø × ÑÔÐ × Ø Ø Ö Ø Ý Ð × Ò Ô Ö Û Ø Ø × ÑÔÐ × Ø Ø ×ØÖ ÓÝ Ý Ð ×o Ì Ô Ö× ×1 Ø Ò × Ø Ø Ñ Ð ØÛ Ò Ø Ö Ø ÓÒ Ò Ø ×ØÖ Ù Ø ÓÒ Ä 1⁄43⁄4 o Ì Ó Ô Ö Ò Ð × Ð×Ó Ø Ø ÖØ Ó ØÛÓØ ÝÔ × Ó × Ô ØÙÖ × Ö Ð Ú ÒØ Ò Ø ×ØÙ Ý Ó ÔÖ ÓØ Ò ÒØ Ö Ø ÓÒ× o ÔÓ Ø Ò ×Ô 1¬Ð Ð Ò Ö Ñ × Ô ÓÖØ ÓÒ Ó Ø ÓÙØ× ×Ô Ø Ø ÓÑ × ÚÓ ÓÖ Ø × ÔÔ Ö× ÃÙÒ 3⁄4̧ Ä o ÁØ × Ö ÔÖ × ÒØ Ý ØÖ Ò Ð 1Ø ØÖ ÖÓÒ Ô Ö Ø ØÖ Ò Ð Ö Ø × ÚÓ Ò Ø Ø ØÖ ÖÓÒ × Ø Ð ×Ø Ô Ø Ø Ú ÒØÙ ÐÐÝ ¬ÐÐ × Ø Ø × Ñ ÚÓ o Ì ÑÓÐ ÙÐ Ö ÒØ Ö ×ÙÖ ÓÒ× ×Ø× Ó ÐÐ ÖÓÑ Ø Î ÓÖ ÓÒÓ Ô ÓÐÝ ÓÒ× Ó ÔÖ ÓØ Ò ÓÑÔÐ Üo Ì Ó ÒØ Ý Ø ×× ÒØ Ð ÔÓÖØ ÓÒ× Ó Ø × ×ÙÖ ̧ Û Ò Ó × ÖÚ Ó ÛÚ Ó × Ö ÓÖÑ Ò Ö 1 Ø Ò Ø ÖÓÑ Ø ÔÓÐÝ ÓÒ× Ò× ÔÓ Ø× Û Ð Ö ÑÓÚ Ò ÐÐ ÓØ Ö× Ê1⁄4¿ o « Ö ÒØ ÓÑ ØÖ ÓÖÑ Ð Þ Ø ÓÒ Ó Ø × Ñ Ó Ñ Ð ÓÒ ÔØ Ò ÓÙÒ Ò Î Ê · o ÈÖ Ð Ñ Ò ÖÝ ÜÔ Ö Ñ ÒØ× ×Ù ×Ø Ø Ø Ø ÓÑ Ò Ø ÓÒ Ó ÑÓÐ ÙÐ Ö ÒØ Ö × Ò Ø Ó Ô Ö× ×Ø Ò Ò Ù× ØÓ ÔÖ Ø Ø ÓØ1×Ô ÓØ Ö × Ù × Ò ÔÖÓØ Ò1ÔÖ ÓØ Ò ÒØ Ö Ø ÓÒ× Ï Ð o ¿o Æ ËÁÌ Å ÈË ÓÒØ ÒÙÓÙ× Ñ Ô× ÓÚ Ö Ñ Ò ÓÐ × Ö × Ò Ú Ö ØÝ Ó × ØØ Ò × Û Ø Ò × ØÖÙ ØÙÖ Ð ÑÓÐ ÙÐ Ö ÓÐÓ Ý o ÇÒ × 1Ö Ý ÖÝר ÐÐÓ Ö Ô Ý̧Û × Ø Ñ Óר ÓÑ ÑÓÒ Ñ Ø Ó ÓÖ Ø ÖÑ Ò Ò Ø Ø Ö 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð × ØÖÙ ØÙÖ Ó ÔÖ ÓØ Ò× Â ̧Ê Ó 1⁄4 1⁄4 o Ï Ð ×Ø Ò 1Ö Ý× ÓÒ Ö Ýר Ð Ó ÔÙÖ ¬ ÔÖ ÓØ Ò̧ Û Ó × ÖÚ «Ö Ø ÓÒ Ô ØØ Ö Ò×̧ ÖÓÑ Û Ø Ð ØÖ ÓÒ Ò× ØÝ Ó Ø ÔÖ ÓØ Ò Ò Ó Ø Ò Ú Ò ÒÚ Ö× ÓÙÖ Ö ØÖ Ò× ÓÖÑ o ÒÓØ Ö × ØØ Ò × ÑÓÐ ÙÐ Ö Ñ Ò ×̧ Û Ó× ÒØÖ Ð Ó Ø × Ø ÓÖ ¬ Ð Ø Ø Ö Ú × ØÓÑ ÑÓØ ÓÒ× o Ï ÑÝ ̧ ÓÖ Ü ÑÔÐ ̧ ÒØ Ö ×Ø Ò Ø Ð ØÖÓ× Ø Ø ÔÓØ ÒØ Ð Ò Ù Ý ÔÖÓØ Ò Ò Ú ×Ù Ð Þ Ø × Ò× ØÝ Ñ Ô ÓÚ Ö Ø Ö 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô ÓÖ ÓÚ Ö ×ÙÖ Ñ Ò Ø Ø ×Ô o × Ø Ö × ØØ Ò ̧ Û ÑÒ Ø ÓÒ Ø ÔÖÓ Ø Ò Ó Ò ÔÖÓ Ð Ño Ú Ò ØÛÓ ÔÖÓØ Ò×̧ ÓÖ ÔÖÓØ Ò Ò Ð Ò ̧ Û ØÖÝ ØÓ ¬Ø ÔÖÓØÖ Ù× ÓÒ× Ó ÓÒ ÒØÓ Ø Ú Ø × Ó Ø ÓØ Ö ÓÒ o Ï Ñ ÙÔ ÓÒØ ÒÙÓÙ× ÙÒ Ø ÓÒ× Ö Ð Ø ØÓ Ø × Ô × Ó Ø ×ÙÖ × Ò ÒØ Ý ÔÖ ÓØÖÙ× ÓÒ× Ò Ú Ø × × ÐÓ Ð ÜØÖ Ñ × Ó Ø × ÙÒ Ø ÓÒ×o ÅÓÖ × Ø ÓÖÝ × Ø Ò ØÙÖ Ð Ñ Ø Ñ Ø Ð Ö Ñ ÛÓÖ ÓÖ ×ØÙ Ý Ò Ø × Ñ Ô× Å Ð ¿̧Å Ø 1⁄4 3⁄4o Ä ÇËË Ê Å ÓÖ× ÙÒ Ø ÓÒ Ò Ö ×ÑÓÓØ Ñ Ô ÓÒ Ñ Ò ÓÐ ̧ Å Êo ÁÒ Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ø Ò Ö ØÝ ×× ÙÑÔØ ÓÒ Ö ÕÙ Ö × Ø Ø ÐÐ Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ× ÒÓÒ Ò Ö Ø Ò Ú « Ö ÒØ ÙÒ Ø ÓÒ Ú ÐÙ ×o Ö ÒØ̧ À ×× Ò Ì Ú ØÓÖ Ó ¬Öר Ö Ú Ø Ú × Ò Ø Ñ ØÖ Ü Ó × ÓÒ Ö Ú Ø Ú ×o Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ ÈÓ ÒØ Ø Û Ø Ö ÒØÓ Ú Ò × ×o ÁØ × ÒÓÒ Ò Ö Ø Ø À ×× Ò × ÒÚ ÖØ Ð o Ì Ò Ü Ó ÒÓÒ Ò Ö Ø Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ ר ÒÙÑ Ö Ó Ò Ø Ú ÒÚ ÐÙ × Ó Ø À ×× Òo ÁÒØ Ö Ð Ð Ò Å Ü Ñ Ð ÙÖÚ Û Ó× Ú ÐÓ ØÝÚ ØÓÖ× Ö Û Ø Ø Ö ÒØÓ Ø ÅÓÖ × ÙÒ Ø ÓÒo ÌÛÓ Ò Ø Ö Ð Ð Ò × Ö Ø Ö × Ó ÒØ ÓÖ Ø × Ñ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1404
ÔØ Ö ¿ ÓÐÓ Ð ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔÓÐÓ Ý 1⁄2 1⁄4 ËØ Ð Ñ Ò ÓÐ ÍÒ ÓÒ Ó ÒØ Ö Ð Ð Ò × ÓÒÚ Ö Ò ØÓ Ø × Ñ Ö Ø Ð ÔÓ ÒØo Ï Ø ÙÒר Ð Ñ Ò ÓÐ × Û Ò Ø Ò Ø Ù× « Ø Ú ÐÝ Ö Ú Ö× Ø Ö ÒØo ÅÓ Ö× 1ËÑ Ð Ó ÑÔÐ Ü ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÐÐ× Ó Ø Ò Ý Ò Ø Ö× Ø Ò ×Ø Ð Û Ø ÙÒ× Ø Ð Ñ Ò ÓÐ ×o Ï Ö ÕÙ Ö ØÓ ÅÓ Ö× 1ËÑ Ð ÙÒ Ø ÓÒ × Ø × Ý Ò Ø Ø ÓÒ Ð Ò Ö ØÝ ××ÙÑÔØ ÓÒ Ø Ø Ø × ÒØ Ö× Ø ÓÒ× Ö ØÖ Ò×Ú Ö× Ðo Á ÍÊ ¿o o1⁄2 ÈÓ ÖØ ÓÒ Ó Ø Å ÓÖ× 1ËÑ Ð ÓÑÔÐ Ü Ó Å ÓÖ× 1ËÑ Ð ÙÒ Ø ÓÒ ÓÚ Ö 3⁄41Ñ Ò ÓÐ o Ì ×ÓÐ ×Ø Ð 1⁄21Ñ Ò ÓÐ × Ò Ø × ÙÒר Ð 1⁄21Ñ Ò ÓÐ × Ö × ÓÛÒ ØÓ1 Ø Ö Û Ø ØÛÓ ÓØØ Ð Ú Ð × Ø×o Ç 1 × ÖÚ Ø Ø ÐÐ ØÛÓ1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ö ÓÒ× Ó Ø ÓÑÔÐ Ü Ö ÕÙ Ö Ò ÙÐ Öo saddle minimum maximum Ò ÐÐ Ø ÓÒ ÄÓ Ð Ò Ó Ø ÅÓÖ× ÙÒ Ø ÓÒ Ø Ø Ö ÑÓÚ × Ô Ö Ó Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ× o Ì Ö Ò × Ö Ò ×× Ö ÐÝ ÓÒØ ÙÓÙ×o ÊÁÌÁ Ä ÈÇÁÆÌ Ë Ð ×× ÅÓÖ × Ø ÓÖÝ ÔÔÐ × ÓÒÐÝ ØÓ Ò Ö ×ÑÓÓØ Ñ Ô× ÓÒ Ñ Ò ÓÐ ×̧ Å Êo Å Ô× Ø Ø Ö × Ò ÔÖ Ø Ö Ö Ö ÐÝ ×ÑÓÓØ Ò Ò Ö ̧ ÓÖ̧ ÑÓÖ ÔÖ × ÐÝ ̧Ø Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ Û Ö Ð ØÓ ÓÐÐ Ø ÓÙØ Ñ Ô× × Ö Ö ÐÝ ÒÓÙ ØÓ Ó ÝÓÒ Ô Û × Ð Ò Ö Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒo Ì Ó ÐÐÙ×ØÖ Ø Ø × ÔÓ ÒØ̧ Û × Ù×× Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ×̧ Û ÓÖ ×ÑÓÓØ ÙÒ Ø ÓÒ× Ö Ö Ø Ö Þ Ý ÚÒ × Ò Ö ÒØ Ö 1⁄4 o Á Û Ö Û ×Ñ ÐÐ Ö Ð Ö ÓÙÒ ÒÓÒ Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ Ù ÓÒ 3⁄41Ñ Ò ÓÐ ̧ Û Ø ÓÒ Ö ÐÓÒ Û Ø ÙÒ Ø ÓÒ Ø × ÓÒ Ú ÐÙ × Ð ×× Ø Ò ́Ùμ Ò ÓÑÔÐ Ñ ÒØ ÖÝ Ö ÐÓÒ Û Ø ÙÒ Ø ÓÒ × Ö Ø Ö Ø Ò ÓÖ ÕÙ Ð ØÓ ́Ùμo ÐÐ Ø ÓÖÑ Ö Ö Ø ÐÓÛ Ö Ð Ò Ó Ùo Ï Ø « Ö ÒØ ÐÓÛ Ö Ð Ò × ÓÖ Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ× Ø ÒØ Ö Ö Ð ÓÖ Ñ Ò ÑÙ Ņ̃Ø ÛÓ Ö × ÓÖ × Ð ̧ Ò Ø Ñ ÔØÝ × Ø ÓÖ Ñ Ü ÑÙÑo Ø ÝÔ Ð Ö ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó Ô Û × Ð Ò Ö Ñ Ô × ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ Û Ø ÙÒ Ø ÓÒ Ú ÐÙ × ×Ô ¬ Ø Ø Ú ÖØ × Ò Ð Ò ÖÐÝ ÒØ ÖÔ ÓÐ Ø ÓÚ Ö Ø × Ò ØÖ Ò Ð ×o Ì ÐÓÛ Ö Ð Ò Ó ÚÖØ Ü Ò ×Ø ÐÐ ¬Ò Ò Ø Ö Ø Ð ØÝÓ Ø Ú ÖØ Ü Ò Ø ÖÑ Ò ÖÓÑ Ø ØÓÔ ÓÐÓ Ý Ó Ø ÐÓÛ Ö Ð Ò Ò o ÅÇÊË 1ËÅ Ä ÇÅÈÄ Ë ÁÒ Ø ×ÑÓÓØ × ̧ Ö Ø Ð ÔÓ Ò Ø ¬Ò × ×Ø Ð Ñ Ò ÓÐ Ó ÔÓ ÒØ× Ø Ø ÓÒÚ Ö ØÓ Ø Ý Ó Ð Ð Ó Û Ò Ø Ö ÒØ­ Ó Ûo ËÝÑÑ ØÖ ÐÐÝ ̧ Ø ¬Ò × Ò Ù Òר Ð Ñ Ò ÓÐ Ó ÔÓ ÒØ× Ø Ø ÓÒÚ Ö ØÓ Ø Ý ÓÐ ÐÓÛ Ò Ø Ö Ú Ö× Ö ÒØ ­ÓÛo Ì × Ñ Ò ÓÐ × ¬Ò ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ× Ó Ø Ñ Ò ÓÐ ÒØÓ × ÑÔÐ ÐÐ× Ì Ó o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1405
1⁄2 1⁄4 Ào Ð× ÖÙÒÒ Ö ÜØ Ò× ÓÒ× Ó Ø × × ØÓ ÓÒ× ØÖÙ Ø × Ñ Ð Ö ÐÐ ÓÑÔ Ó× Ø ÓÒ× Ó Ñ Ò ÓÐ × Û Ø Ô Û × Ð Ò Ö ÓÒØ ÒÙÓÙ× ÙÒ Ø ÓÒ× Ò ÓÙÒ Ò À 1⁄4¿ o ÁÒ ÔÖ Ø ̧ Ø × ×× ÒØ Ð ØÓ Ð ØÓ × ÑÔÐ Ý Ø × ÓÑÔÓ× Ø ÓÒ× ̧ Û Ò ÓÒ Ý Ò Ð Ò Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ× Ò Ô Ö× Ò Ø ÓÖ Ö Ó Ò Ö × Ò Ô Ö× ×Ø Ò Ä 1⁄43⁄4 o ¿o Å Ì À Æ ÁÌ È ÖÓØ Ò× Ò × Ñ Ð Ö Ò Ú Ö ØÝÓ Û Ý× Ø Ý Ò Ú × Ñ Ð Ö Ö × Ù × ÕÙ Ò ×̧ Ø Ý Ò Ú ÓÒ × Ø Ø Ö Ð ÓÙØ × Ñ Ð ÖÐÝ Ò ×Ô ̧ Ò Ø Ý Ò Ú × Ñ Ð Ö × Ô × Ø Ö ÓÐ Ò o Ì ¬Öר ØÛÓ ÒÓØ ÓÒ× Ö ÑÔÓÖØ ÒØ Ò Ò Ò Ò× Ø ÒØÓ Ø ÚÓÐÙØ ÓÒ ÖÝ Ú ÐÓÔÑ ÒØÓ ÔÖÓØ Ò×o Ì ÓÖÖ ×Ô ÓÒ Ò ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÔÖÓ Ð Ñ× Ö × ÕÙ Ò Ð ÒÑ ÒØ Ò ×ØÖ Ù ØÙÖ Ð ÒÑ ÒØo Ì ÕÙ ×Ø ÓÒ Ó × Ô × Ñ Ð Ö ØÝ ̧ Ò ̧ Ò Ô ÖØ ÙÐ Ö̧ Ó Ô ÖØ Ð × Ô × Ñ Ð Ö ØÝ ̧ × Ö Ð Ú ÒØ Ò ÙÒ Öר Ò Ò Ø ÒØ Ö Ø ÓÒ ØÛ Ò ÔÖÓØ Ò× Ò Ø Ö ×Ù ×ØÖ Ø ×̧ Û Ò ÔÖÓØ Ò× ÓÖ ÓØ Ö ÑÓÐ ÙÐ ×o ÁÒ ̧ Ñ ÒÝ Ò Ø Ö Ø ÓÒ× × Ñ ØÓ Ö ÕÙ Ö Ö Ó Ô ÖØ Ð × Ô ÓÑÔÐ Ñ ÒØ Ö ØÝ ̧ Û Û ÒØ ÖÔÖ Ø × Ö Ó Ô ÖØ Ð × Ô × Ñ Ð Ö ØÝ ØÛ Ò Ø ÔÖÓØ Ò Ò Ø ÓÑÔÐ Ñ ÒØ Ó Ø× ×Ù ×ØÖ Ø o Ä ÇËË Ê Ê ÑÓØ ÓÒ ÇÖ ÒØ Ø ÓÒ1 Ò ×Ø Ò 1ÔÖ × ÖÚ Ò ÑÓØ ÓÒo Ì ÔÖ Ñ ÖÝ Ü1 ÑÔÐ × Ö Ö Ö ÑÓØ ÓÒ× Ó Ø Ö 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ×Ô ̧ Ê ¿ Ê ¿ o Ö ÑÓØ ÓÒ Ò ÓÑÔÓ× ÒØÓ ÖÓØ Ø ÓÒ ÓÐÐ ÓÛ Ý ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒo ÊÅË ÊÓ ÓØ1Ñ Ò1× ÕÙ Ö ×Ø Ò o ÊÓÓØ Ó Ø Ú Ö ×ÕÙ Ö ×Ø Ò 1 ØÛ Ò ØÛÓ × Ø× Ó ÔÓ ÒØ× Û Ø Ú Ò Ø ÓÒo ÝÒ Ñ ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ð ÓÖ Ø Ñ Ô Ö Ñ Û ÓÑ ÔÙØ × Ø ÓÔØ ÑÙÑ ÖÓÑ ÔÖ ÓÑÔÙØ ÓÔØ Ñ Ð × ÓÐÙØ ÓÒ× ØÓ ×Ù ÔÖÓ Ð Ñ×o Ë ÕÙ Ò Ð ÒÑ ÒØ ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÑÓÒÓØÓÒ ÐÐÝ Ò Ö × Ò Ñ Ô× ØÓ Ø ÒØ 1 Ö×̧ ÓÒ Ô Ö × ÕÙ Ò o Ð ØØ Ö Ø× Ø Ö Ñ Ø ÓÖ × ÔÔ o ËØÖÙ ØÙÖ Ð ÒÑ ÒØ ÓÐÐ Ø ÓÒ Ó ÑÓÒÓØÓÒ ÐÐÝ Ò Ö × Ò Ñ Ô× ØÓ Ø ÒØ 1 Ö×̧ ÓÒ Ô Ö Ò Ó ÔÓ ÒØ× ÑÓ Ð Ò ÔÖÓØ Ò ÓÒ o ÈÖ ÓØ Ò Ó Ò ÈÖÓ ×× Ò Û ÔÖ ÓØ Ò ÓÖÑ × ÓÑ ÔÐ Ü Û Ø ÒÓØ Ö ÑÓÐ ÙÐ o Ì ÓÑÔÐ Ü Ù×Ù ÐÐÝ Ü ×Ø× ÓÒÐÝ Ø ÑÔ ÓÖ Ö ÐÝ Ò Ð Ø Ø × Ò Ò1 Ø Ö Ø ÓÒ ØÛ Ò Ø ÑÓÐ ÙÐ ×o ËÌÊÍ ÌÍÊ ÄÁ ÆÅ ÆÌ Ì Ö Ö ØÛÓ Ô Ô Ö Ó × ØÓ ×ØÖ Ù ØÙÖ Ð ÒÑ ÒØo Ì ¬Ö ר ÓÑÔ Ö × Ø Ñ ØÖ × Ó ÒØ ÖÒ Ð × ÕÙ Ò × ØÛ Ò Ø ÔÓ ÒØ× ÀË ¿ o Ï × Ù×× ÓÒÐÝ Ø × ÓÒ ÔÔÖÓ ̧ Û × Ö Ø ÜØ Ò× ÓÒ Ó Ø ÛÓÖ ÓÒ × ÕÙ Ò Ð ÒÑ ÒØ× Ò Ó Ò ÓÖÑ Ø × Ù× o ÁÒר Ó Ð ØØ Ö× Ö ÔÖ × ÒØ Ò Ö × Ù ×̧ Û Ð Ò ÔÓ ÒØ× Ò ×Ô ̧ Û Ö Ø ÒØ Ö× Ó Ø ÐÔ Ö ÓÒ ØÓÑ × ÐÓÒ Ø ØÛÓ ÓÒ ×o ÓÖ ÓÑÔÓ× Ð × ÓÖ ÙÒ Ø ÓÒ×̧ Û Ò ¬Ò Ø ÓÔØ Ñ Ð Ð ÒÑ ÒØ Û Ø ÝÒ Ñ ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò Ò Ø Ñ Ø Ø × ÕÙ Ö Ø Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó ÔÓ ÒØ× o ÇÒ ×Ù ÙÒ Ø ÓÒ ×Ù ×Ø Ò ËÄÄ ¿ Ô Ò Ð Þ × ÙÒÑ Ø ÔÓ ÒØ× Ò ̧ ÓÖ Ú ÖÝ Ñ Ø Ô Ö ́Ù Ú μ̧ × © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1406
ÔØ Ö ¿ ÓÐÓ Ð ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔÓÐÓ Ý 1⁄2 1⁄4 ǼÙ Ú μ 1⁄21⁄41⁄4 · Ù Ú 3⁄4 ØÓ Ø × ÓÖ o Ì ÝÒ Ñ ÔÖÓ Ö ÑÑ Ò ÔÔÖ Ó ÛÓÖ × ÓÒÐ Ý ÓÖ ØÛÓ ¬Ü × 1 ÕÙ Ò ×̧ Ò Ø × Ü Ö × Ó Ö ÓÑ Û Ò Ý Ð Ð Ó Û Ò Ö ÑÓØ ÓÒ× ÓÑ ÔÐ 1 Ø Ñ ØØ Ö× ÓÒ× Ö ÐÝ o Æ Ú ÖØ Ð ××̧ Ø × Ô Ó×× Ð ØÓ ÓÑ ÔÙØ Ò ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÓÒ ØÓ Ø ÓÔØ Ñ Ð Ð ÒÑ ÒØ ÒØ Ñ Ø Ø × Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ø ØÓÐ Ö Ø ÖÖ ÓÖ Ã Ä1⁄43⁄4 o ÊÁ Á ÅÇÌ ÁÇÆË Ä Ø Ù 1⁄2 Ù 3⁄4 Ù Ò Ò Ú 1⁄2 Ú 3⁄4 Ú Ò ØÛÓ × ÕÙ Ò × Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ê ¿ o ÓÖ Ú Ò Ö ÑÓØ ÓÒ ̧Ø ÖÓÓØ1Ñ Ò 1×ÕÙ Ö × Ø Ò ØÛ Ò Ø × ÕÙ Ò × × ́ μ Ú Ù Ù Ø 1⁄2 Ò Ò 1⁄2 Ù ́Ú μ 3⁄4 ÁØ × Ô Ö Ô× × ÙÖÔÖ × Ò Ø Ø Ø Ô Ò Ò Ó ÓÒ Ò ÜÔÖ ×× Ý ÕÙ Ö Ø ÙÒ Ø ÓÒ Û ̧ Ò Ø Ò Ö × ̧ × ÙÒ ÕÙ ÐÓ Ð Ñ Ò ÑÙÑ o Ì Ó × Ö Ø Ñ Ò Ñ Þ Ò Ö ÑÓØ ÓÒ̧ Û ÓÑÔ Ó× Ø ÒØÓ ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ ÓÐ ÐÓÛ Ý ÖÓØ Ø ÓÒo ÍÒ Ö Ø ×× ÙÑÔØ ÓÒ Ø Ø Ø ÒØÖÓ Ó Ø Ù Ð × Ø Ø ÓÖ Ò̧ Ø ÓÔØ ÑÙÑ ØÖ Ò×Ð Ø ÓÒ ÑÓÚ × Ø ÒØÖÓ Ó Ø Ú ØÓ Ø ÓÖ Ò̧ Ò Ø ÓÔØ ÑÙÑ ÖÓØ Ø ÓÒ Ò ÓÑ ÔÙØ Ý × ÓÐÚ Ò ×ØÖ Ø ÓÖÛ Ö ÒÚ ÐÙ ÔÖÓ Ð Ño ÇÒ Ó Ø ÖÐ ×Ø Ö Ö Ò × ØÓ Ø × Ö ×ÙÐ Ø × Ã × Ã o ÐÙ × Ö ÔØ ÓÒ Ó Ø ÔÖÓÓ Ù× Ò ÕÙ Ø ÖÒ ÓÒ× ØÓ Ö ÔÖ × ÒØ ÖÓØ Ø ÓÒ× Ò ÓÙÒ Ò ÀÓÖ Ò ÀÓÖ o ÈÊÇÌ ÁÆ Ç ÃÁÆ ÓÓ ÐÓ Ð ÓÑ ØÖ ¬Ø × Ò ×× ÖÝ ÓÒ Ø ÓÒ ÓÖ ÓÑÔÐ Ü ØÛ Ò ØÛÓ Ó Ö ÑÓÖ ÔÖÓØ Ò× ØÓ ÓÖÑ o Ì Ö Ö ̧ ÓÛ Ú Ö̧ Ø ÓÒ Ð ØÓÖ ×̧ ×Ù × Ð 1 ØÖ Óר Ø Ò Ý ÖÓÔ Ó ÓÖ ×o ́ËÓÑ × Ò× Ó ÔÖÓØ Ò× Ö ØØÖ Ø ØÓ Û Ø Ö ÑÓÐ ÙÐ ×̧ ÓØ Ö× Ö Ô ÐÐ Ý Ø Ño Ì ÓÖÑ Ö Ö ÐÐ Ý ÖÓÔ Ð ̧3 Ø Ð ØØ Ö Ý ÖÓÔ Ó o3 Ì × ØÙÖÒ× ÓÙØ ØÓ × Ò ¬ ÒØ ØÓÖ Ò Ø ÔÖ ÓØ Ò ÓÐ Ò ÔÖÓ ×× oμ Ì Ó ÙÖØ Ö ÓÑÔÐ Ø Ø ××Ù ̧ ÔÖÓØ Ò× Ö ×ÓÑ Û Ø ­ Ü Ð Ò Ò ×ÓÑ Ø Ñ × ÚÓ ÓØ ÖÛ × ÔÖÓ Ø Ú ×Ø Ö Ð × × ËÅ1⁄41⁄2 o Ì Ò ÐÐ Ø × 1 ØÓÖ × ÒØÓ ÓÙÒØ × Ñ× ÔÖÓ Ø Ú Ò ÑÓ× Ø ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÔÔÖÓ × ØÓ ÔÖ ÓØ Ò Ó Ò ÜÔÐ ÓÖ Ø ×Ô Ó Ö ÑÓØ ÓÒ× Ù× Ò Ö Ð Ø Ú ÐÝ × ÑÔÐ ÓÑ ØÖ × ÓÖ ÙÒ Ø ÓÒ× ÀÅÏ Æ1⁄43⁄4 o Ò Ü ÑÔÐ × Ø ÒÙÑ Ö Ó ØÓÑ × Ò ÐÓ× ÙØ ÒÓØ ØÓÓ ÐÓ× ×Ø Ò ÖÓÑ ÓØ Öo Ì ×Ô Ó Ö ÑÓØ ÓÒ× × × Ü1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ò ÜÔÐ ÓÖ1 Ò Ø × Ø Ñ 1 ÓÒ× ÙÑ Ò ̧ Ú Ò Û Ø × ÑÔÐ × ÓÖ ÙÒ Ø ÓÒ×o Ì Ó ÓÒÒÓÐÐ Ý ØÓ Ù× Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ× Ó ÅÓÖ × ÙÒ Ø ÓÒ× ØÓ ÒØ Ý ÑÓØ ÓÒ× ÓÒ × Ñ× ÔÖÓÑ × Ò ̧ ÙØ × ÒÓØ Ý Ø ÙÐÐ Ý ÜÔÐÓÖ o ÁØ × Ù×Ù ÐÐÝ ÓÑ Ò Û Ø ÓÑ ØÖ × Ò ØÓ ÒÙÑ Ö Ø Ø ÑÓØ ÓÒ× ×Ù ×Ø Ý Ø Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ Ô ØØ ÖÒ× ÆÄ ÏÆ o ¿o Å ËÍÊ Ë Æ ÊÁÎ ÌÁÎ Ë ÓÑ ÔÙØ Ò Ø ÚÓ ÐÙÑ Ò Ø ×ÙÖ Ö Ó ×Ô 1¬ÐÐ Ò Ö Ñ Ö ØÛÓÓ Ø Ñ Óר ÙÒ Ñ ÒØ Ð Ñ Ò× ØÓ Ö Ø Ö Þ Ø ÓÑ ØÖÝ Ó ÔÖÓØ Òo Ì Ó Ñ ÒØ ÓÒ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1407
1⁄2 1⁄4 Ào Ð× ÖÙÒÒ Ö ×Ô ¬ ÔÔÐ Ø ÓÒ̧ Û ÓÒ× Ö Ø ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ó Ø ×ÓÐÚ Ø ÓÒ Ò Ö Ý̧ Û × ÒØÖ Ð Ò Ø × ÑÙÐ Ø ÓÒ Ó ÓÐ Ò Ò Ó Ò ÔÖÓ ×× ×o Å ÒÝ×Ñ ÙÐ Ø ÓÒ× Ù× ÑÔÐ Ø ×ÓÐÚ ÒØ ÑÓ Ð× Ò × Ö Ø Ý ÖÓÔ Ó Ô ÖØ Ó Ø × ÓÐÚ Ø ÓÒ Ò Ö Ý × Û Ø ×ÙÑ Ó Ø ×× Ð ×ÙÖ Ö ÓÖ̧ ÐØ ÖÒ Ø Ú ÐÝ ̧ × Û Ø ×ÙÑ Ó ÚÓÐÙÑ ×o Ì Û Ø× Ö ÜÔ Ö Ñ ÒØ ÐÐÝ Ø ÖÑ Ò ×ÓÐÚ Ø ÓÒ Ô Ö Ñ Ø Ö× Ø Ø ×× ×× Ø ÓÒØÖ ÙØ ÓÒ× Ó « Ö ÒØ Ø Ó ÑØ ÝÔ × ØÓ Ø Ý ÖÓÔ Ó Ø ÖÑ Å o ÑÓÐ ÙÐ Ö ÝÒ Ñ × × ÑÙÐ Ø ÓÒ Ö ÕÙ Ö × Ø Û Ø Ö ÓÖ ÚÓÐÙÑ Ò Ø× Ö Ú Ø Ú Ò ÓÖ Ö ØÓ ר Ñ Ø Ø ÓÒØÖ ÙØ ÓÒ Ó Ø Ý ÖÓÔ Ó Ø ÖÑ ØÓ Ø Ò Ö Ý Ø Ø Ö Ú × Ø ÔÖÓ ××o Ä ÇËË Ê ÁÒ ØÓÖ ÙÒ Ø ÓÒ Å Ô× ÔÓ ÒØ Ü ØÓ 1⁄2 Ü 3⁄4 È Ò Ø Ó1⁄4 Ü 3⁄4 È ̧ Û Ö È × ×ÓÑ ¬Ü × Øo À Ö ̧ Û Ö ÒØ Ö ×Ø Ò ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝ Ö È Ò Ò Ø Ö ÓÖ Ù× Ø ÐØ ÖÒ Ø Ò ×ÙÑ Ó Ø ÒÙÑ Ö Ó × Ó Ú Ö ÓÙ× Ñ Ò× ÓÒ× Ú × Ð ÖÓÑ Ü × Ò ØÓÖo ́ ÓÖ ÙÖØ Ö Ø Ð×̧ × oμ ÁÒ ÐÙ× ÓÒ1 Ü ÐÙ× ÓÒ ÈÖ Ò ÔÐ Ù× ØÓ ÓÑ ÔÙØ Ø ÚÓÐÙÑ Ó ÙÒ ÓÒ Ó Ó × × Ø ÐØ ÖÒ Ø Ò ×ÙÑ Ó ÚÓÐÙÑ × Ó 1 ÓÐ ÒØ Ö× Ø ÓÒ×̧ ÓÖ 1⁄2o ËØ Ö Ó Ö Ô ÔÖ Ó Ø ÓÒ Å ÔÔ Ò Ó Ø ¿1× Ô Ö Ñ ÒÙ× ÔÓ ÒØ ØÓ Ø Ø Ö 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð Ù Ð Ò ×Ô o Ì Ñ Ô ÔÖ × ÖÚ × ×Ô Ö × Ò Ò Ð ×o Á ÍÊ ¿o o1⁄2 ËØ Ö Ó Ö Ô ÔÖÓ Ø ÓÒ ÖÓÑ Ø ÒÓÖØ ÔÓÐ o Ì ÔÖ Ñ Ó Ö Ð Ò Ø ÔÐ Ò × Ö Ð ÓÒ Ø ×Ô Ö ̧ Û × Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ø ×Ô Ö Û Ø ÔÐ Ò o Ý ÜØ Ò× ÓÒ̧ Ø ÔÖ Ñ Ó ÙÒ ÓÒ Ó × × × Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ø ×Ô Ö Û Ø Ø ÓÑÔÐ Ñ ÒØ Ó ÓÒÚ Ü ÔÓÐÝ ÖÓ Òo N ØÓÑ ×Ó ÐÚ Ø ÓÒ Ô Ö Ñ Ø Ö× ÜÔ Ö Ñ ÒØ ÐÐÝ Ø ÖÑ Ò ÒÙÑ Ö× Ø Ø ×1 × ×× Ø Ý ÖÓÔ Ó ØÝ Ó « Ö ÒØ ØÓÑ× o Ï Ø ÚÓ ÐÙÑ Î ÓÐ ÙÑ Ó ×Ô 1¬ÐÐ Ò Ö Ñ Ò Û Ø Ó ÒØÖ ÙØ ÓÒ Ó Ò Ú Ù Ð ÐÐ × Û Ø Ý Ø× ØÓÑ ×ÓÐÚ Ø ÓÒ Ô Ö Ñ Ø Öo Ð×Ó ÙÒ Ø ÓÒ Î Ê ¿Ò Ê Ó Ø Ò Ý Ô Ö Ñ ØÖ Þ Ò ×Ô 1¬ÐÐ Ò Ö Ñ ÝØ ÓÓÖ Ò Ø × Ó Ø× Ò ÐÐ ÒØ Ö×o Ï Ø 1ÚÓÐ ÙÑ Ö Ú Ø Ú Ì Ð Ò Ö Ñ Ô Î Þ Ê ¿Ò Ê ¬Ò Ý Î Þ ́Øμ Ú Ø ̧ Û Ö Þ 3⁄4 Ê ¿Ò ×Ô ¬ × Ø ×Ô 1¬ÐÐ Ò Ö Ņ̃ Ø 3⁄4 Ê ¿Ò Ð ×Ø× Ø ÓÓÖ Ò Ø × Ó Ø ÑÓØ ÓÒ Ú ØÓÖ ×̧ Ò Ú ÖÎ ́Þμ × Ø Ö ÒØÓ Î Ø Þo ÁØ × Ð×Ó Ø Ñ Ô Î Ê ¿Ò Ê ¿Ò Ø Ø Ñ Ô× Þ ØÓ Úo ÇÅ ÌÊÁ ÁÆ ÄÍ ËÁÇÆ1 Ä ÍËÁÇÆ Ï ÓÖ ÓÒ ÓÑÔÙØ Ò Ø ÚÓÐÙÑ Ò Ø Ö Ó ×Ô 1¬Ð Ð Ò Ö Ñ Ë Ò Ú ÒØÓ ÔÔÖÓÜ Ñ Ø ÊÓÛ ¿ Ò Ü Ø Ñ Ø Ó × Ê o ÓÖ Ò ØÓ Ø ÔÖ Ò ÔÐ Ó Ò ÐÙ× ÓÒ1 Ü ÐÙ× ÓÒ̧ Ø ÚÓÐ ÙÑ Ó Ò ÜÔÖ ×× × Ò © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1408
ÔØ Ö ¿ ÓÐÓ Ð ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔÓÐÓ Ý 1⁄2 1⁄4 ÐØ ÖÒ Ø Ò ×ÙÑ Ó ÚÓÐÙÑ × Ó ÒØ Ö× Ø ÓÒ× ÚÓÐ £ ́ 1⁄2μ Ö £·1⁄2 ÚÓÐ 3⁄4£ Û Ö £ Ö Ò × ÓÚ Ö ÐÐ ÒÓÒ ÑÔØÝ ×Ù × Ø× Ó Ø Ò Ü × Øo Ì × Þ Ó Ø × ÓÖ ÑÙÐ × ÜÔ ÓÒ ÒØ Ð Ò Ø ÒÙÑ Ö Ó ÐÐ ×̧ Ò Ø Ò Ú Ù Ð Ø ÖÑ× Ò ÕÙ Ø ÓÑ1 ÔÐ Ø o ÅÓ× Ø Ó Ø Ø ÖÑ× Ö Ö ÙÒ ÒØ̧ ÓÛ Ú Ö̧ Ò ÑÙ ×Ñ ÐÐ Ö ÓÖ ÑÙÐ × ÓÒ Ø Ù Ð ÓÑÔÐ Ü Ã Ó Ø ×Ô 1¬ÐÐ Ò Ö Ñ × Ò Ú Ò ÚÓÐ 3⁄4à ́ 1⁄2μ Ñ ÚÓÐ Û Ö Ì ÒÓØ × Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ø Ñ ·1⁄2 ÐÐ× Û Ó× ÒØ Ö× Ö Ø Ú ÖØ × Ó o Ì ÔÖÓ Ó × × ÓÒ Ø ÙÐ Ö ÓÖÑÙÐ ÓÖ ÓÒÚ Ü Ô ÓÐÝ Ö Ò Ù× × ×Ø Ö Ó Ö Ô ÔÖÓ Ø ÓÒ ØÓ Ö Ð Ø Ø ×Ô 1¬ÐÐ Ò Ö Ñ Ò Ê ¿ Û Ø ÓÒ1 Ú Ü Ô ÓÐÝ ÖÓÒ Ò Ê o ÈÖ ÙÖ×ÓÖ× Ó Ø × Ö ×ÙÐ Ø Ò ÐÙ Ø Ü ×Ø Ò ÔÖÓ Ó Ó Ô ÓÐÝÒÓÑ Ð × Þ Ò ÐÙ× ÓÒ1 Ü ÐÙ× ÓÒ ÓÖÑÙÐ ÃÖ Ò Ø ÔÖ × ÒØ Ø ÓÒ Ó ×Ù ÓÖ ÑÙÐ Ù× Ò Ø × ÑÔÐ × Ò Ø Ð ÙÒ Ý ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ ÆÏ 3⁄4 o Ï ÒÓØ Ø Ø Ø × ×ØÖ Ø ÓÖÛ Ö ØÓ ÑÓ Ý Ø ÓÖ ÑÙÐ ØÓ Ø Ø Û Ø ÚÓÐ ÙÑ ÓÑÔÓ× Ø Ø ÖÑ× ÚÓÐ Ì ÒØÓ Ø ÔÓÖØ ÓÒ× Û Ø Ò Ø Î ÓÖÓÒÓ ÐÐ× Ó Ø Ô ÖØ Ô Ø Ò ÐÐ× Ò Û Ø ÔÓÖØ ÓÒ ÓÖ Ò ÐÝ o ÊÁÎ ÌÁÎ Ë Ì Ö Ð Ø ÓÒ× Ô ØÛ Ò Ø Û Ø 1 Ò ÙÒÛ Ø 1ÚÓÐ ÙÑ Ö Ú Ø Ú × × Ð ×× Ö Ø Ø Ò Ø Ø ØÛ Ò Ø Û Ø Ò ÙÒÛ Ø ÚÓÐÙÑ ×o  Ùר ØÓ ר Ø Ø ÓÖÑÙÐ ÓÖ Ø Û Ø 1 ÚÓÐÙÑ Ö Ú Ø Ú Ö ÕÙ Ö × ÑÓÖ ÒÓØ Ø ÓÒ Ø Ò Û Ö Û ÐÐ1 Ò ØÓ ÒØÖÓ Ù Ö o ÁÒ× Ø ̧ Û × Ö Ø ØÛÓ ÓÑ ØÖ Ò Ö ÒØ× ̧ ÓØ Ó Û Ò ÓÑ ÔÙØ Ý ÓÑ ØÖ Ò ÐÙ× ÓÒ1 Ü ÐÙ× ÓÒ Ã1⁄4¿ o Ì ¬Ö× Ø Ò Ö 1 ÒØ × Ø Ö Ó Ø ÔÓÖØ ÓÒ Ó Ø × ×Ô ÒÒ Ý Ø Ö Ð Ó ØÛÓ Ò Ø Ö× Ø Ò ×Ô Ö × Ø Ø ÐÓÒ × ØÓ Ø Î ÓÖÓÒÓ Ö Ño Ì × Ø × Ø ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ø × Û Ø Ø ÓÖÖ ×ÔÓÒ Ò Î ÓÖÓÒÓ ÔÓÐÝ ÓÒo Ì × ÓÒ Ò Ö ÒØ × Ø Û Ø Ú Ö Ú ØÓÖ ÖÓÑ Ø ÒØ Ö Ó Ø × ØÓ Ø ÓÙÒ ÖÝ Ó × Øo Ì Û Ø × Ø Ò¬Ò Ø × Ñ Ð Ó ÒØÖ ÙØ ÓÒ ØÓ Ø Ö × Û ÖÓØ Ø Ø Ú ØÓÖ ØÓ ×Û Ô ÓÙØ Ø Øo ¿o ËÇÍÊ Ë Æ Ê Ä Ì Å Ì ÊÁ Ä ÍÊÌ À Ê Ê ÁÆ ÓÖ ÖÓÙÒ Ö Ò Ò Ð ÓÖ Ø Ñ× Û Ö ÓÑÑ Ò ÄÊ 1⁄4 ̧ Û × Ó Ñ 1 ÔÖ Ò× Ú ÒØÖÓ Ù Ø ÓÒ ØÓ ÓÑ Ò ØÓÖ Ð Ð ÓÖ Ø Ñ× Ù× ̧ Û × Ò Ð Ó1 Ö Ø Ñ× Ø ÜØ ×Ô Ð Þ Ò Ò Ó Ò ÓÖÑ Ø × ËØÖ ¿ ̧ Û × Ò Ò ØÖÓ Ù Ø ÓÒ ØÓ Ð Ò Ö Ð Ö Ò Ë 1⁄43⁄4 ̧ Û × Ò ÙÑ Ö Ð Ð ÓÖ Ø Ñ× Ø ÜØ Ò ÑÓÐ ÙÐ Ö ÑÓ Ð Ò o ÓÖ Ö ÓÙÒ Ö Ò Ò ÓÑ ØÖÝ Û Ö ÓÑÑ Ò È ̧ Û × 1 ÓÑ ØÖÝ Ø ÜØ Ó Ù× Ò ÓÒ ×Ô Ö × Æ ̧ Û × ÐÙ ÒØÖ Ó Ù Ø ÓÒ ØÓ ÓÑ ØÖ © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1409
1⁄2 1⁄21⁄4 Ào Ð× ÖÙÒÒ Ö ØÖ Ò× ÓÖÑ Ø ÓÒ× Ì 3⁄4 ̧ Û ×ØÙ × Ô Ò Ò ÓÚ Ö Ò Ò ØÛÓ Ò Ø Ö 1 Ñ Ò× ÓÒ× Ò 1⁄41⁄2 ̧ Û × Ò ÒØÖ Ó Ù Ø ÓÒ ØÓ ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ÓÑ ØÖÝ Ò ØÓÔÓÐÓ Ý ̧ Ó Ù× Ò ÓÒ Ð ÙÒ Ý ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ò Ñ × Ò Ö Ø ÓÒo ÓÖ ÖÓÙÒ Ö Ò Ò ØÓÔÓÐÓ Ý Û Ö ÓÑÑ Ò Ð 1⁄2 ̧ Û × Ó Ñ 1 Ô Ð Ø ÓÒ Ó Ø Ö Ð ×× Ð Ø ÜØ× Ò ÓÑ Ò ØÓÖ Ð ØÓÔ ÓÐÓ Ý ̧ Û × ÚÖÝ Ö Ð ÒØÖ Ó Ù Ø ÓÒ ØÓ ÓÑÓÐ Ó Ý Ö ÓÙÔ× ÅÙÒ ̧ Û × ÓÑÔÖ Ò× Ú Ø ÜØ Ò Ð Ö ØÓÔ ÓÐÓ Ý Ò Å Ø1⁄43⁄4 ̧ Û × Ö ÒØ Ò ØÖÓ Ù Ø ÓÒ ØÓ ÅÓÖ× Ø ÓÖÝ o ÓÖ Ö ÓÙÒ Ö Ò Ò ÓÐÓ Ý Û Ö ÓÑÑ Ò Ä · ̧ Û × × ÒØÖÓ Ù Ø ÓÒ ØÓ ÑÓÐ ÙÐ Ö ÓÐÓ Ý ÓÒ Ø ÐÐ Ð Ú Ð ËØÖ ̧ Û × ÙÒ Ñ ÒØ Ð Ø ÜØ Ò Ó Ñ ×ØÖ Ý Ò Ö ¿ ̧ Û × Ò ÒØÖÓ Ù Ø ÓÒ ØÓ ÔÖÓØ Ò × ÕÙ Ò ×̧ × ØÖÙ ØÙÖ ×̧ Ò × Ô ×o Ê Ä Ì À ÈÌ ÊË ÔØ Ö 3⁄4 È Ò Ò ÓÚ Ö Ò ÔØ Ö 3⁄4¿ Î ÓÖÓÒÓ Ö Ñ× Ò Ð ÙÒ Ý ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒ× ÔØ Ö 3⁄4 Ì Ö Ò ÙÐ Ø ÓÒ× Ò Ñ × Ò Ö Ø ÓÒ ÔØ Ö ¿3⁄4 ÓÑ ÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔÓÐÓ Ý Ê Ê Æ Ë Ä · o Ð ÖØ×̧ o Ö Ý̧ Âo Ä Û ×̧ Åo Ê «̧ Ão ÊÓ ÖØ×̧ Ò Âo o Ï Ø×ÓÒo ÅÓÐ ÙÐ Ö ÓÐÓ Ý Ó Ø ÐÐo ÖÐ Ò ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o Ð 1⁄2 È oËo Ð × Ò ÖÓÚ o Ð Ñ ÒØ ÖÝ ÓÒ ÔØ× Ó Ì ÓÔÓÐÓ Ýo ÓÚ Ö̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 1⁄2o À¿ È oËo Ð × Ò ÖÓÚ Ò Ào ÀÓÔ o Ì ÓÔÓÐÓ Áo ÂÙÐ Ù× ËÔÖ Ò Ö̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 ¿ o Ê1⁄4¿ o1 o Ò̧ Ào Ð× ÖÙÒ Ò Ö̧ Ò Âo ÊÙ ÓÐÔ o ¬Ò Ø ÓÒ Ó ÒØ Ö ×ÙÖ × ÓÖ ÔÖÓØ Ò ÓÐ ÓÑ Ö×o Å ÒÙ× Ö ÔØ̧ Ù ÍÒ Úo̧ ÙÖ Ņ̃ 3⁄41⁄41⁄4¿o Ò Ìo o Ò Ó«o Ö Ø Ð ÔÓ ÒØ× Ò ÙÖÚ ØÙÖ ÓÖ Ñ Ô ÓÐÝ Ö o Âo « Ö ÒØ Ð ÓÑ o̧ 1⁄2 3⁄4 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 o  Ìo ÐÙÒ ÐÐ Ò Äo ÂÓ Ò ×ÓÒo ÈÖÓØ Ò ÖÝ× Ø ÐÐÓ Ö Ô Ýo Ñ ÈÖ ××̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o Ë1⁄41⁄2 Ào1Äo Ò ̧ Ì oÃo Ý ̧ Ào Ð× ÖÙ ÒÒ Ö̧ Ò Âo ËÙÐÐ Ú Òo ÝÒ Ñ × Ò ØÖ Ò ÙÐ Ø ÓÒo × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄4 3⁄4 ß ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o 1⁄41⁄2 Ào1Äo Ò ̧ Ào Ð× ÖÙ ÒÒ Ö̧ Ò È o Ùo Ë Ô ×Ô ÖÓÑ ÓÖÑ Ø ÓÒo ÓÑÔÙØo ÓÑo Ì ÓÖÝ Ô ÔÐo̧ 1⁄2 1⁄2 1⁄2ß3⁄41⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o ¿ ÄoÈ o Ûo Ù Ö ÒØ 1ÕÙ Ð ØÝ Ñ × Ò Ö Ø ÓÒ ÓÖ ÙÖÚ ×ÙÖ ×o ÁÒ ÈÖÓ o Ø ÒÒÙo Å ËÝ ÑÔÓ ×o ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 1⁄2 ¿̧ Ô × 3⁄4 ß3⁄4 1⁄4o ÓÒ ¿ ÅoÄo ÓÒ ÒÓÐ ÐÝo Ò ÐÝØ ÑÓÐ ÙÐ Ö ×ÙÖ Ð ÙÐ Ø ÓÒo Âo Ô ÔÐo ÖÝ× Ø ÐÐÓ Öo̧ ß ̧ 1⁄2 ¿o ÓÒ ÅoÄo ÓÒÒ ÓÐÐ Ý o Å ×ÙÖ Ñ ÒØ Ó ÔÖÓØ Ò ×ÙÖ × Ô Ý ×ÓÐ Ò Ð ×o Âo ÅÓÐ ÙÐ Ö Ö Ô ×̧ ¿ß ̧ 1⁄2 o ÄÊ 1⁄4 Ìo Ào ÓÖÑ Ò̧ o o Ä × Ö×ÓÒ ̧ Ò Ê oÄo Ê Ú ×Øo ÁÒØÖ Ó Ù Ø ÓÒ ØÓ Ð ÓÖ Ø Ñ×o ÅÁÌ ÈÖ ××̧ Ñ Ö ̧ 1⁄2 1⁄4o Ö ¿ Ìo o Ö ØÓÒo ÈÖÓØ Ò×o Ö Ñ Ò̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 ¿o п o Ð ÙÒ Ý o ËÙÖ Ð ×Ô Ö Ú o ÁÞ Úo o Æ Ù ËËËȨ̂ ÇØ Ð Ò Å Ø Ñ Ø × ×Ø ×ØÚ ÒÒÝ Æ Ù ̧ ¿ß 1⁄41⁄4̧ 1⁄2 ¿ o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1410
ÔØ Ö ¿ ÓÐÓ Ð ÔÔÐ Ø ÓÒ× Ó ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ Ð ØÓÔÓÐÓ Ý 1⁄2 1⁄21⁄2 oÂo o Ð¬Ò Ó Ò Ào Ð× ÖÙÒ Ò Öo Ò Ò Ö Ñ ÒØ Ð Ð ÓÖ Ø Ñ ÓÖ ØØ ÒÙÑ Ö× Ó × ÑÔÐ Ð ÓÑÔ Ð Ü × ÓÒ Ø ¿1×Ô Ö o ÓÑÔÙØo ÓÑo × Ò̧ 1⁄23⁄4 1⁄2ß ̧ 1⁄2 o Ào Ð× ÖÙ ÒÒ Öo Ì ÙÒ ÓÒ Ó ÐÐ× Ò Ø× Ù Ð × Ô o × Ö Ø ÓÑÔÙØo Ó Ño̧ 1⁄2¿ 1⁄2 ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ào Ð× ÖÙÒ Ò Öo ÓÖÑ Ð ×ÑÓÓØ ×ÙÖ × Òo × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑ o̧ 3⁄41⁄2 ß 1⁄21⁄2 ̧ 1⁄2 o 1⁄41⁄2 Ào Ð× ÖÙÒ Ò Öo ÓÑ ØÖÝ Ò Ì ÓÔÓÐÓ Ý ÓÖ Å × Ò Ö Ø ÓÒo Ñ Ö ÍÒ Úo ÈÖ ××̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ä Ào Ð× ÖÙÒ Ò Ö̧ Åo o Ð ÐÓ̧ Ò Âo Ä Ò o ÇÒ Ø ¬Ò Ø ÓÒ Ò Ø ÓÒרÖÙ Ø ÓÒ Ó ÔÓ Ø× Ò Ñ ÖÓÑ ÓÐ ÙÐ ×o × Ö Ø ÔÔÐo Å Ø o̧ ¿ß1⁄21⁄43⁄4̧ 1⁄2 o À 1⁄4¿ Ào Ð× ÖÙÒ Ò Ö̧ Âo À Ö Ö̧ Ò o ÓÑ ÓÖÓ Òo À Ö Ö Ý Ó ÅÓÖ× 1ËÑ Ð ÓÑ ÔÐ Ü × ÓÖ Ô Û × Ð Ò Ö 3⁄41Ñ Ò ÓÐ ×o × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ ¿1⁄4 ß1⁄21⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o ÃË ¿ Ào Ð× ÖÙ ÒÒ Ö̧ o o Ã Ö Ô ØÖ ̧ Ò Êo Ë Ðo ÇÒ Ø × Ô Ó × Ø Ó ÔÓ ÒØ× Ò Ø ÔÐ Ò o Á ÌÖ Ò×o ÁÒ ÓÖÑ o Ì ÓÖÝ̧ 3⁄4 1⁄2ß ̧ 1⁄2 ¿o Ã1⁄4¿ Ào Ð× ÖÙÒ Ò Ö Ò È oÃ Ó Ð oÌ Û Ø 1ÚÓÐ ÙÑ Ö Ú Ø Ú Ó ×Ô 1¬ ÐÐ Ò 1 Ö Ño ÈÖÓ o Æ Øo o Ë o ÍoË o o̧ 1⁄21⁄41⁄4 3⁄43⁄41⁄4¿ß3⁄43⁄41⁄4 ̧ 3⁄41⁄41⁄4¿o Ä 1⁄43⁄4 Ào Ð× ÖÙ ÒÒ Ö̧ o Ä Ø× Ö̧ Ò o ÓÑÓÖÓ Òo Ì ÓÔ ÓÐÓ Ð Ô Ö× ×Ø Ò Ò × Ñ1 ÔÐ ¬ Ø ÓÒo × Ö Ø ÓÑÔÙØo ÓÑo̧ 3⁄4 1⁄21⁄2ß ¿¿̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o Å Ào Ð× ÖÙÒ Ò Ö Ò oÈ o ÅÙ o Ì Ö 1 Ñ Ò× ÓÒ Ð ÐÔ × Ô ×o Å Ì Ö Ò×o Ö Ô ×̧ 1⁄2¿ ¿ß 3⁄4̧ 1⁄2 o Ë Ào Ð× ÖÙ ÒÒ Ö Ò Æo Êo Ë o Ì Ö Ò ÙÐ Ø Ò ØÓÔÓÐÓ Ð ×Ô ×o ÁÒØ ÖÒ Øo Âo ÓÑ1 ÔÙØo ÓÑo Ô ÔÐo̧ ¿ ß¿ ̧ 1⁄2 o Å o × Ò Ö Ò o Å Ä Ð Òo ËÓÐÚ Ø ÓÒ Ò Ö Ý Ò ÔÖÓØ Ò ÓÐ Ò Ò Ò Ò o Æ ØÙÖ ̧ ¿1⁄2 1⁄2 ß3⁄41⁄4¿̧ 1⁄2 o ËÅ1⁄41⁄2 oÀo Ð Ó ̧ o Ë ÔØ̧ Ò Âo o Å ÑÑÓÒo ÓÑÔÙØ Ö × ÑÙÐ Ø ÓÒ Ó Ô ÖÓØ Ò 1ÔÖÓØ Ò ÒØ Ö Ø ÓÒo Âo È Ý×o Ño̧ 1⁄21⁄4 1⁄2 1⁄4 ß1⁄2 1⁄2 ̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o Ì 3⁄4 Äo × ÌÓØ o Ä ÖÙÒ Ò Ò Ö Ò Ù Ö ÃÙ Ð ÙÒ Ñ Ê ÙŅ̃ 3⁄4Ò o ËÔÖ Ò Ö1 Î ÖÐ ̧ ÖÐ Ò̧ 1⁄2 3⁄4o Ê1⁄41⁄2 Åo Öר Ò Ò oÅo Ê Ö ×o ÈÖÓØ Ò ÓÑ ØÖÝ ×Ø Ò ×̧ Ö ×̧ Ò ÚÓÐ ÙÑ ×o ÁÒ Åo o ÊÓ××Ñ Ò Ò o ÖÒÓÐ ̧ ØÓÖ×̧ Ì ÁÒØ ÖÒ Ø ÓÒ Ð Ì Ð × ÓÖ ÖÝר ÐÐÓ Ö Ô Ý̧ Î ÓÐo ̧ ÔØ Ö 3⁄43⁄4̧ Ô × ¿1⁄2ß ¿ o ÃÐÙÛ Ö̧ ÓÖ Ö Ø̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄2o È oÂo Ð Òo Ö Ô ×̧ ËÙÖ ×̧ Ò ÀÓÑÓÐÓ Ýo Ò ÁÒ ØÖÓ Ù Ø ÓÒ ØÓ Ð Ö ÌÓÔÓÐ Ó Ýo ÔÑ Ò Ò À ÐÐ̧ ÄÓÒ ÓÒ̧ 1⁄2 o Ù× o Ù׬ Ð o Ð ÓÖ Ø Ñ× ÓÒ ËØÖ Ò ×̧ ÌÖ ×̧ Ò Ë ÕÙ Ò ×o Ñ Ö ÍÒ Úo ÈÖ ××̧ 1⁄2 o ÀÅÏ Æ1⁄43⁄4 Áo À ÐÔ Ö Ò̧ o Å Ó̧ Ào Ï ÓÐ ×ÓÒ ̧ Ò Êo ÆÙ ×× Ò ÓÚo ÈÖ Ò ÔÐ × Ó Ó Ò Ò ÓÚ ÖÚ Û Ó × Ö Ð ÓÖ Ø Ñ× Ò Ù ØÓ × ÓÖ Ò ÙÒ Ø ÓÒ×o È ÖÓØ Ò×̧ 1⁄4 ß ¿̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o ÀË ¿ Äo ÀÓÐÑ Ò o Ë Ò Öo ÈÖÓØ Ò ×ØÖÙ ØÙÖ ÓÑÔ Ö ×ÓÒ Ý Ð ÒÑ ÒØ Ó ×Ø Ò Ñ 1 ØÖ ×o Âo ÅÓÐ ÙÐ Ö ÓÐo̧ 3⁄4¿¿ 1⁄23⁄4¿ß1⁄2¿ ̧ 1⁄2 ¿o ÀÓÖ oÃo È o ÀÓÖÒo ÐÓ× 1 ÓÖÑ ×ÓÐ ÙØ ÓÒ Ó ×ÓÐÙ Ø ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ Ù× Ò ÙÒ Ø ÕÙ Ø ÖÒ ÓÒ×o Âo ÇÔ Øo ËÓ o Ñ Öo ̧ 3⁄4 ß 3⁄4̧ 1⁄2 o à Ïo Ã × o × Ù×× ÓÒ Ó Ø ×ÓÐÙ Ø ÓÒ ÓÖ Ø ×Ø ÖÓØ Ø ÓÒ ØÓ Ö Ð Ø ØÛÓ × Ø× Ó Ú ØÓÖ×o Ø ÖÝ ×Ø ÐÐÓ Öo Ë Øo ̧ ¿ 3⁄4 ß 3⁄4 ̧ 1⁄2 o ÃÄ1⁄43⁄4 Êo ÃÓÐ Ó ÒÝ Ò Æo Ä Ò Ðo ÔÔ ÖÓÜ Ñ Ø ÔÖÓØ Ò ×ØÖÙ ØÙÖ Ð Ð ÒÑ ÒØ Ò ÔÓÐÝÒÓÑ Ð Ø Ñ o Å ÒÙ× Ö ÔØ̧ ËØ Ò ÓÖ ÍÒ Úo̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1411
1⁄2 1⁄23⁄4 Ào Ð× ÖÙÒÒ Ö ÃÖ ÃoÏ o ÃÖ Ø Ýo Ì Ö Ó ÒØ Ö× Ø ÓÒ Ó Ò ÕÙ Ð Ö ÙÐ Ö × ×o Âo È Ý×o ̧ 1⁄21⁄2 1⁄21⁄41⁄2 ß 1⁄21⁄43⁄4 ̧ 1⁄2 o ÃÙÒ 3⁄4 Áo o ÃÙÒØÞo ËØÖÙ ØÙÖ 1 × ×ØÖ Ø × ÓÖ ÖÙ × Ò Ò × ÓÚ ÖÝ o Ë Ò ̧ 3⁄4 1⁄21⁄4 ß1⁄21⁄4 3⁄4̧ 1⁄2 3⁄4o ÄÊ 1⁄2 o Ä Ò oÅo Ê Ö ×o Ì ÒØ ÖÔÖ Ø Ø ÓÒ Ó Ô ÖÓØ Ò ×ØÖÙ ØÙÖ × ×Ø Ñ Ø ÓÒ Ó ×Ø Ø ×× Ð ØÝo Âo ÅÓÐ ÙÐ Ö Ó Ðo̧ ¿ ß 1⁄41⁄4̧ 1⁄2 1⁄2o Å Ø1⁄43⁄4 o Å Ø×ÙÑ ÓØÓo Ò ÁÒ ØÖÓ Ù Ø ÓÒ ØÓ ÅÓ Ö× Ì ÓÖÝo Ñ Öo Å Ø o ËÓ o̧ ÈÖÓÚ Ò ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o Å Ò o Å Ò Ðo Î Ö×Ù Ù Ö È­ ÒÞ Ò1ÀÝ Ö Òo Î Ö o Ò ØÙÖ ÓÖ× o Î Öo̧ o̧ ÖÙÒÒ̧ ¿ß ̧ 1⁄2 o Å Ð ¿ Âo Å ÐÒ ÓÖo ÅÓ Ö× Ì ÓÖÝo ÈÖ Ò ØÓÒ ÍÒ Úo ÈÖ ××̧ 1⁄2 ¿o ÅÙÒ Âo Êo ÅÙÒ Ö ×o Ð Ñ ÒØ× Ó Ð Ö Ì ÓÔÓÐÓ Ýo ×ÓÒ 1Ï ×Ð Ý ̧Ê Û ÓÓ ØÝ̧ 1⁄2 o ÆÏ 3⁄4 oÉo Æ Ñ Ò Ò ÀoÈ o ÏÝÒÒo ÁÒ ÐÙ× ÓÒ1 Ü ÐÙ× ÓÒ1 ÓÒ ÖÖÓÒ ÒØ Ø × Ò Ò ÕÙ Ð 1 Ø × ÓÖ × Ö Ø ØÙ 1Ð ÔÖÓ Ð Ñ×Ú ÙÐ Ö Ö Ø Ö ×Ø ×o ÒÒo ËØ Ø × Øo̧ 3⁄41⁄4 ¿ß ̧1⁄2 3⁄4o Æ Ìo Æ Ño Î ×Ù Ð ÓÑÔÐ Ü Ò ÐÝ× ×o Ð Ö Ò ÓÒ ÈÖ ××̧ ÇÜ ÓÖ ̧ 1⁄2 o ÆÄ ÏÆ Êo ÆÓÖ Ð̧ Ëo Äo Ä Ò̧ Ào Ï ÓÐ ×ÓÒ ̧ Ò Êo ÆÙ ×× Ò ÓÚo Ë Ô ÓÑ ÔÐ Ñ ÒØ Ö ØÝ Ø Ô ÖÓØ Ò1 ÔÖÓØ Ò ÒØ Ö ×o ÓÔÓÐÝÑ Ö×̧ ¿ ¿¿ß 1⁄4̧ 1⁄2 o È o È Ó o ÓÑ Ø ÖÝo ÓÑ ÔÖ Ò× Ú ÓÙ Ö× o ÓÚ Ö̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o Ê Ó1⁄41⁄4 o Ê Ó ×o ÖÝ× Ø ÐÐÓ Ö Ô Ý Å ÖÝ× Ø Ð Ð Ö̧ 3⁄4Ò o Ñ ÈÖ ××̧ Ë Ò Ó̧ 3⁄41⁄41⁄41⁄4o Ê oÅo Ê Ö ×o Ì ÒØ ÖÔÖ Ø Ø ÓÒ Ó Ô ÖÓØ Ò ×ØÖÙ ØÙÖ × ØÓØ Ð ÚÓÐ ÙÑ ̧ ÖÓÙÔ ÚÓÐÙÑ ×ØÖ ÙØ ÓÒ× Ò Ô Ò Ò× ØÝo Âo ÅÓÐ ÙÐ Ö Ó Ðo̧ 3⁄4 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o Ê oÅo Ê Ö ×o Ö ×̧ ÚÓÐÙÑ ×̧ Ô Ò ̧ Ò Ô ÖÓØ Ò ×ØÖÙ ØÙÖ ×o ÒÒo Ê Úo ÓÔ Ý×o Ó Ò o̧ 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 o ÊÓÛ ¿ Âo Ëo Ê ÓÛÐ Ò ×ÓÒo Ì ØÖ ÔÐ Ø ×ØÖ ÙØ ÓÒ ÙÒ Ø ÓÒ Ò ­Ù Ó Ö ×Ô Ö ×o ÅÓÐ ÙÐ Ö È Ý ×o̧ 1⁄2 ß 3⁄4 ̧ 1⁄2 ¿o Ë 1⁄43⁄4 Ìo Ë Ð o ÅÓÐ ÙÐ Ö ÅÓ Ð Ò Ò Ë ÑÙÐ Ø ÓÒo ËÔÖ Ò Ö1Î ÖÐ ̧ Æ Û ÓÖ ̧ 3⁄41⁄41⁄43⁄4o ËØÖ ¿ o ËØÖ Ò o ÁÒ ØÖÓ Ù Ø ÓÒ ØÓ Ä Ò Ö Ð Ö o Ï ÐÐ ×Ð Ý1 Ñ Ö ÈÖ ××̧ Ï ÐÐ ×Ð Ý̧ 1⁄2 ¿o ËØÖ Äo Ë ØÖÝ Öo Ó Ñ ×Ø ÖÝo Ö Ñ Ò̧ Æ Û ÓÖ ̧ 1⁄2 o ËÄÄ ¿ Ëo ËÙ ̧ oÎo Ä ÙÖ ÒØ×̧ Ò Åo Ä Ú ØØo Ë ØÖÙ ØÙÖ Ð × Ñ Ð Ö ØÝ Ó Æ 1 Ò Ò Ó1 Ñ Ò× Ó Ø Ö ÓÔ Ö ÔÖ ××ÓÖ× Ò Ø ÐÓ Ò ÓÖ o ÙÖÖ ÒØ Ó Ðo̧ ¿ 1⁄2 1⁄2ß1⁄2 ̧ 1⁄2 ¿o Ì Ó Êo Ì ÓÑo ËÙÖ ÙÒ Ô ÖØ Ø ÓÒ Ò ÐÐÙÐ × ××Ó ÙÒ ÓÒ Ø ÓÒ ×ÙÖ ÙÒ Ú Ö Ø o o Êo o Ë o È Ö ×̧ 3⁄43⁄4 ¿ß ̧ 1⁄2 o Î Ê · o Î Ö× Ò Ý ̧ oÈ o ÖÓÓ ×̧ ÂÖo̧ o o Ê Ö ×ÓÒ̧ Ïo Îo ÏÖ Ø̧ Ò o Å ÒÓ o ¬Ò Ò ̧ ÓÑÔÙØ Ò ̧ Ò Ú ×Ù Ð Þ Ò ÑÓÐ ÙÐ Ö ÒØ Ö ×o ÁÒ ÈÖÓ o Á Î ×Ù Ð Þ 1 Ø ÓÒ̧ 1⁄2 ̧ Ô × ¿ ß ¿o Î ÓÖ1⁄4 o o Î ÓÖÓÒ Ó o ÆÓÙ Ú ÐÐ × ÔÔÐ Ø ÓÒ× × Ô Ö Ñ ØÖ × ÓÒØ ÒÙ× Ð Ø ÓÖ × ÓÖÑ × ÕÙ Ö Ø ÕÙ ×o Âo Ê Ò Ò Ûo Å Ø o̧ 1⁄2¿¿ ß1⁄2 ̧ 1⁄2 1⁄4 ̧ Ò 1⁄2¿ 1⁄2 ß3⁄4 ̧ 1⁄2 1⁄4 o Ï ¿ Âo o Ï Ø×ÓÒ Ò oÀo o Ö o ÅÓÐ ÙÐ Ö ×ØÖÙ ØÙÖ Ó ÒÙ Ð ×ØÖÙ ØÙÖ ÓÖ ÓÜ ÝÖ Ó× ÒÙ Ð o Ò Ø ÑÔÐ Ø ÓÒ× Ó Ø ×ØÖÙ ØÙÖ Ó ÓÜÝ Ö ÓÒÙ Ð o Æ ØÙÖ ̧ 1⁄2 1⁄2 ¿ ß ¿ Ò ß ̧ 1⁄2 ¿o Ï Ð Âo o Ï ÐÐ ×o Ò Ò Ò Ø ÖÓÛØ ÓÖÑÓÒ Ö Ô ØÓÖ ÓÑ ÔÐ Üo ÈÖÓ o Æ Øo o Ë o ÍoË o o̧ ¿ 1⁄2ß ̧ 1⁄2 o © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1412
1413 GEOMETRIC SOFTWARE
1414
64 SOFTWARE Michael Joswig INTRODUCTION This survey is intended as a guide through the ever growing jungle of geometry software. Software comes in many guises. There are the fully-fledged systems consisting of a hundred thousand lines of code which meet professional standards in software design and user support. But there are also the tiny code fragments scattered over the Internet which can nonetheless be valuable for research purposes. And, of course, the very many individual programs and packages in between. Likewise today we find a wide group of users of geometry software. On the one hand, there are researchers in geometry, teachers, and their students.Onthe other hand, geometry software has found its way into numerous applicationsinthe sciences as well as industry. Because it seems impossible to cover every possible aspect, we focus on software packages which are interesting from the researcher’s point of view, and, to a lesser extent, from the student’s. This bias has a few implications. Most of the packages listed are designed to run on UNIX/Linux1 machines. Moreover, the researcher’s genuine desire to understand produces a natural inclination toward open source software. This is clearly reflected in the selection below. Major exceptions to these rules ofthumb will be mentioned explicitly. In order to keep the (already long) list of references as short as possible, in most cases only the Web address of each software package is listed rather than manuals and printed descriptions found elsewhere. At least for the freely available packages, this allows one to access the software directly. On the other hand, this may seem careless, since some Web addresses do not last long. This disadvantage usually can be compensated by relying on modern search engines. The chapter is organized as follows. We start with a discussion of some techni- calities (independent of particular systems). Since, after all, a computer is a techni- cal object, the successful use of geometry software may depend on such things. The main body of the text consists of two halves. First, we browse through the topics of this handbook. Each of its ma jor parts is linked to related software systems. Re- marks on the algorithms are added mostly in areas where many implementations exist. Second, some of the software systems mentioned in the first part are listed in alphabetical order. We give a brief overview of some of their features. The libraries CGAL[F+02]andLEDA[led]arediscussedindepthinChapter65. This survey is a snapshot as of Summer 2003. It is unlikely that it is complete in any sense. Even worse, the situation is changing so rapidly that the information given will be outdated soon. All this makes it almost impossible for the non-expert 1No attempt is made to comment on differences between various UNIX platforms. Today’s default UNIX is probably between Sun’s Solaris and any Linux distribution. FreeBSD and its derivative MacOS X come quite close. Many (text-based) UNIX programs can also be portedtovarious flavors of Windows via Cygwin [cyg03]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1415
1416 M. Joswig to get any impression of what software is available. Therefore, this is an attempt to provide an overview in spite of the obvious complications. Nina Amenta authored the chapter on software in the first edition of this Hand- book. Although much has changed during the last five years, her chapter stillpro- vided a good starting point for this survey. Moreover, this version of the chapter benefits from her constructive criticism. GLOSSARY Software can have various forms from the technical point of view. In particular, the amount of technical knowledge which is required by the user to use software va r i es considerably. The notions explained below are intended as guidelines. Stand-alone software: This is a program which usually comes “as-is” and can be used immediately if properly installed. No programming skills are required. Libraries: A collection of software components which can be accessed by writing a main program that calls functions implemented in the library. Good libraries come with example code that illustrates how (at least some of) the functions can be used. However, in order to exploit all the features, the user is expected to do some programming work. On the other hand, libraries have the advantage that they can be integrated into existing code. Some stand-alone programs can also be used as libraries; if they appear in this category, too, then there are substantial differences between the two versions, or the library has additional functionality. Modules for general-purpose systems: Computer algebra and symbolic com- putation systems like Mathematica [mat03a], Maple [map03], Matlab [mat03b], MuPAD [mup03], and REDUCE [H+99] are integrated systems with an elaborate user interface which incorporate numerous algorithms from essentially all areas of mathematics. In this survey only functionality or extensions are listedwhich the author finds particularly noteworthy. Additional Web pages: There are very many software overviews on the Web. A few of them that are focused on a specific topic are mentioned in the main text. Sometimes these pages have additional pieces of source code which maybe useful. A short list of more comprehensive Web pages is given further below. GENERAL SOURCES There are several major web sites which are of general interest to the discrete and computational geometry community. Some of them also collect references to software, which are updated more or less frequently. We mention Amenta’s “Directory of Computational Geometry Software” [Ame97], Eppstein’s “Geometry Junkyard” [Epp03b], and Erickson’s “Computational Geometry Code” [Eri99]. For each of the major general-purpose computer algebra systems there exists a Web site with many additional packages and individual solutions. See the We b addresses of the respective products. For those who are beginning to learn how to develop geometry software it will probably be too hard to do so by reading the source code of mature systems only. O’Rourke’s book [O’R98] can help fill this gap. Its numerous example programs in © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1416
Chapter 64: Software 1417 C and Java are also electronically available [O’R00]. “The Stony Brook Algorithm Repository” maintained by Skiena [Ski01] gives an extensive overview of algorithms from several areas. Section 1.6 is dedicated to computational geometry and it contains links to implementations. Although aging, the Graphics Gems by Kirk, Heckberth, Paeth, and many others [KHP+95], remains a useful resource. The Gems form a large collection of C source code examples for basic (and some more advanced) problems in com- putational geometry and computer graphics, originally published in a series of books [Gla93, Kir92, Arv91, Hec94]. ARITHMETIC Depending on the application, issues concerning the arithmetic used for implement- ing a geometric algorithm can be essential. Using any kind of exact arithmetic is expensive, but the overhead induced also strongly depends on the application. A principal choice for exact arithmetic is unlimited precision integer or rational arith- metic as implemented in the GNU Multiprecision Library (GMP) [gmp03]. How- ever, some problems require nonrational constructions. To cover such instances libraries like Core [YD03] and LEDA ([led], Chapter 65) offer special data types which allow for exact computation with certain radical expressions. Geometric algorithms often rely on a few primitives like: Decide whether a point is on a hyperplane or, if not, on which side. Thus exact coordinates for geometric objects are sometimes less important than their true relative position. It is therefore natural to use techniques like interval arithmetic. Floating-point filters can be understood as an improved kind of interval arithmetic which employs higher precision or exact methods if needed. For more detailed informationsee Chapter41. Yet another arithmetic concept is the following: Compute with machine size integers but halt (or trigger an exception) if an overflow occurs. Typically such an implementation depends on the hardware and thus requires at least a few lines of assembler code. Useful applications for such an approach are situations where the overflow signals that the computation is expected to become too large to finish in any reasonable amount of time. For instance, t homology from polymake’s [GJ03] TOPAZ module implements Smith-Normal-Form in this way. Similarly, hull [Clab] uses exact integer arithmetic for convex hull computation and signals an overflow. Instead of using a form of exact arithmetic, some implementations perform combinatorial post-processing in order to repair flawed results coming from round- ing errors. An example is the convex hull code qhull by Barber, Dobkin, and Huhdanpaa [BDH01b]. Usually, this is only partially successful; see the discussion on the corresponding Web page [BDH01a] in qhull’s documentation. FURTHER TECHNICAL REMARKS While the programming language in which a software package is implemented often does not affect the user, this can obviously become an issue for the administrator who does the installation. Many of the software systems listed below are distributed as source code written in C or C++. Additionally, some of the larger packagesare offered as precompiled binaries for common platforms. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1417
1418 M. Joswig C is usually easy. If the source code complies with the ANSI standard, it should be possible to compile it with any C compiler. The situation is quite different for C++. In spite of the fact that there is also an ANSI C++ standard, this standard is considerably more involved and thus far more difficult for the compiler constructors to implement. In fact, none of the currently existing C++ compilers fully conforms with the standard. They differ quite a bit in how much and in what respect they deviate; the main issue is template code. Therefore, at the moment it is quite unreasonable to expect that modern C++ code can be compiled with every C++ compiler. To the contrary: For the successful installation of C++ libraries it is often of the utmost importance to use the proper compiler, as specified in the respective installation instructions. 64.1 SOFTWARE SORTED BY TOPIC This section should give a first indication of what software to use for solving a given problem. The subsections reflect the overall structure of the whole Handbook. References to CGAL [F+02] and LEDA [led] usually are omitted, since these large projectsarecoveredindetailinChapter65. 64.1.1 COMBINATORIAL AND DISCRETE GEOMETRY This section deals with software handling the combinatorial aspects of finitely many objects, such as points, lines, or circles, in Euclidean space. Polytopes are described in Section 64.1 .2 . STAND-ALONE SOFTWARE The simplest geometric objects are clearly points. Therefore, essentially all geom- etry software can deal with them in one way or another. A key concept to many nontrivial properties of finite point sets in R d is the notion of an oriented matroid. For oriented matroid software and the computation of the set of all triangulations of a given point set see TOPCOM by Rambau [Ram03]. Bokowski’s omawin [Bok99] can be used for low rankoriented matroid visualization. In order to have correct combinatorial results, arbitrary precision arithmetic is essential. Stephenson’s CirclePack [Ste02] can create, manipulate, store, and display circle packings. Lattice points in convex polytopes are related to volume computations and,via Gr̈obner bases, to problems in commutative algebra. A specialized implementation in this area is Erhart by Clauss, Loechner, and Wilde [CLW99]. There is also intpoint by Emiris [Emi01] in the context of mixed volumes. Various volume computation algorithms for polytopes, using exact and floating point arithmetic, are implemented in vinci by B ̈ueler, Enge, and Fukuda [BEF03]. Dynamic geometry software allows the creation of geometrical constructions from points, lines, circles, and so on, which later can be rearranged interactively. Objects depending, e.g., on intersections, change accordingly. Among other fea- tures, such systems can be used for visualization purposes and, in particular, also for working with polygonal linkages. Commercial products include Laborde © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1418
Chapter 64: Software 1419 and Bellemain’s Cabri [LB93] as well as Cinderella [RGK] by Kortenkamp and Richter-Gebert. Current dynamic geometry software systems seem to be restricted to planar constructions. Graph theory certainly is a core topic in discrete mathematics and therefore naturally plays a role in discrete and computational geometry. There is an abun- dance of algorithms and software packages, but they are not especially well suited to geometry, and so they are skipped here. Often symmetry properties of geometric objects can be reduced to automorphisms of certain graphs. While the complexity status of the graph isomorphism problem remains open, McKay’s nauty [McK03] works quite well for many practical purposes. Theorem 14.2 .3 establishes the existence of a center point in any Lebesgue mea- surable subset of Rd . The discrete analogue has a nice approximative algorithmic solution [CEM+96] which has been implemented by Clarkson [Claa]. LIBRARIES Ehrhart polynomials and integer points in polytopes are also accessible via Loech- ner’s PolyLib [Loe02]. MODULES FOR GENERAL PURPOSE SYSTEMS Parts of TOPCOM’s [Ram03] functionality are also available in De Loera’s Maple package Puntos [DL96]. ADDITIONAL WEB PAGES Huson’s Web page [Hus03] contains information on tilings and related software. Circle packings are related to several other topics in discrete geometry and complex analysis. Boll maintains a Web page [Bol00] on the subject with additional code and many links. Forpolyominoes,seeEppstein’sGeometryJunkyard[Epp03a]andChapter15. The LattE pro ject by De Loera, Hemmecke et al. [LH+] offers an email service for computing lattice points in convex polytopes. 64.1.2 POLYTOPES AND POLYHEDRA In this section we discuss software related to the computational study of convex polytopes. The distinction between polytopes and unbounded polyhedra is not essential since, up to a pro jective transformation, each polyhedron is the product of an affine subspace and a polytope. A key problem in the algorithmic treatment of polytopes is the convex hull problem, which is addressed in the next section. STAND-ALONE SOFTWARE polymake [GJ03] is a comprehensive frameworkfor dealing with polytopes in terms of vertex or facet coordinates as well as on the combinatorial level. The system offers a wide functionality which is augmented by interfacing to many other programs operating on polytopes. Among the combinatorial algorithms implemented is the recent method for enumerating all the faces of a polytope given in terms of the © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1419
1420 M. Joswig vertex-facet incidences by Kaibel and Pfetsch [KP02]. Triangulations of polytopes can be rather large and intricate. Rambau’s TOP- COM [Ram03] is primarily designed to examine the set of all triangulations of a given polytope (or arbitrary point configurations). Pfeifle and Rambau [PR03] combined TOPCOM with polymake to compute secondary polytopes; see also Sec- tion17.6. The combinatorial equivalence of polytopes can be reduced to a graph iso- morphism problem. As mentioned above, graph isomorphism can be checked by McKay’s nauty [McK03]. The Geometry Center’s Geomview [Geo02] and JavaView [PKP+02], by Polthier et al., can both be used for (much more than) the visualization of 3-polytopes and (Schlegel diagrams of ) 4-polytopes. LIBRARIES PolyLib [Loe02] by Loechner is a library for working with rational polytopes; it is primarily designed for computing Ehrhart polynomials. polymake [GJ03] comes with an C++ template library that is compatible with the Standard Template Library (STL). This allows one to access all the function- ality, including the interfaced programs, from the programmer’s own code. Further, the library offers a variety of container classes suitable for the manipulation of poly- topes. MODULES FOR GENERAL PURPOSE SYSTEMS convex by Franz [Fra03] is a package for the investigation of rational polytopes and polytopal fans in Maple. 64.1.3 FUNDAMENTAL GEOMETRIC OBJECTS The computation of convex hulls and Delaunay triangulations/Voronoi diagrams is of key importance. For correct combinatorial output it is crucial to relyon arbitrary-precision arithmetic. On the other hand, some applications, e.g ., volume computation, are content with floating point arithmetic for approximate results. Some algorithmically more advanced but theoretically yet basic topics in this section are related to topology and real algebraic geometry. In our terminology the convex hull problem asks for enumerating the facets of the convex hull of finitely many points in R d . The dual problem of enumerating the vertices and extremal rays of the intersection of finitely many halfspaces is equivalent by means of cone polarity. There is the related problem of deciding which points among a given set are extremal, that is, vertices of the convex hull. This can be solved by means of linear optimization. STAND-ALONE SOFTWARE XYZGeoBench for the Macintosh is an implementation of many fundamental al- gorithms by Schorn [Sch99]. For many of these algorithms there is an animated visualization. Many convex hull algorithms are known, and there are several implementations. However, there is currently no algorithm for computing the convex hull which is © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1420
