<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.0 20120330//EN" "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" article-type="research-article">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">VMSTA</journal-id>
<journal-title-group><journal-title>Modern Stochastics: Theory and Applications</journal-title></journal-title-group>
<issn pub-type="epub">2351-6054</issn><issn pub-type="ppub">2351-6046</issn><issn-l>2351-6046</issn-l>
<publisher>
<publisher-name>VTeX</publisher-name><publisher-loc>Mokslininkų g. 2A, 08412 Vilnius, Lithuania</publisher-loc>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">VMSTA286</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.15559/25-VMSTA286</article-id>
<article-categories><subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories>
<title-group>
<article-title>On the impact of the penalty on the cancellable American options</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-1118-4189</contrib-id>
<name><surname>Zaevski</surname><given-names>Tsvetelin</given-names></name><email xlink:href="mailto:t_s_zaevski@math.bas.bg">t_s_zaevski@math.bas.bg</email><email xlink:href="mailto:t_s_zaevski@abv.bg">t_s_zaevski@abv.bg</email><xref ref-type="aff" rid="j_vmsta286_aff_001">a</xref><xref ref-type="aff" rid="j_vmsta286_aff_002">b</xref>
</contrib>
<aff id="j_vmsta286_aff_001"><label>a</label>Institute of Mathematics and Informatics, <institution>Bulgarian Academy of Sciences</institution>, Acad. Georgi Bonchev Str., Block 8, 1113 Sofia, <country>Bulgaria</country></aff>
<aff id="j_vmsta286_aff_002"><label>b</label>Faculty of Mathematics and Informatics, <institution>Sofia University “St. Kliment Ohridski”</institution>, 5, James Bourchier Blvd., Sofia 1164, <country>Bulgaria</country></aff>
</contrib-group>
<pub-date pub-type="ppub"><year>2026</year></pub-date>
<pub-date pub-type="epub"><day>21</day><month>10</month><year>2025</year></pub-date><volume>13</volume><issue>1</issue><fpage>83</fpage><lpage>115</lpage><history><date date-type="received"><day>13</day><month>1</month><year>2025</year></date><date date-type="rev-recd"><day>4</day><month>10</month><year>2025</year></date><date date-type="accepted"><day>4</day><month>10</month><year>2025</year></date></history>
<permissions><copyright-statement>© 2026 The Author(s). Published by VTeX</copyright-statement><copyright-year>2026</copyright-year>
<license license-type="open-access" xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<license-p>Open access article under the <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</ext-link> license.</license-p></license></permissions>
<abstract>
<p>The cancellable American options, also known as game options, are financial instruments that give a canceling right to the option’s writer in addition to the existing such holder’s right. The writer owes some penalty above the usual option payoff for using this right. We assume that this penalty consists of three parts – a proportion of the usual payoff, some number of shares of the underlying asset, and a fixed amount. It turns out that a cancellable option can be of one of the following three types – a regular American option, an American-style derivative that expires either at the maturity or when the underlying asset reaches the strike, or a real cancellable option. In this paper, the impact of the penalty on the option’s type is investigated. The perpetual case is only explored having in mind that it determines the kind of the finite maturity instruments in some sense.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<label>Keywords</label>
<kwd>Cancellable American options</kwd>
<kwd>game options</kwd>
<kwd>optimal boundaries</kwd>
<kwd>optimal strategies</kwd>
<kwd>impact of the penalty</kwd>
</kwd-group>
<kwd-group kwd-group-type="MSC2020">
<label>2020 MSC</label>
<kwd>42A38</kwd>
<kwd>60G40</kwd>
<kwd>60J65</kwd>
</kwd-group>
<funding-group><funding-statement>This study is financed by the European Union-NextGenerationEU, through the National Recovery and Resilience Plan of the Republic of Bulgaria, project No BG-RRP-2.004-0008.</funding-statement></funding-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="j_vmsta286_s_001">
<label>1</label>
<title>Introduction</title>
<p>The financial derivatives are one of the most important financial instruments against the market risk. By their very nature, they are a major indicator of the investor expectations for the future market behavior. On the other hand, the options are one of the most traded derivatives. They preserve their holder from the market fluctuations when he wants to buy (calls) or sell (puts) some asset at a price no larger (calls) or lower (puts) than a predefined level known as the strike price or simply the strike. Thus the options can be viewed as an insurance instrument. Furthermore, the price structure they generate w.r.t. the strike is very informative for the investors beliefs. On the other hand, two main types – European and American – can be distinguished depending on when the contracts expire. For the European style options, the exercise can be done only at a predefined maturity date. Alternatively, the American options give to their owner the right to chose the moment for exercising. There are further modifications known as exotic options – barrier, Asian, look-back, digital, straddle, strangle, and many others. Although the options exhibit such variety, the American ones have a largest segment amongst all traded options namely due to the property of early exercising preferred by investors. However, there is some difference between the holder and the writer of these options since the writer has only obligations. To overcome this, a new class of financial instruments has been designed, known as the cancellable American options. The main feature distinguishing these derivatives from the regular American options is the writer’s right to cancel the contract prematurely paying some penalty above the usual payoff – a traditional assumption is that it is fixed during the option’s life, but we shall examine more complicated cases.</p>