Chapter 64: Software 1421 polynomial in the combined input and output size, unless the dimension is con- sidered constant. The behavior of each known algorithm depends greatly on the specific combinatorial properties of the polytope on which it is working. One way of summarizing the computational results from Avis, Bremner, and Seidel [ABS97] and [Jos03] is: Essentially for each known algorithm there is a family of polytopes for which the given algorithm is superior to any other, and there is a second family for which the same algorithm is inferior to any other. For these families of polytopes we do have a theoretical, aymptotic analysis which explains the empirical results; seeChapter22.Moreover,therearefamiliesofpolytopesforwhichnoneofthe existing algorithms performs well. Which algorithm or implementation works best for certain purposes will thus depend on the class of polytopes which is typical in those applications. For an overview of general convex hull codes see Table 64.1 .1 . 2 Additionally, there are a few specialized codes: Zerone by L ̈ubbecke [L̈ub99] is designed to compute the vertices of a polytope with 0/1-coordinates from an inequality description by iteratively solving linear programs. There is a parallel computation version of lrs based on Marzetta’s ZRAM library [Mar98]. The same library is also used in Fukuda’s very recent code rs tope [Fuk02] which enumerates (also in parallel) the vertices of a zonotope defined by a vector configuration. TABLE 64.1 .1 Overview of convex hull codes. Exact arithmetic PROGRAM ALGORITHM REMARKS beneath beyond Beneath-b eyond method [Ede87, 8.3 .1] Part of polymake [GJ03] cddr+ [Fuk03a] Dual Fourier-Motzkin elimination [Zie95, 1.2] ch3d [Emi01] Beneath-b eyond method Dimension ≤ 3 lrs [Avi01] Reverse search [AF92] porta [CL03] Fourier-Motzkin elimination pd [Mar97] Primal-dual method [BFM98] Non-exact arithmetic PROGRAM ALGORITHM REMARKS 2dch [Cla96] Horizontal sweep dimension 2 cddf+ [Fuk03a] Dual Fourier-Motzkin elimination chD [Emi01] Beneath-b eyond method hull [Clab] Randomized incremental [CMS93] Assumes input in gen. pos.; Exact computation unless Overflow signaled qhull [BDH01b] Quickhull [BDH96] The computation of Delaunay triangulations in d dimensions can be reduced toa(d+1)-dimensionalconvexhullproblem;seeSection23.1 .Thus,inprinci- ple, each of the convex hull implementations can be used to generate Voronoi dia- grams. Additionally, however, some codes directly support Voronoi diagrams, no- 2 We call an implementation exact if it, intentionally (but there may be programming errors, of course), gives correct results for all possible inputs. The non-exact convex hull codes use floating- point arithmetic or more advanced methods, but for each of them input is known which makes them fail. The quality of the output of the non-exact convex hull codes varies considerably. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1421
1422 M. Joswig tably Clarkson’s hull [Clab], qhull by Barber, Dobkin, and Huhdanpaa [BDH01b], and, among the programs with exact rational arithmetic, lrs by Avis [Avi01]. The following codes are specialized for 2-dimensional Voronoi diagrams: Shew- chuk’s Triangle [She96] and Fortune’s voronoi [For01]. See also cdt by Lischin- ski [Lis98] for incremental constrained 2-dimensional Delaunay triangulation. For 3-dimensional problems there is Detri by M ̈ucke [M̈uc95] and tess by Hazle- wood [Haz94]. Delaunay triangulations and, in particular, constrained Delau- nay triangulations, play a significant role in meshing. Therefore, severalofthe Voronoi/Delaunay packages also have features for meshing and vice versa. Alpha shapes form a technique to describe subsets of Euclidean space by means otherthanconvexhullsoffinitelymanypoints(Chapter63).Thereisadedicated software package named Alpha shapes by Fu, Edelsbrunner et al. [FE+96] which deals with 2- and 3-dimensional alpha shapes in exact arithmetic. hull computes alpha shapes in arbitrary dimension. Forthespecialcaseoftriangulatingasimplepolygon(Chapter26),thereisSei- del’s randomized algorithm with almost linear running time. The implementation by Narkhede and Manocha is part of the Graphics Gems [KHP+95, Part V]. This archive and also Skiena’s collection of algorithms [Ski01] contain more specialized code and algorithms for polygons. Meshgenerationisavastareawithnumerousapplications;seeChapter25. This is reflected by the fact that there is an abundance of commercial and noncom- mercial implementations. We mention only a few. From the theoretical pointof view the main categories are formed by 2-dimensional triangle meshes, 2-dimensional quadrilateral meshes, 3-dimensional tetrahedral meshes, 3-dimensional cubical (also called hexahedral) meshes, and other structured meshes. A focus on the appli- cations leads to entirely different categories, which here is completely ignored. Triangle produces triangle meshes. QMG is a program for quadtree/octree 2- and 3-dimensional finite element meshing written by Vavasis [Vav00]. CUBIT [cub03] can do many different variants of 2- and 3-dimensional meshing; it is a commer- cial product which is free for scientific use. Note that, depending on the context, triangle or tetrahedra meshes are also called triangulations. In applications geometric objects are sometimes given as point clouds meant to represent a curve or surface. With the introduction of 3D-scanners and similar devices, appropriate techniques and related software became increasingly impor- tant. Obviously, this problem is directly related to mesh generation. Cocone by Dey at al. [DGG+02] and Power Crust by Amenta, Choi, and Kolluri [ACK02] are designedtoproduce“watertight”surfaces;seeChapter30.Studio[stu02]isa commercial product dedicated to generating meshes from 3D-scans. VisPak by Wismath et al. [W+98] is built on top of LEDA and can be used for the generation of visibility graphs of line segments and several kinds of polygons. Smallest enclosing balls of a point set in arbitrary dimension can be computed with G̈artner’s Miniball [G̈ar99b]. Recent years saw an increasing use of methods from combinatorial topology in discrete and computational geometry. A basic operation is to compute the homol- ogy of a finite simplicial complex. Although polynomial time methods (in thesizeof the boundary matrices) are known for most problems, the (worst case exponential) elimination methods seem to be superior in practice; see Dumas et al. [HDSW03]. Implementations include homology by Heckenbach [Hec98] (see also the more re- cent implementation as a GAP package by Dumas et al. [DHS+03]) and t homology which is part of polymake’s [GJ03] combinatorial topology module TOPAZ. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1422
Chapter 64: Software 1423 As for the opposite direction, more computational tools become available for the study of topological objects: Lutz’s BISTELLAR [Lut02] is the implementation of a heuristic approach to find (vertex) minimal triangulations of a given space by applying bistellar flips. SnapPea by Weeks [Wee00] is a program for creating and examining hyperbolic 3-manifolds. Geomview’s [Geo02] extension package Maniview can be used to visualize 3-manifolds from within. The computer algebra system Magma by Cannon et al. [C+03] has some support for real algebraic geometry. Visualization of curves and surfaces can be done with surf by Endrass [End03] and spicy [Lab03] by Labs. LIBRARIES cddlib [Fuk03b] and lrslib [Avi01] are the C library versions of Fukuda’s cdd and Avis’ lrs, respectively. They offer exact convex hull computation and exact linear optimization. cddlib uses the GMP [gmp03] arithmetic, while lrslib canbecom- piled with GMP arithmetic, but also has its own implementation. polymake’s [GJ03] functionality is available as a C++ library. This includes interfaces to cdd/cddlib and lrs/lrslib. There is a C library version of qhull [BDH01b] which performs convex hulls and Voronoi diagrams in floating point arithmetic. Moreover, cddlib and polymake also have a limited support for floating point arithmetic. The computation of Voronoi diagrams, arrangements, and related information isaparticularstrengthofCGAL[F+02]andLEDA[led].SeeChapter65. For triangle meshes in R 3 there is the GNU Triangulated Surface Library [gts03] written in C. Its functionality comprises dynamic Delaunay and constrained Delaunay triangulations, robust set operations on surfaces, and surface refinement and coarsening for the control of level-of-detail. Bhaniramka and Wenger have a set of C++ classes for the construction of isosurface patches in convex polytopes of arbitrary dimension [BW03]. These can be used in marching cubes like algorithms for isosurface construction. MODULES FOR GENERAL PURPOSE SYSTEMS Plain Maple [map03] and Mathematica [mat03a] only offer 2-dimensional convex hulls and Voronoi diagrams. Higher dimensional convex hulls can be computed via the Maple package convex [Fra03]. Mitchell [Mit] has implemented some of his algorithms related to mesh gener- ation in Matlab [mat03b]. The finite element meshing program QMG by Vavasis can also be used with Matlab. The REDUCE [H+99] package REDLOG by Dolzmann and Sturm [DS99] can do quantifier elimination over the reals (and other domains). ADDITIONAL WEB PAGES Emiris maintains a Web page [Emi01] with several programs which address prob- lems related to convex hull computations and applications in elimination theory. Web based surface reconstruction is available from INRIA’s pro ject page [CSD02]. A Web page [Owe03] by Owen contains a quite comprehensive survey on soft- ware related to meshing. See also Schneiders’ page [Sch]. Morris provides interactive visualization of algebraic surfaces on-line: The pro- © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1423
1424 M. Joswig gram SingSurf [Mor03] uses JavaView [PKP+02] for the visualization. The recently announced EXACUS pro ject [M+02a] deals with the exact computa- tion of arrangements of planar algebraic curves as well as surfaces in R 3 . Currently there are only partial prototype implementations. 64.1.4 GEOMETRIC DATA STRUCTURES AND SEARCHING LIBRARIES Geometric data structures form the core of the C++ libraries CGAL [F+02] and LEDA [led]. The algorithms implemented include several different techniques for pointlocation,collisiondetection,andrangesearching.SeeChapter65. As already mentioned above, graph theory plays a role for some of the more advanced geometric algorithms. Several libraries for working with graphshave been developed over the years. It is important to mention in this context the Boost Graph Library [SLL02]. This is part of a general effort to provide free peer- reviewed portable C++ source libraries which extend the STL. ZRAM by Marzetta [Mar98] is a library of parallel search algorithms and the corresponding data structures. The implementation is application-independent and machine-independent. It is used in parallel versions of the convex hull codes lrs by Avis [Avi01] and rs tope (for zonotopes) by Fukuda [Fuk02]. 64.1.5 APPLICATIONS Applications of computational geometry are abundant and so are the related soft- ware systems. Here we list only very few items which may be of interest to a general audience. STAND-ALONE SOFTWARE For linear programming problems, essential choices for algorithms include Simplex type algorithms or interior point methods. While commercial solvers tend to offer both, the freely available implementations seem to be restricted to either one. Ad- ditionally, there are implementations of a few special algorithms for low dimensions which belong to neither category. Exact rational linear programming can be done with cdd [Fuk03a]. It uses ei- ther a dual simplex algorithm or the criss-cross method. An alternative exact linear programming code is lrs [Avi01] which implements a primal simplex algorithm. SoPlex by Wunderling et al. [W+02] implements the revised Simplex algorithm both in primal and dual form. For an implementation of interior point methods see PCx by Czyzyket al. [CMW+98]. These codes rely on floating-point arithmetic. CPLEX [cpl02], OSL [osl01], and XPress [xpr03] are widespread commercial solvers for linear, integer, and mixed integer programming. Each program offers a wide range of optimization algorithms. However, none of the commercial products can do exact rational linear optimization. Clarkson’s opt [Cla95] is the floating point implementation of a Las Vegas type algorithm which runs in expected linear time (for fixed dimension). See also Hohmeyer’s code linprog [Hoh96] for an implementation of Seidel’s algorithm. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1424
Chapter 64: Software 1425 These algorithms are described in Section 45.4 . Another topic with many applications is graph drawing. GraphViz [gra02] is an extensible package which offers tailor made solutions for a wide range of applications in this area. Tulip [AB+03] specializes in the visualization of large graphs. For commercial graph drawing software see yFiles [yfi03]; previous versions of yFiles used the LEDA and AGD [M+02c] libraries. LIBRARIES cddlib [Fuk03b] and lrs offer C libraries for exact LP solving. CPLEX, OSL, PCx, and XPress can also be used as C libraries, while SoPlex has a C++ library ver- sion. Other free C libraries for linear and mixed integer programming include GLPK [Mak03] and lpsolve [Ber03]. AGD [M+02c] and GDToolkit[gdt00] both are C++ libraries for graph drawing which are built on top of LEDA. Both are free for academic use. In order to meet certain quality criteria post-processing of mesh data is impor- tant. QSlim by Garland [Gar99a] is a C++ library for the automatic simplification of polygonal surfaces with the goal to reduce the number of polygons. MODULES FOR GENERAL PURPOSE SYSTEMS The linear optimization package PCx comes with an interface to Matlab [mat03b]. ADDITIONAL WEB PAGES For more information about linear programming there is an FAQ [Fou03] main- tained by Fourer. Recently, IBM started to foster various open source software pro jects; seethe COIN Web page [coi] for optimization related software packages. One of the topics related to computational geometry that we have not discussed in this survey is computer graphics. We refer the reader to O’Rourke’s FAQ for the Usenet newsgroup comp.graphics.algorithms [O’R03]. The Prisme pro ject [B+01] studies a variety of applications of computational geometry methods. Galaad [M+02b] is a related pro ject with a focus on curves and surfaces. See also EXACUS [M+02a]. 64.2 FEATURES OF SELECTED SOFTWARE SYSTEMS All the software packages listed here have been mentioned previously. In many cases, however, we list features not accounted for so far. AGD [M+02c]: C++ library for graph drawing based on LEDA. AGD offers many dif- ferent layout algorithms, including planarization based methods, planar straight- line methods, hierarchical layouts, and various specialized applications. Graph layout visualization possible via Graphlet [B+99], LEDA/GraphWin, and other systems. Free for academic use. Also available for Windows 95/98/NT. Boost Graph Library [SLL02]: C++ library for graphs and graph algorithms. The library is generic in the sense that the implementations of the algorithms do not rely on specific implementation details of the data structures. It is developed © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1425
1426 M. Joswig in the spirit of the Standard Template Library (STL) as described in the ANSI C++ Standard. Similar software design concepts are used in CGAL and polymake. cdd [Fuk03a, Fuk03b]: convex hull code which is based on the double description method which is dual to Fourier-Motzkin elimination. It also implements a dual simplex algorithm and the criss-cross method for linear optimization. cdd comes as a stand-alone program; its C library version is called cddlib. The user can choose between exact rational arithmetic (based on the GMP) or floating point arithmetic. Cinderella [RGK]: commercial dynamic geometry software written in Java.It supports standard constructions with point, lines, and quadrics. Cinderella is based on a sound mathematical model by computing in the complex pro jective plane. Special features include loci of moving points which are constrained by a geometric construction and a randomized theorem prover. Runs on platforms supporting Java. Constructions can be integrated into Web pages as applets. Cocone [DGG+02] is a set of programs related to the reconstruction of sur- faces from point clouds in R 3 via discrete approximation to the medial axis transform: Tight Cocone produces “water-tight” surfaces from arbitrary input, while Cocone/SuperCocone is responsible for detecting the surface’s boundary. Geomview output. Based on CGAL and LEDA. Not available for commercial use. Computational Geometry in C [O’R98, O’R00]: collection of C and Java pro- grams including 2- and 3-dimensional convex hull codes, Delaunay triangulations, and segment intersection. CUBIT [cub03] is a commercial meshing tool for surfaces and 3-dimensional ob- jects to be used in finite element analysis. Mesh generation algorithms include quadrilateral and triangular paving, 2- and 3-dimensional mapping, hex sweep- ing and multi-sweeping, and others. There is also a Windows version. Free for noncommercial research. Geomview [Geo02] is a tool for interactive visualization. It can display objects in hyperbolic and spherical space as well as Euclidean space. Geomview comes with several external modules for specific visualization purposes. The user can write additional external modules in C. Geomview can be used as a visualization back end, e.g., for Maple [map03] and Mathematica [mat03a]. The extension package Maniview can visualize 3-manifolds. GraphViz [gra02]: package with various graph layout tools. This includes hier- archical layouts and spring embedders. The system comes with a customizable graphical interface. Also runs on Windows. GMP [gmp03]: The GNU Multiprecision Library is the standard implementa- tion for long integer, exact rational, and arbitrary precision floating-point arith- metic. Four different algorithms for the multiplication of integers are imple- mented including the asymptotically optimal method due to Scḧonhage and Strassen [SS71, Sch82]. Highly optimized back-ends for many common micro- processors written in assembler. hull [Clab] computes the convex hull of a point set in general position. The program can also compute Delaunay triangulations, alpha shapes, and volumes of Voronoi regions. The program uses exact machine floating-point arithmetic, and it signals overflow. Geomview output. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1426
Chapter 64: Software 1427 JavaView [PKP+02]: visualization package for Euclidean, spherical, and hyper- bolic space which — as the name suggests — is written in Java. Wide func- tionality with a focus on applications in differential geometry. There is also an applet version jv lite which allows for interactive visualization embedded in HTML pages. JavaViewLib is an add-on package for interfacing with Maple. Likewise, access to Mathematica is supported via J/Link. Runs on platforms supporting Java. lrs [Avi01]: convex hull code based on the reverse search algorithm due to Avis and Fukuda [AF92]. Exact rational arithmetic, e.g . via the GMP. In addition to convex hull computations, lrs can do linear optimization (via a primal Simplex algorithm), volume computation, and Voronoi diagrams. Also comes as a C library. nauty [McK03] can compute a permutation group representation of the automor- phism group of a given finite graph. As one interesting application this gives rise to an effective method for deciding whether two graphs are isomorphic or not. Such a checkfor isomorphism can be performed directly. PolyLib [Loe02] — a library of polyhedral functions. Allows for basic geometric operations on parametrized polyhedra. As a key feature PolyLib can compute Ehrhart polynomials, which permits counting the number of integer points in a given polytope. polymake [GJ03] is a system for examining the geometrical and combinatorial properties of polytopes. It offers convex hull computation, standard construc- tions, and visualization. Some of the functionality relies — via interfaces — on external programs including cdd, Geomview, Graphlet, JavaView,andlrs. STL compatible C++ library; computations in exact rational arithmetic based on GMP. Separate module TOPAZ for simplicial complexes. Its functionality so far includes simplicial homology computation and intersection forms of 4-manifolds. Power Crust [ACK02] performs surface reconstruction via a discrete approxima- tion of the medial axis transform. The key concept for the algorithm are pow e r diagrams, which are certain weighted Voronoi diagrams. Power Crust uses hull for Voronoi diagrams, and it offers Geomview output. qhull [BDH01b] computes convex hulls, Delaunay triangulations, Voronoi diagrams, furthest-site Delaunay triangulations, and furthest-site Voronoi diagrams. The algorithm implemented is Quickhull [BDH96]. qhull uses floating-point arith- metic only, but the authors incorporated several heuristics to improve the quality of the output. This is discussed in detail on a special Web page [BDH01a] in qhull’s documentation; it is an important source for everyone interested in us- ing or implementing computational geometry software based on floating-point arithmetic. SoPlex [W+02] — The sequential object-oriented simplex (C++) class library. Also available as stand-alone. SoPlex implements the revised Simplex linear optimization algorithm in primal and dual form. TOPCOM [Ram03]: package for examining point configurations via oriented ma- troids. The main purpose is to investigate the set of all triangulations of a given point configuration. Symmetric point configurations can be treated more effi- ciently if the user provides information about automorphisms. TOPCOM can check whether a given triangulation is regular. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1427
1428 M. Joswig Triangle [She96] produces 2-dimensional meshes. It generates exact Delaunay triangulations, constrained Delaunay triangulations, and quality conforming De- launay triangulations. The latter can be generated while avoiding small angles, and are thus suitable for finite element analysis. There is an add-on Show Me for the visualization of triangulations. vinci [BEF03] can be seen as an experimental frameworkfor comparing volume computation algorithms. Exact and floating-point arithmetic. Implemented are Cohen & Hickey-triangulations [CH79], Delaunay triangulations (via cdd or qhull), and others. XYZGeoBench [Sch99] is an interactive program for the Apple Macintosh (OS version ≥ 6.0 .5). Many basic algorithms for planar (and a few higher-dimensional) problems are implemented and can be animated. REFERENCES [AB+03] D. Auber, M. Bertrand, et al. Tulip, Version 1.2.4 . http://www.tulip-software.org,2003. [ABS97] D. Avis, D. Bremner, and R. Seidel. How go od are convex hull algorithms? Comput. Geom., 7(5–6):265–301, 1997. [ACK02] N. Amenta, S. Choi, and R.K . Kolluri. Power Crust, Unions of Balls, and the Medial Axis Transform, Version 1.2. http://www.cs .utexas.edu/users/amenta/ powercrust, 2002. [AF92] D. Avis and K. Fukuda. A pivoting algorithm for convex hulls and vert ex enumeration of arrangements and polyhedra. Discrete Comput. Geom., 8:295–313, 1992. ACM Symp os. Comput. Geom. (North Conway, NH, 1991). [Ame97] N. Amenta. Directory of Computational Geometry Software. http://www.geom.umn.edu/software/cglist/welcome.html,1997. [Arv91] J. Arvo, editor. Graphics Gems II. Academic Press, Boston, 1991. [Avi01]D.Avis.lrs,lrslib,Version4.1. http://cgm.cs .mcgill.ca/~avis/C/lrs.html, 2001. [B+99] F.J . Brandenburg et al. Graphlet, Version 5.0.1. http://www.infosun.fmi.uni-passau.de/Graphlet,1999. [B+01]J. - D.Boissonnatetal.Prisme. http://www-sop.inria.fr/prisme,2001. [BDH96] C.B. Barb er, D.P. Dobkin, and H.T . Huhdanpaa. The quickhull algorithm for convex hull s. ACM Trans. Math. Software, 22:469–483, 1996. [BDH01a] C.B. Barb er, D.P. Dobkin, and H.T . Huhdanpaa. Imprecision in qhull. http://www.thesa.com/software/qhull/html/qh-impre.htm, 2001. [BDH01b] C.B. Barb er, D.P. Dobkin, and H.T . Huhdanpaa. qhull, Version 3.1 . http://www.thesa.com/software/qhull, 2001. [BEF03] B. B ̈ueler, A. Enge, and K. Fukuda. vinci, Version 1.0.5 . http://www.lix.polytechnique.fr/Labo/Andreas.Enge/Vinci.html,2003. [Ber03] M. Berkelaar. lpsolve, Version 4.0 . ftp://ftp.ics.ele.tue.nl/pub/lp solve,2003. [BFM98] D. Bremner, K. Fukuda, and A. Marzetta. Primal-dual methods for vertex and facet enumeration. Discrete Comput. Geom., 20:333–357, 1998. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1428
Chapter 64: Software 1429 [Bok99] J. Bokowski. omawin, Version 1.0.0. http://www.mathematik.tu-darmstadt.de/ ~bokowski/omawin.html,1999. [Bol00] D. Boll. Optimal packing of circles and spheres. http://www.frii.com/~davejen/ packing.html,2000. [BW03] P. Bhaniramka and R. Wenger. Isotable, Version 2.0 . http://www.cis.ohio-state.edu/research/graphics/isotable,2003. [C+ 03] J. Cannon et al. Magma, Version 2.10. http://magma.maths.usyd.edu.au/magma, 2003. [CEM+96] K.L . Clarkson, D. Eppstein, G.L . Miller, C. Sturtivant, and S. - H. Teng. Approximating center points with iterative radon points. Internat. J. Comput. Geom. Appl., 6:357–377, 1996. [CH79] J. Cohen and T. Hickey. Two algorithms for determining volumes of convex polyhedra. J. Assoc. Comput. Mach., 26:401–414, 1979. [CL03] T. Christof and A. L ̈obel. Porta, Version 1.4.0. http://www.zib.de/Optimization/ Software/Porta,2003. [Claa] K.L . Clarkson. Center Point. http://cm.bell-labs.com/who/clarkson/ center.html. [Clab] K.L . Clarkson. Hull, Version 1.0. http://netlib.bell-labs.com/netlib/voronoi/ hull.html. [Cla95] K.L . Clarkson. opt. http://cm.bell-labs.com/who/clarkson/lp2.html, 1995. [Cla96] K.L . Clarkson. 2dch. http://cm.bell-labs.com/who/clarkson/2dch.c, 1996. [CLW99] P. Clauss, V. Loechner, and D. Wilde. The Ehrhart p olynomials and parametric vertices program, Version 4.10. http://icps.u -strasbg.fr/Ehrhart/program/ program.html,1999. [CMS93] K.L . Clarkson, K. Mehlhorn, and R. Seidel. Four results on randomized incremental constructions. Comput. Geom., 3:185–212, 1993. [CMW+98] J. Czyzyk, S. Mehrotra, M. Wagner, and S. Wright. PCx, Version 1.1. http://www-fp.mcs.anl.gov/otc/Tools/PCx,1998. [coi] COmputational INfrastructure for Operations Research. International Business Machines, http://www.ibm.com/developerworks/oss/coin. [cpl02]CPLEX,Version8.0.ILOG,Inc., http://www.ilog.com/products/cplex,2002. [CSD02] D. Cohen-Steiner and F. Da. Surface Reconstruction. http://cgal.inria.fr/ Reconstruction,2002. [cub03] CUBIT, Version 8.0.1. Sandia National Laboratories, http://endo.sandia.gov/ cubit,2003. [cyg03]Cygwin,Version1.3.22-1.RedHat, http://www.cygwin.com,2003. [DGG+ 02] T.K . Dey, J. Giesen, S. Goswami, J. Hudson, and W. Zhao. Co cone softwares. http://www.cis.ohio-state.edu/~tamaldey/cocone.html,2002. [DHS+03] J. - G. Dumas, F. Heckenbach, B.D. Saunders, and V. Welker. Simplicial Homology, a (prop osed) GAP share package, Version 1.4.1. http://www.eecis.udel.edu/ ~dumas/Homology,2003. [DL96] J.A . De Loera. Puntos, Version 3. http://www.math.ucdavis.edu/~deloera/ RECENT WORK/puntos2000,1996. [DS99] A. Dolzmann and T. Sturm. REDLOG, Version 2.0. http://www.fmi.uni-passau.de/~redlog,1999. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1429
1430 M. Joswig [Ede87] H. Edelsbrunner. Algorithms in Combinatorial Geometry. Springer-Verlag, Berlin, 1987. [Emi01] I.Z . Emiris. Computational geometry. http://www-sop.inria.fr/galaad/ logiciels/emiris/soft geo.html,2001. [End03]S.Endrass.surf,Version1.0.4. http://surf.sourceforge.net,2003. [Epp03a] D. Eppstein. Polyomino es and other animals. http://www.ics.uci.edu/ ~eppstein/junkyard/polyomino.html,2003. [Epp03b] D. Eppstein. The Geometry Junkyard. http://www.ics.uci.edu/~eppstein/ junkyard, 2003. [Eri99] J. Erickson. Computational Geometry Code. http://compgeom.cs .uiuc.edu/ ~jeffe/compgeom/code.html,1999. [F+02]A.Fabrietal.CGAL,Version2.4. http://www.cgal.org,2002. [FE+96] P. Fu, H. Edelsbrunner, et al. Alpha shap es, Version 4.1. http://www.alphashapes.org/alpha, 1996. [For01]S.J.Fortune.voronoi. http://cm.bell-labs.com/who/sjf,2001. [Fou03] R. Fourer. Linear Programming Frequently Asked Questions. http://www-unix.mcs.anl.gov/otc/Guide/faq/linear-programming-faq.html, 2003. [Fra03] M. Franz. convex—a Maple package for convex geometry, Version 1.0 alpha. http://www-fourier.ujf-grenoble.fr/~franz/convex,2003. [Fuk02] K. Fukuda. RS TOPE, Version 020713. http://www.cs .mcgill.ca/~fukuda/ download/mink,2002. [Fuk03a] K. Fukuda. cdd+, Version 0.77beta. http://www.cs .mcgill.ca/~fukuda/soft/ cdd home/cdd.html,2003. [Fuk03b] K. Fukuda. cddlib, Version 0.93. http://www.cs .mcgill.ca/~fukuda/soft/ cdd home/cdd.html, 2003. [Gar99a] M. Garland. QSlim, Version 2.0 . http://graphics.cs .uiuc.edu/~garland/ software/qslim.html,1999. [G̈ar99b] B. G̈artner. Miniball, Version 1.4 . http://www.inf.ethz.ch/personal/gaertner/ miniball.html,1999. [gdt00] GDToolkit, Version 3.0. Dipartimento di Informatica e Automazione, Universit`adi RomaTre,Rome,Italy, http://www.dia.uniroma3.it/~gdt,2000. [Geo02]Geomview,Version1.8.1.TheGeometryCenter, http://www.geomview.org,2002. [GJ03] E. Gawrilow and M. Joswig. polymake, Version 2.0. http://www.math.tu-berlin.de/polymake,2003. [Gla93] A.S. Glassner, editor. Graphics Gems. Academic Press, Boston, 1993. [gmp03]GNUmultiprecisionlibrary,Version4.1.2. http://www.swox.com/gmp,2003. [gra02] GraphViz, Version 1.8.5. AT&T Lab – Research, http://www.research.att.com/ sw/tools/graphviz,2002. [gts03] GNU Triangulated Surface Library, Version 0.7.1. http://gts.sourceforge.net, 2003. [H+99]A.C .Hearnetal.REDUCE,Version3.7 . http://www.uni-koeln.de/REDUCE,1999. [Haz94] C. Hazlewo od. tess. ftp://ftp.geom.umn .edu/pub/contrib/comp geom, 1994. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1430
Chapter 64: Software 1431 [HDSW03] F. Heckenbach, J.- G. Dumas, B.D. Saunders, and V. Welker. Computing simplicial homology based on efficient Smith Normal Form algorithms. In M. Joswig and N. Takayama, editors, Algebra, Geometry, andSoftware Systems, pages 177–206. Springer-Verlag, Berlin, 2003. [Hec94] P.S . Heckb ert, editor. Graphics gems IV. Academic Press, Boston, 1994. [Hec98]F.Heckenbach.homology,Version3.0. http://www.mi.uni-erlangen.de/~heckenb, 1998. [Hoh96] M. Hohmeyer. linprog. http://www.cs .sunysb.edu/~algorith/implement/ linprog/implement.shtml, 1996. [Hus03] D.H . Huson. Home Page. http://www-ab.informatik.uni-tuebingen.de/people/ huson/old homepage/Welcome.html,2003. [Jos03] M. Joswig. Beneath-and-b eyond revisited. In M. Joswig and N. Takayam a, editor s, Algebra, Geometry, andSoftware Systems, pages 1–21. Springer-Verlag, Berlin, 2003. [KHP+ 95] D. Kirk, P.S . Heckb ert, A.W . Paeth, et al. Graphics gems. ftp://ftp-graphics.stanford.edu/pub/Graphics/GraphicsGems,1995. [Kir92] D. Kirk, editor. Graphics gems III. Academic Press, Boston, 1992. [KP02] V. Kaibel and M.E. Pfetsch. Computing the face lattice of a p olytope from its vertex-facet incidences. Comput. Geometry, 23:281–290, 2002. [Lab03]O.Labs.Spicy,Version0.61b. http://enriques.mathematik.uni-mainz.de/spicy, 2003. [LB93] J. - M. Laborde and F. Bellemain. Cabri Geometry II. http://www.cabri.net/ index-e .html,1993. [led] LEDA, Version 4.3. Algorithmic Solution Software GmbH, http://www.algorithmic-solutions.com/enleda.htm. [LH+]J.A .DeLoera,R.Hemmecke,etal.LattE. http://www.math.ucdavis.edu/~latte. [Lis98]D.Lischinski.cdt. http://www.cs.huji.ac.il/~danix/code/cdt.tar.gz,1998. [Loe02] V. Loechner. PolyLib - A library of polyhedral functions, Version 5.11.1. http://icps.u -strasbg.fr/PolyLib,2002. [L̈ub99] M.E. L ̈ubbecke. Zerone, Version 1.8 .1. http://www.math.nat.tu-bs.de/mo/ research/zerone.html,1999. [Lut02] F.H . Lutz. BISTELLAR, Version 05/02. http://www.math.TU -Berlin.DE/ diskregeom/stellar/bistellar.tar.gz,2002. [M+02a] K. Mehlhorn et al. EXACUS — Efficient and Exact Algorithms for Curves and Surfaces. http://www.mpi-sb.mpg.de/projects/EXACUS,2002. [M+02b]B.Mourrainetal.Galaad. http://www-sop.inria.fr/galaad,2002. [M+02c]P.Mutzeletal.AGD,Version1.2. http://aragorn.ads.tuwien.ac .at/AGD,2002. [Mak03] A. Makhorin. GNU Linear Programming Kit, Version 4.0. http://www.gnu.org/ software/glpk/glpk.html,2003. [map03]Maple,Version9.WaterlooMaple,Inc., http://www.maplesoft.com,2003. [Mar97]A.Marzetta.pd. http://www.cs .unb.ca/~bremner/pd,1997. [Mar98]A.Marzetta.ZRAM. http://www.cs .unb.ca/~bremner/zram,1998. [mat03a]Mathematica,Version5.WolframResearch,Inc., http://www.wolfram.com,2003. [mat03b] Matlab, Version 6.5 . The Mathworks, Inc., http://www.mathworks.com/products/ matlab,2003. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1431
1432 M. Joswig [McK03]B.McKay.nauty,Version2.2(beta5). http://cs.anu .edu.au/~bdm/nauty,2003. [Mit] S.A . Mitchell. Computational Geometry Triangulation Results. http://endo.sandia.gov/~samitch/csstuff/csguide.html. [Mor03] R. Morris. SingSurf, Version 0.78615138. http://www.comp.leeds.ac.uk/pfaf/ lsmp/SingSurf.html,2003. [M̈uc95] E.P. M ̈ucke. Detri, Version 2.6a. http://www.geom.umn.edu/software/cglist/ GeomDir, 1995. [mup03]MuPAD,Version2.5.2.SciFaceSoftwareGmbH&Co.KG, http://www.mupad.de, 2003. [O’R98] J. O’Rourke. Computational Geometry in C, 2nd edition. Cambridge University Press, 1998. [O’R00]J.O’Rourke.ComputationalgeometryinC. http://cs.smith.edu/~orourke/ books/ftp.html,2000. [O’R03] J. O’Rourke. Comp.graphics.algorithms FAQ. http://cs.smith.edu/~orourke/ FAQ.html,2003. [osl01] Optimization Solutions and Library, Version 3. International Business Machines, http://www.ibm.com/software/data/bi/osl,2001. [Owe03] S. Owen. Meshing Research Corner. http://www.andrew.cmu .edu/user/sowen/ mesh.html,2003. [PKP+02] K. Polthier, S. Khadem, E. Preuss, and U. Reitebuch. JavaView, Version 2.21. http://www.javaview.de, 2002. [PR03] J. Pfeifle and J. Rambau. Computing triangulations using oriented m atroids. In M. Joswig and N. Takayama, editors, Algebra, Geometry, andSoftware Systems, pages 49–75 . Springer-Verlag, Berlin, 2003. [Ram03]J.Rambau.TOPCOM,Version0.13.0 . http://www.zib.de/rambau/TOPCOM,2003. [RGK] J. Richter-Gebert and U.H . Kortenkamp. Cinderella, Version 1.2. http://www.cinderella.de. [Sch] R. Schneiders. Software: list of public domain and commercial mesh generators. http://www-users .informatik.rwth-aachen.de/~roberts/software.html. [Sch82] A. Scḧonhage. Asymptotically fast algorithms for the numerical multiplicationand division of polynomials with complex coefficients. In Computer Algebra, Marseille, pages 3–15. Springer-Verlag, Berlin, 1982. [Sch99]P.Schorn.XYZGeobench,Version5.0.5 . http://www.jn.inf.ethz.ch/geobench, 1999. [She96] J.R. Shewchuk. Triangle, Version 1.3 . http://www.cs .cmu .edu/~quake/ triangle.html,1996. [Ski01] S.S. Skiena. The Stony Brook Algorithm Rep ository. http://www.cs .sunysb.edu/ ~algorith/index.html,2001. [SLL02] J. Siek, L.- Q . Lee, and A. Lumsdaine. The Boost Graph Library (BGL),Version 1.28.0. http://www.boost.org/libs/graph/doc/index.html,2002. [SS71] A. Scḧonhage and V. Strassen. Schnelle Multiplikation grosser Zahlen. Computing (Arch. Elektron. Rechnen), 7:281–292, 1971. [Ste02]K.Stephenson.CirclePack,Version6.0 . http://www.math.utk.edu/~kens,2002. [stu02] Studio, Version 4.1. Raindrop Geomagic, Inc., http://www.geomagic.com/ products/studio,2002. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1432
Chapter 64: Software 1433 [Vav00] S.A . Vavasis. QMG, Version 2.0, patch 2. http://www.cs.cornell.edu/Info/ People/vavasis/qmg-home.html,2000. [W+98] S.K . Wismath et al. VisPak, Version 2.0. http://www.cs.uleth.ca/~wismath/ vis.html,1998. [W+02] R. Wunderling et al. The Sequential ob ject-oriented simplex class library, Version 1.2.1 . http://www.zib.de/Optimization/Software/Soplex/soplex.php,2002. [Wee00]J.Weeks.SnapPea,Version3.0d3. http://www.geometrygames.org/SnapPea,2000. [xpr03]Xpress-MP.DashOptimization, http://www.dashoptimization.com,2003. [YD03] C.K . Yap and Z. Du. Core Library (CORE), Version 1.6. http://cs.nyu.edu/ exact/core,2003. [yfi03] yFiles, Version 2.1. yWorks GmbH, http://www.yworks.de/en/ products yfiles about.htm, 2003. [Zie95] G.M . Ziegler. Lectures on Polytopes. Springer-Verlag, New York, 1995. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1433
1434
65 TWO COMPUTATIONAL GEOMETRY LIBRARIES: LEDA AND CGAL Lutz Kettner and Stefan N̈aher INTRODUCTION In the last decade, two ma jor software libraries that support a wide range of geo- metric computing have appeared: Leda,theLibrary of Efficient Data Types and Algorithms, and Cgal,theComputational Geometry Algorithms Library. We start with an introduction of common aspects of both libraries and major differ- ences. We continue with two sections that describe each library in detail. Both libraries are written in C++. Leda is based on the object-oriented par- adigm and Cgal is based on the generic programming paradigm. They provide a collection of flexible, efficient, and correct software components for computational geometry. Users should be able to easily include existing functionality into their programs. Additionally, both libraries have been designed to serve as platforms for the implementation of new algorithms. Of course, correctness is of crucial importance for a library, even more so in the case of geometric algorithms where correctness is harder to achieve than in other areas of software construction. Two well-known reasons are the exact arithmetic assumption and the nondegeneracy assumption that are often used in computational geometry algorithms. However, both assumptions usually do not hold: floating point arithmetic is not exact and inputs are frequently degenerate. See Chapter 41 for details. EXACT ARITHMETIC There are basically two scientific approaches to the exact arithmetic problem. One can either design new algorithms that can cope with inexact arithmetic or one can use exact arithmetic. Instead of requiring the arithmetic itself to be exact, one can guarantee correct computations if the so-called geometric primitives are exact. So, for instance, the predicate for testing whether three points are collinear must always give the right answer. This allows an efficient implementation of these exact primitives by using floating-point filters or lazy evaluation techniques. This approach is known as exact geometric computing paradigm and both libraries, Leda and Cgal, advocate this approach. However, they also offer straight floating point implementations. DEGENERACY HANDLING An elegant (theoretical) approach to the degeneracy problem is symbolic pertur- ba t io n . However, this method of forcing input data into general position can cause © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1435
1436 L. Kettner and S. N̈aher some serious problems in practice. In many cases, it increases the complexity of (intermediate) results considerably; and furthermore, the final limit process turns out to be difficult in particular in the presence of combinatorial structures. For this reason, both libraries follow a different approach. They cope with degeneracies di- rectly by treating the degenerate case as the “normal” case. This approach proved to be effective for many geometric problems. However, symbolic perturbation is used in some places. For example, in Cgal the 3D Delaunay triangulation uses it to realize consistent point insert and removal functions in the degenerate case of more than four points on a sphere [DT03]. LIBRARY STRUCTURE Cgal and Leda both support a style of coding which we call geometric program- ming. This is a type of higher level programming that deals with geometric objects and their corresponding primitives rather than working directly on coordinates or numerical representations. In this way the machinery for solving the exact arith- metic problem can be encapsulated in the implementation of the basic geometric operations. COMMON ROOTS AND DIFFERENCES Leda is a general-purpose library of algorithms and data structures, whereas Cgal is focused on geometry. They have a different look and feel and different design principles, but they are compatible with each other and can be used together. A Leda user can benefit from more geometry algorithms in Cgal, and a Cgal user can benefit from the exact number types and graph algorithms in Leda, as will be detailed in the individual sections on Leda and Cgal. There are also joint developments that work with both libraries, e.g., GeoWin for visualization and demos [BN02]. Cgal started six years after Leda. Cgal learned from the successful decisions and know-how in Leda (also supported by the fact that Leda’s founding institute is also a partner in developing Cgal). So Cgal followed Leda in priority on correctness, geometric programming style, and layout principles for the reference manuals. The later start allowed Cgal to rely on a better C++ language support, e.g ., with templates and traits classes, which led the developers to adopt successfully the new generic programming paradigm and shift the design focus more toward flexibility. A successful spin-off company1 has been created around Leda. After an initial free licensing for academic institutions, all Leda licenses are now fee-based. A new spin-off company2 has been created around Cgal. Cgal also started with a free academic license, but has in contrast now moved with the Cgal release 3.0 to a dual license model with a free open-source license and a commercial license for companies that do not want their developments to become open source. 1 AlgorithmicSolutionsSoftwareGmbH<www.algorithmic-solutions.com>. 2 GeometryFactorySarl<www.geometryfactory.com>. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1436
Chapter 65: Two computational geometry libraries 1437 GLOSSARY Exact arithmetic: Foundation layer of the exact computation paradigm in com- putational geometry software that builds correct software layer by layer.Exact arithmetic can be as simple as a built-in integer type as long as its precision is not exceeded or can involve more complex number types, such as, leda::real from Leda [BFMS00] or Expr from Core [KLPY99]. Floating point filter: Technique to speed up exact computations for common easy cases; a fast floating-point interval arithmetic is used unless the error inter- vals overlap, in which case the computation is repeated with exact arithmetic. Coordinate representation: Cartesian and homogeneous coordinates are sup- ported by both libraries. Homogeneous coordinates are used to optimize exact rational arithmetic with a common denominator, and not for pro jective geome- try. Geometric object: Atomic part of a geometric kernel. Examples are points, segments, lines, and circles in the 2D case, and planes, tetrahedra, and spheres in the 3D case. The corresponding data types have value semantics; variants with and without reference-counted representations exist. Predicate: Geometric primitive returning a value from a finite domain that ex- presses a geometric property of the arguments (geometric objects), for example, CGAL::do intersect(p,q) returning a Boolean or leda::orientation(p,q ,r) returning the sign of the area of the triangle (p, q, r). A filtered predicate uses a floating-point filter to speed up computations. Construction: Geometric primitive constructing a new object, such as the point of intersection of two straight lines. Geometric kernel: The collection of geometric objects together with the related predicates and constructions. A filtered kernel uses filtered predicates. Program checkers: Technique for writing programs that check their work. A checker for a program computing a function f takes an instance x and an output y. It returns true if y = f (x) and false, otherwise. 65.1 LEDA Leda aims at being a comprehensive software platform for the entire area of com- binatorial and geometric computing. It provides a sizable collection of data types and algorithms. This collection includes most of the data types and algorithms described in the textbooks of the area ([AHU74, Meh84, Tar83, CLR90, O’R98, Woo93, Sed91, Kin90, van88, NH93]). Leda supports a broad range of applica- tions. It has already been used in such diverse areas as code optimization, VLSI design, graph drawing, graphics, robot motion planning, traffic scheduling, geo- graphic information systems, machine learning, and computational biology. The Leda pro ject was started in the fall of 1988 by Kurt Mehlhorn and Ste- fan N̈aher. The first six months was devoted to the specification of different data types and on selecting the implementation language. At that time the item concept © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1437
1438 L. Kettner and S. N̈aher arose as an abstraction of the notion “pointer into a data structure.” Itemsprovide direct and efficient access to data and are similar to iterators in the standard tem- plate library. The item concept worked successfully for all test cases and is now used for most data types in Leda. Concurrently with searching for the correct specifications, several languages were investigated for their suitability as an imple- mentation platform. Among the candidates were Smalltalk, Modula, Ada, Eiffel, and C++. The language had to support abstract data types and type parameters (genericity) and should be widely available. Based on the experiences with different example programs, C++ was selected because of its flexibility, expressive power, and availability. We next discuss some of the general aspects of the Leda system. EASE OF USE The Leda library is easy to use. In fact, only a small fraction of the users are algorithms experts and many users are not even computer scientists. For these users the broad scope of the library, its ease of use, and the correctness and effi- ciency of the algorithms in the library are crucial. The Leda manual [MNSU] gives precise and readable specifications for the data types and algorithms mentioned above. The specifications are short (typically not more than a page), general (so as to allow several implementations) and abstract (so as to hide all detailsofthe implementation). EXTENSIBILITY Combinatorial and geometric computing is a diverse area and hence it is impossible for a library to provide ready-made solutions for all application problems. For this reason it is important that Leda is easily extensible and can be used as a platform for further software development. In many cases Leda programs are very close to the typical textbook presentation of the underlying algorithms. The goal is the equation: Algorithm + LEDA = Program. Leda extension packages (LEPs) extend Leda into particular application do- mains and areas of algorithmics not covered by the core system. Leda extension packages satisfy requirements, which guarantee compatibility with the Leda philos- ophy. LEPs have a Leda-style documentation, they are implemented as platform independent as possible, and the installation process permits a close integration into the Leda core library. Currently, the following LEPs are available: PQ-trees, dynamic graph algorithms, a homogeneous d-dimensional geometry kernel, and a library for graph drawing. CORRECTNESS Geometric algorithms are frequently formulated under two unrealistic assumptions: computers are assumed to use exact real arithmetic (in the sense of mathematics) and inputs are assumed to be in general position. The naive use of floating point arithmetic as an approximation to exact real arithmetic very rarely leads to cor- rect implementations. In a sequence of papers [BMS94b, See94, MN94b, BMS94a, FGK+00], these degeneracy and precision issues were investigated and Leda was © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1438
Chapter 65: Two computational geometry libraries 1439 extended based on this theoretical work. It now provides exact geometric kernels for 2D and higher-dimensional computational geometry [MMN+98], and also cor- rect implementations for basic geometric tasks, e.g ., 2D convex hulls, Delaunay diagrams, Voronoi diagrams, point location, line segment intersection, and higher- dimensional convex hulls and Delaunay triangulations. Programming is a notoriously error-prone task; this is even true when pro- gramming is interpreted in a narrow sense: translating a (correct) algorithm into a program. The standard way to guard against coding errors is program testing. The program is exercised on inputs for which the output is known by other means, typically as the output of an alternative program for the same task. Programtest- ing has severe limitations. It is usually only performed during the testing phase of a program. Also, it is difficult to determine the “correct” suite of test inputs. Even if appropriate test inputs are known it is usually difficult to determine the correct outputs for these inputs: alternative programs may have different input and output conventions or may be too inefficient to solve the test cases. Given that program verification—i .e., formal proof of correctness of an im- plementation—will not be available on a practical scale for some years to come, p rog ra m c hecking has been proposed as an extension to testing [BK89, BLR90]. The cited papers explored program checking in the area of algebraic, numerical, and combinatorial computing. In [MNS+99, MM95, HMN96] program checkers are presented for planarity testing and a variety of geometric tasks. Leda uses program checkers for many of its implementations. AVAILABILITY AND USAGE Leda is realized in C++ and can be used on many different platforms with many different compilers. Leda is now used at more than 1500 academic sites. A com- mercial version of Leda is marketed by Algorithmic Solutions Software GmbH. 65.1.1 THE STRUCTURE OF LEDA Leda uses templates for the implementation of parameterized data types and for generic algorithms. However, it is not a pure template library and therefore is based on a number of object code libraries of precompiled code. Programs using Leda data types or algorithms have to include the appropriate Leda header files into their source code and must link to one or more of these libraries. The four object code libraries are built on top of one another. Here, we only give a brief overview. The Leda user manual ([MNSU] or the Leda book ([MN00]) includes detailed descriptions. • The Basic Library (libL). Contains system-dependent code, basic data structures, numbers and types for linear algebra, dictionaries, priority queues, partitions, and many more basic data structures and algorithms. • The Graph Library (libG) Contains different types of graphs and a large collection of graph and network algorithms • The 2D Geometry Library (libP). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1439
1440 L. Kettner and S. N̈aher Contains the 2D geometric kernels (Section 65.1 .2) advanced geometric data structures, and a large number of algorithms for 2D geometric problems (Sec- tion 65.1.4). • The 3D Geometry Library (libD3). Contains the 3D kernels and some algorithms for 3D problems. • The Window Library(libW). Supports graphical output and user interaction for both the X11 platform (Unix) and Microsoft Windows systems. It also contains animation support, a powerful graph editor (GraphWin), and GeoWin, a interactive tool for the visualization of geometric algorithms. See Section 65.1.5 for details. 65.1.2 GEOMETRY KERNELS Leda offers kernels for 2D and 3D geometry, a kernel of arbitrary dimension is available as an extension package. In either case there exists a version of the kernel based on floating point Cartesian coordinates (called float-kernel) as well as a kernel based on rational homogeneous coordinates (called rat-kernel). All kernels provide a complete collection of geometric objects (points, segments, rays, lines, circles, simplices, polygons, planes, etc.) together with a large set of geometric primi- tives and predicates (orientation of points, side-of-circle tests, side-of-hyperplane, intersection tests and computation, etc.). For a detailed discussion and the precise specification, see Chapter 9 of the Leda book ([MN00]). Note that only for the rational kernel, which is based on exact arithmetic and floating-point filters, all operations and primitives are guaranteed to compute the correct result. 65.1.3 DATA STRUCTURES In addition to the basic kernel data structures Leda provides many advanced data types for computational geometry. Examples include: • A general polygon type (gen polygon or rat gen polygon) with a complete set of Boolean operations. Its implementation is based on an efficient and robust plane sweep algorithms for the construction of the arrangement of a set of straight line segments (see [MN94a] and [MN00, Ch. 10.7]). • Two- and higher-dimensional geometric tree structures, such as range, seg- ment, interval and priority search trees. • Partially and fully persistent search trees. • Different kinds of geometric graphs (triangulations, Voronoi diagrams, and arrangements). • A dynamic point set data type supporting update, search, closest point, and different types of range query operations on one single representation based on a dynamic Delaunay triangulation (see [MN00, Ch. 10.6]). © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1440
Chapter 65: Two computational geometry libraries 1441 65.1.4 ALGORITHMS The Leda pro ject never had the goal of providing a complete collection of the algo- rithms from computational geometry (nor for other areas of algorithms). Rather, it was designed and implemented to establish a platform for combinatorial and geo- metric computing enabling programmers to implement these algorithms themselves more easily and customized to their particular needs. But of course the library al- ready contains a considerable number of basic geometric algorithms. Here we give a brief overview and refer the reader to the user manual for precise specifications and to Chapter 10 of the Leda-book ([MN00]) for detailed descriptions and analyses of the corresponding implementations. The current version of Leda offers different implementation of algorithms for the following 2D geometric problems: • convex hull algorithms (also 3D) • halfplane intersection • (constraint) triangulations • closest and farthest Delaunay and Voronoi diagrams • Euclidean minimum spanning trees • closest pairs • Boolean operations on generalized polygons • segment intersection and construction of line arrangements • Minkowski sums and differences • nearest neighbors and closest points • minimum enclosing circles and annuli • curve reconstruction 65.1.5 VISUALIZATION (GeoWin) In computational geometry, visualization and animation of programs are important for the understanding, presentation, and debugging of algorithms. Furthermore, the animation of geometric algorithms is cited as among the strategic research directions in this area. GeoWin [BN02] is a generic tool for the interactive visualization of geometric algorithms. GeoWin is implemented as a C++ data type. Its design and implementation was influenced by Leda’s graph editor GraphWin ([MN00, Ch. 12]). Both data types support a number of programming styles which have shown to be very useful for the visualization and animation of algorithms. The animations use smooth transitions to show the result of geometric algorithms on dynamic user-manipulated input objects, e.g ., the Voronoi diagram of a setof moving points or the result of a sweep algorithm that is controlled by dragging thesweeplinewiththemouse(seeFigure65.1.1). A GeoWin maintains one or more geometric scenes. A geometric scene is a collection of geometric objects of the same type. A collection is simply either a standard C++ list (STL-list) or a Leda-list of objects. GeoWin requires that the objects provide a certain functionality, such as stream input and output, basic geo- metric transformations, drawing and input in a Leda window. A precise definition © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1441
1442 L. Kettner and S. N̈aher FIGURE 65.1.1 GeoWin animating Fortune’s sweep algorithm. of the required operations can be found in the manual pages [MNSU]. GeoWin can be used for any collection of basic geometric objects (geometry kernel) fulfill- ing these requirements. Currently, it is used to visualize geometric objects and algorithms from both the Cgal and Leda libraries. The visualization of a scene is controlled by a number of attributes, such as color, line width, line style, etc. A scene can be subject to user interaction and it may be defined from other scenes by means of an algorithm (a C++ function). In the latter case the scene (also called re s ult s ce n e ) may be recomputed whenever one of the scenes on which it depends is modified. There are three main modes for recomputation: user-driven, continuous, and event-driven. GeoWin has both an interactive and a programming interface. The interac- tive interface supports the interactive manipulation of input scenes, the change of geometric attributes, and the selection of scenes for visualization. 65.1.6 PROGRAM EXAMPLES We now give two programming examples showing how Leda can be used to imple- ment basic geometric algorithms in an elegant and readable way. The first example is the computation of the upper convex hull of a point set in the plane. It uses points and the orientation predicate and lists from the basic library. The second example shows how th e Leda graph data type is used to represent triangulations in the © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1442
Chapter 65: Two computational geometry libraries 1443 implementation of a function that turns an arbitrary triangulation into a Delaunay triangulation by edge flipping. It uses points, lists, graphs, and the side-of-circle predicate. UPPER CONVEX HULL In our first example we show how to use Leda for computing the upper convex hull of a given set of points. We assume that we are in LEDA’s namespace, otherwise all LEDA names would have to be used with the prefix leda::. Function UPPER HULL takes a list L of rational points (type rat point) as input and returns the list of points of the upper convex hull of L in clockwise ordering from left to right. The algorithm is a variant of Graham’s Scan [Gra72]. First we sort L according to the lexicographic ordering of the Cartesian coor- dinates and remove multiple points. If the list contains not more than two points after this step we stop. Before starting the actual Graham Scan we first skip all initial points lying on or below the line connecting the two extreme points. Then we scan the remaining points from left to right and maintain the upper hull of all points seen so far in a list called hull. Note however that the last point of the hull is not stored in this list but in a separate variable p. This makes it easier to access the last two hull points as required by the algorithm. Note also that we use the rightmost point as a sentinel avoiding the special case that hull becomes empty. list<rat_point> UPPER HULL(list<rat_point> L) { L.sort(); L.unique(); if (L.length() <= 2) return L; rat_point p_min = L.front(); // leftmost point rat_point p_max = L.back(); // rightmost point list<rat_point> hull; // result list hull.append(p_max); // use rightmost point as sentinel hull.append(p_min); // first hull point // goto first point p above (p min,p max) while (! L.empty() && ! left_turn(p_min, p_max, L.front())) L.pop(); if (L.empty()) { // upper hul l consists of only 2 points hull.reverse(); return hull; } rat_point p = L.pop(); // second(potential) hul l point rat_point q; forall(q,L) { while (! right_turn(hull.back(), p, q)) p = hull.pop_back(); hull.append(p); p=q; } hull.append(p); // add last hull point hull.pop(); // remove sentinel return hull; } © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1443
1444 L. Kettner and S. N̈aher DELAUNAY FLIPPING Leda represents triangulations by bidirected plane graphs (from the graph library) whose nodes are labeled with points and whose edges may carry additional infor- mation, e.g ., integer flags indicating the type of edge (hull edge, triangulation edge, etc.). All edges incident to a node v are ordered in counterclockwise ordering and every edge has a reversal edge. In this way the faces of the graph represent the triangles of the triangulation. The graph type offers methods for iteratingoverthe nodes, edges, and adjacency lists of the graph. In the case of plane graphs there are also operations for retrieving the reverse edge and for iterating over the edges of a face. Furthermore, edges can be moved to new nodes. This graph operationis used in the following program to implement edge flips. Function DELAUNAY FLIPPING takes as input an arbitrary triangulation and turns into a Delaunay triangulation by the well-known flipping algorithm. This algorithm performs a sequence of local transformations as shown in Figure 65.1.2 to establish the Delaunay property: for every triangle the circumscribing circle does not contain any vertex of the triangulation in its interior. The test whether an edge has to be flipped or not can be realized by a so-called side of circle test. This test takes four points a, b, c, d and decides on which side of the oriented circle through the first three points a,b,andc the last point d lies. The result is positive or negative if d lies on the left or on the right side of the circle, respectively, and the result is zero if all four points lie on one common circle. The algorithm uses a list of candidates which might have to be flipped (initially all edges). After a flip the four edges of the corresponding quadrilateral are pushed onto this candidate list. Note that G[v] returns the position of node v in the triangulation graph G. A detailed description of the algorithm and its implementation can be foundinthe Leda book ([MN00]). FIGURE 65.1 .2 Flipping to establish the Delaunay property. flip(a,c) b c a d d b c a © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1444
Chapter 65: Two computational geometry libraries 1445 void DELAUNAY FLIPPING(GRAPH<rat_point, int>& G) { list<edge> S = G.all_edges(); while (! S.empty()) { edge e = S.pop(); edge r = G.rev _edge(e); edge e1 = G.face_cycle_succ(r); // e1,e2,e3,e4: edges of quadrilateral edge e2 = G.face_cycle_succ(e1); // with diagonal e edge e3 = G.face_cycle_succ(e); edge e4 = G.face_cycle_succ(e3); rat_point a = G[G.source(e1)]; // a,b,c,d: corners of quadrilateral rat_point b = G[G.target(e1)]; rat_point c = G[G.source(e3)]; rat_point d = G[G.target(e3)]; if (side_of_circle(a,b,c,d) > 0) { S.push(e1); S.push(e2); S.push(e3); S.push(e4); G.move_edge(e,e2,source(e4)); // flip diagonal G.move_edge(r,e4,source(e2)); } } } 65.1.7 PROJECTS ENABLED BY LEDA A large number of academic and industrial pro jects from almost every area of com- binatorial and geometric computing have been enabled by Leda. Examples are graph drawing, algorithm visualization, geographic information systems, location problems, visibility algorithms, DNA sequencing, dynamic graph algorithms, map labeling, covering problems, railway optimization, route planning and many more. Thepage<http://www.mpi-sb.mpg.de/LEDA/friends>listsacademicprojectsin detail,and<http://www.algorithmic-solutions.com/enreferenzen.htm>de- scribes selected industrial pro jects based on Leda. 65.2 CGAL The development of Cgal, the Computational Geometry Algorithms Library, be- gan in 1995 and the first public release 0.9 appeared in June 1997. The presentation here is based on the Cgal release 3.0 from October 2003, available from Cgal’s homepage<www.cgal.org>. Cgal is developed by a consortium consisting of ETH Z̈urich (Switzerland), Freie Universiẗat Berlin (Germany), INRIA Sophia-Antipolis (France), Martin- Luther-Universiẗat Halle-Wittenberg (Germany), Max-Planck Institut f̈ur Infor- matik, Saarbr̈ucken (Germany), RISC Linz (Austria), Tel-Aviv University (Israel), and Utrecht University (The Netherlands). This work was the central task of two successive Esprit iv ltr pro jects named Cgal and Galia. It is the goal of these © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1445
1446 L. Kettner and S. N̈aher pro jects to make the large body of geometric algorithms developed in the field of computational geometry available for industrial application. Cgal’s main design goals are correctness, flexibility, efficiency, and ease of use. Its focus is on a broad foundation in computational geometry. Important related issues, for example visualization, are supported with standard formats and interfaces. The design of Cgal and our decision to use the C++ language are thoroughly covered in [FGK+00]. Generic programming aspects are discussed in [BKSV00]. New developments in the Cgal kernel are presented in [HHK+01], the d-dimensional kernel in [MMN+98]. Older descriptions of design and motivation are in [Ove96, FGK+96, Vel97]. In particular, precision and robustness aspects are discussed in [Sch96], and the influence of different kernels in [Sch99, BBP01]. LIBRARY STRUCTURE Cgal is structured in layers: The core library with nongeometric support functions and types, the geometric kernel for constant-size geometric objects, predicates and constructions, the basic library with data structures and algorithms, and the support library with number types, geometric object generators, file I/O, visualization, and more nongeometric functions and types. Cgal follows the generic programming paradigm in the spirit of the Stl (Standard Template Library) of the C++ Standard. As a consequence, the different parts of Cgal are highly modular and independent of each other. GENERIC PROGRAMMING IDIOMS Concept: Set of requirements for a C++ template parameter. Model for a concept: AtypeinC++ that fulfills all requirements of that concept and can therefore be used as template argument in places where the concept was requested. Function object: Implements a function as a C++ class with an operator().Itis more efficient and type-safe compared to a C function pointer or object-oriented class hierarchies. FLEXIBILITY Cgal has a modular design of layers and packages that is transparent in the doc- umentation, although currently only the whole library can be installed. The algo- rithms and data structure in Cgal are adaptable to already existing user code; see the geometric traits class example on page 1453. The library is extendible,users can add implementations in the same style as Cgal. The library is open and sup- ports important standards, such as the C++ standard with its Standard Template Library Stl, or important other libraries, such as Leda or Gmp, the Gnu Multiple Precision Arithmetic Library [Gra02]. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1446
Chapter 65: Two computational geometry libraries 1447 CORRECTNESS Cgal addresses the robustness problems in geometric computing, as formulated in the introduction, by relying on exact predicate evaluation, e.g ., with exact arith- metic, and explicit degeneracy handling. In addition, we have a well-established software process and communication set up for our distributed developers community. We use CVS for revision man- agement and run an automatic test-suite twice a week on all supported platforms and compilers. An editorial board reviews new submissions and supervises design homogeneity. We also had one-round of peer-reviewing and testing for the basic library packages. EASE OF USE Users with a base knowledge of C++ and the Stl will experience a smooth learning curve with Cgal since many concepts are already known from the Stl, and the powerful flexibility is often hidden behind sensible defaults. A novice reader should not be discouraged by some of the advanced examples illustrating Cgal’s p ower. Cgal has a uniform design, aims for complete and minimal interfaces, yet rich and complete functionality in the area of computational geometry. The extensive manual follows the layout style of the Leda manuals. EFFICIENCY Cgal follows the generic programming paradigm and uses templates in C++ to realize most of its flexibility. Thus, the flexibility is resolved at compile time and does not have any runtime cost. That allows us to realize flexibility at places normally not considered because of runtime costs, e.g ., on the number-type level. Furthermore, the flexibility allows to pick the best of the available choices for a particular application. Tradeoffs between space and time in some data structures, or between different number types of different power and speed can be made at the application level, not in the library. This also encourages experimental research. 65.2.1 GEOMETRIC KERNEL Cgal offers a wide variety of kernels. The geometric objects, predicates, and constructions—classified according to dimension two, three, and arbitrary d—are summarizedinTable65.2.1 .ThekernelsavailableinCgalcanbeclassifiedalong the following orthogonal concepts: Dimension: The dimension of the affine space. The specializations for dimension two and three offer functionality that would not be available in the arbitrary- dimension kernel. Number type: Cgal kernels use one number type uniformly to store coordinates and coefficients, and to compute the expressions in predicates and constructions. Cgal distinguishes four concepts of number types: a ring for exact integer arithmetic, an Euclidean ring that adds integer division and a gcd (greatest © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1447
1448 L. Kettner and S. N̈aher TABLE 65.2 .1 Kernel objects, selected predicates and constructions. DIM GEOMETRIC OBJECTS PREDICATES CONSTRUCTIONS all Point, Vector, Direction, compare lexicographically, intersection, midpoint Line, Ray, Segment, do intersect, orientation transform, squared distance Aff transformation 2 Triangle, Iso rectangle, collinear, left turn, bbox, centroid, circumcenter, Bbox, Circle side of oriented circle squared radius, rational - rotation approximation 3 Plane, Tetrahedron, Triangle, coplanar, left turn, bbox, centroid, circumcenter, Iso cuboid, Bb ox, Sphere side of oriented sphere cross product, squared radius d Hyperplane, Sphere side of oriented sphere center of sphere, lift to paraboloid common divisor) computation, a field with exact division, and a number type that supports the exact sign evaluation for expressions with roots. Exceptions to the one-number-type principle arise in the homogeneous kernel, where a field type (the quotient type CGAL::Quotient<Field type > by default) is associated with the ring type, and in predicates that are specialized on partic- ular number types. The specialized predicates might use a different arithmetic to evaluate an expression exactly although the number type itself would be too limited. The specialized predicates might also use floating point filters. Coordinate representation: The Cartesian representation requires a field as a number type. The homogeneous representation requires a Euclidean ring as a number type. The homogeneous coordinate is used to optimize exact rational arithmetic with a common denominator, and not for pro jective geometry. Cgal implements strictly affine geometry. Reference counting: Reference counting is used to optimize copying and assign- ment of kernel objects. It is recommended for exact number types with larger memory size. The kernel objects have value-semantics and cannot be modified, which simplifies reference counting. However, a copy-on-write strategy is avail- able for modifiable objects elsewhere in Cgal. The nonreference counted kernels are recommended for small and fast number types, such as the built-in double. Let RT be a Euclidean ring ,andFT a field number type. The kernels in Cgal are: CGAL::Cartesian<FT> Cartesian, reference counted, 2D and 3D CGAL::Simple cartesian<FT> Cartesian, nonreference counted, 2D and 3D CGAL::Homogeneous<RT> homogeneous, reference counted, 2D and 3D CGAL::Simple homogeneous<RT> homogeneous, nonreference counted, 2D and 3D CGAL::Cartesian d<FT> Cartesian, reference counted, d-dimensional CGAL::Homogeneous d<RT> homogeneous, reference counted, d-dimensional The geometric objects are local types of a kernel, e.g ., Cartesian<leda::real>:: Point 2 is a 2D point with Cartesian coordinates of type leda::real. The pred- icates and constructions are local function objects of a kernel. However, global functions provide a more conventional way of calling predicates and constructions. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1448
Chapter 65: Two computational geometry libraries 1449 Cgal offers three possibilities to create filtered kernels: (1) CGAL::Lazy - exact nt<NT> is a filtered number type using double interval arithmetic and the exact number type NT given as template argument. It creates an expression DAG, evaluates it with interval arithmetic and, if that fails, switches to the exact number type for evaluation. This allows exact constructions. Some predicates are special- ized to avoid the expression DAG construction. (2) CGAL::Filtered exact<CT,ET> is a number type using the type CT for representation and constructions. Predicates are specialized for this number type to use interval arithmetic as filter and, if that fails, to use the exact number type ET. (3) CGAL::Filtered kernel<K> constructs a new kernel based on the given kernel K. All predicates of the new kernel use the interval arithmetic as filter and, if that fails, call the predicates in the kernel K [BBP01]. A common misconception should be clarified here: A filter in Cgal can only be applied to predicates, not to constructions. If exact constructions are required one needs an exact number type in the kernel. For example, the Delaunay tri- angulation can be computed correctly with a filtered kernel, but the center of a circumcircle cannot. A kernel such as CGAL::Homogeneous<CGAL::Gmpz> would allow the exact construction. It should be mentioned that an approach as in the Look kernel [FM02] does extend filtering to constructions, but is not available in Cgal to date. DEFAULT CHOICES FOR THE GEOMETRIC KERNEL To ease the choice of a kernel and a suitable number type for beginners, Cgal offers three default kernels for dimension two and three that cover the most common cases of tradeoffs between speed and exactness requirements. These default choices allow initial exact constructions from double values and guarantee exact predicates. They vary in their capability of exact constructions and use of exact squareroot expressions in predicates. The names speak for themselves. • CGAL::Exact predicates inexact constructions kernel • CGAL::Exact predicates exact constructions kernel • CGAL::Exact predicates exact constructions kernel with sqrt EXAMPLE: ORIENTATION OF TRIPLE The following example creates three points in the plane and computes their orien- tation. We use the CGAL::MP Float number type that can represent floating-point values of arbitrary precision with the homogeneous kernel. We obtain an exact kernel that could also work correctly with constructions and with double input values. #include <CGAL/MP_Float.h> #include <CGAL/Homogeneous.h> typedef CGAL::Homogeneous< CGAL::MP_Float> Kernel; typedef Kernel::Point_2 Point_2; © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1449
1450 L. Kettner and S. N̈aher int main() { Point_2 p(0,0), q(10,3), r(12,19); if (CGAL::orientation(p,q,r) == CGAL::LEFT_TURN) return 0; return 1; } The above kernel is exact, but needs more space and time than a simple double implementation. We want to optimize space and time in the following example using double coordinates in a Cartesian representation without reference counting. However, we do not want to sacrifice correctness and use the filtered kernel that has specialized predicate implementations; but note that constructions with doubles will be prone to rounding errors. In the current Cgal release, we cannot use the global functions with the filtered kernels. Instead, we ask the kernel for a predicate function object, which works for all kernels. 3 #include <CGAL/Simple_cartesian.h> #include <CGAL/Filtered_kernel.h> typedef CGAL::Simple_cartesian<double> Kernel; typedef CGAL::Filtered_kernel<Kernel> Filtered_kernel; typedef Filtered_kernel::Point_2 Point_2; typedef Filtered_kernel::Orientation_2 Orientation; int main() Point_2 p(0,0), q(10,3), r(12,19); Filtered_kernel kernel; Orientation orientation = kernel.orientation_2 _object(); if (orientation(p,q,r) == CGAL::LEFT_TURN) return 0; return 1; Again, the above filtered kernel does not support exact constructions, and all the kernels used in these examples are limited to the operations on field types. A most flexible but also much slower alternative is the CGAL::Cartesian<leda::real> kernel that supports exact constructions of arbitrary depth including expressions with kth-roots. 65.2.2 BASIC LIBRARY The basic library follows the design of the Stl, the C++ Standard Template Li- brary [Aus98]; generic algorithms are parameterized with iterator ranges that de- couple them from data structures. In addition, Cgal invented the circulator con- cept to accommodate circular structures efficiently, such as the ring of edges around a vertex in planar subdivisions [FGK+00]. Essential for Cgal’s flexibility is the separation of algorithms and data structures from the underlying geometric kernel with a geometric traits class. 3 We could have written Filtered kernel().orientation 2 object()(p,q,r) to have the predi- cate call in one line, but it is less readable to parse the C++ code this way. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1450
Chapter 65: Two computational geometry libraries 1451 GLOSSARY Iterator: A concept for an abstraction of pointer into a linear sequence. Exists in different flavors: input, output, forward, bidirectional, and random-access iterator. Circulator: A concept similar to iterator but for circular sequences. Range: A pair of iterators (or circulators) describing a (sub-)sequence of items in a half-open interval notation, i.e ., starting with the first item and ending before the second item. Traits class: C++ programming technique to attach additional information to a type or function, e.g., dependent types, functions, and values. Geometric traits: Traits classes used in Cgal to decouple the basic library from a geometric kernel. Algorithms and data structure define a geometric traits concept and the library provides various models that can be used. Often the geometric kernel itself is a valid model. EXAMPLE OF UPPER CONVEX HULL ALGORITHM We implement the upper convex hull algorithm following Andrew’s variant ofGra- ham’s scan [Gra72, And79] with Cgal. First, we translate the implementation used in the Leda example on page 1443 literally to Stl and Cgal code for easy comparison. Therefore we use a sufficient default kernel and declare it globally. Both implementations look similar. typedef CGAL::Exact_predicates_inexact_constructions_kernel Kernel; typedef Kernel::Point_2 Point_2; Kernel kernel; // our instantiatedkernel object std::list<Point_2> upper hull( std::list<Point_2> L) { L.sort( kernel.less_xy_2 _object()); L.unique(); if (L.size() <= 2) return L; Point_2 p_min = L.front(); // leftmost point Point_2 p_max = L.back(); // rightmost point std::list< Point_2> hull; hull.push_back(p_max); // use rightmost point as sentinel hull.push_back(p_min); // first hul l point while (!L.empty() && !kernel.left_turn_2_object()(p_min,p_max,L.front())) L.pop_front(); // goto first point p above (p min,p max) if (L.empty()) { hull.reverse(); // fix orientation for this special case return hull; } Point_2 p = L.front(); // keep last point on current hul l separately L.pop_front(); for (std::list< Point_2>::iterator i = L.begin(); i != L.end(); ++i) { while (! kernel.left_turn_2 _object()( hull.back(), *i, p)) { © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1451
1452 L. Kettner and S. N̈aher p = hull.back(); // remove non-extreme points from current hul l hull.pop_back(); } hull.push_back(p); // add new extreme point to current hul l p=*i; } hull.push_back(p); // add last hull point hull.pop_front(); // remove sentinel return hull; } Now we rewrite the example to expose more of Cgal’s flexibility and also of its own way of implementing generic code inside the library itself, which follows the conventional style of Stl code with iterators and generic algorithms. As a first obvious solution we can make the kernel exchangeable as a template parameter of the function. Before we do so, we factor out the core of the control flow—the two nested loops at the end—into its own generic function with an in- terface of bidirectional iterators and a single three-parameter predicate. We can eliminate the additional list data structure for the hull when we reuse the space that becomes available in the original sequence as our stack. So the result is re- turned in our original sequence starting with the iterator first and running to the past-the-end position that we return in the return value of the function. The interface abstraction with iterators hinders us in realizing the sentinel easily. But since the runtime difference was not measurable we go back to an explicit testfor the boundary case, which accounts for the additional break statement, but also simplifies code later. template <class Iterator, class Fct> // bidirectional iterator, function object Iterator backtrack remove if triple( Iterator first, Iterator beyond, Fct pred){ if (first == beyond) return first; Iterator i = first, j = first; if (++j == beyond) // i,j mark two elements on the top of the stack return j; Iterator k= j; // k marks the next candidate value in the sequence while (++k!= beyond) { while (pred( *i, *j, *k)) { j=i; //remove one element from stack, part 1 if (i == first) // explicit test for stack underflow break; -- i; // remove one element from stack, part 2 } i = j; ++j; *j = *k; // push next candidate value from k on stack } return ++j; } Having this generic function, we can implement a variant of the upper hull algorithm that returns all points on the upper convex hull (instead of only the extreme points) in two lines. All degeneracies are handled correctly in the generic functions. This implementation requires a range of random access iterators because of the sorting. It also uses now a template parameter for a geometric traits class and extracts the suitable predicate from this traits class for the call to the new generic function. A © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1452
Chapter 65: Two computational geometry libraries 1453 kernel from Cgal is a valid model for this traits parameter. Here, Cgal’s design makes things fit together smoothly. template <class Iterator, class Traits> // random access iterator Iterator upper hull( Iterator first, Iterator beyond, Traits traits) { std::sort( first, beyond, traits.less_xy_2 _object()); return backtrack remove if triple( first, beyond, traits.left_turn_2 _object()); } We apply the upper hull function to an array filled with three points. Becausethe resulting hull contains only two points, the result value is equal to points + 2 and the array is modified to start with these two hull points. Point_2 points[3] = { Point_2(0,0), Point_2(1,-1), Point_2(2,0) }; Point_2 *result = upper hull( points, points + 3, kernel); We go back to compute the extreme points and reuse the new generic function. The code simplifies because we do not use the sentinel technique anymore. However, we need a different orientation test than the left turn predicate provided by Cgal. The other orientation predicates are omitted in Cgal since they can be realized easily with the left turn predicate, permuted parameters, and negating the result. We can use higher order function objects from Cgal to achieve exactly that on a generic function object level; swap 2 exchanges the order of the second and the third parameter of the left turn predicate and negate is inverting the return value, and none of this is costing extra runtime. We stay with the random-access iterator-based interface, but a list-basedin- terface would be an obvious combination with the first implementation above. template <class Iterator, class Traits> // random access iterator Iterator upper hull( Iterator first, Iterator beyond, Traits traits) { std::sort( first, beyond, traits.less_xy_2 _object()); beyond = std::unique( first, beyond, traits.equal_2_object()); return backtrack remove if triple( first, beyond, CGAL::negate( CGAL::swap_2( traits.left_turn_2_object()))); } EXAMPLE OF USER KERNEL In contrast to Leda, data structures and algorithms in Cgal can be easily adapted to work on user data with a custom geometric traits class. Let us assume we already have a point class: struct Point {/ /our point type double x, y; Point( double xx = 0.0, double yy = 0.0) : x(xx), y(yy) {} bool op erator==( const Point& p) const { return x == p.x && y == p.y; } bool operator ! =( const Point& p) const { return ! (*this == p); } }; We want to use this point class with one of Cgal’s convex hull algorithms. The reference manual tells us for the CGAL::ch graham andrew function that we need © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1453
1454 L. Kettner and S. N̈aher atypePoint 2, and function objects Equal 2, Less xy 2,andLeft turn 2.A possible geometric traits class could look like this: struct Geometric traits {/ /traits class for our point type typedef double RT; // ring number type, for random points generator typedef Point Point_2; // our point type struct Equal 2 {/ / equality comparison bool operator()( const Point& p, const Point& q) { return (p.x == q.x) && (p.y == q.y); } }; struct Less xy 2 {/ / lexicographic order bool operator()( const Point& p, const Point& q) { return (p.x < q.x) || ((p.x == q.x) && (p.y < q.y)); } }; struct Left turn 2 {/ / orientation test bool operator()( const Point& p, const Point& q, const Point& r) { return (q.x -p .x) * (r.y -p.y) > (q.y -p .y) * (r.x -p .x); // inexact! } }; // member functions to access function objects, here by default construction Equal_2 equal 2 object() const { return Equal_2(); } Less_xy_2 less xy 2 object() const { return Less_xy_2(); } Left_turn_2 left turn 2 object() const { return Left_turn_2(); } }; In the last step we have to let Cgal know that our traits class belongs to our point class. We specialize Cgal’s kernel traits for this: namespace CGAL { // specialization that links our point type with our traits class template <> struct Kernel_traits< ::Point> { typedef ::Geometric_traits Kernel; }; } Now, we can use the CGAL::ch graham andrew function on our points. The above implementation also suffices to employ the random point generators in Cgal. Here is a complete program computing the convex hull of 20 points from a random distribution in a disk. #include <CGAL/ch_graham_andrew.h> #include <CGAL/point_generators_2.h> #include <CGAL/copy_n .h> #include <vector> int main() { std::vector<Point> points, hull; CGAL::Random_points_in_disc_2<Point> rnd_pts( 1.0); CGAL::copy_n( rnd_pts, 20, std::back_inserter( points)); CGAL::ch_graham_andrew( points.begin(), points.end(), std::back_inserter( hull), Geometric_traits()); return 0; } © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1454
Chapter 65: Two computational geometry libraries 1455 The separation of the algorithms and data structures from the geometric kernel pro- vides flexibility, the fingerprint of generic programming, resolved at compile time and therefore without sacrificing performance. We foster such flexibility in Cgal and design algorithms and data structures to be used in different contexts. One ex- ample is the geometric traits class CGAL::Triangulation euclidean traits xy 3 that allows to build a 2D triangulation of the pro jections on the xy-plane of 3D points, useful for terrain triangulations in GIS (cf. Chapter 58). BASIC LIBRARY CONTENTS The basic library contains data structures and algorithms. It is structured into packages that correspond to different chapters of the reference manual. CONVEX HULL The 2D convex hull algorithms return the counterclockwise sequence of the extreme points. The 3D convex hull algorithms return, in nondegenerate cases, the convex polytope of the extreme points. The d-dimensional convex hull algorithm returns a simplicial complex for the closure of the convex polytope. All implementations are iterator-based generic algorithms and data structures. See Table 65.2 .2. TABLE 65.2 .2 Convex hull algorithms on a set of n points with h extreme points. DIM MODE ALGORITHM 2 Static Bykat, Eddy, and Jarvis march, all in O(nh)time Static Akl & Toussaint, and Graham-Andrew scan, both in O(n log n) time [Sch99] Polygon Melkman for points of a simple polygon in O(n)time Others lower hull, upper hull, subsequences of the hull, extreme points, convexity test 3 Static quickhull [BDH96] Incremental randomized incremental construction [CMS93, BMS94b] Dynamic by-product of the dynamic Delaunay tetrahedrization in 3D Test convexity test as program checker [MNS+99] d Incremental randomized incremental constr. [CMS93, BMS94b], also as Leda extension package POLYGON AND NEF POLYGON A pol yg on is a closed chain of edges. Cgal provides a container class for polygons, but all functions are generic with iterators and work on arbitrary sequences of points. The functions available are polygon area, point location, tests for simplicity and convexity of the polygon, and generation of random instances. Polygons can also be partitioned into y-monotone polygons or convex poly- gons. The y-monotone partitioning is based on the sweep-line algorithm explained © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1455
1456 L. Kettner and S. N̈aher in [dBvK+00]. For the convex partitioning an optimal algorithm w.r .t. number of pieces and a factor 4-approximation sweep-line algorithm are given [Gre83]. Another factor 4-approximation algorithm is based on the constrained Delaunay triangulation [HM83]. A Nef polygon is a point set P ⊆ R2 generated from a finite number of open halfspaces by set complement and set intersection operations. It is therefore closed under Boolean set operations and topological operations; intersection, union, com- plement, difference, closure, interior, boundary, regularization, etc. It also captures features of mixed dimension, e.g ., antennas or isolated vertices, open and closed boundaries, and unbounded faces, lines, and rays. The theory of Nef polyhedra is explained in [Nef78, Bie95], and a full implementation report is available in [See01]. The potential unboundedness of Nef polygons is addressed with infimaximal frames and an extended kernel [MS01]. The representation is based on the halfedge data structure [Ket98] (see below), extended with face loops and isolated vertices. PLANAR MAPS, SWEEP-LINE ALGORITHM, ARRANGE- MENTS, AND POLYHEDRAL SURFACES Planar maps are based on the halfedge data structure, an edge-based representation with two oppositely directed halfedges per edge [Ket98]. Planar maps extend the halfedge data structure with a geometric embedding in the plane and halfedge cycles for inner and outer loops around faces. Various basic manipulationsofthe map are available [FHH+00]. The point-location and vertical ray-shooting use an incremental randomized algorithm for a dynamic trapezoidal decomposition to achieve O(log n) expected location and update time [Mul90, Sei91]. Planar maps are generic with respect to the type of curve they allow for the embedding of the edges. Currently, segments, poly-lines, circular arcs, and general conic arcs are supported [Wei02]. It uses new techniques for handling degeneracies as the existing exact algebraic number types do not yet support all the operations required by intersecting conics, and it uses filtering techniques at the geometry level, and not only at the number type level. Planar map curves must be non-intersecting and x-monotone. The planar map with intersections supports also intersecting curves. A sweep-line algorithm speeds up the construction compared to the incremental insertion. The arrangements extend the planar maps with intersections. They maintain the relationshipbe- tween input curves and x-monotone subcurves in a flexible multi-layer curve hier- archy [HH00]. A polyhedral surface is a mesh data structure based on the halfedge data structure. It embeds the halfedge data structure in 3D space. The polyhedral surface provides various basic integrity-preserving operations, the “Euler opera- tions” [Ket98]. TRIANGULATIONS, VORONOI DIAGRAMS, AND ALPHA SHAPES The triangulations use a triangle-based data structure in 2D, and a tetrahedra- based data structure in 3D. Both are standard container classes with an iterator interface. The triangulations are built with a randomized incremental construction © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1456
Chapter 65: Two computational geometry libraries 1457 and support efficient vertex removal [BDP+02, DT03]. The Voronoi diagram is only implicitly represented with its dual triangulation. Point location is the walk method by default. The Delaunay hierarchy [Dev02] is available in 2D and 3D to speed up point location. It is recommended for trian- gulations of more than 10000 points [DPT02]. Regular triangulations are the dual of power diagrams, the Voronoi diagramof weighted points under the power-distance. Regular triangulations are available in 2D and 3D [ES96]. Apollonius graphs are the dual of the Apol lonius diagrams that are also known as additively weighted Voronoi diagrams of weighted points. They are available in 2D with dynamic vertex insertion, deletion, and fast point location [KY02]. Alpha shapes are extensions of the triangulations. The simplicial subcomplex for the alpha shape of the Delaunay (or regular) triangulation can be efficiently selected for a given α parameter value. Alpha shapes are available in 2D and 3D, for unweighted and for weighted points under the power distance [EM94]. A constrained triangulation (cf. Chapter 25) accepts as input in addition to the points a set of constraining segments. These segments are required edges in the triangulation. Intersecting segments can be handled in various ways. A constrained triangulation and a constrained Delaunay triangulation are available in 2D only. A d-dimensional Delaunay triangulation is available with the (d+1)-dimensional convex hull algorithm and an adapter that implements the lifting map [BMS94b]. OPTIMIZATION The geometric optimization algorithms in Cgal fall into three categories, Bounding Volumes, Optimal Distances,andAdvanced Techniques; see Table 65.2 .3 . TABLE 65.2 .3 Geometric optimization. DIM ALGORITHM 2,3,d Smallest enclosing disk/sphere of a point set [Wel91, GS98a, G̈ar99] 2,3,d Smallest enclosing sphere of a set of spheres [FG03] 2 Smallest enclosing ellipse of a p oint set [Wel91, GS97, GS98b] 2 Smallest enclosing rectangle [Tou83], parallelogram [STV+95], and strip [Tou83] of a point set d Smallest enclosing annulus [GS00] 2 Maximum (area and perimeter) inscribed k-gon of a convex polygon [AKM+87] 2 Rectangular p-center, 2 ≤ p ≤ 4 [Hof99, SW96] d Distance between the convex hulls of two given point sets [GS00] 3 Width of a point set 2 All furthest neighbors for the vertices of a convex p olygon [AKM+87] d Monotone [AKM+87] and sorted [FJ84] matrix search © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1457
1458 L. Kettner and S. N̈aher SEARCH STRUCTURES Cgal provides generic rang e t ree s and segment trees [dBvK+00] that can be inter- changeably nested to form higher-dimensional search trees. In addition, Cgal pro- vides d-dimensional k-d-trees; however, they cannot be mixed with the other trees. All trees are static and provide the conventional window and enclosing queries. More advanced queries are k-nearest and k-furthest neighbor searching, incre- mental nearest and incremental furthest neighbor searching [HS95]. All queries are available as exact and approximate searches. Query items can be points and other spatial objects. These queries are based on the d-dimensional k-d-trees. Related to the segment tree is the interval skip list in Cgal, a data structure for finding all intervals that overlap a point, that is fully dynamic but works only in the one-dimensional case [Han91]. Furthermore, an interface class to the dynamic 2D Delaunay triangulation im- plements nearest neighbor, k -nearest neighbors, and range searching in the plane following the idea described in [MN00]. 65.2.3 PROJECTS ENABLED BY CGAL Cgal extension packages are external contributions on top of Cgal available from <http://www.cgal.org/CEP>.Theyallowmoreflexibilityinlicensing,documen- tation, or support questions. Currently Cgal offers one extension package for the Gale-transform of a set of points, the visibility complex data structure for planar scenes, and an adapter for the Leda rational kernel. Others for parametric search, polygonal approximations, and shape matching are in progress. Cgal was also successful in enabling new academic pro jects. The 3D De- launay triangulation was used in surface reconstructions [DG01, AGJ00, GJ02] and in meshing [CSdVY02]. Planar maps and arrangements were used in exact Minkowski sums and motion planning [AFH02, HH02, Hal02]. They were also used to understand and experiment with an algorithmic idea on the union of geo- metric objects; for example, an arrangement was built from triangles with half-a - million vertices [EHS02]. The polyhedral surface was used in approximate swept volumes [Raa99, Hal02] and computing a canonical polygonal schema of an ori- entable triangulated surface [LPVV01]. The halfedge data structure was used in modeling pseudotriangulations [KKM+03]. Finally, the programming paradigm enabled a successful and practical imple- mentation framework for parametric search [vOV02]. RELATED CHAPTERS Chapter 41: Robust geometric computation Chapter 64: Software © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1458
Chapter 65: Two computational geometry libraries 1459 REFERENCES [AFH02] P.K . Agarwal, E. Flato, and D. Halperin. Polygon decomp osition forefficientcon- struction of minkowski sums. Comp. Geom. Theory Appl., 21:39–61, 2002. [AGJ00] U. Adamy, J. Giesen, and M. John. New techniques for topologically correct surface reconstruction. In Proc. IEEE Visualization, pages 273–380, 2000. [AHU74] A.V . Aho, J.E. Hop croft, and J.D . Ullman. The Design andAnalysis of Computer Algorithms . Addison-Wesley, Reading, 1974. [AKM+ 87] A. Aggarwal, M.M. Klawe, S. Moran, P.W. Shor, and R. Wilber. Geometric applica- tions of a matrix-searching algorithm. Algorithmi ca , 2:195–208, 1987. [And79] A.M. Andrew. Another efficient algorithm for convex hulls in two dimensions. Inform. Process. Lett., 9:216–219, 1979. [Aus98] M.H . Austern. Generic Programming andthe STL. Addison-Wesley, Reading, 1998. [BBP01] H. Br̈onnimann, C. Burnikel, and S. Pion. Interval arithmetic yields efficient dynamic filters for computational geometry. Discrete Appl. Math., 109:25–47, 2001. [BDH96] C.B. Barber, D.P. Dobkin, and H.T. Huhdanpaa. The Quickhull algorithm for convex hulls. ACM Trans. Math. Softw., 22:469–483, 1996. [BDP+ 02] J. -D . Boissonnat, O. Devillers, S. Pion, M. Teillaud, and M. Yvinec. Triangulations in CGAL. Comput. Geom. Theory Appl., 22:5–19, 2002. [BFMS00] C. Burnikel, R. Fleischer, K. Mehlhorn, and S. Schirra. A strong and easily computable separation bound for arithmetic expressions involving radicals. Algorithmi ca , 27:87– 99, 2000. [Bie95] H. Bieri. Nef polyhedra: A brief intro duction. Computing Suppl. Springer-Verlag, 10:43–60, 1995. [BK89] M. Blum and S. Kannan. Designing programs that check their work. In Proc. 21th Annu. ACM Sympos. Theory Comput.), pages 86–97, 1989. [BKSV00] H. Br̈onnimann, L. Kettner, S. Schirra, and R.C. Veltkamp. Applications of the generic programming paradigm in the design of CGAL. In M. Jazayeri, R. Loos,and D. Musser, editors, Generic Programming—Proc. Dagstuhl Seminar, volume 1766 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 206–217, Springer-Verlag, 2000. [BLR90] M. Blum, M. Luby, and R. Rubinfeld. Self-testing/correcting with applications to numerical problems. In Proc. 22ndAnnu. ACM Sympos. Theory of Computing, pages 73–83, 1990. [BMS94a] C. Burnikel, K. Mehlhorn, and S. Schirra. How to compute the Voronoi diagram of line segments: Theoretical and experimental results. In Proc. 2ndAnnu. Euro- pean Sympos. Algorithms, volume 855 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 227–239. Springer-Verlag, Berlin, 1994. [BMS94b] C. Burnikel, K. Mehlhorn, and S. Schirra. On degeneracy in geometric computations. In Proc. 5th ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 16–23, 1994. [BN02] M. B̈asken and S. N̈aher. Geowin—a generic tool for interactive visualization of geometric algorithms. In S. Diehl, editor, Software Visualization, volume 2269 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 88–100. Springer-Verlag, Berlin, 2002. [CLR90] T.H. Cormen, C.E. Leiserson, and R.L . Rivest. Introduction to Algorithms.M IT Press/McGraw-Hill, 1990. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1459
1460 L. Kettner and S. N̈aher [CMS93] K.L . Clarkson, K. Mehlhorn, and R. Seidel. Four results on randomi zed incremental constructions. Comput. Geom. Theory Appl., 3:185–212, 1993. [CSdVY02] D. Cohen-Steiner, ́ E. Colin de Verdi`ere, and M. Yvinec. Conforming Delaunay trian- gulations in 3D. In Proc. 18th ACM Sympos. Comput. Geom., pages 109–208, 2002. [dBvK + 00] M. de Berg, M. van Kreveld, M.H. Overmars, and O. Schwarzkopf. Computational Geometry: Algorithms andApplications, 2nd edition. Springer-Verlag, Berlin, 2000. [Dev02] O. Devillers. The Delaunay hierarchy. Internat. J. Found. Comput. Sci., 13:163–180, 2002. [DG01] T.K. Dey and J. Giesen. Detecting undersampling in surface reconst ruction. In Proc. 17th ACM Sympos. Comput. Geom., pages 257–263, 2001. [DPT02] O. Devillers, S. Pion, and M. Teillaud. Walking in a triangulation. Internat.J . Found. Comput. Sci., 13:181–199, 2002. [DT03] O. Devillers and M. Teillaud. Perturbations and vertex removal in a 3D Delaunay triangulation. In Proc. 14th Annu. ACM-SIAM Sympos. Discrete Algorithms, pages 313–319, 2003. [EHS02] E. Ezra, D. Halperin, and M. Sharir. Speeding up the incremental construction of the union of geometric objects in practice. In Proc. 10th European Sympos. Algorithms, pages 473–484, 2002. [EM94] H. Edelsbrunner and E.P. M ̈ucke. Three-dimensional alpha shapes. ACM Trans. Graph., 13:43–72, 1994. [ES96] H. Edelsbrunner and N.R. Shah. Incremental topological flipping works for regular triangulations. Algorithmi ca , 15:223–241, 1996. [FG03] K. Fischer and B. G̈artner. The smallest enclosing ball of balls: Combinatorial struc- ture and algorithms. In Proc. 19th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 292–301, 2003. [FGK+96] A. Fabri, G.- J . Giezeman, L. Kettner, S. Schirra, and S. Scḧonherr. The CGAL kernel: A basis for geometric computation. In M.C . Lin and D. Manocha, editors, Proc. 1st ACM Workshop Appl. Comput. Geom., volume 1148 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 191–202. Springer-Verlag, Berlin, 1996. [FGK+00] A. Fabri, G.- J . Giezeman, L. Kettner, S. Schirra, and S. Scḧonherr. On the design of CGAL a computational geometry algorithms library. Softw. —Pract. Exp., 30:1167– 1202, 2000. [FHH+ 00] E. Flato, D. Halperin, I. Hanniel, O. Nechushtan, and E. Ezra. The designand implementation of planar maps in CGAL. The ACM J. Experimental Algorithmics, 5, 2000. Also in Lecture Notes Comput. Sci., volume 1668, Springer-Verlag, Berlin, pages 154–168. [FJ84] G.N . Frederickson and D.B. Johnson. Generalized selection and ranking: sorted ma- trices. SIAM J. Comput., 13:14–30, 1984. [FM02] S. Funke and K. Mehlhorn. Lo ok: A lazy ob ject-oriented kernel for geometric com- putation. Comput. Geom. Theory Appl., 22(1–3):99–118, 2002. [G̈ar99] B. G̈artner. Fast and robust smallest enclosing balls. In Proc. 7th annu. European Sym- po s . Al go ri t hm s , volume 1643, Lecture Notes Comput. Sci., pages 325–338. Springer- Verlag, Berlin, 1999. [GJ02] J. Giesen and M. John. Surface reconstruction based on a dynamical system. In Proc. Eurographics 2002, 2002. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1460
Chapter 65: Two computational geometry libraries 1461 [Gra72] R.L . Graham. An efficient algorithm for determining the convex hulls of a finite p oint set. Inform. Process. Lett., 1:132–133, 1972. [Gra02] T. Granlund. GNU MP, The GNU Multiple Precision Arithmetic Library, 4.1 edition, May2002.manual,http://www.swox .com/gmp. [Gre83] D.H . Greene. The decomposition of polygons into convex parts. In F.P. Preparata, editor, Computational Geometry, volume 1 of Adv. Comput. Res., pages 235–259. JAI Press, Greenwich, 1983. [GS97] B. G̈artner and S. Scḧonherr. Exact primitives for smallest enclosing ellipses. In Proc. 13th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 430–432, 1997. [GS98a] B. G̈artner and S. Scḧonherr. Smallest enclosing circles—An exact and generic im- plementation in C++. Tech. Rep. B 98–04, Informatik, Freie Universiẗat Berlin, Germany, 1998. [GS98b] B. G̈artner and S. Scḧonherr. Smallest enclosing ellipses—An exact and generic im- plementation in C++. Tech. Rep. B 98–05, Informatik, Freie Universiẗat Berlin, Germany, 1998. [GS00] B. G̈artner and S. Scḧonherr. An efficient, exact, and generic quadratic programming solver for geometric optimization. In Proc. 16th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 110–118, 2000. [Hal02] D. Halperin. Robust geometric computing in motion. Internat. J. Robotics Research, 21:219–232, 2002. [Han91] E.N . Hanson. The interval skip list: a data structure for finding all intervals that over- lap a p oint. In Proc. 2ndWorkshop Algorithms Data Struct., Lecture Notes Comput. Sci., volume 519, pages 153–164. Springer-Verlag, Berlin, 1991. [HH00] I. Hanniel and D. Halperin. Two-dimensional arrangements in CGAL and adaptive point location for parametric curves. In Proc. 4th Workshop Algorithm Eng., 2000. [HH02] S. Hirsch and D. Halperin. Hybrid motion planning: Co ordinating two discs moving among polygonal obstacles in the plane. In Proc. 5th Workshop Algorithmic Found. Ro bot . , pages 225–241, Nice, 2002. [HHK+01] S. Hert, M. Hoffmann, L. Kettner, S. Pion, and M. Seel. An adaptable and extensible geometry kernel. In Proc. Workshop Algorithm Eng., volume 2141 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 79–90. Springer-Verlag, Berlin, 2001. [HM83] S. Hertel and K. Mehlhorn. Fast triangulation of simple p olygons. In Proc. 4th Internat. Conf. Found. Comput. Theory, volume 158 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 207–218. Springer-Verlag, Berlin, 1983. [HMN96] C. Hundack, K. Mehlhorn, and S. N ̈aher. A simple linear time algorithm for identifying Kuratowski subgraphs of non-planar graphs. Unpublished, 1996. [Hof99] M. Hoffmann. A simple linear algorithm for computing rectangular three-centers. In Proc. 11th Canad. Conf. Comput. Geom., pages 72–75, 1999. [HS95] G.R. Hjaltason and H. Samet. Ranking in spatial databases. In Proc. 4th Interat. Sympos. Advances Spatial Databases, Lecture Notes Comput. Sci., volume 951, pages 83–95. Springer-Verlag, Berlin, 1995. [Ket98] L. Kettner. Designing a data structure for polyhedral surfaces. In Proc. 14th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 146–154, 1998. [Kin90] J.H. Kingston. Algorithms andData Structures. Addison-Wesley, Reading, 1990. [KKM+ 03] L. Kettner, D.G. Kirkpatrick, A. Mantler, J. Snoeyink, B. Speckmann, and F. Takeuchi. Tight degree bounds for pseudo-triangulations of points. Comput. Geom. Theory Appl., 25(1–2):3–12, 2003. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1461
1462 L. Kettner and S. N̈aher [KLPY99] V. Karamcheti, C. Li, I. Pechtchanski, and C.K . Yap. A core library for robust numeric and geometric computation. In 15th ACM Sympos. Comput. Geom., pages 351–359, 1999. [KY02] M. Karavelas and M. Yvinec. Dynamic additively weighted Voronoi diagrams in 2D. In Proc. 10th European Sympos. Algorithms, pages 586–598, 2002. [LPVV01] F. Lazarus, M. Pocchiola, G. Vegter, and A. Verroust. Computing a canonical polyg- onal schema of an orientable triangulated surface. In Proc. 17th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 80–89, 2001. [Meh84] K. Mehlhorn. Data Structures andAlgorithms 1,2, and3. Springer-Verlag, Berlin, 1984. [MM95] K. Mehlhorn and P. Mutzel. On the emb edding phase of the Hopcroft and Tarjan planarity testing algorithm. Algorithmi ca , 16:233–242, 1995. [MMN+98] K. Mehlhorn, M. M ̈uller, S. N ̈aher, S. Schirra, M. Seel, C. Uhrig, and J. Ziegler. A computational basis for higher-dimensional computational geometry and applications. Comput. Geom. Theory Appl., 10:289–303, 1998. [MN94a] K. Mehlhorn and S. N ̈aher. Implementation of a sweep line algorithm for the straight line segment intersection problem. Tech. Rep. MPI -I -94-160, Max-Planck-Institut f̈ur Informatik, 1994. [MN94b] K. Mehlhorn and S. N ̈aher. The implementation of geometric algorithms. In Proc. 13th IFIP WorldComputer Congress, volume 1, pages 223–231. Elsevier North-Holland, Amsterdam, 1994. [MN00] K. Mehlhorn and S. N̈aher. LEDA: A Platform for Combinatorial andGeometric Computing. Cambridge University Press, 2000. [MNS+99] K. Mehlhorn, S. N ̈aher, M. Seel, R. Seidel, T. Schilz, S. Schirra, and C. Uhrig. Check- ing geometric programs or verification of geometric structures. Comput. Geom. Theory Appl., 12:85–103, 1999. [MNSU] K. Mehlhorn, S. N ̈aher, M. Seel, and C. Uhrig. The LEDA User Manual. Tech. Rep., Max-Planck-Institutf ̈ urInformatik.http://www.mpi-sb.mpg.de/LEDA/leda.html. [MS01] K. Mehlhorn and M. Seel. Infimaximal frames: A technique for making lines look like segments. In 17th European Workshop Comput. Geom., pages 78–81. Freie Universiẗat Berlin, 2001. [Mul90] K. Mulmuley. A fast planar partition algorithm, I. J . Symbolic Comput., 10(3–4):253– 280, 1990. [Nef78] W. Nef. Beitr̈age zur Theorie der Polyeder. Herbert Lang, Bern, 1978. [NH93] J. Nievergelt and K. Hinrichs. Algorithms andData Structures. Prentice-Hall, Engle- wood Cliffs, 1993. [O’R98] J. O’Rourke. Computational Geometry in C, second edition. Cambridge University Press, 1998. [Ove96] M.H . Overmars. Designing the Computational Geometry Algorithms Library CGAL. In Proc. 1st ACM Workshop Appl. Comput. Geom., volume 1148 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 53–58. Springer-Verlag, Berlin, 1996. [Raa99] S. Raab. Controlled perturbation for arrangements of polyhedral surfaces with appli- cation to swept volumes. In Proc. 15th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 163–172, 1999. [Sch96] S. Schirra. Designing a computational geometry algorithms library. Lecture Notes for Advanced School on Algorithmic Foundations of Geographic InformationSystems, CISM, Udine, 1996. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1462
Chapter 65: Two computational geometry libraries 1463 [Sch99] S. Schirra. A case study on the cost of geometric computing. In M.T . Goodrich and C.C . McGeoch, editors, Algorithm Engineering andExperimentation (Proc. ALENEX ’99), volume 1619 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 156–176. Springer- Verlag, Berlin, 1999. [Sed91] R. Sedgewick. Algorithms. Addison-Wesley, Reading, 1991. [See94] M. Seel. Eine Implementierung abstrakter Voronoidiagramme. Master’s thesis, Fach- bereich Informatik, Universiẗat des Saarlandes, Saarbr ̈ucken, 1994. [See01] M. Seel. Implementation of planar Nef polyhedra. Research Report MPI-I -2001-1- 003, Max-Planck-Institut f̈ur Informatik, Stuhlsatzenhausweg 85, 66123 Saarbr̈ucken, Germany, 2001. [Sei91] R. Seidel. A simple and fast incremental randomized algorithm for computing trap e- zoidal decompositions and for triangulating polygons. Comput. Geom. Theory Appl., 1:51–64, 1991. [STV+ 95] C. Schwarz, J. Teich, A. Vainshtein, E. Welzl, and B.L . Evans. Minimal enclosing parallelogram with application. In Proc. 11th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages C34–C35, 1995. [SW96] M. Sharir and E. Welzl. Rectilinear and polygonal p-piercing and p-center problems. In Proc. 12th Annu. ACM Sympos. Comput. Geom., pages 122–132, 1996. [Tar83] R.E. Tarjan. Data structures and network algorithms. In CBMS-NSF Regional Conf. Series in AppliedMathematics, volume 44, 1983. [Tou83] G.T . Toussaint. Solving geometric problems with the rotating calipers. In Proc. IEEE MELECON 83, pages A10.02/1–4, 1983. [van88] C.J. van Wyk. Data Structures andC Programs. Addison-Wesley, Reading, 1988. [Vel97] R.C . Veltkamp. Generic programming in CGAL, the computational geometry al- gorithms library. In Proc. 6th Eurographics Workshop Programming Paradigms in Graphics, 1997. [vOV02] R. van Oostrum and R.C. Veltkamp. Parametric search made practical. In Proc. 18th ACM Sympos. Comput. Geom., pages 1–10, 2002. [Wei02] R. Wein. High level filtering for arrangements of conic arcs. In Proc. 10th Euro- pean Sympos. Algorithms, volume 2461 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 884–895. Springer-Verlag, Rome, 2002. [Wel91] E. Welzl. Smallest enclosing disks (balls and ellipsoids). In H. Maurer, editor, New Results andNew Trends in Computer Science, volume 555 of Lecture Notes Comput. Sci., pages 359–370. Springer-Verlag, Berlin, 1991. [Woo93] D. Wo od. Data Structures, Algorithms, andPerformance. Addison-Wesley, Reading, 1993. © 2004 by Chapman & Hall/CRC 1463
1464
INDEX OF CITED AUTHORS The name of each author cited in a chapter appears once with a reference to that chapter: either to its first appearance in the chapter's bibliography, or, if not cited there, to its first appearance in the text of the chapter. Abe, E. 1393 Abhyankar, S.S . 803 Abrego, B.M . 19, 229 Achlioptas, D. 193 Ackermann, W. 82, 617, 656, 819, 844, 1041, 1145 Adams, C. 70 Adamy, U. 784, 1459 Adegeest, J. 635 Adin, R.M. 427 Adini, A. 1189 Adler, J.E . 562 Adler, J.R. 856 Affentranger, F. 274, 380 Agarwal, P.K . 19, 52, 93, 124, 234, 476, 526, 556, 634, 659, 782, 803, 833, 853, 873, 923, 964, 982, 994, 1059, 1087, 1114, 1132, 1157, 1237, 1254, 1309, 1459 Agarwala, R. 214 Aggarwal, A. 526, 602, 660, 964, 1459 Aggarwal, J.K . 1093 Agrawal, R. 836 Ahn, H.-K. 214, 556, 1254 Aho, A.V . 173, 1459 Aichholzer, O. 124, 214, 234, 526, 602 Aigner, M. 124, 380 Ajtai, M. 234, 1011 Akella, S. 1087 Akiyama, J. 234, 326 Akl, S.G . 964, 1157 Akutsu, T. 19 Al-Regib, G. 1237 Alagar, V.S. 259 Alami, R. 1087 Albers, G. 526, 1132 Alberts, B. 1410 Alberts, D. 526 Aldous, D.J. 274 Aleksandrov, A.D. 459, 707, 1379 Aleksandrov, L. 635, 1309 Aleksandrov, P.S. 93, 1410 Aleksandrov, V.A. 215 Aleshnikov, I. 1376 Alevizos, P.D . 674 Alexander, J.M. 52 Alexander, J.R. 300 Alfeld, P. 1202 Allder, J.A. 1184 Allen, S. 1254 AHiez, P. 1237 Alon, N. 19, 48, 93, 193, 234, 301, 326, 556, 659, 923, 964, 994, 1011, 1374 Aloupis, G. 214, 1289 Alsuwaiyel, M.H. 634, 660 Alt, H. 215, 556, 635, 890, 923, 982, 1059, 1157 Althaus, E. 690 Althdfer, I. 193,634 Altman, E. 19 Altshuler, A. 150, 490 Altunbasak, Y. 1237 Amanatides, J. 806 Amato, N.M. 509, 556, 602, 923, 964, 1059, 1087 Amatodes, J.A . 876 Ambartzumian, R.V . 274 Amenta, N. 93, 326, 472, 526, 580, 690, 854, 1011, 1034, 1059, 1114, 1237, 1275, 1289, 1428 Ammann, R. 60, 1387 Anderson, D.C. 809 Anderson, I. 427 Anderson, L. 93 Anderson, M.R. 405 Anderson, S. 1115 Andoni, A. 193 Andrew, A.M . 1459 Anfinsen, C.B. 215 Angel, O. 472 1465
1466 Index of cited authors Aiming, N.H. 19 Apaydin, M.S. 1087 Apostolico, A. 1157 Appel, A. 1114 Appel, K. 472 Applegate, D. 1031 Aragon, C.R. 784 Arge, L. 783, 833 Arikati, S. 634 Arkin, E.M . 215, 602, 634, 674, 1254 Armstrong, C. 1275 Arnon, D. 762 Arocha, J.L . 93, 452 Aronhold, S. 1325 Aronov, B. 93, 234, 556, 634, 659, 833, 853, 982, 1059 Arora, S. 634 Arvo, J. 1116, 1428 Arya, S. 634, 782, 890, 1157 Asano, Ta, 601, 782, 784, 875, 1157 Asano, Te. 601, 634, 660, 873, 947, 1060, 1114, 1157 Asberg, B. 1254 Ash, P.F. 674 Ashikhmin, A. 1374 Assouad, P. 995 Atallah, M.J. 93, 634, 964, 1133 Athanasiadis, C. 326 Attali, D. 526, 691 Attene, M. 1237 Auber, D. 1428 Auer, T. 602 Auerbach, S. 1202 Aupperle, L.J . 602, 1115 Aurenhammer, F. 124, 234, 526, 580, 1133 Austern, M.H. 1459 Avelar, S. 1309 Avis, D. 19, 180, 356, 509, 691, 706, 1011, 1428 Avnaim, F. 601, 873, 1060 Axel, F. 1392 Ayache, N. 674 Azoala, M. 404 Baake, M. 71, 1392 Babenko, I.K. 326 Babilon, R. 194 Bablani, M. 1254 Babson, E.K. 428, 472 Bachem, A. 150 Baddeley, A.J . 274 Bader, M. 1309 Bagchi, A. 1254 Bai, Z.- D . 1289 Baird, H.S . 1157 Baire, R. 44, 666 Bajaj, C.L. 93, 509, 691, 803, 1202, 1237 Baker, B.S. 580 Baker, D.R . 740 Baker, R.C. 301 Baker, T.J . 580 Bala, K. 1116 Balaban, I.J. 557, 873, 924 Balakrishnan, H. 1116 Baldwin, M. 606 Balinski, M.L. 380, 472, 509 BaMint, V. 19 Balintova, A. 19 Balke, L. 70 Ball, K. 48, 380, 1374 Bambah, R.P. 49 Ban, Y. -E. 1410 Banach, S. 99, 244, 702 Banaszczyk, W. 174 Banchoff, T.F . 452, 1410 Bandelt, H. - J . 194 Bandt, C. 70 Bang, T. 48 Bannai, Ei. 19 Bannai, Et. 19 Bansch, E. 1203 Bar-Eli, E. 1060 Baraff, D. 803 Baranovskii, E.P. 48 Barany, I. 9, 45, 93, 174, 235, 274, 326, 380, 426, 466, 700 Barbehenn, M. 1087 Barber, C.B. 1428, 1459 Barden, D. 276 Barequet, G. 602, 674, 803, 947, 1114, 1254, 1276, 1309 Barg, A. 1374 Barkol, O. 890 Barnebei, M. 1326 Barnes, E.S. 44, 1370 Bamette, D.W . 148, 404, 428, 472, 490 Barnhill, R. 803 Barr, A.H . 804, 1204 Baxraquand, J. 1060, 1087 Barrault, M. 1309 Barsky, B. 1203 Bartal, Y. 193 Bartels, R. 1203 Barvinok, A.I. 174, 428, 635, 706 Baryshnikov, Y.M. 274, 381 Basch, J. 803, 873, 1114, 1132 Basken, M. 1459 Basu, S. 150, 557, 740, 763, 1060
Index of cited authors 1467 Batchelor, B.G . 1157 Batini, C. 1185 Batzoglou, S. 214 Bauer, C. 274 Baues, H.J . 403 Bauragart, B.G. 1254 Baumgarten, H. 783 Bayazit, B. 1059, 1087 Bayer, M.M. 381, 404, 428, 472, 697 Beame, P. 890, 1009 Beatty, J. 1203 Beck, J. 234,301,995 Beck, M. 174 Beckmann, N. 803, 1309 Beenker, F.P.M . 1387 Bekris, K. 1090 Bell, B. 1309 Bellare, M. 924 Bellemain, F. 1431 Belleville, P. 674 Below, A. 404, 580 Belyaev, A.G . 1206 Ben-Moshe, B. 1309 Ben-Or, M. 763 Ben-1^1, A. 1034 Benda, M. 16 Bender, E.A. 351 Benedetti, R. 763 Bengio, Y. 1157 Benouamer, M.O. 948 Bentley, J.L. 783, 834, 874, 1309 Berberich, E. 557, 947 Bercovier, M. 1278 Berenchtein, L. 1353 Berenstein, A.D. 174 Berg, A. 1353 Bergen, G. 803 Berger, B. 215, 924 Berger, R. 70, 351 Berkelaar, M. 1428 Berkman, O. 965 Berlekamp, E.R. 247, 1366 Berlin, A. 1093 Berman, J. 301 Berman, P. 1060 Bern, M. 124, 327, 526, 556, 580, 635, 660 690, 965, 1114, 1237, 1289 Bernardini, F. 691, 1203 Bernoulli, J. 897 Bernstein, S.N. 1188 Berretty, R.- P . 1060, 1087 Bertalmio, M. 1203 Bertrand, M. 1428 Bertsimas, D. 1034 Bespamyatnikh, S. 316, 635, 924 Bessel, F.W . 1189 Betke, U. 49, 381 Betti, E. 411, 727, 749, 1401 Bezdek, A. 49 Bezdek, J.C . 1159 Bezdek, K. 49, 660 B&ier, P. 1188 Bhaniramka, P. 1429 Bhattacharya, B.K. 602, 1157 Bhattacharya, P. 1157 Bialostocki, A. 234 Bicchi, A. 1087 Bieberbach, L. 70, 1379 Biedl, T.C . 215, 602, 1181 Bienstock, D. 234 Bieri, H. 706, 1459 Bigalke, H. -G. 70 Bigdeli, F. 404 Billera, L.J . 150, 174, 404, 428, 472, 580, 1034 Bingham, N.H. 275 Birkhoff, G. 154 Bishop, G. 1115 Biswas, J. 1160 Bisztriczky, T. 428, 472 Bixby,R. 1031 Bjorner, A. 124, 150, 327, 381, 428, 452, 472, 490, 557 Blackmore, D. 1276 Blanco, G. 1254 Bland, R.G. 150, 703, 1034 Blaschke, W. 215, 295 Bleicher, M.N. 46 Blichfeldt, H.F . 29, 166 Blind, G. 429,452 Blind, R. 381, 429, 452, 473 Bloom, G. 674 Bloor, M.I .G . 1203, 1276 Blott, S. 892 Blum, A. 194, 602, 674, 1060 Blum, H. 513, 1157 Blum, M. 948, 1459 Blumlinger, M. 301 Blundell, T. 1410 Blundon, W.J. 39 Bobrow, J.E. 1087 Bochnak, J. 697, 763 Bochner, S. 166 Bock, M.E, 1157 Bogaevski, LA. 1206 Bogatyi, S.A. 326 Bohlin, R. 1087 Bohn, J.H. 1254 Bohne, J. 365
1468 Index of cited authors Bohringer, K.- F. 557, 602, 1087 Boissonnat, J.- D. 509, 526, 557, 601, 635, 674, 691, 783, 873, 948, 1060, 1092, 1114, 1428, 1459 Bokowski, J. 124,150, 274, 381,452, 490,1429 Bolker, E.D. 674, 1353 Boll, D. 1429 Bolle, U. 38 Bollobas, B. 194 Boltyanski, V.G. 37, 660, 705 Bdna, M. 20,252 Boor, V. 1088 Booth, H. 602 Boots, B. 528 Borel, E. 43, 255, 279, 310 Borgwardt, K.H . 275, 509, 1011, 1034 Boroczky, Jr., K. 49, 275, 381 Boroczky, K. 41 Borodin, A. 890 Borrel, P. 1239 Borsuk, K. 13, 37, 155, 327, 367 Bos, A. 1370 Bose, J. 1310 Bose, P. 214, 556, 602, 635, 660, 1157, 1254, 1310 Bose, R.C . 1366 Bossen, F. 1238 Bosworth, A. 835 Botsch, M. 1205 Bottema, O. 215, 854, 1088 Bottou, L. 1157 Bouma, W. 809, 1276 Bourgain, J. 194, 252, 301 Bousquet-Melou, M. 351 Bowen, L. 49 Bowyer, A. 1275 Bowyer, K.W. 557 Boxer, L. 965 Boy, W. 483 Boyse, J.W. 803 Bozanis, P. 834 Bracho, J. 93, 452 Braden, T.C . 429 Bradley, P.S. 1159 Braid, I. 1276 Braker, H. 275 Bralla, J.G . 1254 Brandenburg, F.J . 1181, 1428 Brandes, U. 1181, 1310 Brass, P. 19, 235, 557, 1157 Braun, J. 1313 Bray, D. 1410 Bredon, G.E. 327,740 Breen, D. 1203 Brehm, U. 404, 453, 490, 580, 740 Breraner, D. 214, 509, 1254, 1428 Brenti, F. 405 Bricard, R. 215 Bridgeraan, S.S . 1181 Brieden, A. 700 Briggs, A.J. 602, 1060, 1088 Brightwell, G.R . 235, 706 Brini, A. 1326 Brinkhoff, T. 1309 Brinkman, B. 194 Brion, M. 174 Brisson, E. 558, 740, 1161 Brocker, L. 697 Brodal, G.S. 510 Broder, A. 890, 1012 Brodsky, A. 234 Brokowski, M. 1093 Brondsted, A. 697 Bronnimann, H. 124, 834, 854, 924, 947, 982, 995, 1290, 1459 Brooks, Jr., F.P. 1114, 1158, 1237, 1412 Brost, R.C . 1087 Brouwer, A.E . 453 Brouwer, L.E .J. 327 Brown, A. 1311 Brown, C.M. 1276 Brown, H. 1392 Broyden, C.G . 1017 Brualdi, R.A . 718 Brock, J. 836 Brogesser, H. 405, 473 Bronet, P. 1189, 1276 Bronn, H, 706 Brotlag, D.L. 1087 Buchberger, B. 762, 1276 Buchman, E.O . 93 Buchta, C. 274 Buck, E.F. 327 Buck, I. 1116 Buck, R.C. 327 Buekenhout, F. 453 Bueler, B. 1428 Buhler, J. 890 Bulow, R. 1392 Bunke, H. 1159 Burago, Y.D . 709 Burch, C. 194 Burdick, J. 1092 Burgard, W. 1088 Burger, T. 694 Burghardt, D. 1309 Burgiel, H. 453 Burkov, S.E . 1392
Index of cited authors 1469 Burnikel, C. 527, 557, 873, 947, 1459 Burns, J.B. 1157 Burr, S.A . 19,252 Burrouh, P.A . 1309 Bushmelov, A.V. 215 Buttenfield, B.R 1309 Bykat, A. 1455 Cabello, S. 636, 740, 1310 Cabo, A.J. 275 Cai, J. 1276 Cairns, G. 235, 741 Calamoneri, T. 1182 Caliadine, C.R . 216 Callahan, RB. 636, 965 Calvo, J.A. 216 Cameron, P. 194 Cameron, S. 803, 1275 Campagna, S. 1206 Canham, R.J. 124 Cannon, J. 1429 Canny, J.F. 215, 558, 636, 661, 763, 803, 875, 948, 1060, 1088, 1114 Cantarella, J.H . 215 Cantwell, A. 252 Capoyleas, V. 235 Cappell, S.E . 94, 174 Carathfodory, C. 80, 99, 147 Cardoze, D. 1239 Carlisle, B. 1091 Carlsson, G. 327 Carnal, H. 265 Came, T.K. 276 Carpenter, L. 1114 Carrington, D. 1184 Cartan, E. 443 Cartwright, W. 1310 Cassels, J.W .S . 301, 1374 Catmull, E.E. 1114, 1190 Cauchy, A.-L . 166, 459, 1337 Caviness, B.F. 763 Cayley, A. 1315, 1338 Cazals, F. 691 Ceder, J. 252 Cer<$zo, A. 509 Cerver6n, V. 1158 Chaiken, S. 967 Chakerian, G.D . 20 Chakrabarti, A. 891 Chalk, J.H.H. 28 Chan, C.S . 428,472 Chan, H.S. 215 Chan, T.M. 510, 527, 556, 874, 924, 1012, 1061, 1310 Chan, W.S. 1157, 1310 Chand, D.R. 510 Chandra, B. 635 Chandran, S. 965 Chandro, V. 965, 1255 Chang, A.Y. 834,854 Chang, D.R. 740 Chang, J.D. 948 Chang, J.S. 603 Chang, R.C . 966 Charikar, M. 194, 891 Charney, R. 426 Charrot, P. 1192 Chassaing, P. 473 Chaudhury, D.K. 1366 Chaundy, T.W . 1375 Chavez, L. 1353 Chazelle, B. 124, 301, 510, 527, 558, 580, 602, 636, 660, 763, 783, 803, 834, 854, 874, 891, 924, 964, 982, 995, 1012, 1060, 1114, 1158, 1290, 1309 Chekuri, C. 194 Chen, C. 662 Chen, C.-H. 216 Chen, D.Z . 95, 526, 603, 634, 854, 947, 964 Chen, H. 327 Chen, J. 636, 1060, 1115, 1203 Chen, L. 453, 1254 Chen, W.W .L . 301,995 Chen, X. 1276 Chen, Y.- B . 1088 Cheng, A.Y . 1290 Cheng, H. -L . 1133, 1410 Cheng, L.T. 1203 Cheng, Q. 635 Cheng, S.W . 783, 854, 1116, 1254 Cheng, W. 556 Cheong (Schwarzkopf), O. 93, 511, 526, 556, 783, 835, 854, 874, 923, 1061, 1088, 1132, 1254, 1310, 1460 Chepoi, V. 194 Cheriton, D. 1158 Chervonenkis, A.Ya. 282, 926, 996, 1005 Chew, L.R 527, 580, 603, 634, 854,1060, 1410 Chiang, C. -S . 1276 Chiang, Y.-J. 603, 636, 783, 854 Chien, C.-B. 876 Chilakamarri, K.B. 20 Chillingworth, D.R.J. 740 Chin, F. 1157, 1185, 1310 Chin, W.-R 636 Chio, S.N. 528 Chiu, C. 1204 Chiyokura, H. 1204, 1276
1470 Index of cited authors Cho, W. 951 Choi, J. 636,948 Choi, S. 580, 690, 1275, 1428 Chopp, D.L. 1204 Choset, H. 1091 Chou, C.-S . 1276 Chou, S.C. 763 Chou, Y. 1254 Chow, A.L . 965 Chow, M. 1237 Chow, T.Y. 948 Chrisman, N.R. 1310 Christensen, J. 1310 Christof, T. 1035, 1429 Christofides, N. 623 Chrobak, M. 635, 674, 1182 Chrysanthou, Y. 1114 Chu, D.P .T . 276 Chung, K. 803 Chvatal, V. 45, 234, 510, 1012, 1035 Cignoni, P. 1237 Clarenz, U. 1204 Clark, J. 1190 Clarkson, K.L . 20, 124, 510, 527, 558, 636, 783, 874, 891, 924, 948, 965, 995, 1012, 1114, 1429, 1460 Clauss, P. 1429 Clements, G.F. 410 Closson, M. 1182 Clough, R. 1194 Clowes, M.B . 673 Cocan, R. 216 Cohen, A.M . 453 Cohen, B. 891, 1207 Cohen, I.S. 171,411 Cohen, J. 803, 1114, 1158, 1237, 1429 Cohen, L. 674 Cohen, M.F. 1114 Cohen, Me. 1158 Cohen, R.F. 1181 Cohen-Or, D. 1114 Cohen-Steiner, D. 527, 1429, 1460 Cohn, H. 49 Cohn, M.J. 38 Cole, R. 660, 674, 964, 982 Colin de Verdiere, E. 527, 1460 Collins, G.E. 763, 1061, 1276 Comba, J.L .D . 1133 Comes, J. 948 Conder, M. 490 Conn, H.E . 602, 1158 Connelly, R. 124, 215, 634, 1353 Connolly, M.L. 1410 Conway, J.H. 20, 49, 70, 233, 453, 1375 Cook, R.L . 1114 Cook, W.J . 174, 1035 Coons, S. 1190 Coorg, S. 1114 Coors, V. 1237 Coquillart, S. 806 Cordovil, R. 125 Coriolis, G. -G. 1082 Gormen, T.H. 1410, 1459 Cormode, G. 194 Corney, J. 1275 Cornuejols, G. 174 Corradi, K. 14 Cortes, C. 214, 602, 1289 Cortes, J. 1088 Coste, M. 697, 763 Coulomb, C.A . 1067 Coulson, D. 20 Cowley, J.M . 1392 Cowsar, L. 1239 Cox, J. 1061 Coxeter, H.S .M. 70, 453, 473, 490, 1361 Craig, J.J . 1091 Crapo, H. 1326, 1353 Creighton, T.E . 1410 Crescenzi, P. 216 Crick, F.H .C . 1412 Crippen, G.M. 216 Croft, H.T. 20, 49, 252 Crofton, M.W . 296 Cruz, I.F. 1181 Csasza>, A. 483 Csima, J. 20, 125 Csizmadia, G. 20, 252 Culberson, J.C . 603 Culley, R.K. 803 Culver, T. 528, 561, 805, 950 Cunningham, W.J. 1035 Curless, B. 691, 1114 Currin, B. 809 Cushman, R. 404 Cuypers, H. 453 Cychosz, J.M . 1158 Czumaj, A. 636 Czyzowicz, J. 214, 636, 660 Czyzyk, J. 1429 Da, F. 1429 Dadoun, N. 965 Daescu, O. 635, 947 Dahlke, K.A. 347 Dahmen, W. 1204 Dakowicz, M. 1311 Dale, L. 1059, 1087
Index of cited authors 1471 Damian, M. 603 Danaraj, G. 473 Dancik, V. 214 Dancis, J. 473 Daniels, K. 603 Dantzig, G.B. 405, 463, 1001, t035 Danzer, L. 42, 70, 94, 453 Das, G. 193, 603, 634, 660, 1158 Dasarathy, B.V. 1158 DaSilva, I. 125 Datar, M. 891 Datta, A. 603, 1012 Daubechies, I. 1204 Davenport, H. 82, 166, 302, 536, 962, 1037, 1375 Davenport, J.H. 763, 1276 David, H. 635 Davidson, R. 1182 Davis, A.R. 660 Davis, C. 453 Davis, D. 326 Davis, J. 1115 Davis, M.W . 426 Dean, A.M. 660 Dean, N. 234 de Berg, M. 526, 556, 637, 660, 783, 833, 854, 873, 924,1059,1088, 1114,1132,1254, 1309, 1460 de Boor, C. 1204 de Bruijn, N.G. 20, 66, 351, 1392 Debrunner, H. 22, 94, 319 Decatur, S.E. 214 Deckelnick, K. 1204 Decoret, X. 1237 Dedekiud, R. 160 Deering, M. 1237 de Figueiredo, L.H . 691 de Figuerado, C.M .H. 235 de Floriani, L. 1310 de FYaysseix, H. 235 de Groot, M. 661, 1310 Dehn, M. 171, 271, 391, 415, 459, 706, 730 Dehne, F. 924 Delaney, M. 61 Delaunay (Delone), B.N . 29, 70,180, 255, 388, 513, 563, 623, 665, 677, 723, 779, 909, 933, 959, 990, 1045, 1123, 1133, 1141, 1177, 1193, 1263, 1352, 1392, 1410, 1420, 1436 Delfinado, C.J .A . 740, 1411 Delgado Friedrichs, O. 70 De Loera, J.A . 174, 404, 580, 1429 Delsarte, P. 1375 Demaine, E.D . 124, 214, 602, 1353 Demaine, M.L . 215, 602 de Mendez, P. 235 de Miranda, J. 691 Deng, X. 924, 1012 Dennis, Jr., J.E . 1035 Dent, B.D . 1310 Deolalikar, V. 1376 de Oliviera, A.G . 490 DeRose, T.D. 692, 1115, 1204 De Santis, R. 96 Desbrun, M. 1204, 1237 Desikan, P.K . 1254, 1309 Deuber, W. 194 D<§vai, F. 661 Devillers, O. 509, 783, 873, 949, 1182, 1238, 1459 Devroye, L. 276, 510, 783, 891, 1158 Dey, T.K . 20, 125, 235, 327, 527, 558, 580, 660, 690, 740, 854, 1116, 1133, 1410, 1429, 1460 Deza, M. 174, 193, 381, 473 Diaconis, P. 167 Diaz, J. 1183 Diaz, M. 603, 1158 Diaz, R. 174 di Battista, G. 234, 674, 1181 Dickerson, M.T . 581, 602, 1276 Dickinson, SJ. 1158 Didimo, W. 1181 Dietz, P.F . 835 Dietzfelbinger, M. 783 Dieudonne\ J. 327 Dieudonne\ J.A.E. 928 Diewald, U. 1204 di Giacomo, E. 1183 Dijksra, E.W. 612 Dikin, I.I . 1035 Dill, K.A. 215, 1087 Dillencourt, M.B. 874, 1182, 1290 Dirac, G.A . 20 Dirichlet, L. 26, 54, 158 Dissanayake, M.W.M .G . 1088 DiVincenzo, D. 1392 Djidjev, H.N. 235, 603, 640, 661 Djokovic, D.Z . 195 Dobkin, D.P. 193, 558,602, 634,660,674,698, 783, 804, 835, 855, 874, 949, 1114, 1239, 1428, 1459 Dobrindt, K. 557, 783, 874, 924, 1061, 1114, 1310 do Carmo, M. 1204 Doddi, S. 1310 Dolbilin, N. 70, 1392 Dold, A. 327
1472 Index of cited authors Dolenc, A. 1255 Dol'nikov, V.L . 94, 327 Dolzmann, A. 1429 Donald, B.R . 557, 602, 637, 740, 948, 1060, 1087, 1114 Donoho, D.L. 1290 Doo, D. 1190 Dor, D. 1061 Dorsey, J. 1114, 1237 Dorward, S.E. 661, 1114 Doubilet, P. 1326 Dougenik, J.A . 1310 Douglas, D.H . 1310 Downey, R.G . 1182 Doyle, P.G . 49 Dress, A.W .M. 70, 194, 365, 453, 1335 Drettakis, G. 855 Drmota, M. 302, 995 Dror, M. 637 Drysdale, R.L . 527 Drysdale, S. 1114 DuVal, P. 453 Du, Z. 948, 1433 Dube\ T. 949 Dubowsky, S. 1087 Dubrovin, B.A. 740 Duchamp, T. 692, 1115, 1204 Dudek, G. 603 Dudeney, H.E . 590 Dujmovic, V. 214, 602, 1182 Duke, R.A. 741 Dumas, J.- G. 1429 Diimbgen, L. 276 Dumer, I.I . 1375 Dumir, V.C. 38 Dumitrescu, A. 20, 637 Dunagan, J. 195 Dunfield, N. 326 Duquesne, J. 509 Durand, F. 855, 1114 Durocher, S. 234 Durr, C. 674 Durrant-Whyte, H.F . 1088 Dutta, D. 1254 Dvoretzky, A. 179 Dworkin, P. 804 Dworkin, S. 1392 Dwyer, R. 510, 527, 1158 Dwyer, R.A . 276 Dyck, W. 479 Dyer, C.R. 557, 662, 1160 Dyer, M. 160, 473, 706, 924, 1012 Dymond, P. 924 Dyn, N. 1237 Dziuk, G. 1204 Eades, P. 234, 1158, 1181 Eberhard, V. 473,484 Eck, M. 1204 Eckhoff, J. 94,327,410 Edahiro, M. 782, 875 Eddy, W.F . 1455 Edelmau, P.H . 472 Edelsbrunner, H. 20, 94, 124, 327, 405, 510, 527, 556, 580, 636, 663, 674, 691, 698, 740, 784, 804, 835, 854, 874, 924,949,965,1060,1114,1133,1158, 1290, 1310, 1410, 1430, 1460 Eden, M. 334 Edington, J. 1312 Edmonds, J. 115, 150 Efrat, A. 556, 637, 923, 982, 1012 Efron, B. 276 Eggleston, H.G . 37 Egyed, P. 94, 636 Ehmann, S. 804 Ehrenborg, R. 428 Ehrhart, E. 167, 395 Eigenwillig, A. 557, 947 Eisenberg, D. 1411 Elcock, A.H . 1411 Eleftheriou, M. 948 Elekes, G. 20 ElGindy, H. 637 Elias, H. 675 Elkies, N.D . 49, 1360 Elliott, P.D.T .A. 21 Elte, E.L. 468 Emelichev, V.A . 174 Emiris, I.Z. 710, 949, 1430 Endrass, S. 1430 Enge, A. 1428 Engebretsen, L. 195 Engel, P. 70 Enting, LG. 351 Eppstein, D. 124, 326, 527, 556, 580, 602, 635, 660, 690, 741, 853, 891, 965, 1012, 1088, 1114, 1132, 1289, 1429 Erdahl, R. 1353, 1392 Erdmann, M.A . 1088 Erdos, P. 19, 49, 128, 195, 216, 234, 252, 279, 604, 989 Erickson, J. 214, 510, 527, 559, 581, 602, 803, 833, 855, 875, 995, 1092, 1132, 1430 Erikson, C. 1160, 1238 Erlikh, I.I . 714, 1036 Ertl, T. 1207 Escher, M.C . 56
Index of cited authors 1473 Estivill-Castro, V. 661 Estkowski, R. 1311 Etzion, M. 1278 Bu, D. 1158 Bvaiigelidis, G. 835 Evans, B.L. 1463 Evans, F. 1238 Evans, S. 1203 Even, G. 235 Everett, H. 559, 636, 660 Ewald, G. 381 Ezra, E. 559, 1460 Fabri, A. 924, 1430, 1460 Facello, M.A. 1411 Fadel, G. 1255 Fadell, E. 327 Fai, L.K . 1256 Fakcharoenphol, J. 195, 638 Falcidieno, B. 1237 Falconer, K.J. 49, 252 Faloutsos, C. 837, 1311 Fano, G. 1318 Farach-Colton, M. 195, 214 Faria, L. 235 Farin, G. 803, 1204, 1276 Farouki, R. 1255 Fary, I. 31,235,732 Faudree, R.J . 235 Faugeras, O. 675, 1064, 1093, 1326 Faure, H. 286 Faverjon, B. 1060 Fayyad, U.M. 1159 Fearing, R. 1091 Feder, T. 473 Fedkiw, R.P . 1206 Feige, U. 195 Feiner, S.K. 855, 875, 1309 Fejes T6th, G. 49 Fejes T6th, L. 49, 453, 661, 1375, 1411 Fekete, S.P . 215, 634, 660, 1254 Fellows, M.R. 1182 Felsner, S. 125, 1183 Fenchel, W. 707 Ferguson, S.R 50 Fernandez-Baca, D. 1133 Fernandez-Merchant, S. 19, 229 Ferrari, C. 1089 Fevens, T. 216 Few, L. 50 Fiala, T. 301 Fiat, A. 1060 Figiel, T. 194,429 Filliman, P. 404, 580, 694 Finke, U. 875, 1311 Finkel, R.A. 835 Finschi, L. 125, 472 Fischer, K. 1460 Fishburn, P. 20 Fisher, J.C . 473 Fisher, S. 804 Fiume, E. 1116 Fix, E. 1159 Fjallstrom, P.-O . 1311 Flato, E. 556, 1059, 1089, 1459 Fleck, G. 454 Fleischer, K. 809, 1207 Fleischer, R. 556, 947, 1059, 1459 Fletcher, R. 1035 Flores, A. 473 Florian, A. 50 Flynn, P.J. 1159 Fodor, F. 50 Fogelsanger, A. 1335 Foley, J.D. 855,875 Folkman, J. 97, 150 Fomenko, A.T. 740 Fong, P. 1205 Fontaine, A. 71 Forge, D. 125 Formann, M. 1311 Forrest, A.R. 949, 1114 Forsey, D. 1205 Forsyth, M. 1276 Fortune, S.J. 527, 581, 604, 634, 834, 854,875, 949, 1089, 1114, 1157, 1276, 1430 Foskey, M. 950, 1276 Fourer, R. 1430 Fourier, J. 287, 356, 672, 752, 1381, 1404 Fox, D. 1088 Franciosa, P.G. 833 Francis, G.K. 741 Frank, D. 1255 Frankl, P. 21, 253, 429 Franklin, W.R . 1311 Franz, M. 1430 Frechet, M. 185 Frederickson, G.N. 603, 1460 Fredman, M.L . 638, 835, 996 Fresnel, A.J. 1106 Freudenstein, D. 1159 Friedgut, E. 429 Friedman, E. 603 Friedman, J. 783, 924, 1061 Frieze, A.M. 473, 706, 1012 Fristedt, B. 274 Fritzsche, K. 473 Frobenius, G. 172
1474 Index of cited authors Fruchterman, T. 1183 Fu, P. 1158, 1410, 1430 Fuchs, H. 692 Fudos, I. 1276 Fuertes, A. 1158 Fujiwara, S. 891 Fukuda, K. 125, 356, 472, 509, 706,1011, 1428 Fulk, D. 1115 Fumihiko, K. 1204 Funke, S. 692, 947, 1460 Funkhouser, T. 1115 Furedi, Z. 20, 45, 235, 274, 326, 429, 700 Furstenberg, H. 253 Gabriel, K.R . 525, 632, 665, 1140, 1177 Gaede, V. 835 Gaffke, N. 509 Gajentaan, A. 560 Gajer, P. 1183 Gale, D. 143, 365 Galiulin, R. 1392 Gallai (Grunwald), T. 24, 77, 247 Gallivan, S. 473 Gan,J. 1255 Gandoin, P.M. 1238 Gansner, E.R. 1183 Gao, J. 833, 1132 Gao, X.-S. 1276 Garcia-Lopez, J. 1254 Garcia-Olaverri, A. 661 Gardner, M. 331 Gardner, R.J. 675, 694 Garey, M.R. 235, 604, 694, 1183 Garg, A. 1181 Garland, M. 581, 1115, 1238, 1311, 1430 Garner, C.W .L . 453 Garrity,T. 1205 Gartner, B. 526, 924, 949, 1013, 1035, 1430, 1460 Gartner, G. 1310 Gartshoer, S. 1182 Gasko, M. 1290 Gatchalian, C. 1115 Gates, J. 268 Gauss, C.F . 29, 261, 460, 712, 797, 1358, 1403 Gavoille, C. 195 Gawrilow, E. 381, 1430 Gegenbauer, L.B . 1362 Geiger, B. 674, 691 Geismann, N. 559, 950 Gel'fand, I.M. 405, 581 Georgescu, B. 891 Gersho, A. 891 Gerstein, M. 1411 Gethner, E. 234 Gewali, L. 638 Ghosh, S.K. 604, 638, 660, 965 Ghouse, M. 966 Gibbens, P.W. 1088 Giblin, P.J . 1411 Gibson, C.G . 216 Gibson, J.S. 1087 Giesen, J. 691, 1429, 1459 Giezeman, G. -J . 1460 Gigus, Z. 661 Gilbert, E.G. 804, 1089 Gilbert, E.N. 1367 Gilbert, J.R. 580 Gill, P.E . 1035 Ginsberg, J. 1115 Ginzton, M. 1115 Gionis, A. 891 Giralt, G. 1089 Gitlin, C. 675,692 Glasauer, S. 276 Glassner, A.S. 1430 Glebsky, L.Y . 236 Glover, E. 1312 Gluck, H. 1335 Gmelig, R.H.J . 1202 Gobel, F. 351 Godau, M. 982 Goddard, W. 234 Goel, A. 194, 891 Goemans, M.X . 638, 891 Goh, J. 1256 Gohberg, I. 657 Golay, M.J.E. 1365 Gold, CM. 692,1311 Goldberg, K.Y. 1087, 1114 Goldfarb, D. 1034 Goldman, D. 216 Goldman, R.N . 809, 1205 Goldwasser, M. 560 Golomb, S.W . 351 G6mez, F. 1157, 1289 Gonzaga, C.C. 1035 Gonzalez, T. 604 Gonzalez-Banos, H.H . 1089 Goodchild, M.F. 1312 Goodman, J.E . 93, 125, 150, 257, 405, 473, 581, 1159 Goodman-Strauss, C. 71 Goodrich, M.T . 556, 602, 638, 661, 674, 784, 923,947, 964, 1013, 1114, 1182, 1276 Gopi, M. 692, 805, 1277 Goppa.V .D . 1366 Gordon, A.D. 1159
Index of cited authors 1475 Gordon, W.J. 1190 Gorenstein, D. 171 Gosset, T. 468 Goswami, S. 527, 691, 1429 Gotsman, C. 1240 Gottschalk, S. 804, 1062, 1089, 1133, 1276 Gournay, L. 763 Govindarajan, S. 833 Govindraju, N. 804 Gowda, I.G . 510 Gower, J.C . 1290 Gowers, T. 253 Grabner, P.J . 302 Graham, R.L. 20, 35, 236, 252, 506, 1035, 1461 Gram, J.P. 271, 381, 1315 Granlund, T. 1461 Grassmann, H. 81, 137, 170, 257, 309, 841, 1315, 1337 Gratias, D. 1392 Graustein, W.C . 734 Graver, J. 1353 Gray, J. 835 Gray, R.M . 314,891 Greene, D.H. 560, 891, 950, 1461 Greene, N. 1115 Gregory, J.A . 1190, 1198, 1205, 1237 Greiner, G. 1205 Griffin, P.S. 274 Grigni, M. 636 Grigor'ev, D. 763 Grima, C.I . 527 Grimson, W.E .L. 1089 Grinstein, G.G . 676 Gritzmann, P. 51, 174, 236, 490, 675, 694 Grobner, W. 401,761 Groemer, H. 51, 260 Groeneboom, P. 275 Grohe, M. 1183 Gromov, M. 416 Gross, J.L . 490 Gross, M. 1205 Grosse, E. 580 Grossman, R. 660 Grotschel, M. 174, 381, 699, 1035 Grove, E.F . 659 Gruber, P.M . 49, 174, 276, 381, 1375 Griibler, M. 1066 Grunbaum, B. 19, 37, 70, 94, 126, 150, 216, 236, 381, 405, 429, 453, 473, 490, 560, 697, 1392 Gudmundsson, J. 635, 833, 1309 Guedes de Oliveira, A. 119 Guestrin, C. 1087 Gueziec, A. 1238 Guha, S. 11,194, 235, 327, 661, 740, 966, 1159 Guibas, L.J. 20, 94, 124, 526, 556, 603, 636, 661, 783, 803, 833, 854, 873, 923, 924,949, 964,1060,1088,1114,1132, 1157, 1309 GuUlemin, V. 741, 1353 Giiler, O. 1035 Gum, B. 891 Gumhold, S. 1238 Giinther, O. 835 Guo, B. 1205 Guoy, D. 581 Gupta, A. 193 Gupta, P. 836, 875, 1133, 1255 Guptill, S.C. 1313 Guruswami, V. 195 Gurvits, L. 710 Gusfield, D. 1411 Guskov, I. 581, 1115, 1238 Guttmann, A. 836, 1311 Guttmann, A.J . 351 Gutwin, C. 639 Guy, M.J .T. 20 Guy,R.K. 49,235,252 Gyorfi, L. 1158 Gy6ri, E. 19, 556, 661 Haar, A. 270,288 Haas, A. 39 Haas, R. 1353 Haase, C. 473 Hachimori, M. 474 Hadamard, J. 712 Hadwiger, H. 22, 37, 94, 166, 319, 381, 657, 705 Hagemp, T. 560 Hahn, H. 99 Hahn, J. 1205 Hahn, T. 71 Haiman, M. 107, 405 Haines, E. 784, 1115 Hajnai, P. 21 Hajos, G. 71 Haken, W. 472,733 Haldsz, G. 302 Halbelsen, L. 661 Halderm an, A. 1115 Hales, A.W. 248 Hales, T.C. 50, 1375 Hall, P. 276 Hall-Holt, O. 1116, 1134 Haliett, M. 1182 Halperin, D. 556, 602, 660, 806, 854, 950, 1059, 1088, 1254, 1459
1476 Index of cited authors Halperin, I. 1411 Halton, J.H . 302 Hamilton, W.R . 115, 220, 314, 367, 399, 455, 624, 647, 1030 Hammar, M. 833, 1309 Hammer, J. 49 Hammer, P.C . 666 Hammersley, M. 1107 Hamming, R.W. 167, 179, 878, 1355 Han, Y. 636, 1060 Hanani, H. (Chojnacki, Ch.) 235 Hanes, K. 301 Hannenhalli, S. 214 Hanniel, I. 559, 1460 Hanrahan, P. 663, 1114 Hans-Gill, R.J. 38 Hansen, S. 22, 109 Hanson, E.N . 1461 Hanusse, N, 214 Har-Peled, S. 560, 602, 634, 803, 836, 873, 891, 925, 1059, 1132 Harary,F. 236 Harborth, H. 22, 126, 145, 235 Hardin, R.H. 51 Hardy, G.H . 280 Harel, D. 1182 Harer,J. 1411 Haring, G. 784 Harper, L.H. 410 Harrelson, C. 638 Harrie, L. 1311 Hars, L. 42 Hart, G. 1255 Hart, H. 216 Hart, RE. 1159 Hart, W.E. 217 Hartmann, M. 174 Hartzoulaki, M. 276 Hass, J. 604,741 Hasse,H. 495 Hassin, R. 634 Hastad, J. 174, 1009 Haug, H. 675 Haumann, D. 1205 Hausdorff, F. 25, 185, 258, 280, 417, 788, 941, 981, 1144, 1224 Hausel, T. 327 Hausmann, J.- C. 216 Haussler, D. 302, 836, 996 Havel, T.F. 216 Haveliwala, T. 891 Haverkort, H.J . 833, 1309 Havran, V. 855 Hayes, B. 217 Hazlewood, C. 1430 He, X. 1289 Hearn, A.C . 1430 Heath, L.S . 741 Heawood, P.J. 481 Heber, M. 1312 Heckbert, P.S . 581, 1115, 1311, 1431 Heckenbach, F. 1429 Heesch, H. 71 Heilbronn, H. 994 Heinrich-Litan, L. 890 Heintz, J, 763 Held, M. 527, 602, 805, 950, 1254 Heller, M. 1311 Helly, E. 95, 99, 147, 311, 1008, 1282, 1391 Hemion, G. 741 Hemmecke, R. 1431 Hemmer, M. 557, 947 Henk, M. 49, 381, 1013 Henneberg, L. 1331 Henze, N. 259 Henzinger, M. 1132 Heppes, A. 22, 50 Herlihy, M. 327, 741 Herman, G.T. 675 Herman, I. 1184 Hermite, C. 1190, 1357 Hernandez, A. 216 Hernando, C. 604 Hershberger, J. 95, 128, 510, 527, 559, 581, 603, 636, 661, 741, 803, 836, 875, 949, 966, 1061, 1114, 1132, 1311 Hert, S. 557, 947, 1461 Hertel, S. 604, 1461 Hertling, P. 950 Hertog, D. den 1035 Herzen, B.V . 804 Hesse, L.O. 1404 Hesse, T. 1206 Hetyei, G. 428 Hibi, T. 429 Hickerson, D. 21 Hickey, T. 1429 Hilbert, D. 59, 706, 760, 784, 818, 928, 1375 Himsolt, M. 1181 Hinrichs, K. 875, 1311, 1462 Hinterberger, H. 836 Hiriart-Urruty, J.B. 1035 Hirsch, S. 560, 1461 Hirsch, W.M. 455, 1024 Hirukawa, H. 559, 1089 Hirzebnich, F. 126 Hirzinger, G. 1089 Hiyoshi, H. 527
Index of cited authors 1477 Hjaltason, G.R . 1461 Hlawka, E. 31, 1375 Ho,C.-T . 836 Hobbs, C.A . 216 Hobby, J.D. 560,950 Hocquenghem, A. 1366 Hodge, W.V.D. 855 Hodges, J. 1159 Hodgman, G.W . 870 Hoey, D. 806,876,892 Hof, A. 1392 Hofflll, K.E . 528,805 Hoffman, A.J. 405 Hoffmann, CM. 764, 805, 875, 950,1114,1276 Hoffmann, F. 604, 661 Hoffmann, M. 661,950,1461 Hohmeyer, M. 1277, 1431 Holme, R. 490 H0jholt, P. 1311 Hollerer, T. 1309 Hollig, K. 1204 Holm, L. 1411 Holmes, T. 1353 Holmsen, A. 95 Holt, F.B . 473 Holt, R. 1203 Homem de Mello, L.S. 1061, 1090 Hon, M. 1255 Hopcroft, J.E . 173, 217, 548, 741, 805, 823, 848, 875, 950, 989, 1062, 1089, 1459 Hopf, H. 22, 93, 236, 1410 Hoppe, H. 692, 1115, 1204, 1238 Hoppner, A. 429 Horn, B.K.P. 675, 1411 Horn, W. 1240 Horton, J.D. 22, 691 Horvath, J. 38 Hosaka, M. 1192, 1205, 1277 Hoschek, J. 1205, 1277 Hoshino, R. 875 Ho§ten 405 Houle, M.E . 95, 604, 1255 House, D.H . 1312 Hoylman, D.J . 28 Hsiang, W.Y. 51 Hsiao, D. 1278 Hsiao, S.K . 428 Hsing, T. 275,276 Hsu, D. 804, 1062, 1087 Hsu, F.R. 966 Hu, C.- Y. 951 Hu,T.C . 405 Hu, X. 854 Huang, M.L. 1183 Huang, W. 1087 Huang, Y. 95 Hubbard, P.M. 805,876 Hubeli, A. 1205 Huber, B. 710 Hubert, M. 312, 1290 Hubner, R, 1239 Hudelson, M. 713 Hudson, J. 1429 Hudson, J.F .P. 405 Hudson, T. 805 Hueter, I. 276 Huffman, D.A. 673, 1220 Huffman, W.C. 1376 Hufhagel, A. 675, 695 Hughes, J.F. 855,875 Hughes, R.B . 405 Huhdanpaa, H.T. 1428, 1459 Hui, K.C. 1255 Humphreys, J.E . 453 Hundack, C. 1461 Hungerbuhler, N. 661 Hunt, K.H. 217 Hunter, K. 675 Hurtado, F. 125, 214, 604, 661, 1159 Hurwitz, A. 486 Huson, D.H. 70, 1431 Husseini, S. 327 Hutchinson, J.P . 660 Hutchinson, S. 1087 Huttenlocher, D. 1114 Iacono, J. 784 Iben, H.N . 215 Icking, C 603, 639 Ierardi, D.J. 1088 Ihm, I. 1203 Ikebe,Y. 236 Ilinkin, I. 1255 Imai, H. 95, 601, 782, 1114, 1157, 1291 Imai, K. 95, 1291 Imai, T. 528, 952, 1347 Imhof, E. 1311 Inaba, M. 1090 Inagaki, H. 528, 952 Indyk, P. 193,891 Inoue, H. 1090 Iri, M. 528, 782, 876, 952, 1278 Isbell, J.R. 16 Isenburg, M. 1238 Isenhour, T.L. 1160 Ismailescu, D. 22, 51 Istrail, S. 217,741
1478 Index of cited authors Ito, H. 316 Ittner, D.J . 1159 Jaakkola, O. 1311 Jackson, B. 22 Jaco, W. 741 Jacob, R. 510, 557 Jacobi, C.G .J . 1079, 1329 Jacobs, D. 1115, 1353 Jacobs, RE. 1090 Jacobs, P.F. 1255 Jadhav, S. 982, 1290 Jaggi, B, 116, 151, 216 Jaillon, P. 948 Jain, A.K. 1159 Jain, K. 892 Ja\Ja, J. 966 James, I. 741 Jamison, R.E . 22, 126 Janardan, R. 783, 836, 875, 1133, 1255 Jared, G. 1275 Jaric, M.V . 1392 Jaromczyk, J.W . 950, 982, 1159 Jarvis, R.A. 506, 1455 Jeffries, C. 718 JendroF, S. 474,491 Jensen, C.S. 837 Jensen, E. 675 Jensen, I. 351 Jensen, J.R. 1159 Jensen, T.R. 22 Jeong, H. -C . 1393 Jerrum, M. 175 Jessop, C.M . 855 Jewett, R.I . 248 Jiang, X.-Y . 1159 Jockusch, M. 474 Joe, B. 581, 662 Joffe, A. 925 Johansen, J. 1182 John, F. 704, 992 John, M. 1459 Johnson, C. 1207 Johnson, D.B . 1460 Johnson, D.S . 235, 604, 635, 694, 996, 1183 Johnson, D.W. 804, 1089 Johnson, E. 1255 Johnson, J.R . 763 Johnson, L. 1410 Johnson, N.W . 71,454 Johnson, W.B. 195 Johnston, H. 216 Jones, C. 1059, 1087, 1311 Jones, S.E . 1157 Jordan, C. 4, 121, 219, 367 Jordan, D. 217 Jordan, M. 803 Jordan, M.E .C . 548, 1041 Jordan, T. 1353 Josefczyk, A. 660 Joseph, D.A. 193, 217, 634, 1062, 1089 Joss, R.R. 205 Joswig, M. 381, 429, 474, 1430 Ju, T. 1205 Juan, R. 1276 Juhasz, R. 253 Jukovic, E. 474 Jung, H. 560, 783 Jiinger, M. 509, 1035, 1184 Jlingerman, M. 741 Kaas, R. 785 Kabatiansky, G.A . 32, 1375 Kabsch, W. 1411 Kagami, S. 1090 Kahan, S. 1134 Kahn, J. 22, 51, 107, 328, 381 Kai, C.C. 1256 Kaibel, V. 474, 1431 Kainen, P.O . 236 Kaiser, D. 351 Kajiya, J.T . 1115 Kakutani, S. 328 Kalai, G. 22, 51, 93, 233, 328, 381, 428, 474, 1013, 1035 Kallay, M. 501 Kaltenbach, F.J. 276 Kalvin, A.D. 1238 Kamada, T. 1159 Kamel, I. 1311 Kamiyama, Y. 217 Kamvysselis, M. 580, 1237 Kanagasabapathy, P. 39 Kaneko, A. 236, 328 Kang, M. 1208 Kannan, R. 174, 700 Kannan, S. 948, 1459 Kano, M. 236, 328 Kantor, J.-M . 175 Kanungo, T. 1160 Kaplan, Y. 1254 Kapoor, S. 636 Kapoor, V. 1314 Kapovich, M. 217 Kapranov, M.M . 404, 581 Kapur, S.S . 510 Karakostas, G. 634 Karamcheti, V. 561, 950, 1462
Index of cited authors 1479 Karasick, M. 950 Karavelas, M. 639, 1462 Karger, D. 925 Karlin, A. 783 Karloff, H. 925, 1060 Karmarkar, N.K. 1035 Karolyi, G. 235,302 Karp, R.M . 193, 892, 923, 966, 1013 Karu, K. 421 Karush, W. 1016 Kass, M. 1115 Katchalski, M. 93 Kato, K. 1291 Katoh, N. 1157 Katona, G.O.H. 408 Katz, M.J. 95, 635, 662, 1061, 1133, 1309 Katz, N.H. 22 Katznelson, Y. 253 Kaufman, A.E . 1313 Kaufmann, M. 556, 1059, 1181 Kavraki, L.E . 804, 1060, 1087 Kawai, S. 1159 Kazhdan, M. 1115 Ke, Y. 605, 1062 Kedem, K. 561, 603, 635, 854, 1060 Kedem, Z.M. 692 Keerthi, S.S . 804, 1089 Keil, J.M . 581, 602, 639, 1159 Keller, O.H . 56 Kelly, L.M. 22, 109 Kempe, A.B . 217, 1325 Kempf, G. 175 Kendall, D.G . 276 Kendall, M.G . 276 Kendall, W.S . 278 Kender, J. 1159 Kenyon, R. 71 Kerdock, A.M . 1363 Kern, W. 150 Kershner, R.B . 28, 71 Kertesz, G. 51 Kettner, L. 124, 561, 950, 1459 Keutel, J. 276 Keyser, J. 528, 561, 805, 950, 1277 Khachiyan, L.G. 713, 1035 Khadem,S. 1432 Khatib, O. 1090 Kheddar, A. 806 Khodakovsky, A. 1238 Khokhar, A.A. 924 Khorramabadi, D. 1115 Khovanskii, A.G. 175, 474 Kienzle, O. 71 Kim, M.-S. 509 Kim, S.K. 605 Kim, Y. 805 Kimerling, A.J . 1313 Kimia, B.B. 1115 Kimura, F. 1192 Kindel,R. 1089 King, D. 1238 King, H.C, 217 King, S. 150 Kingston, J.H. 1461 Kinnersley, N. 236 Kirchberger, P. 80, 99 Kirchner, K. 35 Kirk, D. 1431 Kirkpatrick, D.G. 126, 316, 511,634,660,691, 784, 804, 855, 874, 947, 965, 1060, 1090, 1114, 1134, 1411, 1461 Kitching, M. 1182 Klain, D.A . 276 Klarner, D.A . 351 Klau, G. 1184 Klawe, M.M . 602, 1459 Klee, V. 22, 94, 260, 381, 429, 473, 662, 694, 1013, 1035 Klein, E. 7, 251 Klein, F. 481, 723, 841, 1338 Klein, K. 1184 Klein, P.N . 184 Klein, R. 526,581,604 Kleinberg, J. 605, 638, 892 Kleinschmidt, P. 381, 405, 429, 474, 697, 1035 Kleitman, D.J . 93, 234, 326, 474 Klenk, K. 635 Klitzing, R. 71 Klosowski, J.T . 805 Klugerman, M. 234 Knaster, B. 328 Knauer, C. 215, 557 Knipping, L. 1314 Knott, G.D. 875 Knudsen, F.F . 175 Knuth, D.E . 126, 151, 328, 352 Kobbelt, L. 1205 Kobourov, S.G . 637, 1183 Kocmoud, C.J . 1312 Koditschek, D. 1092 Koebe, P. 236,312,456 Koehl, P. 1411 Koga,Y. 1090 Kohonen, T. 1160 Kokubo, I. 784 Kolarov, K. 1090 Koller, D. 925, 1115 Kolluri, R.K . 580, 690, 1275, 1428
1480 Index of cited authors Kolman, P. 228 Kolodny, R. 1411 Kolountzakis, M.N . 1090 Koltun, V. 95, 528, 561, 836, 1062 Koinjath, P. 252 Koml6s, J. 996 Konig, T. 1255 Konnemann, J. 873, 948 Korkin,A.N . 29 Korner, F. 474 Kortenkamp, U.H . 124, 382, 475, 1432 Kosaraju, S. 636 Kotzig, A. 475 Koutsofios, E. 1183 Kovalev, M.M. 174 Kowaluk, M. 982 Kozen, D. 763 Kraak, M. -J . 1311 Kramer, G. 1277 Kranakis, B. 214 Krasser, H. 124, 234 Kratky,K.W . 1412 Kratochvil, J. 236 Krause, F.- L. 1277 Kravets, D. 964 Kravtsov, M.K . 174 Krawtchouk (Kravchuk), M. 1365 Krein, M.G. 99 Krejcarek, E. 39 Kriegel, H. - P. 803,1309 Kriegel, K. 125, 604, 661 Kriezis, G.A . 805, 1206 Krishnan, S. 561, 692, 805, 950, 1277, 1290 Kfiz, I. 253 Krizanc, D. 216 Kronecker, L. 261, 279 Krotenheerdt, O. 71 Krotoszunski, S. 51 Kruppa, H. 1088 Kruskal, C.P. 885 Kruskal, J.B. 408, 675, 1184 Krznaric, D. 581, 1159 Kschischang, F.R. 1360 Ktsios, N. 834 Kuba, A. 675 Kiifer, K.- H. 276 Kuffner, J.J. 1062, 1090 Kuhn, H.W . 398, 1016 Kuhn, L. 1353 Kiihnel,W. 429,491,740 Kuipers, L. 302 Kulkarni, P. 1255 Kumar, P. 691 Kumar, RV. 1376 Kumar, V. 1255 Kuncheva, L.I . 1159 Kunen, K. 253 Kung, J.P .S. 151 Kuuii, T.L. 741 Kuntz, I.D . 1412 Kuperberg, G. 328 Kuperberg, K. 49 Kuperberg, W. 49, 68 Kupitz, Y.S. 22, 236 Kuratowski, K. 475, 732 Kushilevitz, E. 892 Kutzler, B. 1276 Kuznetsov, V.E . 742 LabeUe, F. 528 Laborde, J.-M. 1431 Labs, O. 1431 Laczkovich, M. 23, 706 Ladd, A. 1090 Ladner, R. 718 Lafaille, G. 124 Lagarias, J.C 49, 71, 175, 604, 741, 1392 Lagrange, J.- L. 1243 Lagrange, P. 1312 Laguerre, E.N. 519 Lai, W. 1183 Laman, G. 1333 Lamdan, Y. 1160 Lamiraux, F. 1087 Lane, J.M. 806 Langerman, S. 214, 784, 1289 Langran, G.E. 1312 Lanthier, M. 639, 1062, 1309 Lantuejoul, C. 605 Laplace, P.-S. 1200 Larcher, G. 302 Larman, D.G . 23, 237, 274, 327, 473, 713 Larsen, E. 806, 1062 Las Vergnas, M. 124, 150, 381, 429, 452, 490 Lassak, M. 52 Lasser, D. 1205, 1277 Laszlo, M.J, 558 Latombe, J. -C . 559, 639, 764, 804, 856, 1060, 1087 von Laue, M. 1381 Laumond, J.- P . 1062, 1087 Laurent, M. 174, 195, 381 Laurents, D.V . 1412 LaValle, S.M. 1062, 1089 Lavender, D.A. 1276 Laves, F. 63 Lawler, E.L . 1035 Lawrence, J. 97, 150, 175, 362, 394, 706
Index of cited authors 1481 Lawson, C.L . 524 Layman, A. 835 Lazanas, A. 1091 Lazard, S. 215, 635 Lazarus, F. 741, 1240, 1462 Le,H. 276 Le, T.Q .T. 1393 Leash, N. 1184 Leavers, V.F . 1160 Lebesgue, H. 26, 217, 248, 256, 279, 309, 373, 1419 Leclerc, B. 194 Lee, A.W.F . 1239 Lee, B. 1412 Lee, C.W . 381, 404, 428, 472, 697 Lee, D.T . 526, 581, 634, 660, 784, 875, 1115, 1160 Lee, J.-Y. 1393 Lee, L. -Q. 1432 Lee, P. 1256 Lee, R.C.T. 605, 966 Lee, S. 1061 Leech, J, 1357 Leekha, N. 580, 690 Lefrnann, H. 23 Lefechetz, S. 421 Leibon, G. 528 Leighton, T. 215, 237 Leiserowitz, E. 560 Leiserson, C.E. 1410, 1459 Lekkerkerker, C.G . 51, 174, 1375 Lemaire, C. 783 Lemarechal, C. 1035 Lemke, P. 675 Lenhart, W.J . 217, 674, 1182 Lenhof, H. -P . 1012 Lenstra, J.K . 1035 Lenstra, Jr., H.W . 1035 Leonard, J. 1278 Leray, J. 411 Lerbet, J. 217 Lerch, M. 284 Letscher, D. 528, 1411 Leu, M. 1276 Leutenegger, S.T. 837, 1312 Levcopoulos, C. 581, 637, 1159 Leven, D. 604, 638, 661, 1062 Levenshtein, V.I . 32, 185, 1375 Leventon, W. 1256 Levi, F.W. 37, 126, 151, 657 Levin, A.Yu. 1035 Levin, D. 1198, 1237 Levitt, M, 1412 Levoy, M. 691, 1114, 1239 Levy-Vehel, J. 674 Lews, J. 1410 Lewis, T. 95 Leymarie, F.F . 1115 Li, C. 561, 950, 1462 Li, H. 1326 Li, T.-Y. 1060 Li, Y. 1087 Li, Z. 660, 1063 Liang, J. 1411 Lickorish, W.B .R. 475 Lie, S. 210,434 Lieber, D. 950 Liebling, T.M. 510 Lieuter, A. 526 Lin, A. 581 Lin, D. 1089 Lin, M.C. 528, 803, 1062, 1089, 1115, 1133, 1276 Lin, S.L. 1412 Lin, T. 1181 Lin, Y. 662 Lindenstrauss, J. 195, 301, 429 Lindsey, II, J.H . 1375 Lindstrom, B. 430 Lindstrom, P. 1238 Lingas, A. 528, 581, 603, 636, 661 Linhart, J. 45 Linial, N. 194, 1411 Linusson, S. 429 Liotta, G. 674, 950, 1181 Liou, W.T . 605 Lipkin, L. 217 Lipschitz, R. 799, 1401 Lipski, Jr., W. 605 Lipton, R.J . 312, 475, 783, 892 Lischinski, D. 1431 Little, D.V . 276 Little, J.J . 1312 Littlewood, J.E. 280 Litvak, A.E. 174 Liu, A. 95 Liu, D. 636 Liu, N. 428 Liu, R.Y. 1290 Liu, Y. 636,740 Livingston, C. 741, 1160 Livne, R. 561, 1062 Ljubtf, D. 127 Lobel, A. 1429 Lockeberg, E.R . 465 Lodha,S. 1206 Lodi, E. 605 Loechner, V. 1429
1482 Index of cited authors Lombardi, H. 127 Lomet, D.B . 835 Lonardi, S. 1157 London, E. 195 Lonergan, M. 1312 Longley, P.A. 1312 Loop, C. 1206, 1231 Lopes, H. 1238 Lopez, M.A. 837, 1312 Lorentz, H.A . 1033 Losasso, F. 1205 Lotan, I. 806, 1091 Lounsbery, M. 1204 Lovasz, L. 21, 174, 237, 326, 699, 918, 996, 1035 Low, L. 1239 Lowner, K. 712, 992 Lowry, S.R. 1160 Loyd, S. 590 Lozano-Pe>ez, T. 1063, 1091 Liibbecke, M.E. 1431 Lubiw, A. 215, 602, 637, 660, 1184 Lubotsky, A. 302 Luby, M. 948, 1459 Lucas, J.M . 405 Luccio, F. 405, 605 Luebke, D.P. 1160, 1238 Lugosi, G. 1158 Lukovszki, T. 639 Lumelsky, V.J . 1063 Lunisdaine, A. 1432 Lundell, A.T. 430 Luntz, J.E . 1091 Liitolf, C. 510 Lutz, F.H. 429, 1431 Lvov, A. 834, 891, 995 Lyche, T. 1205 Lynch, K. 1087 Lynch, R. 1276 Lyons, K.A. 964 Maass, W. 1064 Macaulay, F.S . 171, 409 MacDonald, N. 1087 Macintyre, A. 951 Mackaness, W.A . 1312 Mackechnie, G.A. 1312 MacMahon, P.A. 71 MacPherson, R. 429 MacQueen, J. 1160 MacWilliams, F.J. 1375 Maddila, S. 606 Maehara, H. 741 Maekawa, T. 951, 1278 Magen, A. 195, 636 Magillo, P. 1310 Magnus, W. 454 Maguire, D.J . 1312 Mahajan, S. 925 Maheshwari, A. 604, 635, 662, 965,1062, 1309 Maheshwari, S.N. 639 Mairson, H.G . 875 Maisonneuve, F. 605 Majhi, J. 1255 Makai, Jr., E. 21, 49, 327 Makarov, V.S. 71 Makeev, V.V . 328 Makela, I. 1255 Makhorin, A. 1431 Makris, C. 834 Malamatos, T. 782, 890 Malik, J. 1207 Mallet, J.L. 1206 Manber, R. 718 Mandel, A. 115, 150 Mani-Levitska, P. 40, 116, 151, 381, 405, 473 Mann, C. 71 Mann, S. 1206 Mannila, H. 1158 Mannion, D. 276 Manocha, D. 528, 561, 803, 875, 950, 1062, 1089, 1114, 1133, 1158, 1237, 1276, 1412 Manohar, S. 1255 Manolopoulos, Y. 836 Mansour, Y. 925 Mantler, A. 126, 636, 740, 1461 Mantyla, M. 875, 1277 Mao, B. 1411 Marar, W.L . 216 Marathe, M.V . 1310 Marceau, G. 1090 Margalit, A. 875 Margot, F. 510 Marigo, A. 1087 Marimont, D. 559, 950 Markenscoff, X. 1091 Markov, A.A . 167, 705, 911, 1004 Marks, J. 1184, 1310 Markus, A.S . 657 Marlow, T.W . 347 Marquez, A. 527 Marshall, M.S. 1184 Marshall, W.R. 59,352 Martin, G.E . 71, 352 Martin, R. 1275 Martinelli, E. 166 Martinez, T.R . 1161
Index of cited authors 1483 Martini, H. 454,471,662 Martinov, N. 127 Marzetta, A. 510, 1428 Masek, W.J . 605 Mason, M.T . 1063, 1087 Masse, B. 277 Massey, J.L . 1366 Mastin, W. 1278 Mata, C. 640 Mathai, A.M . 277 Matheron, G. 277 Matias, Y. 193 Matikalli, R. 1091 Matousek, J. 23, 95, 127, 194, 236, 253, 301, 327, 510, 556, 659, 834, 853, 875, 890, 923, 982, 995, 1012, 1063, 1157, 1254, 1290 Matsumoto, Y. 1412 Mattheiss, T.H. 511 Maunder, S.R .F . 741 Maurer, H.A . 874 Maxova, J. 194 MaxweU, J.C. 1341 McAlear, M.A. 1161 McAllister, M. 1312 McCammon, J.A . 1411 McCarthy, J.M . 217 McCartin, C. 1182 McCreight, E.M. 836 McCuaig, W. 718 McDiarmid, C. 174 McDonald, J. 692, 1115 McDonnell, R.A . 1309 McEliece, R.J. 1375 McElroy, C.W. 590 Mclntyre, M. 741 McKay, B. 1432 McKenna, M. 662, 806 McLachlan, A. 1411 McLachlan, G.J . 1160 McMains, S. 1256 McMaster, R.B. 1309 McMillan, L. 1115 McMillan, T. 1326 McMullen, P. 71, 175, 382, 406, 428, 454, 472, 491, 561, 697 McQueen, H. 1313 Mech, R. 1115 Mecke, J. 277 Meer, P. 891 Megiddo, N. 836, 855, 925, 964, 982, 1011 Mehlhorn, K. 510, 528, 556, 604, 690, 783, 836, 855, 873, 923, 947, 1059, 1114, 1157, 1184, 1429, 1459 Mehrotra, S. 1429 Meier, S. 1309 Meijer, H. 214, 602, 660, 674, 1184 Meir, A. 35 Meiser, S. 528, 784, 892 Meisinger, G. 474 Melancon, G. 1184 Melissaratos, E.A. 605 Melissen, J.B.M. 51 Melkemi, M. 692 Melkman, A. 511, 1160, 1455 Memon, N. 892 Mencl, R. 692 Mendel, G. 1412 Mendel, M. 194 Meng, A. 638 Menger, K. 179 Mengerson, I. 236 Merlet, P. 1092 Mermoud, O. 218 Merriman, B. 1208 Mesa, A. 216 Meshkat, S.N. 1160 Messner, W. 1091 Meyer auf der Heide, F. 783 Meyer, M. 1204 Meyer, Y. 1393 Meyers, D. 675, 692, 1206 Micchelli, C. 1204 Michel, L. 1393 Michelucci, D. 948 Middleditch, A. 1275 Migliore, J. 475 Mignotte, M. 951 Mihail, M. 473 Mihalisin, J. 475 Mikhalev, S.N . 218 Mikula, K. 1203 Milanfar, R 675 Milenkovic, V.J. 559, 561, 603, 948, 1114 Milenkovic, Ve. 951 Miles, R.E. 277 Miller, G.L . 328, 475, 582, 1115, 1429 Miller, J. 660 Miller, K. 1290 Miller, N. 561, 1063 Miller, R. 965 Millson, J. 217 Milman, D.P. 99 Milman, V.D. 194, 429 Milne, P.S . 1276 Milnor, J. 742, 764, 1412 Miltersen, P.B. 892 Min, P. 1115
1484 Index of cited authors Minkowski, H. 25, 72, 157, 362, 401, 420, 537, 694, 790,1041,1349, 1375, 1380,1441 Minsky, M. 892 Minty, G.J . 475, 1013 Mirtich, B. 806, 1091, 1115 Mirzaian, A. 649 Mishra, B. 764, 1090 Misue, K. 1183 Mitchell, C. 1312 Mitchell, D. 1114 Mitchell, J.S.B . 96, 215, 526, 602, 634, 674, 803, 1063, 1114, 1132, 1254, 1309 Mitchell, S.A . 580, 1432 Mitra, P. 637 Mittleman, J. 691 Miu, A. 1116 Mizuno, S. 1036 Mnev, N.E. 127, 151, 155, 218 Mock, S. 150 Mohaban, S. 855 Mohar, B. 236 Moise, E.E. 491 Moil, M. 1091 Moller, J. 277 Molnar, E. 70 Monga, O. 674 Monson, B.R. 454 Montague, M.H . 581 Montejano, L. 93, 452 Montesinos, J.M. 454 Montgomery, H.L . 303 Montgomery, P. 20, 252 Moody, R.V. 72, 453, 1392 Moore, A. 1160 Moore, D. 1206 Moore, R.E. 806 Moran, P.A .P. 276 Moran, S. 602, 1459 Mordell, L. 160 Moreau, J. -M . 783, 948 Moreira, J. 948 Morelli, R. 175 Moret, B.M.E . 1310 Moreton, H. 1206 Morgenstern, J. 996 Morin, P. 214, 602, 1183, 1310 Morris, B. 175 Morris, H.C. 95 Morris, R. 1432 Morrison, J. 1313 Morse, M. 199, 735, 1404 Mortensen, C.W . 836 Moser, L. 18, 241 Moser, W.O.J . 19, 52, 109, 235, 241, 453, 490 Moshkivich, E. 1092 Mosseri, R. 1393 Motwani, R. 195, 804, 891, 925, 1060, 1087 Motzkin, T.S. 23, 356, 475, 511, 761 Mount, D.M. 27, 604, 634, 661, 674, 782, 874, 965, 1063, 1157, 1290 Mourrain, B. 1431 Miicke, E.P . 691, 783, 949, 1158, 1411, 1432, 1460 Muder, D.J . 52, 1376 Muehrcke, P.C. 1313 Mugnai, C. 605 Mukhopadhyay, A. 602, 982, 1290 Muller, D.E . 870, 1013, 1366 Muller, H. 692 Muller, H.R . 215 Muller, J. 275 Muller, J. -C . 1312 Muller, M. 1309, 1462 Mulmuley, K. 511, 561, 582, 784, 836, 875, 925, 1256, 1462 Mumford, D. 175 Munkres, J.R. 328, 430, 1412 Munson, B.S. 150, 404 Murali, T.M. 659, 1132 Murota, K. 782 Murray, R.M . 1090 Murray, W. 1035 Murty, M.N . 1159 Museth, K. 1206 Musin, O.R. 45, 528, 1376 Mustafa, N.H. 1290 Muthukrishnan, S. 194, 214, 833 Mutzel, P. 1184, 1431, 1462 Nackman, L.R . 950, 1160 Naddef, D. 476, 1035 Naddor, D. 876 Nagel, U. 475 Naher, S. 556, 873, 948, 1059, 1063, 1184, 1459, 1461 Naiman, D.Q . 1412 Naor, A. 194 Naor, J. 925 Naor, M. 925 Narasimhan, G. 635, 660 Natarajan, B.K. 1091 Navazo, I. 1276 Naylor, B. 806, 876, 1277 Neamtu, M. 1202 Nechushtan, O. 23, 253, 559, 1460 Needham, T. 1412 Nef, W. 706, 1462 Nekhayev, D.V . 327
Index of cited authors 1485 Nelson, E. 15 Nemhauser, G.L . 1036 Nemirovski, A.S . 1034 Nesterov, Yu.E . 1036 Netanyahu, N.S . 874, 1157, 1290 Netravali, A. 1203 Neubiiser, J. 1392 Neuhauser, M.A . 951 Neumaier, A. 453 Neumann, J. von 179 Nevo, E. 23, 561 Newborn, M. 234 Newman, A. 218 Newman, D.J. 1036 Newman, I. 195 Newstead, P.E . 216 Neyer, G. 1312 Ng, P. 1256 Nguyen, A. 1133 Nguyen, V.D. 1091 Ni, L. 1091 Niederreiter, H. 302, 996 Nielsen, C.L . 1091 Nielsen, F. 511 Niemeyer, D.R. 1310 Nievergelt, J. 836, 1312, 1462 Nikolayevsky, Y. 235 Nikulin, V.V . 430, 476 Nilsson, B.J. 637, 662 Nir, Y. 1309 Nisan,N. 892,926 Nishimura, N. 1182 Nishiwaki, K. 1090 Nocedal, J. 1036 Norel, R. 1412 North, S.C . 1183 Novik, I. 430 Novikov, S.P . 740 Noy, M. 125,661 Ntafos, S. 636 Nussinov, R, 1160, 1411 Nyman, K. 127 O'Brien, J.F . 215, 1115 Oda,T. 175 Odlyzko, A.M . 45, 1376 O'Donnell, P. 23, 253 O'Donnell, R. 195 6'Dunlaing, C. 742, 964, 1063 Ogdan, D. 1353 Ohler,T. 35 Ohtake,Y. 1206 Ohtsuki, T. 606 Oja,H. 1291 Okabe, A. 528 Oliveros, D. 93 Olson, T. 876 Ong, C.J. 804 Onishi, H. 473 Onn, S. 382,473 Oostrum, R. 982 Orden, D. 406,582 Ore, O. 461 Orlik, P. 454 O'Rourke, J. 125, 214, 511, 561, 602, 634, 660, 675, 692, 855, 876, 967, 1062, 1092, 1158, 1432, 1462 Osada, R. 1115 Osher, S.J. 1203 Osterreicher, F. 45 Ostrovsky, R. 890 Ostrowski, A.M . 280 Otaduy, M. 805 Ottmann, T.A . 511, 874, 951, 1309 Ouyang, M. 1290 Ouyang, Z. 892 Overmars, M.H . 214, 511, 526, 558, 602, 635, 660, 806, 835, 854, 873, 1061, 1062, 1087, 1114, 1133, 1254, 1310, 1460 Owen, S. 1432 Oxley, J. 151 Pach, J. 19, 52, 93, 125, 234, 405, 476, 559, 581, 653, 834, 856, 996, 1062, 1159, 1185 Packer, A. 713 Packer, E. 560 Padberg, M. 381 Padurov, N.N . 1379 Paeth, A.W . 876, 1431 Pagli, L. 605 Paige, R. 1276 Painter, J. 1206 Pajarola, R. 1239 Pajor, A. 174 Pal, N.R. 1160 Pal, S.P. 660 Palasti, I. 21 Palazzi, L. 1313 Palios, L. 580 Palop, B. 214,602 Pan, V.Y. 951 Panchenko, V.I. 1375 Panigrahy, R. 891 Pannwitz, E. 22, 236 Paouris, G. 276 Papadimitriou, C.H . 155, 216, 640, 951, 1063, 1091
1486 Index of cited authors Papadopoulo, T. 1326 Papadopoulou, E. 526, 640 Papakostas, A. 1184 Papert, S. 892 Parelius, J. 1290 Pareto, V. 621 Parise, A. 1182 Park, J.K . 602,964 Parnas, M. 891 Parrilo, P.A. 764 Parseval, A. 165 Pascucci, V. 1237 Pasko, A. 1278 Pasupathy, S. 1360 Patel, H. 835 Patera, J. 453 Paterson, M.S. 316, 662 Patrignani, M. 1182 Patrikalakis, N.M. 805, 951, 1161, 1206, 1278 Pattekar, A. 805, 1277 Pavlidis, T. 675 Pearlman, W.A . 1239 Peaucellier, A. 218 Pechtchanski, I. 561, 950, 1462 Peck, G.W. 23 Pedersen, H. 1114 Pedoe, D. 855, 1412 Peikert, R. 52 Peleg, D. 193, 195 Pelleg, D. 1160 Pellegrini, M. 96, 557, 854 Pellegrino, S. 216 Penrose, R. 57, 1387 Pentland, A. 1158 Pereira, L. 1115 Perennes, S. 195 Perkal, J. 1312 Perles, M.A . 16, 144, 236, 366, 476 Perlin, K. 1116 Perona, P. 1207 Perron, O. 67 Peshkin, M. 1093 Peters, J. 1206, 1278 Peterson, D. 599 Peterson, M. 1310 Petit, J. 1183 Petrie, J.F . 438 Petrovici, O. 662 Petzold, I. 1312 Peucker, T.K. 1310 Pfeifle, J. 476, 1432 Pfetsch, M.E. 1431 Phillips, A. 742 Phillips, R. 302 Piatko, CD. 635, 674, 1160 Piccolboni, A. 216 Pick, G. 159 Pikhurko, O. 13 Pinchasi, R. 23, 127, 237, 561 Pion, S. 783, 947, 1459 Piper, B. 803 Pippenger, N. 604, 741 Pirl, U. 35 Pisanski, T. 124 Piunikhin, S. 1393 Pixton, D. 174 Pizzonia, M. 1182 Plantinga, H. 662, 1160 Plantings, W.H. 217 Plassmann, P.E. 124 Piatt, J. 1206 Pleasants, P. 1393 Pless, V.S . 1376 Plotkin, M. 1368 Plotkin, S.A . 194 Plucker, J. 137, 549, 839, 855, 1316 Plumer, L. 1312 Pocchiola, M. 124, 640, 741, 1134, 1462 Pock, K.P . 127 Pogorelov, A.V . 1339 Poiker, T.K. 1312 Poincare, H. 308, 411, 730 Poisson, S.- D . 265 Pollack, A. 741 Pollack, R. 93, 125, 150, 234, 257, 557, 606, 640, 763, 854, 1060, 1114, 1159 Polthier, K. 1239, 1432 Pommersheim, J.E. 174 Ponamgi, M. 803 Ponce, J. 1092 Poon, S.H. 1116 Popovic, J. 1239 Por, A. 380 Porter, T. 1114 Pottmann, H. 218 Poulsen, R.S . 1161 Powell, M.J .D. 1190 Prakash, C. 1255 Prakash, P.V. 805 Prasad, D.C . 660 Pratt, M. 806, 1255 Prattichizzo, D. 1087 Prautzsch, H. 1206 Pr^kopa, A. 267 Preparata, F.P. 511, 528, 557, 581, 604, 639, 662, 783, 873, 949, 964, 1013, 1115, 1182, 1369 Preuss, E. 1432
Index of cited authors 1487 Preufler, T. 1207 Priyantha, N. 1116 Procopiuc, CM. 834, 1132 Procopiuc, O. 833 Prost, R. 1240 Provan, J.S. 476 Pruitt, W.E. 274 Prusinkiewicz, P. 1115 Puech, C 855, 1116 Pugh, W. 784 Puiseux, V.A . 756 Pukhlikov, A.V . 175 Pulleyblank, VV.R . 1035 Pulli, K. 1115 Puppo, E. 1239, 1310 Purcell, T.J. 1116 Purchase, H.C 1184 Purely, CB. 21, 110 Purves, R. 1312 Qin, H. 1207 Quebbemann, H.- G . 1360 Quinlan, S. 806, 1092 Raab, S. 562, 951, 1462 Rabani, Y. 890 Rabinovich, Yu. 195 Rabinovitch, A. 803 Rademacher, H. 382, 476 Rader, A.J . 1353 Radge, P. 1182 Radin, C 49, 1393 Radke, J.D . 692 Rado, R. 328 Radoicic, R. 23, 127, 237, 253 Radon, J. 80, 99, 147, 320 Raff, M. 1410 Rafferty, CS. 580 Raghavan, P. 602, 674, 925, 1012, 1060, 1087 Raghotama, S. 1278 RaifTa^H. 511 Rajan, V.T. 528, 965 Rajasekaran, S. 967 Rajsbaum, S. 327 Rakhmanov, E.A. 303 Ramachandran, V. 966, 1013 Raman, R. 835 Ramaswami, S. 214, 602, 1159, 1290 Rambau, J. 406, 581, 1432 Ramirez Alfonsin, J.L. 125 Ramkumar, CD. 873 Ramos, E.A. 328, 509, 556, 602, 691,836, 923, 964 Ramos, P. 1157 Ramsey, F. 16, 178, 238, 239 Randall, D. 49, 127, 1161 Rankin, R.A. 1376 Rao, A.S. 1092 Rao, S. 195, 638 Rappaport, D. 636, 662, 674, 1256 Rappoport, A. 1278 Raskhodnikova, S. 193 Rastogi, R. 1159 Ravi, B. 1256 Raynaud, H. 263 Raz, R. 195 Read, R.C. 352 Readdy, M. 428 Reading, N. 430 Recio, T. 763 Reckhow, R.A . 603 Recski, A. 1333 Reddy, M. 1239 Redelmeier, D.H. 352 Redon, S. 804 Reed, B. 259 Reed, J.S . 1366 Reeds, J.A. 1080 Rege, A. 1060 Reichling, M. 876 Reid, M. 352 Reidemeister, K. 724, 1160 Reif, J.H. 636, 662, 763, 926, 967, 1060, 1088 Reif, U. 1207 Reina, C 1159 Reinelt, G. 509, 1035 Reiner, V. 406 Reingold, E. 1183 Reinhardt, K, 72 Reitebuch, U. 1432 Reitzner, M. 275 Renegar, J. 764, 1036 R6nyi, A. 260 Requicha, A. 1278 Ressler, E.K. 948 Reutter, O. 23 Reznik, D. 1092 Rhind, D.W. 1312 Rhodes, C 1412 Richards, F.M. 1411 Richardson, D. 951 Richardson, D.C 1412 Richardson, D.E. 1313 Richardson, T. 675 Richter-Gebert, J. 124, 151, 175, 274, 381, 404, 491, 580, 1326, 1432 Rieger, E. 1277 Riemann, B. 434, 1360 Riemenschneider, S. 1204
1488 Index of cited authors Riesenfeld, R.F . 806 Rimon, E. 1092 Ringel, G. 22, 127, 151, 233, 491, 741 Rinnooy Kan, A.H.G. 1035 Rippa, S. 528 Riseman, E.M. 1157 Risler, J. -J . 763, 1091 Rissling, A.S . 37 Ritt, J.F . 760 Ritter, G.L . 1160 Rival, I. 1185 Rivera-Campo, E. 660 Rivest, R.L . 351, 892, 1410, 1459 Robbins, S. 215 Robert, J. -M . 95, 559, 1160 Roberts, K. 1410 Roberts, S. 218 Robertson, N. 476, 718, 742 Robertson, S.A. 454 Robins, S. 174 Robinson, A.H. 1313 Robinson, C.V . 96 Robinson, D. 1278 Robinson, J.T . 837 Robinson, R.M. 42 Rocchini, C. 1237 Roch, G. 1367 Rock, S. 1089 Rockafellar, R.T. 1036 Rodemich, E.R . 1375 Rddl, V. 253 Rogers, A.D. 303 Rogers, C.A. 23, 52, 475, 1376 Rogers, L. 1277 Rogers, L.C .G . 265 Roher, C. 1181 Rohlfe, H. 150 Rohn, J. 718 Rohnert, H. 783 Rojas, J.M. 710 Rokne, J.G. 1162 Romanik, K. 603, 660, 674, 1291 Rompel, J. 924 Ronfard, R. 606, 1239 R6nyai, L. 994 Roos, T. 526, 1013, 1132, 1310 Ros, L. 1354 Rosamond, F. 1182 Rosen, A. 1060 Rosenberg, B. 835 Rosenbloom, A. 1256 Rosenfeld, A. 1157 Rossignac, J. 582, 606, 1237 Rota, G.- C. 276, 1326 Rote, G. 19, 124, 215, 511, 606, 639, 1353 Roth, B. 215, 854, 1088, 1354 Roth, D. 603 Roth,K.F. 303,996 Rothschild, B.L. 20, 236, 252 Rottenberg, R. 22 Roudneff, J. -P. 124, 151 Rousseau, C.C . 235 Rousseeuw, P.J. 312, 1290 Roussopoulos, N. 837 Rowlinson, J.S. 1412 Roy, M.- F . 150, 557, 697, 763, 1060 Rub, C. 967 Ruben, H. 277,382 Rubin, D. 511 Rubinfeld, R. 948, 1459 Rudin, M.E . 406 Rudolph, J. 1410 Rudys, A. 1090 Rurapf, M. 1204 Rumsey, H.C. 1375 Ruppert, E. 328 Ruppert, J. 580 Rush, J.A. 1376 Rushmeier, H. 691 Rusinkiewicz, S. 1115 Ruskey, F. 1181 Russell, D. 1133 Ruts, I. 1291 Ruzsa, I.Z. 20, 303 Rybnikov, K. 382, 1353 Ryshkov, S.S . 29, 1353, 1393 Saaty, T.L. 52 Sabin, M. 1190, 1275 Sabitov, I.Kh. 215 Sachs, H. 17 Sack, J.- R. 603, 606, 635, 661, 1062, 1309 Sacristdn, V. 214 Saff, E.B . 303 Safonova, A. 1238 Safra, S. 892 Safruti, I. 562 Sah, C.-H. 705 Sahinalp, C. 194 Said, A. 1239 Saigal, R. 1036 Saint-Donat, B. 175 Saitoh, K. 1393 Sakai, T. 316 Saks, M. 1060 Salamon, P. 128 Salazar, G. 236 Salesin, D. 950, 1207
Index of cited authors 1489 Saliola, F. 1354 Sallee, J.F . 406 Salmon, J. 1275 Salomon, D. 1239 Salowe, J. 634, 982 Saltenis, S. 837 Saluja, S. 965 Salzberg, B. 835 Salzberg, S. 674 Salzman, D. 1115 Sambridge, M. 1313 Samet, H. 785, 809, 837, 876, 1239, 1278, 1461 Samoladas, V. 834 Samorodnitsky, A. 174, 710, 1376 Sanchez, G. 1092 Sander, C. 1411 Sander, G. 1185 Sander, P. 674 Sanders, D. 476 Sanders, J.A . 404 Sanderson, A.C . 1090 Sangwine-Yager, J.R. 382, 709 SantakS, L.A. 277, 303 Santos, F. 127, 404, 581, 1353 Sapidis, N. 1207 Sapiro, G. 1203 Sarangarajan, A. 174, 1034 Sarkaria, K.S . 328, 742 Sarma, S. 1256 Sarnak, N. 785 Sarnak, P. 302 Sarraga, R.F. 809, 1207 Sato, M. 606 Satterfield, W. 352 Sauer, N. 996 Saunders, B.D. 1429 Savchenko, V. 1278 Sawyer, B.T . 20, 125 Saxe, J.B . 526, 783 Scarf, H.E . 175 Schonhardt, E. 520, 575 Schaeben, H. 1202 Schaefer, M. 238 Schaefer, S. 1205 SchaefTer, G. 473 Schaer, J. 52 Scharnbacher, J. 119 Schattschneider, D. 70 Schaudt, B. 528 Schaufler, G. 1237 Schechtman, G. 196 Scheiderer, C. 697 Scheinerman, E.R. 235, 951 Schek, H.J. 892 Schelp, R.H . 235 Schevon,C. 634 Schieber, B. 235, 602, 674, 965, 1060 Schikore, D. 1203 Schild, G. 490 Schilz, T. 951, 1184, 1462 Schindler, M. 1240 Schindler, W. 274,381 Schinzel, A. 82, 536, 962, 1037 Schipper, H. 741 Schirra, S. 556, 873, 947, 1059, 1184, 1310, 1459 Schlafli, L. 42, 256, 431, 479 Schlegel, V. 72,369,506 Schlick, T. 1412 Schlottmann, M. 71, 1393 Schmerl, J.H. 253 Schmidt, J.P. 926 Schmidt, S.E . 892 Schmidt, W.M. 31,303 Schmies, M. 1239 Schmitt, P. 52, 72, 253 Schmitt, S. 947 Schnabel, R.B . 1035 Schneider, B. 1313 Schneider, R. 274, 380, 428, 472, 705, 803, 1207, 1309 Schneiders, R. 1432 Schnyder, W. 238 Schoenberg, I.J . 196, 298 Schoeneman, C. 1116 Schomer, E. 557, 947, 982, 1134 Schonhage, A. 1432 Schonherr, S. 950, 1460 Schorn, P. 951, 1432 Schramm, O- 23 Schrijver, A. 174, 511, 699, 1014, 1035 Schroder, P. 581, 1115, 1204, 1238 Schuchert, P. 150 Schuierer, S. 511, 662 Schulman, L.J . 234, 329 Schulte, E. 72, 453, 476, 491 Schulz, C. 476,491 Schumacker, R.A. 1116 Schuinaker, L.L. 1207 Schutt, C. 278 Schutte, K. 42 Schiitzenberger, M. -P. 410 Schuur, P.C. 34 Schwanecke, U. 1205 Schwartz, J.T . 742, 764, 805, 875, 1062, 1091 Schwartz, L. 944 Schwarz, C. 1012, 1463 Schwarzer, F. 806, 1091
1490 Index of cited authors Schweikard, A. 562, 856 Schweizerhof, K. 1206 Schwenk, A.J . 236 Schwerdt, J. 1255 Scopigno, R. 1237, 1313 Scott, P.R . 103 Sederberg, T.W . 809, 1207 Sedgewick, R. 952, 1463 Sedgwick, E. 238 Seeger, B. 803, 1309 Seel, M. 948, 1184, 1461 Seery, J.B . 1184 Segal, M.G. 952 Seidel, H.- P. 1204 Seidel, R. 125, 509, 559, 582, 606, 661, 691, 784, 809, 854, 875, 924, 949, 1014, 1114, 1184, 1411, 1428, 1460 Seidenberg, A. 764 Seifert, H. 742 Seitz, F. 513 Sellares, A.A. 1159 Sellares, T. 1290 Sellen, J. 636, 948 Sellis, T. 837 Sen, P.K. 1291 Sen, S. 662, 784, 923, 964, 1014 Senechal, M. 72, 454, 1392 Sept, D. 1411 Sequin, C. 663, 952, 1115, 1206, 1256 Serfling, R. 1292 Sergeraert, F. 329 Serna, M. 1183 Servatius, B. 1353 Servatius, H. 1353 Sethian, J.A . 1204 Sevcik, K.C . 836 Seymour, P.D . 154, 476, 718, 742 Shade, J. 1115 Shader, B.L . 718 Shader, L.E . 18,254 Shah, J. 1278 Shah, N.R. 405, 691, 741, 1411, 1460 Shahrokhi, F. 237, 1185 Shamir, R. 278 Shamos, M.I. 511, 528, 562, 582, 640, 806, 876, 892, 967, 1014, 1291 Shaneson, J.L . 174 Shanno, D.F . 1017 Shannon, C.E. 768, 1376 Shannon, R.W . 151, 205 Shapiro, A. 742 Shapiro, J. 1240 Shapiro, V. 1278 Sharaburova, L.G. 96 Sharir, M. 19, 93, 124, 234, 301, 526, 556, 604, 634, 659, 674, 742, 764, 783, 803, 835, 853, 873, 923, 964, 982, 995, 1012, 1059, 1088, 1114, 1132, 1159, 1310, 1460 Shashkin, Yu.A . 96 Shauck, S. 661, 966 Shaul, H. 562 Shavit, N. 741 Sheehy, D. 1278 Sheffer, A. 1278 Shelah, S. 254,996 Shelton, C.R. 561,950 Shemer, I. 150, 382 Shen, C. 1115 Shen, X. 663 Shephard, G.C. 22, 31, 70, 382, 406, 430, 453, 476, 491, 697, 1349, 1392 Shepp, L.A . 675, 1080 Sherbrooke, E.C . 951, 1161 Sherk, F.A. 453 Shermer, T.C . 636, 660 Shewchuk, J.R . 528, 582, 952, 1432 Shi, P. 1312 Shi, W. 510 Shieber, S. 1310 Shieh, J.L 1392 Shiller, Z. 1092 Shim, K. 1159 Shimano, B.E. 856 Shimshoni, I. 891 Shin, S. 605 Shioda, T. 1360 Shivakumar, N. 892 Shlosman, S.B . 327 Shmoys, D.B. 1035 Shor, N.Z . 1036 Shor, P.W. 20, 71, 96, 128, 151, 510, 526, 558, 602, 856, 874, 924, 995, 1459 Shouraboura, N. 581 Shpectorov, S.V . 196 Shtogrin, M. 1392 Shum, K.W . 1376 Sibson, R. 1313 Sidelnikov, V.M. 1376 Siegel, A. 926, 1291 Siegel, C.L. 165 Siek, J. 1432 Sifrony, S. 560, 1061 Sillion, F.X. 1116, 1237 Silva, C. 691, 1114, 1238, 1313 Silver, D. 949 Silverman, R. 27, 1157, 1291 Simeon, T. 1087
Index of cited authors 1491 Simmons, G.J . 21 Simonovits, M. 700 Simov, B. 1091 Simpson, R.B . 662 Sinclair, A. 175, 195 Singh, K. 1290 Singleton, R.C. 1364 Sivakumar, D. 196 Six, H. 804 Six, J. 1184 Skiena, S.S. 21, 214, 674, 1238, 1432 Skinner, S. 675, 692 Skriganov, M.M . 175, 302 Sleator, D.D. 406, 785 Sleumer, N. 1184 Sloan, K. 675, 692, 1206 Sloane, N.J.A. 19, 49, 453, 1375 Slutzki, G. 1091, 1133 Smale, S. 742, 1014, 1405 Small, C.G. 1291 Smid, M. 634, 836, 875,1012,1133,1160, 1255 Smith, C. 1254 Smith, H. 1403 Smith, J. 641 Smith, K.T . 675 Smith, M.J. 45 Smith, W.D. 51, 640, 675 Sraits, B. 1116 Smorodinsky, S. 23, 96, 128, 561 Snoeyink, J. 124, 216, 316, 510, 527, 559, 581, 603, 635, 660, 692, 740, 785, 805, 854, 874, 947, 1060, 1092, 1114, 1133, 1158, 1238, 1310, 1461 Snyder, J. 809 Snyder, L. 603 Soares, J. 193, 634 Soibelman, Y. 329 Soifer, A. 23, 254 Solan, A. 856 Solerao, P. 763 Solomon, D.C . 675 Solomon, G. 1366 Solomon, H. 278 Solomyak, B. 72, 1393 Soltan, V. 662 Solymosi, J. 24, 236, 1013 Sommervilte, D.M .Y. 171, 271, 391, 415, 464, 856 Song, G. 1064, 1087 Sorkin, S. 804 S6s, V.T. 995 Soss, M. 214, 1092, 1161, 1289 Soueres, R 1092 Soundaralakshmi, S. 511 Souvaine, D.L . 605, 636, 674, 1290, 1353 Sowizral, H. 805 Spagnuolo, M. 1237 Spanier, E.H. 430 Speckmann, B. 126, 663, 805, 1134, 1461 Speer, R. 856 Spencer, J.H. 20, 236, 252, 301, 923, 1006 Spielman, D.A . 476, 1014 Sporyshev, P.V. 278, 382 Sproull, R.F. 1116 Srikant, R. 836 Srinivasan, A. 926 Srinivasan, M.N. 1256 Srinivasan, V. 1160 Sriram, R. 1255 Stachel, H. 218 Stam, J. 1116 Stanley, R.P . 128, 175, 406, 430, 582, 706 Stanton, D. 19, 453 Stechkin, B.S. 16 §tefankovic\ D. 238 Steiger, W.L . 128, 274, 982, 1290 Stein, G. 368 Stein, J. 1326 Stein, S. 72 Steinberg, L. 150 Steinberg, R. 24 Steiner, J. 377, 569, 600, 619, 848, 1125, 1152 Steiner, M. 217 Steinhardt, P.J. 1392 Steinitz, E. 80, 130, 238, 382, 388, 476, 480, 1338 Steinlein, H. 329 Stenson, C. 430 Stepanov, A.A . 1063 Stephenson, K. 1432 Sterbini, A. 1182 Stewart, A.J . 785 Stewart, D.E. 809 Stewart, I. 352, 663 Stichtenoth, H. 1376 Stiefel, E. 309 Stillwell, J. 454, 742 Stolarsky, K.B . 303 Stolfi, J. 560, 784, 804, 856, 875, 950, 1092, 1133 Stollnitz, E.J. 1207 St0lting, G. 557 Stout, Q.F . 966 Stoyan, D. 277 Strang, G. 1412 Strassen, V. 1432 Strafier, W. 1238 Straus, E.G. 20, 21, 252
1492 Index of cited authors Strausz, R. 93 Streinu, I. 125, 150, 214, 1290, 1353 Strempel, T.-K . 124 Strijk, T. 1310 Stroramer, T. 128 Struyf, A. 1290 Stryer, L. 1412 Stuetzle, W. 1115, 1204 Sturm, C. 764 Sturm, T. 1429 Sturmfels, B. 126, 150, 174, 381, 404, 429, 452, 468, 490, 580, 695, 1326 Sturtivant, C. 1429 Stiitzle, W. 692 Subak, H. 39 Subbiah, S. 1412 Subramanian, V. 675, 692 Subramanyam, K.V. 925 Suderman, M. 1182 Sudsang, A. 1092 Suel, T. 892 Sugihara, K. 527, 675, 876, 952, 1161, 1278, 1354 Sugiyama, K. 1183 Sulanke, R. 260 Sullivan, J. 1133, 1410 Sullivan, S. 1092 Sun, G. 1162 Sun, Z. 641 Sundaram, G. 606, 635 Supowit, K.J . 606, 1161 Sun, S. 95, 510, 527, 602, 635, 659, 804, 833, 853, 875, 966, 982, 1061, 1133, 1309 Sutherland, I.E. 870, 1116 Sutner, K. 1064 Suvorov, P. 128, 151 Suzuki, I. 1092 Svestka, P. 1059, 1090 Swanepoel, K.J. 19 Swart, G.F. 512 Sweldens, W. 581, 1115, 1238 S£kora,D. 238 Sylvester, J.J. 24, 103, 258, 764, 1014 Szabo, L. 994 Szab6, S. 72 Szarek, S.J . 174 Szegedy, M. 193, 237 Sz&eely, L.A . 24, 128, 238, 254, 562, 1185 Szekeres, G, 21, 104, 230, 253 Szemeredi, E. 24, 128, 234, 254, 982 Szokefalvi-Nagy, B. 218, 603 Szucs, A. 327 Szymczak, A, 1238 Tachibana, M. 606 Tagansky, B. 557, 854, 926, 1060 Tagawa, S. 1185 T^it, P.G . 457 Taix, M. 1090 Takeuchi, F. 126, 1461 Tal, A. 803, 1309 Talata, I. 52 Talluri, R. 1093 Talmor, D. 582 Talwar, K. 195 Tamaki, H. 19, 128, 562, 1087 Tamassia, R. 234, 603, 637, 783, 950, 967, 1181 Tamir, A. 635 Tammela, P. 31 Tamura, A. 236 Tan, J.J.M . 605 Tan, S.T. 1255 Tan, T. -S. 527, 580, 1239 Tanaka, K. 875 Tanaka, M. 1393 Tanenbaum, P. 559, 949 Tang, J.-M. 1160 Tang, K. 1255 Tarasov, S.P. 714. 1036 Tardos, E. 1014 Tardos, G. 22, 237, 562 Tarjan, R.E. 312, 406, 475, 604, 638, 661, 741, 783, 892, 965, 1158, 1463 Tarski, A. 47, 702, 764, 824, 929 Tassinari, E. 1182 Tate, S. 640 Taubin, G. 582, 691, 1207, 1238 Tavares, G. 1238 Tay, T. -S. 1354 Taylor, R.H . 1063, 1091, 1238 Teich, J. 1463 Teichmann, M. 952 Teillaud, M. 783, 1088, 1459 Tejel, J. 661 Teller, S. 663, 1114 Temesvari, A. 52 Teng, S.-H . 326, 475, 582, 965, 1014, 1289, 1429 Terao, H. 454 Terzopoulos, D. 1207 Tewari, G. 606 Tezuka, M. 217 Thamm-Schaar, M, 1204 Theil, H. 1291 Theodoridis, Y. 836 Thibault, D. 1313 Thibault, W. 806,876 Thiel, C. 982, 1134
Index of cited authors 1493 Thiele, T. 23, 1185 Thiemt, G. 951 Thierens, D. 1313 Thiessen, A.H. 513 Thingvold, J. 1207 Thorn, R. 764, 1412 Thomas, C. 269 Thomas, E. 741 Thomas, R. 476, 718 Thomassen, C. 476, 742 Thompson, A.C . 454 Thompson, G.L . 511 Thompson, J.F . 1278 Thompson, J.G. 1376 Thomson, R.C . 1313 Thorpe, M. 1353 Thorup,M. 196,892 Thrall, R.M . 511 Threlfall 742 Thrun, S. 1088 Thue, A. 27, 1376 Thurmann, C. 236 Thurston, W.P . 70, 218, 238, 328, 406, 475, 605 Tichy, R.F . 302,995 Tits, J. 411,454 Tobler, W.R. 1313 Tocher, J. 1194 Toda, M. 1185 Todd, J.A . 167,454 Todd, M.J. 406, 713, 1034 Toft, B. 22 Tokarsky, G.W . 663 Tokunaga, S. 236 Tokuyama, T. 19, 128, 562 Toledo, S. 923, 982, 1062 Toliefeon, J.L. 741 Tollis, I.G . 234, 638, 1181 Tomkins, A. 194 Tompa, M. 890 Torii, S. 606 Tordcsik, J. 237 T6th, Cs.D . 24,661 Toth, G. 20, 127, 236, 252, 562, 1185 Touma,C. 1240 Toussaint, G.T. 214, 510, 602, 636, 660, 1092, 1114, 1157, 1254, 1289, 1463 Trendafilov, D. 892 Trevisan, L. 196 Trinkle, J.C . 809 Trotter, Jr., W.T . 24, 128 Tsai, A.P. 1393 Tsakalidis, A. 834 Tschirschnitz, F. 1013 Tsfasman, M.A . 1376 Tsotras, V.J . 836, 837 Tsotsos, J.K . 1158 Tu,Y. 636 Tucker, A.W . 1016 Tucker, T.W. 490 Tukey,J.W. 1291 Turan, G. 1240 Turan, P. 238, 279 Turing, A.M . 144, 693, 1054, 1396 Turk, G. 1114, 1158, 1237 Tutte, W.T . 238, 476, 1240 Tverberg, H. 96, 99, 329 Uehara, H. 316 Uhrig, C. 556, 873, 948, 1059, 1184, 1462 Ulam, S. 15,306,620 Ulbrich, A. 1277 Ullman, J.D. 173, 891, 1459 Ullrich, C. 951 Ungar, P. 24, 128 Upfal, E. 1012 Urrutia, J. 636, 660 Uselton, S.P . 692 Vahrenhold, J. 783,873 Vaidya, P.M. 636, 1161 Vainshtein, A. 1463 Valentine, F.A. 93 Valette, S. 1240 Valiant, L.G . 1009 Vallejo, D. 1059, 1087 Valtr, P. 20, 194, 235, 254, 278, 1013, 1093 Van, S, 1290 van Aardenne-Ehrenfest, T. 303 van Dam, A. 855, 875 Vandenberghe, L. 1036 van den Driessche, P. 718 van der Poorten, P. 1313 van der Stappen, A.F . 637, 1059, 1087, 1088, 1133 Vanderbei, R.J. 1036 van der Corput, J.G . 303 van der Waals, J.D . 1397 van der Waerden, B.L . 42, 254, 299 van Dijk, S. 1310 Vanecek, Jr., G. 809, 1088 van Emde Boas, P. 785 van Kampen, E.R . 476, 731, 742 van Kreveld, M. 526, 558, 637, 660, 783, 834, 854,874,1088,1133,1254,1309, 1460 van Leeuwen, J. 511, 742 van Lint, J.H. 1375 van Oosterom, P. 1313 van Oostrum, R. 1313, 1463
1494 van Wamelen, P. 24 van Willigenburg, S. 428 van Wyk, C.J. 875, 949, 1463 Vapnik, V.N. 282, 926, 996, 1005 Varadarajan, K.R . 95, 634, 891, 1059, 1309 Varady, T. 1192 Varchenko, A.N. 425 Vardy, A. 1376 Vargiu, F. 1182 Varshamov, R.R . 1367 Varshney, A. 1114, 1158, 1237, 1412 Vavasis, S.A . 328, 475, 582, 1036, 1433 Vazirani, V. 892 Vazirani, V.V. 460,641 Veach, E. 1116, 1132 Vee, E. 890 Vegter, G. 127, 640, 741, 1064, 1134, 1462 Veltkamp, R.C . 982, 1459 Vempala, S. 195, 1034 Venkatasubramanian, S. 1290 Venkov, B.A . 72 Vergne, M. 174 Vermeer, P. 1277 Verroust, A. 741, 1462 Verschelde, J. 710 Vershik, A.M. 174, 278, 382 Vesztergombi, K. 21, 229 Vidimce, K. 1238 Vigneron, A. 602 Vigoda, E. 175 Vilenkin, I.V. 303 Vinberg, E.B . 454,476 Vincensini, P. 96 Vishkin, U. 965 Vismara, L. 785, 1181 Vitaie, R.A. 274, 381 Vitter, J.S. 659, 833, 967, 1132 VlSdu^S.G. 1374 Vleugels, J. 1059, 1133 Vo, K.P . 1183 Vocca, P. 1183 Voelcker, H. 1114 Volodin, LA. 742 Volovikov, A.Yu. 329 Volz, R.A. 1161 Vorobjov, N.N . 763 Voronoi, G.F. 26, 72, 158, 255, 363, 403, 513, 549, 563, 609, 665, 677, 790, 851, 904, 932, 959, 990, 1041, 1123, 1144, 1243, 1297, 1352, 1378, 1412, 1420, 1439 Vorsatz, J. 1206 Vossler, D. 1278 Voxrnan, W. 234 Index of cited authors Vrecica, S. 24, 328 Wo, I. 235, 1185 Vu, V. 24 Vuillemin, J. 837 Waarts, O. 892 Wachs, M.L . 329 Wagener, H. 964, 1157 Wagner, D. 675, 1181, 1310 Wagner, F. 1311 Wagner, G. 303 Wagner, M. 1429 Wagner, T.J. 891 Wagner, U. 229,278 Wagon, S. 22, 662, 705 Walkington, N. 582 Walkup, D.W. 406,475 Wall, G.E . 44 Wallace, J.R. 1114 Wallach,D. 1090 Wallis, A.F. 1276 Walsh, T. 287 Walther, G. 276 Wang, C.-A . 1158, 1185 Wang, H. 640, 1059 Wang, L. 1205 Wang,W. 676,803 Warren, J. 1203 Warsi, Z. 1278 Wasilkowski, G.W . 950 Watson, B. 1239 Watson, D.F . 1314 Watson, J.D . 1410 Watt, C. 742 Waupotitsch, R. 581, 1311 Weber, C. 742 Weber, H. 1114, 1158, 1237 Weber, R. 892 Wee, Y.C. 967 Weeks, J. 218, 1433 Wegner, B. 45,218 Weibel, R. 1310 Weickert, J. 1207 Weihrauch, K. 950 Weil, H. 125 Weil, W. 277,676 Weiler, K. 785, 1278 Weimer, H. 1208 Wein, R. 562, 952, 1463 Weingram, S. 430 Weiss, A.I. 428, 454, 472 Weiss, R.S . 1157 Welch, L.R. 1375 Welch, W. 1208
Index of cited authors Welker, V. 1429 Wells, A.F . 454 Wells, J.A . 1412 Welzl, E. 20, 80, 124, 229, 278, 302, 382, 558, 635, 835, 854, 924, 950, 995, 1013, 1035, 1060, 1114, 1157, 1463 Wendel, J.G . 278 Wenger, R. 93, 126, 1429 Wengerodt, G. 35 Wentink, C. 1092, 1093 Werner, E. 278 Wernisch, L. 303, 996 West, D.B . 193,581 Westermann, R. 1207 Westwater, J. 698 Wets, R.J. - B. 1036 Weyl, H. 304,443 Whitaker, R. 1203 White, N. 124, 150, 381, 429, 452, 490, 1326, 1354 Whiteley, W. 369, 476, 676, 1326, 1353 Whitesides, S.H . 215, 603, 660, 1062, 1089, 1182 Whitney, H. 130,476,742 Whitted, T. 1116, 1239 Whitworth, J.V . 28 Widmayer, P. 836, 1013, 1312 Wieacker, J.A . 274 Wiegley, J. 1093 Wiener, N. 1382 Wiernik, A. 1064 Wieting,T.W . 72 Wigderson, A. 892,923 Wigner, E. 513 Wilber, R. 602, 1459 Wilde, D. 1429 Wilfong, G. 634, 1064, 1089, 1161, 1254 Wilkerson, C. 326 Wilkes, D. 1158 Wilkie, A. 951 Wilkins,D. 742 Willard, D.E. 837 William, R.M . 1116 Williamson Hoke, K. 476 Williamson, D.P. 891 Wills, J.M . 49, 174, 381, 452, 490, 740 Wilson, A. 809 Wilson, M.J. 1203, 1276 Wilson, P.R . 24 Wilson, R.H. 559, 1061, 1089 Wilson, R.M . 21, 253 Wilson, S.E. 491 Winkler, P. 706 Winter, P. 641 1495 Winternitz, P. 1146 Wippermann, H. 70 Wirtinger, W. 1148 Wiseman, J.A . 24 Wismath, S.K . 1182, 1433 Witkin, A. 1207 Witt, E. 247 Woeginger, G. 635, 996 Wolff, A. 1313 Wolfeon, H.J . 1160, 1411 Wolkowicz, H. 1036 Wolpert, N. 512, 559 Wolter, F.E . 805 Wolter, J.D . 1161 Wondratschek, H. 1392 Wong, C. 639 Wong, L.H. 351 Woo, T. 1161, 1254 Wood, D. 804, 1463 Wood, D.R. 1182 Woodall, D.R. 24,238 Woodbury, A.R. 809 Woodhull, G. 1184 Woodroofe, R. 635 Woodruff, H.B . 1160 Woods, A.C. 49 Woods, K. 174 Worboys, M.F . 1314 Wormald, N. 254 Wormstein, A. 352 Wozniakowski, H. 304 Wright, M.H. 1035 Wright, S. 1036, 1429 Wright, W.V. 1114, 1158, 1237, 1412 Wu, A.Y. 1157, 1291 Wu, W.-T. 476 Wu, W.J. 760 Wu, Y. 1326 Wunderling, R. 1433 Wynn, H.P . 1412 Wythoff, W.A . 442,467 Xavier, P. 637, 1060, 1088 Xie, F. 1134 Xu,D. 661 Xu, G. 1203 Xu, J. 95,854 Yaglom, I.M. 1364 Yakovlev, N.N. 38 Yamamoto, P. 95, 1291 Yamashita, M. 1092 Yan, P. 1060 Yang, B. -T. 1161, 1185 Yang, C. 639,891
1496 Yang, Q. 1276 Yang,T. - C. 605 Yannakakis, M. 216 Yao, A.C . 641,837,926 Yao, C. 1162 Yao, F.F. 124, 560, 662, 891, 926, 950, 1116 Yap, C.K. 510, 527, 561, 602, 634, 674, 698, 742, 876, 947, 948, 964, 1059, 1090, 1114, 1162, 1433, 1462 Ye,Y. 1036 Yiannilos, P.N. 892 Yim, M. 1093 Yn, N. 1198 Yokoyama, M. 316 Yu, J. 952 Yu, S. 1310 Yu, Y. 951 Yuclin, D.B. 1036 Yvinec, M. 509, 527, 558, 674, 783, 873, 948, 1459 Zaferakis, A. 805 Zajicek, O. 965 Zaks, J. 216,473,742 Zalgaller, V.A. 709 Zamfirescu, T. 51, 126 Zanutta, R. 1091 Zarankiewicz, K. 228 Zaremba, S.K . 302 Zaroliagis, C. 634 Zaslavsky, T. 562 Zassenhaus, H. 1392 Zatz, H.R. 804 Zelevinsky, A.V. 174, 405, 581 Zeltzer, D. 804 Zhang, H. 1162 Zhang, L. 803, 1132 Zhang, Z. 1064, 1093 Zhao, H. 637 Zhao, H.K . 1208 Zhao, W. 691, 1429 Zheng, S. -Q. 604 Zhou, J. 951 Zhou, Y. 95,856,876 Zhou, Y.M. 303 Zhu, A. 1133 Zhu, B. 660, 783, 1254, 1314 Zhu,C. 606 Zhuang, G. 1237 Zhuang, Y. 1091 Ziegeltnann, M. 948 Ziegler, G.M. 124, 150, 176, 329, 380, 406, 429, 452, 472, 490, 512, 697, 1011, 1034, 1433 Index of cited authors Ziegler, J. 1462 Zijlstra, E. 785 Zikan, K. 805 Zink, T. 1376 Ziv, A. 1012 Zivaljevic*, R.T . 24, 328 Zolotarev, E.I . 29 Zomorodian, A. 1411 Zong, C. 52 Zorin, D. 1240 Zuo, Y. 1292 Zweig, G. 892 Zwick, U. 196, 1061
INDEX OF DEFINED TERMS (0, l)-polytope 154, 363, 1030 1-castable 1249 1/r-cutting 820, 899, 957 (l,2)-£ metric 186 2-castable 1249 2-coloring 298 2-face 440 2±D 657 2Tree partition, proper 1331 3-axis machine 1250 3-coloring 644 3D Printing 1243 3Tree2 partition, proper 1331 4-axis machine 1250 4-color theorem 457 5-axis machine 1250 A-patch 1188, 1193 A-spline 1195 absolute bits 935 abstract objective functions 463 abstract polytope 447 chiral, 448 face of, 447 facet of, 447 regular, 447 locally spherical, 449 locally toroidal, 450 projective, 449 realization of, 448 (Schlafli) type of, 448 universal, 448 vertex of, 447 Ackermann's function 82, 535, 1041, 1057 active constraint 1015 active loop 1216 acyclic ordering 524, 565 adjacent cells 331, 1039 admissible scheme 944 affine equivalence 356 affine Gale diagram 143 affine invariance 1188 affine span 383 affine spanning set 1336 affine symmetry 658 AG bound 1368 AGD (software) 1425 Akiyama-Alon theorem 232 Aleksandrov-Fenchel inequality 707 algebraic halfepace 1258 algebraic number interval representation, 753 order representation, 752 real, 749 sign representation, 753 algebraic problem 935 algebraic set 207 algorithm approximation, 940 infrastructure, 1265 output-sensitive, 940 precision-sensitive, 940 pseudo-approximation, 940 aliasing 1106 all-farthest neighbors 962 all-nearest neighbors 959, 1156 allowable sequence of permutations 101 simple, 101 alpha complex 1398 alpha hull 1147 alpha shape 1398 a(n) 535, 656, 844, 1041 a-shape 679 alternating sign map 137 alternative law 1316 amino acid 1396 analysis cluster, 1296 neighborhood, 1296 network, 1296 spatial, 1295 trend, 1296 AND-ORtree 757 angle external, 377 internal, 377 angular resolution see graph drawing animal 331 animated map 1303 anisotropic 521 1497
1498 ANN see all-nearest neighbors antiprism 437 right, 437 antisymmetric tensor 1316 apeirogon 433 aperiodic prototile set 66 application procedural interface (API) 1265, 1266 approximability number 296 approximate bichromatic closest pair 883 approximate bottleneck matching 884 approximate chromatic closest pair 883 approximate close pair 883 approximate closest pair 883 approximate degeneracy predicate 945 approximate diameter 883 approximate facility location 884 approximate far pair 883 approximate furthest neighbor 883 approximate furthest pair 883 approximate minimum spanning tree 884 approximate near neighbor 878 approximation 878 approximation problem 701 aquarium 623 aquarium-keeper's problem 623 Archimedean solid 442 area bisection, 589 of graph drawing, 1165 landmark, 1078, 1082 of plane set, 26 surface, 373 arithmetic exact, 1437 precision, 1417 arrangement 529, 820, 957, 974, 1038 at-most-fc-level of, 534, 536 cell of, 529 0-border of, 534 1-border of, 534 border of, 534 maximally covered, 549 subcell, 539 supercell, 539 combinatorial complexity of, 530 complete skeleton, 539 connected, 46 Coxeter, 445 on curved surface, 533 of curves, 531 cyclic, 111 decomposition of, 538 density of, 26 Index of defined terms edge of, 530 envelope of, 533, 536, 538 lower, 533, 536, 546, 548 overlay of, 538 upper, 533 face of, 530 facet of, 530 of hyperplanes, 132, 420, 445, 529 of hyperspheres, 132 j-impassable, 46 fc-cell of, 530 fc-level of, 534, 538, 547 lattice, 26 of lines, 97, 530 many cells of, 547 multiple, 37 non-Pappus, 106 planar, 531 point-trapping, 46 of points, 131 of polytopes, 548 of pseudohyperplanes, 146 simple, 146 of pseudolines, 97, 133 of pseudoplanes, 146 of pseudospheres, 138, 139 of pseudotriangles, 108 red-blue, 957 simple, 530 simplicial, 108 single cell of, 534, 536, 547, 909 skeleton, 539 on sphere, 550 stretchable, 98, 133 of surfaces, 531, 532 of triangles, 548 union boundary, 534 vertex of, 530 zone of, 534, 536, 547 art gallery 591 art gallery theorem 643, 644 aspect graph 657, 1149 aspect ratio 588 assembly 1071 operation, 1071 partitioning, 1071 planning, 1055 sequence, 1071 monotone, 1071 number of hands, 1071 associahedron 402 asymptotically complete 1080 atom, of lattice 359 atomic formula 744
Index of defined terms 1499 atomic solvation parameter 1408 attaching cells 725 automated label placement 1298, 1299 automorphism group 447 auxiliary polynomial 754 average case analysis 1010 average running time 895 axis-parallel 957 B-patch 1191 B-spline 1188 tensor product, 1187 backwards analysis 900, 901 bad pentagon 104 bagplot 1280 balanced partition problem 9 Balinski's theorem 369,459 ball 720, 1140, 1356 complex, 478 underlying space of, 478 -end, 1250 half, 720 J-, 714 triangulated, 413 Banach-Tarski paradox 702 bar 197, 649, 1328, 1342 equivalence, 1340 framework, 198,1328 underlying, 1343 linkage, 197 bar-and-body framework 1324 barrier function 1025 self-concordant, 1032 self-scaled, 1032 barycenter 722 barycentric combination 1188 barycentric coordinates 1188 barycentric subdivision 722 complete, 399 base, of prism 438 basis computation, 1007 function, 1188 of LP-type problem, 1007 regularity, 1007 of set of constraints, 1007 of set of rectangles, 343 of subset, 991 Baues poset 403 Baues Problem (generalized) 403 BCH code 1366 narrow-sense, 1366 primitive, 1366 belt 58 bend 1164 minimization, 1175 Berlekamp-Massey algorithm 1366 Bernstein polynomial 1188 Bernstein-B^zier form 1188 /3(n) 844 /Mune 1141 /5-skeleton 1141 Betti number 411, 727, 749, 1402 higher-order, 749 persistent, 1402 Betti sequence 411, 417 Bezier curve 1188 Bezier surface tensor product, 1189 BFMS Bound 939 BFMSS Bound 939 BFS filter see dynamic filter BGFS method 1017 biasing 1107 bichromatic closest pair, approximate 883 bichromatic intersection 865 bicriterion 621 Bieberbach's theorem 1379 big expression package 936 Core Library, 937 LEA, 937 LEDA Real, 937 LN, 936 Real/Expr, 937 big number package 928 Biglnteger 928 BigRational 928 bilinear interpolation 1188 bili nearly blended surfaces 1190 binary space partition 654 tree, 1261 binary space partition tree 1261 binary tree 1164 biplanar crossing number 226 biprism 67 bipyramid 362, 389 bisection of area, 589 width, 226 bistellar operation 577 BKR-algorithm 751 blackbox sign evaluation scheme 944 Blaschke-Hausdorff metric 295 blend of realizations 450 blending function, 1188 polynomial pieces, 1194 of surfaces, 1267
1500 Index of defined terms Blichfeldt's inequality 166 block-edit metric 186 blocker 1104 blocking direction 1072 Blum transform 513 body 53,1065 Bohne-Dress theorem 365 book 731 Boost graph library 1425 Borsuk conjecture 13, 37 Borsuk's problem 317 Borsuk-Ulam theorem 310 generalized, 324 Borsuk-Ulam-type theorem 324 boundary 678 approximating subdivision, 1261 complex, 390, 417, 432 conforming subdivision, 1261 element, 857 operator, 727 representation (Brep), 1257, 1259 sample, 686 bounding box 858 box 47,845 bounding, 858 -tree, 1295 visibility graph, 657 bracket 1315 ring, 1315 branch-and-bound method 1029 BRDF 1103 breakdown value, for point sets 1280 brick 16 Brion's theorem 162 Brouwer's fixed point theorem 311 Brugesser-Mani theorem 465 Brunn-Minkowski theorem 707 Brunn-Minkowski theory 706 BSP 654 tree, 1261 BTDF 1103 bucketing 768, 778, 871 buffer 1296 build-and-search 954 build phase, 954 search phase, 954 c-atlas 1384 C-group 447 string, 448 C-obstacle 1074 region, 1074 c-oriented 845 c-oriented path 616 c-star 1380 C++ circulator, 1451 concept, 1446 function object, 1446 iterator, 1451 model, 1446 traits class, 1451 cable 1342 CAD 749, 754, 755, 1039 cage, of zoo 623 calibration 1100 cancellation 1405 candidate space 306 Canny bound 939 canonical configuration 201 canonical projection method 1386 Caratheodory's theorem 80 Carpenter's Rule problem 122 carrier 393 Cartan integers, of root system 443 Cartesian product 179 Cartesian representation 1448 cartogram 1298, 1302 cartographic generalization 1298, 1300 cascading corner operator 1210 Catalan number 399 caterpillar 220 Cauchy's theorem 459, 1337 Cayley factorization 1320 cd-'mdex 419 cdd (software) 1426 cell 331,748,871 adjacent, 1039 of arrangement, 529 border, 336 complex, see CW-complex regular, 417 <S(i)-cell, 748 decomposition, 748 dimension, 748 Dirichlet-Voronoi, 26, 158, 1378 of free space, 609 homology, 74 lexicographically minimum, 332 star-shaped, 609 subcell of, 539 supercell of, 539 Tarski, 824 - tuple structure, 539 unit, 1380 cells adjacent, 331 attaching, 725
Index of defined terms 1501 translation of, 332 cellular decomposition 748 center of area, 1146 geodesic, 592, 609 link, 652 point theorem, 311 of symmetry, 58 transversal theorem, 312 centerpoint 1280 central dogma, of protein creation 1395 central inversion 58 central path 1025 neighborhood of, 1026 centrosymmetric 58 certificate, kinetic data structure 1118 CGAL Library 937 chain closed, 198 insertion/deletion, 775 integral, 727 open, 198 polygon, 858 reflex, 568 separating, 772 simplicial, 727 visibility, 961 chamber 434 complex, 434 system, 62 characteristic map 725 checker 1177 chessboard complex 323 chirotope 137 of rank d, 137 realization space of, 143 of vector configuration, 130 choropleth map 1298 chromatic closest pair, approximate 883 chromatic number cyclic, 219 ofE n , 241 of graph, 15 of metric space, 15 Cinderella (software) 1426 circle, ordinary 3 circuit see oriented matroid generic, 1329 circular sequence of permutations 100 circular-arc cover, minimum 962 circularity 588 circulator, C++ 1451 circumradius 714 circumscribed triangle, optimal-area 962 circumscribing polygon 596 circumsphere 577 Ck continuity 1188 clearly illuminate 646 clers string, compression 1216 clipping 869 plane far, 1102 near, 1102 clique complex 426 close pair, approximate 883 closed chain 198 (closed) unit cell 1380 closest pair approximate, 883 bichromatic, approximate, 883 chromatic, approximate, 883 closest visible-pair 962 cluster analysis 1135, 1296 clustering 920, 1136 graph-theoretic, 1136, 1137 hierarchical, 1135, 1136 agglomerative, 1136 divisive, 1136 if-means, 1136, 1137 co-face 447 coatom, of lattice 359 cocircuit see oriented matroid cocktail-party graph 179 cocone 684 tight, 687 Cocone (software) 1426 code 1364 algebro-geometric (AG), 1367 BCH, 1366 binary, 1364 binary Reed-Muller, 1366 cyclic, 1365 dimension of, 1365 generator polynomial of, 1365 length of, 1365 extended Golay, 1366 Golay, 1366 Goppa, 1366 Hamming, 1365 linear, 1364 [n,Ar,d,p,Gl, 1370 perfect, 1365 quadratic residue, 1366 Reed-Solomon, 1366 spherical, 1360 codeword 1364 Cohen-Macaulay complex 411 coherent triangulation 1398
1502 collapsible 464 Collins's algorithm 756 collision detection, 787 -free motion, 1038 query Boolean, 788 enumerative, 788 coloop see oriented matroid coloring type 16 colors 319 combinatorial dimension 991, 1007 combinatorial equivalence 100, 533 combinatorial optimization 1028 combinatorial structure 608 consistency, 932 compact 646 compactness, of kinetic data structure 1121 competitive ratio 600, 1056 complete algorithm 1074 complete barycentric subdivision 399 complete skeleton 538, 539 complete-linkage algorithm 1136 completion, of Delaunay triangulation 515, 563, 564 complex 408 alpha, 1398 ball, 478 boundary, 390, 432 cell, 417 chamber, 434 chessboard, 323 clique, 426 Cohen-Macaulay, 411 cubical, 417 CW-, 418, 725 Delaunay, 724 dual, 1398 mixed, 1400 Morse-Smale, 1405 order, 479 polyhedral, 417, 477 polytopal, 387 simplicial, see simplicial complex visibility, see simplicial complex complex cross-polytope generalized, 446 complex cube generalized, 446 complex polygon 445 complex polytope 445 face of, 445 real, 446 regular, 445 Index of defined terms compliant motion 1054 component, path-connected 843 Composite Precision Bound 935 composition property 916 composition rule 66 composition, of n 338 compressed ordering 394 compressed progressive mesh 1234 compression clers-string, 1216 cut-border-machine, 1221 edgebreaker, 1216 geometry, 573, 1216 mesh connectivity, 1210 mesh geometry, 1210 offset, 1216 single-rate, 1210,1215 statistical coding, 1214 topological surgery, 1222 topology, Java3D, 1223 valence-based, 1223 wavelet, 1231 Wrap&Zip decompression, 1218 computation tree 935 degenerate branch, 935 test value, 935 computational convexity 693 computer vision 671, 673 concept, C++ 1446 cone apex of, 168 convex, 78 dual, 168 of feasible directions, 159 normal, 374 polyhedral, 159 generators, 159 projection, 1336 rational, 159 realization, 451 sign, 716 simple, 159 symmetric, 1032 tangent, 167 unimodular, 159 configuration 908, 1065 canonical, 201 convex, 201 critical, 1321 defining elements of, 908 flat, 201 generalized, 100 killing elements of, 908 of linkage, 198
Index of defined terms 1503 Pappus, 133 of points, 100, 131, 549, 1328 relatively dense, 66 self-intersecting, 198 star-polytope, 436 stopper for, 908 straight, 201 trigger of, 908 vector, 129 configuration space 198, 306, 620, 759, 908, 1038, 1065 dimension, 908 free, 1038 maximum degree, 908 translational, 790 conflation 1294 conflict 908 graph, 900, 902 list, 502, 898 size, 908 conforming Delaunay trianguiation 519, 520 conforming subdivision 613 congruence group 333 congruent configurations 1328 congruent sets of cells 333 congruent subset detection 1145 connected 447 arrangement, 46 graph, see graph strongly, 447, 464 connectivity mesh, 1210 connectivity graph 1039 Connolly surface 1399 conservative algorithm 1104 conservative crust 680 consistency condition 929 constant description complexity 82, 1038 Constant Expression 935 Constant Zero Problem, ZERO(fi) 935 constraint 999 active, 1015 facet, 519, 520 function, 1015 geometric, 1269 nonholonomic, 1054 simplex, 520 tight, 1000 vertex enclosure, 1194 constraint solving 1273 parametric, 1269, 1271 variational, 1269, 1271 constraint-based probability spaces 914 constraints of LP-type problem, 1007 constructible expressions 935 construction derandomizing, 918 direct, 918 geometric, 1437 using greedy-cover, 918 using sensitive approximations, 917 via simplicial partitions, 917 constructive solid geometry (CSG) 1257 contact curve, 1042 number, 1361 segment, 1041 surface, 1038 containment problem 710 contingency table 154 continuous Dijkstra method 612 contouring 1305 contractibility 720 problem, 720, 730 control point 1188, 1189 controlled perturbation 943 controls, set of 1078 convex 73 plane drawing, 1164 Robinson-, 78 set of Ar-flats, 91 strictly, 82 strongly, 78 convex bodies bounded sequence of, 47 convex body 25, 156, 257, 695 centered, 699 circumscribed, 698 extremal, 158 lattice width of, 156 proper, 695 well-bounded, 699 width of, 74, 156 convex combination of metrics, 187 convex configuration 201 convex curve 314 convex deficiency tree 1153 convex disk 25 convex hull 73, 383, 495, 1189 P-, 98 peeling, 1283 relative, 623 of set offc-flats,91 convex matching 219 convex polytope 356, 431, 495 convex position 4, 959
1504 Index of defined terms convex programming 1019 convex set 1189 convex sets fc-ordering of, 81 ^-unbounded family of, 84 separated, 81, 84 convexifying 201 convexity structure on flats in d-space, 91 on sphere, 78 Coons patch 1190 coordinate representation 1437, 1448 copoint 1316 Core Library 937 corner of mesh, 1210 opposite, of mesh, 1211 table, mesh, 1211 corona 57 counting measure 310 coupler 210 coupler curve 210 coupler motion 210 covector see oriented matroid cover 1152 circular-arc, minimum, 962 of polygon, 585, 587 approximate, 588 coverage, geometric 1264 covering 26 completely reduced, 43 density, 26 fc-fold, 38 isometric, 47 fc-foldt 38 on-line, 47 problem, Hadwiger-Levi, 37 solid, 42 space, 729 space, universal, 729 translative, 47 Coxeter arrangement 445 Coxeter diagram 443 Coxeter group 443 canonical representation of, 444 irreducible, 443 Coxeter matrix 443 CRCW 953, 1008 CREW 953 critical configuration 1321 critical placement 1045 critical point 736, 1404 index of, 737, 1404 nondegenerate, 737, 1404 critical value 736 Crofton's formula 297 cross 646 cross-cap 723, 724 cross-polytope 357, 433 complex, generalized, 446 cross-section 672, 673 probe, 671 crossing in geometric graph, 220 in geometric hypergraph, 230 in graph drawing, 225 crossing (convex disks) 28 crossing lemma 226 crossing number 225, 917 crossing simplices 230 crossing, in graph drawing 1164 crossings x, in graph drawing 1165 crust 679 conservative, 680 power, 687 crystal classical, 1378 generalized, 1383 crystal growth 521 crystallographic group 61, 1378 crystallographic restriction 1379 crystallographic root system 443 CS/TM scheme 306 Csaszar torus 483 Csima-Sawyer theorem 5 cube 357, 396, 433 complex, generalized, 446 triangulation of, 396 unit, 358 cubical polytope 457 CUBIT (software) 1426 curtain 846 axis-oriented, 846 curvature maximum normal, 1400 curve 678, 720 x-monotone, 220 benign, 680 B<§zier, 1188 closed, 720 contact, 1042 convex, 314 Jordan, 1041 reconstruction, 678 segment of, 1195 semiregular, 678 cut cone 180 cut locus 1144
Index of defined terms 1505 cut metric 179 cut width 226 cut, of mesh 1211 cut-edge, of mesh 1211 cut-set probe see probe cutting 897, 899 size, 897 cutting number 987 cutting-plane method 1030 CW-complex 418, 725 regular, 725 cycle Hamiltonian, 220 cyclic arrangement 111 cyclic chromatic number 219 cyclic polytope 363, 414, 499 product, 499 cylindrical algebraic decomposition 749, 754, 755, 1039 d-step conjecture 462 data association 1100 data cube 819 data mining 1136, 1138 data structure kinetic, 1118 Davenport's inequality 166 Davenport-Schinzel sequence 82, 536, 1043, 1057 de-molded 1246 decision tree 969 decomposable fc-tensor 1316 decomposable problem 767 decomposition 700 bottom vertex, 540 cellular, 748 cylindrical algebraic, 749, 754, 755, 1039 direct sum, 142 Dobkin-Kirkpatrick, 862 equivalence, 614 part, 1247 of polygon, 585 problem, 1245 scheme, 813, 824 semialgebraic, 748 sum-difference, 1153 sum-of-squares, 761 trapezoidal, 541, 587, 865, 957 univariate, 753 vertical, 540, 541, 897, 1048 Dedekind sum 160 deepest fit 1280 defining hyperplanes 1000 deflation 206 deformation retraction 1402 degeneracy 943, 1147 approximate predicate, 945 induced, 943 inherent, 943 quasi-intrinsic degeneracy, 1151 degenerate input 943 degree of collection of sets, 298 of real algebraic number, 750 degrees of freedom 4, 1038, 1065, 1250 Dehn invariant 702 Dehn-Sommerville equations 171, 415, 464 generalized, 420 Delaney-Dress symbol 61 Delaunay complex 724 Delaunay (Delone) set 1380 €-dual of, 1385 of finite type, 1380 with inflation symmetry, 1384 Delaunay triangulation 513, 514, 563, 677, 959, 1398 conforming, 520 constrained, 519, 520, 566, 568 face of, 514 refinement, 572 restricted, 683, 1400 weighted, 566, 1398 deliveryman problem 622 Delphi prediction 1221 DEM see digital elevation model dendrogram 1135, 1136 density 17, 26 of arrangement, 26 relative to set, 26 center, 1356 covering, 26 lattice, 26 translational, 26 function, 309 inner, 26 fc-fold covering, 38 fc-foid packing, 38 lower, 17, 26, 249 of measure, 43 outer, 26 packing, 26 lattice, 26 translational, 26 sphere packing, 1356, 1365 of spherical code, 1360 upper, 17, 26, 248 dent 1247 depth
1506 Index of defined terms -buffering, 1104 Oja, 1282 order, 524, 1055 penetration, 788, 795 of point, 1280 projection, 1282 region, 1280 regression, 1284 simplicial, 1282 derandomization 546, 896, 912 approximations, 916 nets, 917 derandomizing construction, 918 Desargues's theorem 106, 1318 design constraint-based, 1270 feature-based, 1270 generic, 1269, 1272 instance, 1269 view, 1273 determination 668 of sets, 666 diagonal 643 of polygon, 585, 1152 balanced, 586 vector, 450 diagram 369 (affine) Gale, 143, 371 Coxeter, 443 gradient, 1350 Hasse, 495, 496, 505 interference, 1073 Laguerre, 519 minimization, 533 power, 519, 521, 566 reciprocal, 1350 Schlegel, 369 string, 444 Thiessen, 513 Voronoi, see Voronoi diagram Wigner-Seitz, 513 wiring, 98 diameter 10, 74, 714 approximate, 883 geodesic, 592, 609, 628 link, 652 of polyhedron, 1024 shortest path, 593 sphere, 1141 of subdivision, 385 diamond 121 difference body 25 differential of smooth map 735 digital elevation model 1304 digitizing 1294 digraph 1163 acyclic, 1163 bipolar, 1163 embedded, 1164 fc-layered, 1164 layered, 1164 polytopal, 463 reduced, 1163 sink of, 1163 source of, 1163 at-, 1163 transitive edge, 1163 upward planar, 1164 Dtfkstra's algorithm 1306 dilation of Euclidean graph, 630 graph, 525 dimension of affine space, 1447 combinatorial, 991 of face, 408, 721 Hausdorff, 280 of linearization, 826 of point set, 356 of simplicial complex, 721 Vapnik-Chervonenkis, 299, 905 dimensionality reduction 879 Dirac delta function 1382 Dirac's problem 5 direct motion 288 direction illumination 658 Dirichlet tessellation 513 Dirichlet-Voronoi cell 26, 158, 1378 disassembly sequencing 1072 discrepancy 984, 1107, 1302 bichromatic, 1108 combinatorial, 298 of finite point set, 282 isotropic, 290 minimax, 281, 283 relative, 297 of sequence, 279 discretization 931 discriminant 754 disk, visibility graph 649 dissection 586, 590, 700 hinged, 590 distance bounded, 520 convex, 521 dogkeeper's, 185 earth-mover, 185
Index of defined terms 1507 edit, 185 Frechet, 185 function, 296 function, convex, 1041 geodesic, 521, 608 growth, 797 Hamming, 1364 Hausdorff, 25, 185, 295, 788, 1145 interpoint, 666 Levenshtein, 185 between lines, see lines link, see link distance minimum element, 1138 minimum vertex, 1138 point to segment, 1143 between polytopes, 385 power, 521 between segments, vertical, 851 separation, 787 between sets, 1138 shortest path, 608 skew, 521 spanning, 788 transposition, 186 between triangulations, 399 distinguished generator 448, 449 distortion 178 distribution beta, 257 irregularity of, 279 mass, 309 on n-tuples of points, 257 of point process, 266 of random point, 255 spherically symmetric, 257 standard normal, 257 uniform, 257, 279 divide-and-conquer 517, 518, 545 parallel, 954 randomized, 896, 897 dm-generated 291 DNA 1395 Dobkin-Kirkpatrick decomposition 862 Dobkin-Kirkpatrick hierarchy 862 dodecahedron 433 great, 437 great stellated, 437 small stellated, 437 dof see degrees of freedom dogkeeper's distance 185 domain orthohedral, 625 polygonal, 608 polyhedral, 625 dominance relation 851 dominating metric 187 domination, in tensegrity frameworks 1342 double-precision mode 928 drainage network 1304 drawing see graph drawing graph, 225 minimum-weight, 1177 ds-generated 289 dual complex 1398 dual graph 461, 770 dual map 479 dual problem 1022 dual set system 983 dual shatter function 984 duality 432,549,820 strong, 1022 weak, 1022 dynamic computational geometry 1117 dynamic generalization 1303 dynamic map 1303 dynamic problem 878 dynamic programming 1406 dynamic quantization 1139 dynamic query 789 €-approximation 984 c-cutting 987 6-net 984 weak, 323 ^-optimal point 1020 c-sampling 1400 e-separated 84 ear triangle 569 earth-mover distance 185 Eberhard's theorem 456, 485 edge of abstract polytope, 447 of arrangement, 530 constraint, 520 of Delaunay triangulation, 514 flipping, 517, 563, 564 guard, 645 insertion, 569 of map, 438 of mesh, 1210 of path, 608 of planar subdivision. 769 of polygon, 440, 585 of polyhedral complex, 477 of polytope, 359, 432 reflex, 574 sequence, 625 maximal, 626
1508 Index of defined terms of simplex, 721 of tiling, 54 transitive, of digraph, 1163 of Voronoi diagram, 514 (hyper)edge set of geometric hypergraph, 230 edge splitting 1331 edge-Ramsey number 224 edge-Ramsey set 245 edges disjoint, 220 parallel, 220 edit distance 185 efficiency, kinetic data structure 1121 efficient path 621 EGC see Exact Geometric Computation Ehrhart coefficient 168 Ehrhart polynomial 167, 168 eigenvalue bound 939 EIT see electrical impedance tomography electrical impedance tomography 672 elementary collapse 464 elementary cycle 852 elementary functions see functions, 941 elevation matrix 1304 elevation model digital, 1304 ellipsoid Lowner-John, 992 method, 1021 embedded (di)graph 1164 embedding 478, 720 geometric, 731 piecewise-linear, 731 polyhedral, 478 simplicial, 731 volume-respecting, 183 empty circle 563 empty circle condition 564 empty rectangle, largest-area 962 empty triangle problem 9 EMST 525 enantiomorphic 449 enclosing radius, of simplex 524 enclosing sphere 578 end-effector 1066, 1321 endoskeleton 1177 entropy 768 function, 1368 envelope of arrangement, see arrangement, enve- lope of method, 759 offset surface, 1226 € (parameter) 843 e-approximation algorithm 940 epsilon filter 1296 €-approximation 906 €-arithmetic 945 €-net 906 cutting, 899 6-sample 678 equivalence combinatorial, 533 decomposition, 614 equivariant index 324 equivariant map 307 Erdos conjectures 14 Erdos-Szekeres problem 7, 104, 251 generalized, 104 Erdos-Szekeres theorem 230, 251 EREW 953, 1008 error benign, 928 catastrophic, 928 Hausdorff distance, 1224 quadratic, 1224 Euclidean arrangement 98 Euclidean graph 629 Euclidean Ramsey theory 17, 239 Euler characteristic 410, 722, 727, 1402 of graph, 189 Euler's formula 456 Euler's theorem 109 Euler-Poincare* formula 411 event, in kinetic data structure 1118 exact algorithm 1074 exact arithmetic 1437 exact computation 934 naive approach, 936 Exact Geometric Computation 934, 935 exact implementation 1421 existential theory of the reals 119, 143 expander 458, 1008 constant degree, 181 expansive motion 204 expected running time 895 randomized, 1041 expected volume computation problem 701 exponential sum 160 extendible set of pseudosegments 121 extensor, of step A; 1316 external angle 377 extremal placement 1046 extrusion 1258 /-vector 359, 391, 408, 409, 417, 481 face
Index of defined terms 2-,440 of abstract polytope, 447 of arrangement, 530 of Delaunay triangulation, 514 empty, 465 external, 1164 improper, 432, 447 at infinity, 608 lattice, 147, 359, 432, 539 of tessellation, 432 lower, 515 of map, 438, 478 of mesh, 1210 of oriented matroid, 147 of planar drawing, 1164 of planar subdivision, 769 of point set, 383 of polyhedral complex, 477 of polyhedron, 384 of polytope, 154, 359, 432, 577, 695 poset, 478 proper, 359, 432, 447 rank of, 447 of regular cell complex, 417 of simplex, 721 of simplicial complex, 407 splitting, 483 of tiling, 54 trivial, 359 of Voronoi diagram, 513 facet of abstract polytope, 447 of arrangement, 530 constraint, 519, 520 description of polytope, 495 enumeration, 498 graph, 502 obscured, 501 of polyhedral complex, 477 of polytope, 154, 359, 432, 695 visible, 384, 501, 502 facet-edge structure 539 facet-vertex incidence matrix 359 faceting 436 facility location, approximate 884 factorization 496 fair split tree 630 faithful semigroup 811 fan 314 Fano's theorem 1318 far pair, approximate 883 farthest neighbor 10 algorithm, 1136 Fary's theorem 220, 732 fat 82 obstacle, 548, 1053 partition, 588, 589 polygon, 846 fatness parameter 780 feasible path 1078 feasible point 1015 feasible set 1000 feature geographies, 1294 local size, 677 fiber polytope 403 Fibonacci number 420 fillability 1247 fillet-end 1250 filter 939, 940 BFS Filter, 939 dynamic, 939 filtered program, 940 floating-point, 939, 1437 FvW Filter, 939 static, 939 filtered kernel 1437 filtered predicate 1437 filtering search 821 filtration 1398 final polynomial method 119 finger 1067 gait algorithm, 1069 probe, see probe finite element 1187 first category 295 first-order rigid, 1328, 1342 first-order flex 211 first-order flexible 1328, 1342 first-order theory of reals 743 decision problem, 743, 745 existential problem, 745 quantifier elimination, 743 fixed orientation 1244 fixed-parameter tractable 1179 fixed-precision computation 928 fixed-precision number 927 fixed-value problem 969 fixturing 1069 flag 419,432,447 base, 434, 448 /-vector, 419 full, 386 /i-vector, 419 of tiling, 61 flat 74 configuration, 201
1510 Index of defined terms random, 268 flat-end 1250 flatness 1248 flatness theorem 156 flattening a tree 201 flex 198 analytic, 1340 continuous, 1341 first-order, 211, 1328, 1342 spiderweb, 1344 flexible 1340 first-order, 1328, 1342 flip 205, 577, 599 graph, 578 flipping 401, 517, 563, 564, 569 flipturn 206, 599 floating-point filter 939, 1417, 1437 floodlight 643 illumination, 645 vertex, 643 flow surface technique 1201 footprint 759 forbidden geometric hypergraph 230 forbidden minor 732 forbidden region 1038 force feedback 1112 form feature 1269 formal derivative 751 formula atomic, 744 monotone, 600 quantifier-free, 744 fortress problem 644 four-color theorem 457 Fourier sequence 752 Fourier-Motzkin elimination 356 fractional cascading 771, 772, 814 fractional Helly theorem 76 fractional part 279 frame 210 framework 198, 1328 bar, 1328 underlying, 1343 bar-and-body, 1324 independent, 1329 tensegrity, 1342 Frechet distance 185 free path 592, 1074 free placement 1038 free space 592, 608, 759, 1074 Frobenius problem 172 FTP 1179 function object, C++ 1446 functions elementary, 938, 941 hypergeometric, 941 fundamental domain 60 fundamental group 729 fundamental parallelepiped 159 fundamental problems of EGC 937 constant validity VALID(ft), 937 constant zero ZERO(ft), 937 funnel 610 furthest neighbor, approximate 883 furthest pair, approximate 883 Fused Deposition Modeling 1242 fuzzy tolerance 1296 FvW filter see static filter G-action 324 free, 324 G-equicomplementable 700 G-equidecomposable 700 G-equidissectable 700 G-equivariant map 324 (2-norm 1370 (7-space 324 ^-theorem 415 ^-vector 391,410 cubical, 419 toric, 419 Gabriel graph 525, 632, 665, 666, 1140, 1141 Gale diagram 143, 371 Gale evenness criterion 365 GallaTs theorem 4 Gallai-type problem 77 Gallai-Witt theorem 247 (r, ft)-circumbody problem 710 (r,n)-inbody problem 710 gate 753 of mesh, 1216 Gaussian image, extended 666 Gegenbauer polynomial 1362 gene 1396 general algorithm 943 general position 130, 514, 531, 532, 584, 970, 1041, 1147 in the plane, 10 generalization cartographic, 1298, 1300 dynamic, 1303 on-the-fly, 1303 generalized configuration 100 generalized thrackle 230 generator, canonical 726 generic 943 algorithm, 943 genome 1395
Index of defined terms 1511 genus 723 of graph, 731 of knot, 733 geodesic center, 592, 609 diameter, 592, 609, 628 distance, 521, 608 path, 608 triangulation, 611, 862 Voronoi diagram, 609 geographic feature 1294 geometric constraint 1269 geometric coverage 1264 geometric graph 219, 629 complete, 220 complete bipartite, 220 convex, 219 geometric hashing 1139 geometric hypergraph forbidden, 230 geometric kernel 1437 geometric object 1437 geometric optimization 981 geometric permutation 82, 845 geometric predicate 857 geometric r-hypergraph 230 geometric rounding 933 pure rounding, 941 geometric set system 983 geometric simplex 721 geometric structure 929 abstract, 930 consistency, 930 instance of, 930 parameter of, 929 realizable, 930 similarity, 930 structural variable of, 929 geometric traits 1451 geometry compression, 573 of mesh, 1209 prediction mesh, 1213 Geomview (software) 1426 geostatistics 1296 gift wrapping 503, 504, 517, 518 Gilbert bound 1367 girth 16, 179 Gk continuity 1189 global accounting 919 global minimizer 1015 global nonnegativity problem 760 gluing 64 GMP (software) 1426 Golaycode 1366 extended, 1366 Gordon surface 1191 Gosset-Elte polytope 468 graded poset 359 gradient 1404 gradient diagram 1350 Graham scan 506 Gram's equation 378 Gram's theorem 1315 graph 723 aspect, 657, 1149 biconnected, 1164 biplanar crossing number of, 226 bisection width of, 226 blocking, 1072 box visibility, 657 chromatic number of, 15 cocktail-party, 179 complete bipartite, 1331 complete geometric, 220, 630 cone, 1336 conflict, 900, 902 connected, 1163 connectivity, 1039 convex geometric, 219 crossing number of, 225 cut width of, 226 (^-connected, 367, 458, 1331 degree-A:, 1163 dilation, 525 directed, see digraph drawing of, 225, see graph drawing dual, 461, 770 embedded, 1164 e-expander, 458 Euclidean, 629 degree of, 630 size of, 630 weight of, 630 Euler characteristic of, 189 facet, 502 flip, 578 Gabriel, 525, 632, 665, 666, 1140, 1141 generic ^circuit, 1331 generically ^-independent, 1330 generically rf-isostatic, 1331 genericallyrf-rigid,458 genus of, 731 geometric, 219, 629 half-cube, 179 history, 900, 902 hyperoctahedron, 179
1512 Index of defined terms incidence, 538, 544, 957 influence, 900 maximal outerplanar, 220 Moser, 241 odd crossing number of, 226 outerplanar, 220 overlap, 801 pairwise crossing number of, 226 path width of, 226 planar, 368, 567, 1164 planar straight-line, 630 pointed, 1338 polytopal, 455 of polytope, 455 pseudoline, 120 pseudovisibility, 123 random, 228 rectilinear crossing number of, 225 relative neighborhood, 525,666,1140,1141 rigid, 458 signed, 1342 sphere-of-influence, 1141, 1142 square-grid, 331 tangent visibility, 120 ¢,630 topological, 230 traversal, 503 triconnected, 1164 unit distance, 10 visibility, see visibility graph weak realization of, 231 graph drawing 367,1163 angular resolution of, 1165 area of, 1165 aspect ratio of, 1165 convex, 1164 dominance, 1165 dynamic, 1178 edge length of, 1165 grid, 1164 hierarchical, 1164 hv-, 1165 layered, 1164 number of bends of, 1165 orthogonal, 1164 planar, 1164 polyline, 1164 proximity, 665, 1165, 1177 straight-line, 1164 upward, 1164 visibility, 1165 graphical user interface (GUI) 1265, 1269 graphs Cartesian product, 179 GraphViz (software) 1426 grasp 1067 force-closure, 1067 form-closure, 1068 positive, 1068 grasping 1068 dextrous, 1069 Grassmann approach 257 Grassmann manifold 309 Grassmann-Cayley algebra 1316 Grassmann-Plucker identity, 3-term 137 Grassmannian 170, 257, 841 affine, 90 greedy cover algorithm 918 Gregory's patch 1192 Gregory's square 1191 grid 871, 1261, 1388 drawing, 1164 file, 817 planar straight-line, 1167 star, 1388 vector, 1388 group, crystallographic 61 growth distance 797 growth model 1398 Grubler formula 1066 Griinbaum-Dress polyhedra 439 Guaranteed Precision Evaluation, GVAL(Q) 935 guard 643 edge, 645 mobile, 645 point, 643 vertex, 643 GUI 1269 h-generated 295 H-polytope 154, 355, 696 Ti-presentation 695 /i-vector 391, 410 cubical, 419 flag, 419 toric, 419 /i*-vector 170,412 ?i-volume problem 701 Hadwiger number 44 Hadwiger's transversal theorem 83 for hyperplane transversals, 83 Hadwiger-Levi covering problem 37 Hadwiger-Nelson problem 15 Haken-Hemion algorithm 733 half ball 720 half-cube graph 179 halfspace intersection 496 halfspace probe see probe
Index of defined terms 1513 halving hyperplane 309, 310, 323 halving plane 4 ham-sandwich cut (section) 589 planar, 970 ham-sandwich theorem 310 Hamiltonian 647 Hamiltonian cycle 220 Hamiltonian path 220 Hammer's X-ray problem 666 Hammersley points 1107 Hamming bound 1365 Hamming code 1365 Hamming distance 1364 Hamming metric 878 Hamming space 1364 Hanani's theorem 220 hand 1071 handle 723 normalization, 724 hands, number of 1071 Hanner polytope 363 hashing geometric, 1139 locality sensitive, 880 Hasse diagram 495, 496, 505 hatching 1242 Hauptvermutung 724 Hausdorff dimension 280 Hausdorff distance 25, 185, 295, 787, 1145, 1224, 1229 Hausdorff measure 280 Heawood bound 481 Heesch's problem 59 height function 738 Helly's theorem 73 fractional, 76 for pseudoline arrangements, 99 Helly-type theorem 73 hemi-icosahedron 451 Henneberg d-construction 1331 Hermite's constant 1357 Hessian 736, 1404 hidden surface removal 654 hierarchical subdivision 872 high-probability bound 896 higher-moments bound 898, 910 Hilbert's problems 3rd, 701 18th, 1356 hinge-edge, of mesh 1211 hinged dissection 590 Hirsch conjecture 462, 1024 history graph 900, 902 hitting set theorem 323 homeomorphic 720 homeomorphism 719, 1402 homeomorphism problem 730 homogeneous coordinates 840 homogeneous representation 1448 homology cell 74 homology group 1402 integral, 727 persistent, 1402 simplicial, 727 of triangulable space, 727 homology manifold 414 homology sphere 414 homothetic 10, 25, 74, 646 homotopy equivalence, 720, 1402 group, 728 first, 729 fcth, 729 invariant, 720 of maps, 720 theorem of Ringel, 116 honeycomb 53 Euclidean, 444 hyperbolic, 444 regular, 444 spherical, 444 Hopcroft's problem 823, 858, 989 horizon of arrangement, 534 ridge, 502 horn 573 Hough transform 1139 Huffman code 1220 Huffman-Clowes labeling 673 hull (software) 1426 Hurwitz formula 486 Hurwitz group 487 hybrid algorithm 1103 hypercube 357 (hyper)edge set of geometric hypergraph, 230 hypergeometric functions 941 hypergraph forbidden geometric, 230 geometric, 230 hypermeric space 179 hypermetric inequality 179 hyperoctahedron graph 179 hyperplane arrangement, 132, 420, 445, 519 covector of, 132 description of polytope, 154 essential, 420
1514 Index of defined terms halving, 309, 310, 323 Motzkin, 3 ordinary, 3 Plucker, 841 probe, see probe process, 269 stationary, 269 supporting, 74, 359, 432 transversal, 81 hypersphere arrangement 132 hypersurface, Plucker 841 i{Pyn) 394 I-DAG 900 i-skeleton 721 of simplicial complex, 721 i.i .d. random point 255 icosahedron 433 great, 437 hemi-, 451 illuminated 37 illumination 643, 646 algorithm global, 1105 local, 1105 clear, 646 direction, 658 exterior, 658 by floodlight, 645 penetrating, 657, 658 problem, 37 image segmentation 1135, 1136 immersion 478, 734 polyhedral, 478 regular equivalence, 734 incidence 3 incidence graph 538, 544, 957 incidence matrix 984 incidence mesh 1209 incidence symbol 63 incidence table, of mesh 1210 incidence, of arrangement cells 539 inclusion-exclusion 1408 inconsistent state 928 incremental algorithm 501, 517, 543 randomized, 517, 545, 896 independent framework 1329 index of critical point 1404 indicator function 161, 1408 induced subcomplex 465 inequality reduction method 119 infeasible problem 1000 infeasible-interior-point method 1027 infinitesimal motion 211, 1328 inflation symmetry 1384 influence graph 900 inner j-radius 714 inner product matrix 1357 input-sensitive algorithm 577 inradius 714 inscribed polygon 596 inscribed triangle, optimal-area 962 insertion, sink 572 instantaneous pole 211 integer linear programming 1006 integer programming 1010, 1028 integral homology group 727 integral fc-chain 727 integral line 1404 integral polytope 154, 394 compressed, 394 integral, set of vectors 1316 integrality gap 1029 intensity measure 266 interactive map 1303 interdistance Loc, 976 Lp, 615, 976, 1140 interference diagram 1073 interior 356 relative, 356 of subdivision, 390 interior point 1025 interior-point method 1024 for nonlinear programming, 1031 internal angle 377 international symbol 61 interpoint distances 666 labeled, 666 unlabeled, 666 interpolation 525 bilinear, 1188 Kriging, 1297 natural neighbor, 1297 spatial, 1296, 1297 transflnite, 1189 intersection detection, 858 geometric, 857 halfspace, 496 of polygons, 591 predicate, 857 property, 417, 447 red-blue, 863 red-blue line segment, 1296 regularized, 868 searching, 828, 864 colored, 830
Index of defined terms 1515 point, 828 segment, 829 surface, 1267 interval arithmetic 930 interval geometry 930, 932 interval matrix 716 interval tree 776 dynamic, 776 invariant 748 Dehn, 702 homotopy, 720 topological, 720 inverse problem 1109, 1112 inversion 974 irradiance 1103 irreducible polynomial 1258 irredundancy problem 497 irregularity of distribution 279 ISODATA 1137 isolating set of (pseudo) lines 114 isoline map 1298 isometry 55, 178 isomorphism of polytopes, 432 of pseudoline arrangements, 97 of simplicial complexes, 724 of topological projective planes, 114 isostatic 1329 isothetic 646, 657, 858 isotopy problem, for oriented matroids 145 isotopy property 368 iterative endpoint fitting 1144 iterator, C++ 1451 IUCr symbol 61 j-ball of radius p 714 j-impassable arrangement 46 j-radius inner, 714 outer, 714 Jacobian matrix 735 Jarvis march 506 JavaView (software) 1427 join 359, 1315,1316 of polytopes, 362 spatial, 1296 joint 197, 1066 parameter, 1066 prismatic, 1066, 1321 revolute, 1066, 1321 screw, 1321 telescopic, 1066 Jordan arc 531, 536, 544, 545, 547, 548, 1041 Jordan curve 1041 Jump & Walk 779 fc-face, of tiling 54 ^-intersecting curves 962 fe-manifold 677 /f-means algorithm 1137 ^-ordering 81 nontrivial, 82 Ar-Ramsey 16 /c-separated 81 Jf-sequence 408 fc-set 4 problem, 8, 323 fc-simplex 265 fc-unbounded 84 fc-volume 168 fc-wise independent distributions 913 Kabatiansky-Levenshtein bound 32, 1364 Karush-Kuhn-'I\icker conditions 1016 KDS see kinetic data structure Keller's conjecture 59 Kepler conjecture 1358 Kepler-Poinsot polyhedra 436 kernel 584, 650, 871, 1081 filtered, 1437 geometric, 1437 kinematics 210,1066 direct, 1067 inverse, 1067 kinetic data structure 1118 certificate, 1118 compactness, 1121 efficiency, 1121 event, 1118 event queue, 1119 locality, 1121 repairable certification, 1121 responsiveness, 1120 kinkfree deformation 735 kinodynamic 616 kinodynamic planning see motion planning Kirchberger's theorem 80 kissing number 1361 KL bound 1362 Klee-Minty theorem 463 Klein bottle 723 Klein map 487 Klein quadric 841 (fc,Z)-grid 220 Kn 657 Kn 695 Knasters problem 318 knot 733 diagram, 1147
1516 genus of, 723 spanning surface, 733 of spline, 1189 triviality, 600, 733 Koebe's theorem 220 Krawtchouk polynomial 1365 Kriging 1297 Kronecker sequence 279 Kronecker's density theorem 280 Kruskal-Katona theorem 408 Kuratowski's theorem 456, 732 L-matrix 716 L-system 716 L1 regression 1288 label placement 1298, 1299 dynamic, 1303 ladder (segment) 620 Lagrangian function 1016 Laguerre diagram 519 A-approximation problem 701 A-matrix 117 X9(n) 962 Laminated Object Manufacturing 1243 landmark 1078 area, 1078, 1082 Las Vegas algorithm 895 lattice 25, 57, 156, 359, 1356, 1378 admissible, 286 arrangement, 26 atom of, 359 atomic, 359 basis of, 156 coatom of, 359 coatomic, 359 determinant of, 156, 1356 dual, 1382 face, 539 face, of tessellation, 432 face-centered cubic, 1358 of full rank, 156 laminated, 1357 Leech, 1357, 1373 point, 1378 quadratic form of, 1356 determinant of, 1356 rank of, 156 realization space of, 480 reciprocal, 156 root, 444 width, of convex body, 156 lattice packing of spheres 1356 density, 1356 lattice-packing density Index of defined terms maximum, 1356 Laves nets 63 lawnmowing problem 623 Lawrence extension 362 Lawrence polytope 394 Lawrence-Khovanskii-Pukhlikov theorem 161 Layered Manufacturing (LM) 1241 layering 1175 Lazy Evaluation Arithmetic Package (LEA) 937 LEDA Real System 937 Leech lattice 1357, 1373 length of path, 608 weighted, 616 lens space 730 level of arrangement, 534, 538, 547 set, 1201 Level-of-Detail (LOD) 1210 Levenshtein distance 185 Levi enlargement lemma 98 lexicographic cell ordering, 336 maximum angle, 565 minimum length, 570 optimization, 619 subdivision, 385 Li-Yap Bound 939 libraries 1416 Lie algebra (control) 1079 lifting 1345 equivalence, 1346 map, 721 matrix, 1345 lifting map 515, 564, 578, 959 light ray periodic, 653 reflection, 653 trapped, 653 limiting direction 84 line arrangement, 97, 530 finite precision, 930 ordinary, 3 oriented, 840 positively, 843 parting, 1247 Pliicker coordinates of, 840 representable, 931 simplification, 1298, 1301 transversal, 81 unoriented, 840 linear code 1364 linear programming 497, 991, 999, 1022
Index of defined terms 1517 Chazelle-Matousek algorithm, 1005 Clarkson's algorithm, 1004 fixed-dimensional, 999 inequality form, 1000 fc-violation, 1010 Megiddo's algorithm, 1002 randomized algorithms, 1003 linear programming bound 1362 for packing spherical caps, 40 linear programming relaxation 1029 linearization 825 lines consistently-oriented, 843 distance between, 850 isolating set of, 114 moving, 849 vertical distance between, 851 Loo metric 976 link 197, 401, 411, 421, 478, 608, 652, 1066 center, 652 diameter, 652 distance, 592, 594, 611, 616, 652 c-oriented, 616 rectilinear, 616 lower, 1405 link-cut tree 776 linkage 197, 1066 configuration of, 198 configuration space of, 198 flex of, 198 free space of, 198 locked, 201 moduli space of, 198 motion of, 198 reconfiguration of, 198 serial, 1066 vertex of, 197 list search 768 list-chromatic number, of graph 15 LM 1241 LMS see regression, least median of squares LN, Little Number Package 936 local equivalence 100 local feature size 572, 677 local isomorphism class 1384 local minimizer 1016 local optimum 569 local sequence, of unordered switches 100 local theorem 58, 1380 locality axiom 1007 locality, kinetic data structure 1121 locality-sensitive hashing 880 localizer 1020 locally controllable 1079 locally controllable robot 1078 locally finite 266 tessellation, 432 lockable class of linkages 201 locked 201 locked decision problem 208 LOD see Level-of-Detail lookout, of set of points 1075 loop see oriented matroid lower bound theorem 414 lower density 17, 26, 249 lower envelope 962 lower link 1405 Lowner-John ellipsoid 712, 992 £p 178 1% 178 Lp metric 615, 976, 1140 LP-type problem 991, 1006, 1007 basis of, 1007 basis-regular, 1007 combinatorial dimension of, 991, 1007 constraints, 1007 LP-type programming 991 Irs (software) 1427 lime 1140, 1141 M-sequence 408 M-simple 285 Macaulay's theorem 409 macro-triangle 1194 Mahler measure 939 main theorem of polytope theory 356 Manhattan metric 616 manifold 720, 736 with boundary, 720 combinatorial, 478 homology, 414 orientable, 722 parametrization of, 736 polyhedral, 478 reconstruction, 688, 689 shape, 688 smooth function on, 736 stable, 1405 tangent space of, 736 tight polyhedral, 481 unstable, 1405 manipulation planning 1077 mantle 438 map 438, 478, 719 animated, 1303 automorphism of, 486 characteristic, 725 dual, 479
1518 Index of defined terms Dyck's regular, 479 dynamic, 1303 extension, 720 face of, 438, 478 interactive, 1303 Klein, 487 layer, thematic, 1294 lifting, 515, 564, 578, 721, 959 linear expansive, 58 multimedia, 1303 neighborly, 481 overlay, 866, 1296 polyhedral, 479 regular, 438, 486 schematic, 1298 semialgebraic, 747 shortest path, see shortest path map simplicial, 722 trapezoidal, 896 type of, 479 value-by-area, 1298 vertex of, 438 visibility, 567, 654, 1250 weakly neighborly, 481 Web, 1303 wnp, 481 map color theorem 481 marriage-before-conquest 506, 507 mass distribution 309 MAT see medial axis matching convex, 219 decision problem, 1145 Hausdorff, 1145 labeled points, 1145 one-to-one approximate. 1145 optimization problem, 1145 order type, 1146 parallel, 220 partial, 887 point pattern, 1144 unlabeled points, 1145 matching rule 67, 1390 local, 1390 nonlocal, 1391 perfect, 1390 strong, 1390 weak, 1390 matrix 744 Coxeter, 443 incidence, 984 inner product, 1357 interval, 716 L-, 716 A-, 117 lifting, 1345 parallel drawing, 1347 qualitative, 716 quasistable, 717 rigidity, 1328 semistable, 717 sign-quasistable, 717 sign-semistable, 717 sign-stable, 717 stable, 717 subdivision, 1198 totally unimodular, 154 matroid 129 basis of, 130 oriented, see oriented matroid rank of, 130 matroid polytope 147 maximal inscribed disk 1262 maximum concealment path 616 maximum independent subset problem 9 maximum normal curvature 1400 maximum, of smooth function 737 Maxwell's theorem 1351 measurable set 309 measure 309 Hausdorff, 280 intensity, 266 optimal, 297 measure bound see root bound mechanism 210 four-bar, 210 three-bar, 210 medial axis 522, 573, 677, 1144, 1300 transformation, 1262 medial surface transformation 1257 median 970 spatial, 1283 median, of point set 1280 median-find procedure 972 meet 359, 1316 membership test 843 mesh 571, 1189, 1209, 1261 0 table, 1213 border-edge, 1216 coherence, 1214 compression, 1209 conforming, 571 conforming Delaunay triangulation, 573 connectivity, 1210 connectivity compression, 1210 corner, 1210 corner-table, 1211 curvilinear, 1196
Index of defined terms 1519 cut, 1211, 1212 edge, 1210 edge-collapse, 1224 element, 571 face, 1210 gate, 1216 geometry, 1209, 1211 geometry compression, 1210 geometry prediction, 1213, 1214 hinge edge, 1211 hole, 1216 incidence, 1209 incidence-table, 1210 Level-of-Detail (LOD), 1210 loop, 1216 multiresolution, 1224 no large angles, 572 no small angles, 571 normal, 1231 normalization, 1213 opposite corner, 1211 orientation, 1211, 1213 parallelogram prediction, 1213 photometry, 1211 planar-graph, 1211 progressive compression, 1234 progressive transmission, 1210, 1233 quantization, 1213, 1214 re-sampling, 1210, 1230, 1232 residues, 1214 semiregular, 574 silhouette, 1224 simplification, 573,1209,1210,1224,1225 single-rate compression, 1210 subdivision, 1230 surface, 573, 1210 tip corner and vertex, 1216 triangle, 1210 triangle spanning tree, 1211 triangle-vertex incidence, 1211 uncompressed representation, 1211 uniform LOD, 1224 upgrade, 1234 V-table, 1212 valence, 1216 vertex clustering, 1224 vertex spanning tree, 1211, 1212 vertex-split, 1234 vertex/triangle count, 1210 view-dependent LOD, 1224 web, 1211, 1212 method of central sections 1020 method of conditional probabilities 912, 916, 917 method of inscribed ellipsoids 1021 metric 178 (1,2)-5, 186 block-edit, 186 cut, 179 dominating, 187 £-, 183 Hamming, 878 L*c, 976 LP1 615, 976, 1140 Manhattan, 616 of negative type, 298 planar-graph, 184 probabilistic, 187 product, 882 tree, 184 uniform, 185 weighted region, 616 metric space 178 separable, 178 metrics convex combination of, 187 Metro tool 1229 Meyer set 1385 milestone 1075 milling problem 623 min-# problem 1143 min-e problem 1143 mini-triangle 1194 minimization diagram 533 minimum feature separation 932 minimum ink 588 minimum latency tour 622 minimum link path 592, 596 in a polygon, 962 s-t, 616 witness, 591 minimum spanning tree 622, 623, 666 approximate, 884 Euclidean, 525, 679 ^-minimum, 622 minimum, of smooth function 737 minimum-time path 616 minimum-weight drawing 1177 minimum-weight triangulation 1141 Minkowski space 714 Minkowski sum 25, 362, 537, 790, 1041, 1042 Minkowski's convex body theorem 158 Minkowski-Hlawka bound 1363 minor 184 mirror polygon 653 mixed complex 1400 mixed volume 375, 706 mxnsystem 716
1520 Index of defined terms matrices associated with, 716 Mnev's universality theorem 116, 144 for polytopes, 149 mobile guard 645 model acquisition, 1099 C++, 1446 capture, 1100 of computation, 810 group, 812 orientation, 1242, 1243 partition graph, 812, 823 pointer-machine, 810 RAM, 810 rectification, 1274 semigroup, 811, 823 set, 1384 model-based 669 modules, for general-purpose systems 1416 moduli space 198 mold 1246 mold half 1246 molecular interface surface 1402 molecular skin 1400 molecular surface 1398 moment curve 363 monochromatic intersection 866 monotone 531, 532, 568, 623 formula, 600 function, 969 graph property, 227 path problem, 623 planar subdivision, see planar subdivision polygon, 566 subdivision, 960 valuation, 701 monotonicity axiom 1007 Monte Carlo algorithm 895 Morgenstern bound 993 morph 598 morphing 1304 Morse function 737, 1404 Morse inequalities 739 Morse lemma 738 Morse number 737 Morse-Smale complex 1405 Morse-Smale function 1405 mosaic 270 Poisson hyperplane, 271 Poisson-Delaunay, 272 Poisson-Voronoi, 272 random, 270 Moser graph 241 motion 198 expansive, 204 infinitesimal, 211 motion planning 547, 550, 1077 algorithmic, 1037 compliant, 1054 coordinated, 1049 exploratory, 1053 kinodynamic, 616, 1054, 1078, 1083 landmark-based, 1082 multi-step, 1082 nonholonomic, 1054 on-line, 1055 one-step, 1081 optimal, 1051, 1082 Motzkin hyperplane 3 Motzkin-Dirac conjecture 9 Motzkin-Hansen theorem 4 movable object 1077 MST see minimum spanning tree Mueller-Lyer illusion 1142 multicolored set 319 multicomplex 409 pure, 410 multidimensional search 1001 multigraph 226 multigrid 1388 muttikey searching 813 multimedia map 1303 multiple arrangement 37 multiresolution surface, 1198 multiresolution model (MRM) 1224 multivariate decomposition 754 mutually locally derivable 67 n-connected space 324 r^grid 1388 n-griddual 1388 n + - neighbor 44 n-omino 331 natural neighbor 525 natural neighbor interpolation 1297 natural neighbors 685 nauty (software) 1427 NBV 1085 NC (complexity class) 1008 NC machining 1249 NDBG see nondirectional near neighbor, approximate 878 near-parallelotopal 701 near-pencil 108, 145 near-simple 701 near-simplicial 701 nearest neighbor 10, 679
Index of defined terms 1521 graph,1140 rule, 1154 search, 877, 1155 selective, 1154 necklace-splitting theorem 320 neighbor all-nearest, 1156 natural, 685 neighborhood analysis 1296 neighborly poly tope 363, 468 neighbors, in packing 44 nested polygons 596, 598 network analysis, 1296 drainage, 1304 Newton number 44 Newton polytope 709 Newton's method 1017 Next Best View (NBV) 1085 nice viewpoint 1147 node, horizontal split 773 non-Pappus arrangement 106 nondegenerate problem 1000 nondegenerate Voronoi sites 514 nondirectional backprojection, 1083 blocking graph (NDBG), 1055, 1072 data structure, 1083 preimage, 1083 nonfacet 464 nonholonomic constraint, 1054 motion planning, 1054 robot, 1078, 1079 nonholonomy, degree of 1080 nonlinear programming 1015 nonmanifold Brep 1260 nonorientable 722 surface, 726 nonprehensile manipulation 1069 nonrevisiting path 462 nonrobustness 928 nonsingular interval matrix 716 nontrivial intersection 230 normal cone 374 normal mesh 1231 normalization, mesh 1213 normalized B-weights 1191 normed space 178 number algebraic, 938 construe tible, 938 constructive reals, 935 elementary, 938 fixed-precision, 927 type, 1447 Numerical Accuracy API 937 numerically controlled (NC) machining 1249 objective function 1015 abstract, 463 obstacle 608, 625, 1074 C-, 1038 expanded, 1038 fat, 548, 1053 octahedron 357, 434 octree 576, 1261 odd crossing number 226 off-line 847 range searching, 992 offset 1144, 1267 compression. 1216 polygon, 598 surface, 759 Oja depth 1282 on-line 600, 902 covering, 47 packing, 47 range searching, 992 on-the-fiy generalization 1303 open chain 198 optimal code rate 1367 optimal work bound 955 optimality 524 optimality conditions 1016 oracle 698 weak (linear) optimization, 699 weak membership, 699 weak separation, 699 orbifold 60 orbifold notation 62 orchard problem 5 generalized, 9 order complex 479 order of congruence 178 order type 100 matching, 1146 ordinary circle 3 ordinary hyperplane 3 ordinary line 3 ordinary vertex 98 orientable manifold 722 orientation 721 fixed, 1244 induced, 721 model, 1243 of mesh, 1211 of simplicial manifold, 722
1522 Index of defined terms oriented line see line oriented matroid 130 acyclic, 82, 142 circuit of, 140 cocircuit characterization, 136 coloop of, 142 covector description, 136 covector of, 131 direct sum decomposition, 142 dual of, 140 face lattice of, 147 irreducible, 142 isotopy problem, 145 loop of, 142 of point configuration, 131 of poiytope, 371 rank of, 136 realizable, 82, 142 realization of, 142 realization space of, 143 topological representation of, 138 totally cyclic, 142 uniform, 133, 142 of vector configuration, 131 vector of, 139 orthogonal circle condition 566 orthogonal projection 1147 orthogonal representation 1164 orthographic 550, 656 outer j-radius 714 outer normal vector 359 outerplanar graph 220 output-sensitive 518, 940, 958 overdraw 1104 overlay map 1296 6(/(n)) 976 P (complexity class) 1008 p-centers 1006 P-complete 1008 p-convex hull 98 (P» ?)-problem 77 p-sequence 484 Pach-Pinchasi theorem 4 Pach-T6th theorem 220 packing 26 completely saturated, 43 isometric, 47 fc-fold, 37 lattice, 1356 n-neighbor, 44 on-line, 47 optimally dense, 43 solid, 42 sphere, 1356 translative, 47 packing density 26 in hyperbolic space, 43 Mold, 38 maximum, 1356 page number 731 painter's algorithm 525, 654 pairwise crossing number 226 pairwise crossing simplices 230 Pappus configuration 133 Pappus's theorem 106, 1318 paraboloid 515 parallel body 25 inner, 698 outer, 377, 698 parallel drawing matrix 1347 parallel matching 220 parallel scenes 1347 parallel-strip criterion 1143 parallelepiped 845 fundamental, 159 parallelogram prediction, mesh 1214 parallelogram, in mesh 1215 parallelohedron 158 parallelotope 57, 658, 696, 1381 parametric search 969 parametrization of manifold 736 Pareto optimal 621 parquetry 53 part decomposition 1247 part setup 1250 partial match 887 parting line 1247 partition 1152 2Tree2, 1331 3Tree2, 1331 fat, 588, 589 of polygon, 586, 587 into rectangles, 587 into trapezoids, 587 tree, 820, 978, 987 space, 1261 window, 592 Pascal's theorem 1318 patch 54 A-, 1188, 1193 B-, 1191 Coons, 1190 Gregory's, 1192 multisided, 1191 S-, 1192 path 1074 central, 1025
Index of defined terms feasible, 1078 free, 592, 1074 geodesic, 608 Hamiltonian, 220 length of, 608 minimum link, see minimum link path minimum-time, 616 monotone, 623 polygonal, 608 of polytopes in subdivision, 385 rectilinear, 616 semifree, 1074 shortest, see shortest path spanning, 4, 989 taut-string, 608 tool, 1251 vertex of, 608 width, 226 a?-monotone, 109 path planning basic problem, 1074 query, 1074 path-connected component 843 path-preserving 617 pattern recognition 1135 pencil 97 penetrating illumination 658 penetration depth 788, 795 Penrose tiling 65 pentagrid 1388 periodic light ray 653 permutation 974 geometric, 82, 845 permutohedron 364 Perron number, complex 67 persistence 770, 771, 1404 node-copying, 771 limited, 771 persistent Betti number 1402 persistent homology group 1402 persistent naming 1272 perspective 550, 656 projection, 1147 perturbation 502, 944 controlled, 943 linear, 944 symbolic, 1435 perturbed arrangement problem 946 Peterson-style formula 599 Petrie dual of polyhedron 440 Petrie polygon 440 Petrie-Coxeter polyhedra 438 photometry, mesh 1211 photorealistic rendering 1102 1523 7r-type 342 pick hardware 778 Pick's formula 159 picture 1345 sharp, 1345 piecewise linear equivalence 722 piecewise-regular-meshes 1232 pierceable 323 piercing number 74 Pinchasi theorem 4 pivot rule 1000 pivoting 503 pixel 1102 PL-equivalence 722 PL-minimality 731 placement 1065 critical, 1045 extremal, 1046 free, 1038 of robot, 1038 semifree, 1038 sensor, 1086 uniform, of points, 298 planar (di)graph 1164 planar graph 1211 planar separator theorem 770 planar straight-line graph 567, 630 planar straight-line grid 1167 planar subdivision 611, 769 edge of, 769 face of, 769 monotone, 770 rectilinear, 780 size, 769 triangulation of, 770 vertex of, 769 walking, 778 planar-graph metric 184 planarizat ion 1175 plane sweep 518, 863 plank 48 Platonic solids 433 Plot kin bound 1368 PLSG 567,630 Pliicker coordinates 549, 839, 840 homogeneous, 841 of line, 840 Pliicker hyperplane 841 Pliicker hypersurface 841 Pliicker point 841 Vn 695 pocket 205, 599, 1250, 1402 flip, 599 lid, 599
1524 Index of defined terms machining contour-parallel, 1250 direction-parallel, 1250 zigzag, 1250 point configuration 100, 549,1328 affine, 131 oriented matroid of, 131 point lattice 1378 point location 542, 595, 960, 988 among algebraic varieties, 780 dynamic, 768 entropy, 768 in higher dimensions, 779 I/O efficient, 775 implicit, 781 one-dimensional, 767 planar, 778 dynamic, 775 problem, 767 randomized, 768, 781 three-dimensional, 779 trapezoid method, 772, 773, 776 point probe see probe point process 266 homogeneous, 266 stationary, 266 point selection theorem 323 point-in-polygon 769 point-trapping arrangement 46 pointed graph 1338 pointwise bound 898 Poisson comb 1385 Poisson hyperplane mosaic 271 Poisson hyperplane process stationary, 269 Poisson process 267 intensity of, 267 Poisson summation formula 1382 Poisson-Delaunay mosaic 272 Poisson-Voronoi mosaic 272 polar body 25 polarity 360,496-498 pole 211,683 vector, 683 polode 211 fixed, 211 moving, 211 polychromatic number, of metric space 15 polygon 198,440 3D, 600 antiprismatic, 440 circumscribing, 596 complex, 445 containment, 596 convex, 583 cover, 585, 587 approximation, 588 decomposition, 585 cover, 587 partition, 587 diagonal of, 585, 1152 balanced, 586 empty, 465 fat, 846 flipturn, 599 helical, 440 with holes, 584, 1152 inscribed, 596 intersection, 591 minimum link path in, 962 mirror, 653 monotone, 566, 583 monotone moountain, 583 nested, 596, 598 orthogonal, 583, 585 Petrie, 440 pocket of, 599 prismatic, 440 rectilinear, 583 regular, 440 self-intersecting, 858 shortest path in, 960 simple, 566, 583, 608, 609 staircase, 648 star-, 435 star-shaped, 583, 643, 957, 958 street, 600 triangulation of, 566, 586, 608, 957 vertex of, 440 visibility, see visibility polygon zigzag, 440 polygonal arc 198 polygonal chain 858 polygonal cycle 198 polygonal s-t path 608 polygonal schema 723 polygonal tree 198 polygonalization 585 polyhedral combinatorics 1030 polyhedral complex 417, 477 boundary complex of, 417 collapsible, 464 Eulerian, 420 face of, 477 facet of, 477 shellable, 464 space of, 417 spherical, 420
Index of defined terms strongly connected, 464 underlying space of, 477 vertex of, 477 polyhedral embedding 478 polyhedral fan 314 polyhedral immersion 478 polyhedral incidence structure 1345 polyhedral reconstruction 599 polyhedral set 844 polyhedral surface 625 polyhedral terrain 656, 1304 polyhedron 156, 438, 440, 461, 478, 496 combinatorially regular, 439, 487 convex, 574 diameter of, 1024 equivelar, 487 face of, 384 general, 574 Grunbaum-Dress, 439 Kepler-Poinsot, 436 Petrie dual of, 440 Petrie polygon of, 440 Petrie-Coxeter, 438 quasiregular, 442 rational, 159 regular, 438, 440 Schonhardt's, 575 simple, 574 skew, 438 spherical, 1350 star-shaped, 844 PolyLib (software) 1427 polyline drawing 1164 polymake (software) 358, 1427 polynomial for an algebraic number a 750 minimal, 750 polyomino 331 chiral, 332 directed, 338 fixed, 332 free, 333 handed, 332 order of, 345 profane, 338 row-column-convex, 338 row-convex, 338 simply connected, 338 width-fc, 338 polytopal complex 387 pure, 387 shellable, 387 polytopal digraph 463 polytopal graph 455 polytope 153, 356, 383, 495, 577, 695 1525 (0,1)-, 154,363, 1030 abstract, 447 Birkhoff, 154 combinatorial type of, 359 complex, 445 congruent-faceted, 442 convex, 356, 431, 495 cross-, 357, 433 cubical, 419, 457 cut, 155, 367 cyclic, 363, 414, 499 product, 499 dual, 400, 432 edge of, 359, 432 equicut, 367 equidecomposable, 393 equifaceted, 442 face lattice of, 359, 432, 539 face of, 154, 359, 432, 577, 695 facet of, 154, 359, 432, 695 facet-forming, 464 with few vertices, 371 fiber, 403 Gosset-Elte, 468 graph of, 363, 455 ft-description, 154, 355, 696 Hanner, 363 integral, 154, 394 compressed, 394 isogonal, 442 isohedral, 442 isomorphic, 432 &-face-transitive, 442 fc-neighborly, 363 fc-simple, 464 fc-simplicial, 464 fc-stacked, 393 fc-volume of, 373 largest j-simplex in, 710 lattice, 156 Lawrence, 394 matroid, 147 monohedral, 442 neighborly, 363, 468 oriented matroid of, 371 pair, 417 polar of, 360, 400 projectively unique, 470 quotient of, 361 rational, 419, 464 regular, 357, 432 regular-faced, 442 scalar multiple of, 362 secondary, 401
1526 Index of defined terms self-dual, 432 semiregular, 441 simple, 159, 361, 457, 695 simplex bound to, 710 simplicial, 361, 391, 457, 695 skeleton of, 455 stacked, 393, 458 star-, 436 subdivision of, 373 surface area of, 373 symmetry group of, 432 totally unimodular, 159 transportation, 154 traveling salesman, 155, 367, 1031 triangulation of, 373 uniform, 441 unnamed, 358 V-description, 154, 355, 495, 696 vertex of, 154, 359, 432 volume of, 373 weakly neighborly, 393 polytope description boundary, 496 combinatorial, 496 double, 495, 503 facet, 495 hyperplane, 154 lattice, 495 purely geometric, 496 vertex, 154, 495 polytope-configuration 435 element of, 435 nonstarry, 436 regular, 435 starry, 436 subconfiguration of, 435 polytopes asymptotic problem, 167 combinatorially isomorphic, 359 counting problem, 158 decision problem, 156 free sum of, 362 join of, 362 Minkowski sum of, 362 problem with quantifiers, 172 product of, 362 region between, 389 universality theorem for, 149, 370 pose, of a robot 1065 post office problem 877 potential field 1052, 1076 power crust 687, 1427 power diagram 519, 521, 566, 1398 power distance 1398 PRAM 953, 1008 precision, arithmetic 1417 precision-sensitivity see algorithm predicate filtered, 1437 geometric, 857, 1437 intersection, 857 prefix 744 preimage 1081 nondirectional, 1083 prenex Tarski formula 744 preprocessing 767 time, 767 primal problem 1022 primal-dual method 1025 primal-dual potential function 1026 primitive (solid) 1258 primitive system of vectors 169 principal subresultant coefficient 754 priority queue, 864 segment, 776 tree, 776 prism 362, 437 base of, 438 right, 437 prison yard problem 644 orthogonal, 644 probabilistic algorithm 895, 1075 probabilistic completeness 1074 probabilistic roadmap 1052 probe 668, 669, 1086 cross-section, 671 cut-set, 669 finger, 669 halfspace, 669 hyperplane, 669 point, 669 silhouette, 669, 671 X-ray, 669 probing, geometric 668 problem computation, 1148 decision, 1148 decomposition, 1245 fillability, 1247 optimization, 1148 procedural representation 1258 process, stereolithography 1243 product metric, 882 of point sets, 395 of polytopes, 362 set system, 985
Index of defined terms 1527 program checker 1437 programming convex, 1019 dynamic, 1406 integer, 1010, 1028 integer linear, 1006 linear, 991, 999, 1022 LP-type, 991 nonlinear, 1015 quadratic, 1017 semidefinite, 761, 1032 projection 672, 1350 depth, 1282 orthogonal, 1147 perspective, 1147 regular, 1147 robust nondegenerate, 1148 stereographic, 1408 Wirtinger, 1148, 1149 projective plane 723 topological, 114 projective transform 1336 projectively unique 108 proper 2TYee partition 1331 proper 3Tree2 partition 1331 protein 1396 backbone, 1396 complex, 1402 docking, 1406 folding, 1396 prototile set 54 aperiodic, 66, 1390 proximity drawing see graph drawing proximity problem 877 pruning 919 pseudo-approximation see algorithm pseudocircle 4 pseudoconfiguration 100 pseudohyperplane arrangement 146 simple, 146 pseudoline 4, 97, 133 pseudoline arrangement 97, 133 d-stretchable, 108 essential, 134 Euclidean, 98 simple, 98, 133 simplicial, 145 stretchable, 98, 133 vertex of, 98 pseudoline arrangements equivalent, 133 Helly's theorem for, 99 isomorphism of, 97 Tverberg's theorem for, 99 pseudoline graph 120 pseudoline spread 114 pseudolines, isolating set of 114 pseudomanifold 413 Eulerian, 414 triangulated, 1331 pseudometric 178 pseudoplane arrangement 146 pseudopolygon 123 pseudosegments, extendible 121 pseudosphere 138 oriented, 138 pseudosphere arrangement 138, 139 essential, 138 rank of, 138 realizable, 139 pseudotriangle 108, 122 pseudotriangulation 122, 1338 pointed, 645 pseudovisibility graph 123 PSLG 567 PSLg 1167 psychophysics 1098 Puiseux series 756 pure condition 1337 pursuit-evasion 1085 push transfer function 1070 pyramid 362 empty, 465 qhull (software) 1427 QRcode 1366 quad-edge structure 539 quadratic form absolutely extreme, 1357 arithmetic minimum of, 1357 associated with lattice, 1356 quadratic programming 1017 sequential, 1018 quadrature 1104 quadric error, 1224 Klein, 841 quadtree 571, 872, 1294 point, 817 quantifier elimination problem 745 quantization mesh, 1213 quasi-intrinsic degeneracy 1151 quasicrystal 1383 symmetry group of, 1383 quasipolynomial 171 quermassintegral 376 query 767
1528 collision, 787 Boolean, 788 collision, enumerative, 788 dynamic, 789 linear-programming, 832 optimization. 830 path, 1074 proximity, 787 ray-shooting, 656, 830, 960 segment-dragging, 832 shortest path, 594 single-source, 609 static, 789 time, 767 two-point, 609 queue kinetic data structure, event, 1119 priority, 864 (r,R) system 1380 r-Ramsey set 239 r-regular shape 679 R-tree 1294 radiance 1103 radiometry 1095 radiosity 1103 radius, of convex body 714 Radon inversion 672 Radon's theorem 80, 320 Raghavan-Spencer method 912 Ramsey set 16, 239 sphere-, 244 super-, 243 Ramsey theory 239 Euclidean, 17, 239 Ramsey's theorem 219 random flat isotropic uniform, 268 uniform, 268 random graph 228 random point 255 distribution of, 255 random sampling 545 randomized algorithm 895, 1041 randomized expected time 1041 randomized incremental algorithm 517, 545, 896, 911 dynamic, 904 lazy, 911 range 809, 905 range searching 809, 992 axis-parallel box, 994 I>, 825 off-line, 992 Index of defined terms on-line, 992 orthogonal, 813 semialgebraic, 824, 825 simplex, 819, 988 range space 905 range tree 814 range, of iterator/circulator 1451 rank 974 of chirotope, 137 of face, 447 function, 359, 447 of lattice, 156 of matroid, 130 of oriented matroid, 136 Rankin bound 1361 ranking problem 974 raster structure 1294 rasterization 1102 rational rigid transformation 942 ray casting 1102 ray shooting 542, 595, 846, 978 off-line, 847 on-line, 846, 847 query, 656, 830, 960 vertical, 960 ray tracing 1103 Whitted (classical), 1106 reachability problem 208 reachable 1039 real algebraic number 749, 750 degree of, 750 real algebraic set 207, 747 real semialgebraic set 207 Real/Expr Package 937 realization of abstract polytope, 448 degenerate, 450 dimension of, 450 faithful, 450 pure, 451 blend, 450 geometric, 721 of oriented matroid, 142 rational, 143 realization cone 451 realization space 368 of lattice, 480 of oriented matroid, 143 reciprocal diagram 1350 reciprocity law 168 reconfiguration 198 reconfiguration problem 208 reconstruction 665 curve, 678
Index of defined terms 1529 ill-posed, 671 interactive, 668 manifold, 688, 689 polyhedral, 599 shape, 688, 689 static, 665 surface, 672 of visibility graph, 648 rectangle aligned, 280 empty, largest area, 962 visibility graph, 649 rectangular set 242 rectilinear crossing number 225 rectilinear path 616 red-blue arrangement 957 red-blue intersection 863 red-blue line segment intersection 1296 reference counting 1448 refinement, of simplicial complex 722 reflectance 1095 reflection 443 reflection group 443 reflection, light ray 653 reflex chain 568 reflex edge 574 region, depth 1280 registration 1100 regression Za,1288 least median of squares, 1288 median slope, 1288 repeated median, 1288 regression depth 312, 1284 regular curve segment 1195 regular family of curves 4 regular projection 1147 regular subdivision 1230 regular system of points 56, 1378 regular triangulation 1398 regular value 736 regularization 868 regularized Boolean operation 1258 regularized operators 942 regularized sets 942 Reidemeister torsion 724 relative bits 935 relative neighborhood graph 525, 666, 1140, 1141 relatively dense configuration 66 rendering 1095, 1099 image-based, 1110 rendering equation 1106 rendering problem 1098 repetitive point set 1384 replication 1395 representation coordinate, 1437, 1448 procedural, 1258 representation conversion 1274 representation, of solid 1274 residue 1396 residues, mesh 1214 responsiveness, kinetic data structure 1120 restricted Delaunay triangulation 1400 resultant 754 retraction 726, 1039, 1044 tool, 1251 revolution 1258 ribosome 1396 Richter-Gebert's universality theorem 370 ridge horizon, 502 open, 503 rigid 1340, 1342 first-order, 1328, 1342 generically, 1329 rigid motion 1406 rigid simplicial sphere 148 rigid transformation 942 rigidity matrix 1328 Ringel's homotopy theorem 116 RMSD 1406 RNA 1396 RNG see relative neighborhood graph roadmap 540, 759, 1039, 1040 probabilistic, 1075 Robinson-convex 78 robot 1037, 1065 localization, 1085 locally controllable, 1078 nonholonomic, 1078 placement, 1038 robot arm 1066, 1321 base, 1066 end-effector, 1066, 1321 robust algorithm 1147 rod 1045 Rogers bound 1364 roll transfer function 1070 root 1164 root bound BFMS Bound, 939 BFMSS Bound, 939 Canny Bound, 939 constructive, 938 degree-height, 939 degree-length, 939
1530 Index of defined terms eigenvalue bound, 939 exclusion, 938 inclusion, 938 Li-Yap Bound, 939 Measure Bound, 939 for ft, 938 root lattice 444 root system 443 Cartan integers of, 443 crystallographic, 443 simple roots of, 444 Weyl group of, 443 root-finding problem 969 monotonic, 969 root-mean-square distance 1406 rotation-translation group 332 rotationally equivalent 332 Roth's 1/4 theorem 299 Roth's equivalence 284 roughness, of surface 525 rounded geometry 931, 933 roundness 524 rubber sheeting 1294 rubber-band method 119 ruler 198 ruler folding problem 208 5-flag 419 S-matrix 716 S-patch 1192 S-system 716 5-volume problem 701 5-zonotope 696 saddle point, of smooth function 737 safari route problem 623 sailor's problem 616 sample 677 boundary, 686 c,678 uniform, 677 sample point 748 sampling 1107 bottom-up, 897, 900 condition, 573 dynamic, 905 random, 545 top-down, 897, 898 under, 686 Sarkaria inequality 325 sausage conjecture 36 scaling 1024 uniform, 596 scene 1345 Schanuel's Conjecture 936, 938 schematic map 1298 Schlafli symbol 432, 479 generalized, 445 Schlegel diagram 369 Schmidt's log N theorem 284 Schneider's summation formula 375 Schonhardt's polyhedron 575 scissors congruence 702 Scott's conjecture 6, 104 search, nearest neighbor 877 secondary memory 811 section 447, 754 of polytope map, 403 sector 754 segment of compact set, 292 contact, 1041 criterion, 1143 curve, 1195 intersection, red-blue, 1296 priority, 776 visibility graph, 647, 649 Seifert surface 733 selection problem 974 self-stress 1328 proper, 1342 spiderweb, 1344 strict, 1343 semialgebraic decomposition 748 semialgebraic map 747 semialgebraic set 207, 747, 824, 842, 929,1038 basic, 114 primary, 143, 369 complexity of, 843 connected component of, 748 decomposition of, 748 semidefinite programming 761, 1032 semidynamic 902 semifree placement 1038 semigroup, faithful 811 semiregular polytope, 441 prism, 438 semiregular curve 678 (l/r)-approximation 918 sensor placement 1086 separability property 916 separable 178 separated set 10 separated, c- 84 separated, k~ 81 separating chain 772, 777 separation 862 separation distance 787
Index of defined terms 1531 separation of points 296 separation property 850 sequence alignment 1406 set system 983 geometric, 983 induced, 983 settlement selection 1300 shading 1098, 1105 shading computation 1102 shape 677 manifold, 688 r-regular, 679 reconstruction, 688, 689 space, 1401 shatter 299 shatter function 906, 983 dual, 299, 984 exponent, 983 primal, 299 shattered 905 shelling 387, 464, 504, 1267, 1269 order, 464 shift vector 1386, 1388 shortest path 592, 608, 651, 1051 approximation, 627 bounded curvature, 616, 620 diameter, 593 distance, 608 Euclidean, 929 locally shortest, 608 map, 592, 610, 651, 1051 approximate, 627 in a polygon, 960 query, 594, 596 sequence, 1051 tree, 592 shortest watchtower problem 1306 shuffle 1316 SiegePs identity 165 sign 748 assignment, 748 blackbox, 944 class, 748 cone, 716 -invariant region, 752 - nonsingular, 717 -s olvability, 717 variations in, 750 sign vector 135 negative of, 135 orthogonality, 139 support of, 135 sign vectors composition of, 135 separation set of, 135 silhouette 1039 of mesh, 1224 probe, see probe, 671 simple crossing 3 simple cycle 583 simple poiytope 159, 361, 457, 695 simple roots of root system 444 simplex 356, 384, 407, 433, 577, 677 constraint, 520 empty, 458, 464 face of, 721 finite, 242 exceptional, 245 geometric, 721 fc-, 265 ordered, 727 rainbow, 319 ridge protected, 520 vertex of, 721 volume of, 373 simplex method 1000, 1024 randomized, 1001 simplex range searching 988 simplex-based 1196 simplices crossing, 230 pairwise crossing, 230 strongly crossing, 230 simplicial arrangement 108 simplicial chain 727 simplicial complex 408, 478, 677, 721 abstract, 407, 478 abstraction, 721 acyclic, 411 balanced, 408 Cohen-Macaulay, 411 combinatorial, 721 connected, 409 face of, 407 geometric, 407, 478, 721 homology group of, 727 isomorphism, 724 m-Leray, 411 pure, 408 r-colorable, 408 refinement of, 722 underlying space, 721 vertex-decomposable, 461 simplicial depth 1282 simplicial equivalence 722 simplicial fc-boundary 727 simplicial fc-cycle 727 simplicial map 722
1532 Index of defined terms simplicial partition 987 simplicial polytope 361, 391,457,695 extendably shellable, 464 simplicial sphere nonmatroidal, 148 rigid, 148 simplification 941 of DEMs, 1304 edge-collapse, 1226 envelopes, 1226 error, 1228 line, 1301 mesh, 1210 out-of-core, 1228 vertex-clustering, 1224, 1225 simply connected 324, 338 simulation 1098, 1099 simulation of simplicity 944 simultaneous approximation by rationals 933 Simultaneous Localization and Sensing 1085 single-link algorithm 1136 single-rate compression 1210 Singleton bound 1364, 1368 sink insertion 572 sink, of digraph 1163 site 609,959 of Voronoi diagram, 513 size, of polytope presentation 696 skeleton 408, 1177 of arrangement, 539 )9-,1141 complete, 538,539 /-, 721 polytope, 455 skewer tree 780 slab 292,770 slack vector 1022 SLAM 1085 sleeve 610 sliver exudation 576 sliver tetrahedron 576 slope problem 9 slope selection 921,981 smallest enclosing ball 1006, 1007 smooth function on manifold 736 smooth map 735 differential of, 735 smoothed analysis 1010 Snell's law of refraction 619 SNN1154 solid modeling 1257 solid representation 1257 solvability sequence method 119 solvent-accessible surface 1398 SoPlex (software) 1427 source, of digraph 1163 space of ball complex, 478 covering, 729 free, 592,608,759, 1074 G-, 324 hypermetric, 179 lens, 730 memory, 767 metric, 178 Minkowski, 714 normed, 178 physical, 1037 of polyhedral complex, 417,477 range, 905 realization, 368 tangent, 1077 topological, 719 underlying, 721 universal covering, 729 working, 544 space-filling diagram 1397 span 721 affine, 383 simplex, 721 spanner 189 spanning distance 788 spanning path 4,989 spanning ratio 630 spanning tree 4 minimum, see minimum spanning tree monotone, 777 primal/dual, 777 spatial analysis 1295 spatial interpolation 1296, 1297 spatial join 1296 spatial median 1283 spatial subdivision 871, 1257 special position, of graph in R 1336 Spectral Lemma 993 sphere 138, 720 combinatorial, 478 convexity structure on, 78 enclosing, 578 homology, 414 simplicial, 148 triangulated, 413 unit, 359 sphere packing 1356 sphere-of-influence graph 1141, 1142 sphere-Ramsey set 244 spherical band 1250 spherical code 1360
Index of defined terms 1533 density of, 1360 spherical polyhedron abstract, 1350 dual abstract, 1350 proper spatial, 1350 spherical set 242 spherical slice 292 spiderweb 1344 Spirale Reversi 1218 spline 1187 A-, 1188 B-, 1188 differential equations, 1200 energy-based, 1200 hierarchical, 1199 implicit, 1187 multivariate box, 1193 parametric, 1187 simplex, 1193 thin-plate, 1298 splitting 64 face, 483 vertex, 483 splitting the excess 899 spread 516 of point set, 884 of pseudolines, 114 square-grid graph 331 squaring the circle 702 squeeze transfer function 1070 stabber 845 stabbing 658 stabbing number, vertical 548 stability €-stable, 933 linear, 933 strong, 933 stable equivalence 114, 143, 369 stable manifold 1405 stack product 1055 stacked polytope 458 stairstep error 1242 stand-alone software 1416 standard position 332, 334 standard relations 486 star 1378 c-, 1380 grid, 1388 star unfolding 626 star-polygon, regular 435 star-polytope, regular 436 star-polytope-configuration 436 star-shaped polyhedron 844 starring 576 static problem 878 static query 789 stationary point 1016 statistical coding 1214 statistics, geo- 1296 Steiner point 571, 573, 585, 588, 622, 683, 1152 Steiner polynomial 377 Steiner tree 622 Steinitz exchange axiom 130 Steinitz's theorem 80, 368, 456, 480 stellation 436 stereographic projection 1408 stereohedron 58, 1381 stereolithograph 1241 stereolithography process 1243 stereology 673 local, 673 Stiefel manifold 309 STL format 1241 Stolarsky identity, generalized 297 straight configuration 201 straight skeleton 522 straightening algorithm 1315 straightening an arc 201 stretch factor 630 stretchable arrangement 98, 133 strictly convex 82 strictly feasible point 1024 string diagram 444 strongly crossing simplices 230 strongly polynomial-time algorithm 1000 structural change 901 structure alignment 1406 structures, supports 1242 strut 1342 stubby 82 Sturm sequence 750 Sturm-Sylvester theorem 751 subassembly 1071 separated, 1071 subcomplex 721 induced, 465 subdifFerential 1019 subdivision 383, 457, 478, 574 adjacent polytopes in, 385 arbitrary planar, 960 barycentric, 722 boundary approximating, 1260 boundary complex of, 390 boundary conforming, 1260 complete barycentric, 399 conforming, 613 diameter of, 385
1534 distance between polytopes in, 385 hierarchical, 872 interior of, 390 irregular, 1261 lexicographic, 385 matrix, 1198 merging, 872 monotone, 960 path of polytopes in, 385 planar, see planar subdivision of polytope, 373 refinement of, 384 regular, 387, 1260 simplicial, 478 spatial, 871, 1257 stellar, 361 surface, 1198 triangulated, 960 trivial, 384 weakly regular, 387 subgradient 1019 subgraph, geometric 220 substratum 1265, 1266 sum of squares 538 super-Ramsey set 243 super-sampling 1229 superball 1373 superball function 1373 superbracket 1321 supersampie 1107 support 1317 of sign vector, 135 support function 358 support requirements 1242 support structures 1242 supporting hyperplane 74, 359, 432 supports 1242 surface 682, 720 area, 373 B-spline, 1188 Bezier, 1189 bilinearly blended, 1190 blending, 1267 closed, 720 contact, 1038 fairing, 1201 fillet, 1267 Gordon, 1191 intersection, 1267 of mesh, 1210 multiresolution, 1198 nonorientable, 726 offset, 759 orientable, 725 Index of defined terms polyhedral, 625 re-sampling, 1210 reconstruction, 573 reconstruction of, 672 round, 1267 ruled (lofted), 1189 Seifert, 733 smooth, 682 subdivision, 1198 tensor product, 1189 Voronoi, 1145 watertight, 683, 687 surround (set of fc-flats) 91 sweep 1258 plane, 518, 863 topological, 114, 544 sweep and prune 800 sweep paradigm 544 sweepline 517, 518, 863 swept-sphere volume 794 SwingWrapper 1232 Sylvester's problem 3 symbolic perturbation 1435 symmetric axis see medial axis symmetric system of parameters 1192 symmetry 432 affine, 658 Winternitz's measure of, 1146 symmetry detection 1146 symmetry group of polytope, 432 of quasicrystal, 1383 of tessellation, 433 synthesize 1095 Szemeredi's theorem 248 t-spanner 189, 630 diamond property, 632 good polygon property, 632 fc-vertex fault tolerant, 630 t-spanner, planar 630 tail estimate 896, 921 tangent space 1077 of manifold, 736 tangent visibility graph 120 Tarskicell 824 Tarski formula 744 extension, 744 prenex form, 744 Tarski sentence 744 Tarski's plank problem 48 Tarski's theorem 743 Tarski-Seidenberg theorem 748 taut-string path 608
Index of defined terms 1535 Tay's theorem 1339 tensegrity framework 1342 tensor antisymmetric, 1316 decomposable, 1316 tensor product B-spline, 1187 B^zier surface, 1189 surface, 1189 term 744 terrain 844 polyhedral, 656, 1304 tessellation 53, 270, 432 Dirichlet, 513 face lattice of, 432 face-to-face, 432 locally finite, 432 symmetry group of, 433 test map 306 test space 306 tetrahedralization 574 tetrahedron 434 thematic map layer 1294 theorem proving, geometric 760, 1325 thermodynamic hypothesis 213 Thiessen diagram 513 thin-plate spline 1298 thinning algorithm 1144 Thorn's lemma 752 thrackle 230 generalized, 230 three-pole theorem 211 tile 54,432 anisohedral, 56 fc-rep, 56 r-morphic, 56 tiling 53 Ammann-Beenker, 1387 aperiodic, 66 Archimedean, 64 canonically projected, 1387 Delaney-Dress symbol for, 61 Delaunay, 54 Dirichlet, 54 dual, 54 edge-to-edge, 54 equitransitive, 60 face-to-face, 54 Fibonacci, 1387 free, 60 generalized Penrose, 1387 hierarchical, 66 incidence symbol for, 63 international symbol for, 61 isohedral, 56 isotoxal, 64 A>colored, 61 fc-isogonal, 61 fc-isohedral, 60 fc-uniform, 61 lattice, 57 locally finite, 54 monohedral, 56 monotypic, 69 nonperiodic, 66 normal, 54 Penrose, 65, 1387 perfectlyfc-colored,61 periodic, 60 projected, 66 regular, 61 repetitive, 66 self-similar, 66 semiregular, 64 subperiodic, 60 symmetry group of, 55 translation, 57 uniform, 61 uniquely hierarchical, 66 Voronoi, 54, 1378 tilings local isomorphism class of, 66 mutually locally derivable, 67 TIN see triangular irregular network Todd polynomial 167 tomography 672 electrical impedance, 672 tool path 1251 tool retraction 1251 TOPCOM (software) 1427 topological equivalence 720, 1402 topological graph 230 topological index theory 324 topological invariant 720 topological projective plane 114 isomorphism, 114 universal, 114 topological representation theorem 139 topological space 719 triangulation of, 721 topological sweep 114, 544 topological vector structure 1294 topologically consistent distortion 931, 932 toroid cubical, 449 exceptional, 449 regular, 449 torus 723
1536 Index of defined terms Csaszar, 483 totally separated 458 touring polygons problem 622 towering property 850 Trace Lemma 993 traits class, C++, 1451 geometric, 1451 trajectory 1077 transcription 1396 transfer function 1069 push, 1070 roll, 1070 squeeze, 1070 transfinite interpolation 1189 transitive action 56 transitive edge, of digraph 1163 translate 74 translation (from RNA to protein) 1396 translation of cells 332 translation-equivalent 332 transmission, progressive 1210 transposition distance 186 transversal 81, 538 common maximal, 313 hyperplane, 81 line, 81 trapezoid graph 772, 773 trapezoid method 772 trapezoidal decomposition 541, 587, 865, 957 trapezoidal map 896 trapezoidation 770 trapped light ray 653 traveling repairman problem 622 traveling salesman path 680 traveling salesman problem 622, 623, 1028 MAX, 622 min/max-area, 622 with neighborhoods, 622 tree 1164 AND-OR, 757 binary, 1164 binary space partition, 1261 box-, 1295 buddy, 818 computation, 935 convex deficiency, 1153 hB-tree, 818 hierarchically well-separated, 187 Hilbert-R-tree, 818 interval, 776 fc-d -tree, 818 fcd-B-tree, 818 link-cut, 776 metric, 184 partition, 820, 978 polygonal, 198 priority, 776 priority search, 814 quad, 571, 817, 872, 1294 R-tree, 818, 1294 range, 814 rooted, 1164 shortest path, 592 skewer, 780 spanning, 4 Steiner, 622 van Emde Boas, 768 window, 594 trend analysis 1296 triangle aligned, 280 circumscribed, 962 of Delaunay triangulation, 514 empty, 233 inscribed, 962 macro, 1194 of mesh, 1210 mini, 1194 TYiangle (software) 1428 triangle spanning tree, mesh 1211 triangle strip 1222 triangloids 1232 triangular irregular network 1304 triangulation 373, 384, 478, 563 of ball, 413 coherent, 1398 of cube, 396 Delaunay, see Delaunay triangulation, 1398 even, 644 fat, 632 geodesic, 862 greedy, 569, 570 Haiman's, 398 Kuhn's, 398 minimal, 723 minimum weight, 570, 1141 optimal, 524 of planar subdivision, 770 of polygon, 566, 586, 608, 957 of polytope, 373 regular, 387, 566, 1398 restricted Delaunay, 1400 Bailee's corner slicing, 398 Sallee's middle cut, 398 shallow, 393 size of, 397 space, 578
Index of defined terms 1537 of sphere, 413 Steiner, 569, 578 of topological space, 721 triangulations adjacent, 399, 401 connected, 401 distance between, 399 TSP see traveling salesman problem TSP-with-neighborhoods 624 TST see triangle-spanning-tree Tukey median 1280 Turan's theorem 219 turn, for path 616 Tverberg number 319 Tverberg's theorem 80 affine, 320 colored, 321 continuous, 320 for pseudoline arrangements, 99 Tverberg-type problem 319 Tverberg-Vrecica conjecture 321 twist vector 1189 two-coloring 298 two-face 440 type, of coloring 16 tt-accessible 1079 Ulam's problem 620 ultraspherical polynomial 1362 unbounded problem 1000 unbounded, k- 84 uncertainty in control/sensing 1078 undercut 1246 undersampling 686 Ungar's theorem 6, 104 uniform LOD 1224 uniform metric 185 uniform placement of points 298 uniform sample 677 uniform scaling 596 uniformly distributed sequence 279 union boundary 534 unit interval 720 univariate decomposition 753 universal covering space 729 universality theorem for point configurations, 116, 144 for polytopes, 149, 370 unlockable class of linkages 201 unoriented line see line unstable manifold 1405 update of subdivision 775 update time, amortized 775 upper bound theorem 414, 498, 499 upper density 17, 26, 248 upward planarity testing 1170 V-polytope 154, 355, 696 V-presentation 695 v-sequence 484 V-volume problem 701 valence, of mesh 1216 valuation 164, 700 (7-invariant, 700 monotone, 701 simple, 700 van der Corput problem 281 van der Waals radii, 1397 surface, 1397 van der Waerden's theorem 246, 299 van Emde Boas tree 768 van Kampen obstruction class 731 van Kampen-Flores theorem 465 Vapnik-Chervonenkis dimension 299, 905 variable bound,744 free, 744 structural, 929 variation diminishing 1189 Varshamov bound 1367 VC-dimension 299, 905, 983 vector configuration 129 chirotope of, 130 covector of, 131 matroid of, 129 oriented matroid of, 131 of point configuration, 131 vector structure 1294 topological, 1294 verification 669 of sets, 666 vertex 197, 1000 of abstract polytope, 447 addition, 1331 of arrangement, 530 clustering, 1224 - clustering simplification, 1224 convex, 481 cutting off, 361 description of polytope, 154, 355,495,696 enclosure constraint, 1194 enumeration, 498 expansion/contraction, 775 figure, 361, 432, 438, 447 guard, 643 index of, 397 of map, 438
1538 Index of defined terms nonconvex, 481 ordinary, 98 of path, 608 placing, 385 of planar subdivision, 769 of polygon, 440 of polyhedral complex, 477 of polytope, 154, 359, 432 of pseudoline arrangement, 98 pulling, 385 pushing, 385 -Ramsey number, 224 set, 407, 448, 478 of geometric hypergraph, 230 of simplex, 721 spanning tree, mesh, 1211, 1212 split, 1234 splitting, 483 of tiling, 54 top, 461 of Voronoi diagram, 514 vertex/triangle count 1210 vertical decomposition 540, 541, 897, 1048 VG bound 1368 view frustum 1102 view-dependent 1105 view-independent 1105 viewport 1102 viewshed analysis 1304, 1305 vinci (software) 1428 violate a subset 991 violation test 1007 visibility 520, 524, 568, 584, 643, 1098, 1103 area-area, 1104 chain, 961 computation, 1102 global, 1104 c-, 647 exterior, 643 interior, 643 map, 567, 654, 1250 object, 647 point, 647 skeleton, 844 visibility graph 608, 612, 647 box, 657 characterization of, 647 disk, 649 endpoint, 647, 649, 651 recangle, 649 recognition of, 648 reconstruction of, 648 segment, 647, 649 tangent, 120 vertex, 647 visibility polygon 650 point, 650 segment, 650 VMap see visibility map void 1402 volume 26, 373 in Hamming space, 1364 intrinsic, 377 fc-, 168 mixed, 374, 706 polynomial, 374 of polytope, 373 of simplex, 373 swept-sphere, 794 weighted, 1408 Voronoi cell 26, 158, 1378 Voronoi diagram 513, 514, 677, 959, 1144, 1398 abstract, 521 anisotropic, 521 B-, 1041, 1043 bounded, 520 edge of, 514 face of, 513 farthest site, 519 generalized, 1043 geodesic, 609 kinetic, 523 of line segments, 959 order-fc, 519 restricted, 682 site of, 513 vertex of, 514 weighted, 1398 Voronoi surface 1145 Voronoi vertex pole 683 VST see vertex spanning tree watchman route 623, 624 watchman tour 652 watchtower, shortest 1306 watertight surface 683, 687 wavefront, propagating 613 wavelet compression 1231 wavelets 613 weak (linear) optimization problem 698 weak isomorphism 230 weak membership problem 698 weak separation problem 698 weaving 851 bipartite, 852 perfect, 852 perfect bipartite, 852
Index of defined terms 1539 realizable, 851 Web map 1303 web, of mesh 1211 weight, of region 616 weighted Delaunay triangulation 1398 weighted region problem 616 weighted square distance 1398 weighted volume 1408 weighted Voronoi diagram 1398 weighted-volume derivative 1408 weights additive, 521 multiplicative, 521 well-parallelizable 753 well-sampled subset 686 well-separated 630 well-separated pairs decomposition 630 Weyl group 443 affine, 445 Whiteley's theorem 459 Whitney's theorem 455, 468 Whitney-Graustein theorem 734 width, of convex body 74, 156, 714 Wigner-Seitz diagram 513 winding number 734 window 1384 canonical, 1384 partition, 592 tree, 594 Winternitz's measure of symmetry 1146 wiring diagram 98 Wirtinger projection 1148, 1149 witness points 792 word problem 729 work of algorithm, 955 minimum, 620 working space 544 workspace 1037, 1065 Wrap&Zip 1218 wrench 1067 unit, 1067 Wythoff's construction 442 x-monotone path 109 X-ray diffraction 1381 X-ray probe see probe X-ray problem, Hammer's 666 point source, 666 x-sorting 120 x-monotone 220 XYZGeoBench (software) 1428 zigzag pocket machining 1250 zone 363 of arrangement, 534, 536, 547, 842 zone theorem 113 zonotope 160, 363, 420, 549, 696, 1380 5-presentation of, 696 zoo 623 zookeeper's problem 623 z-buffering 1103 z-vector 400