<p>These derivatives are first introduced in the scientific literature by <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_027">Kifer</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_027">2000</xref>) under the name game options. Later, the term <italic>Israeli</italic> is also used, see <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_028">Kifer</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_028">2013</xref>). Regardless of the penalty structure, these financial instruments fall in the field of the so-called Dynkin stochastic games (see <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_008">Dynkin</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_008">1969</xref>)). Thus their pricing problem turns into finding of the optimal strategies (if they exist) for both of option’s writer and holder. In the stochastic terms, these strategies have to form a saddle point in the field of the stopping times w.r.t. the natural filtration. Some existence results for the models based on diffusion processes can be found in <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_013">Friedman</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_013">1973</xref>), <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_002">Bensoussan and Friedman</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_002">1974</xref>), <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_003">Bensoussan and Friedman</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_003">1977</xref>), <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_009">Ekström</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_009">2006</xref>), <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_026">Karatzas and Sudderth</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_026">2006</xref>), <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_011">Ekström and Villeneuve</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_011">2006</xref>), <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_014">Gapeev and Lerche</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_014">2011</xref>). The results for significantly larger classes of process are derived in <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_010">Ekström and Peskir</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_010">2008</xref>) and <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_039">Peskir</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_039">2009</xref>) – it turns out that the right continuity leads to the Stackelberg equilibrium, whereas a left continuity w.r.t. the stopping times (quasi-left continuity) is necessary for the Nash equilibrium. Note that some of the most applied stochastic processes in financial modeling exhibit both of these requirements, for example, the Lévy processes, the stochastic differential equations they generate, particularly the diffusuions, etc.</p>
<p>Several important works devoted to the game options are published after <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_027">Kifer</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_027">2000</xref>). The call style instruments are examined first in <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_032">Kunita and Seko</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_032">2004</xref>). These results are refined later by <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_012">Emmerling</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_012">2012</xref>) and <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_043">Yam et al.</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_043">2014</xref>). The put style options are explored in <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_034">Kyprianou</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_034">2004</xref>), <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_009">Ekström</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_009">2006</xref>), <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_041">Suzuki and Sawaki</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_041">2007</xref>), and <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_030">Kühn and Kyprianou</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_030">2007</xref>). Some exotic game options are investigated in <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_034">Kyprianou</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_034">2004</xref>) (Russian), <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_001">Baurdoux and Kyprianou</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_001">2004</xref>) (integral options, related to the Asian ones), <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_015">Gapeev</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_015">2005</xref>) (spread options), <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_009">Ekström</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_009">2006</xref>) (capped options), <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_019">Guo et al.</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_019">2014</xref>) (look-back), <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_020">Guo et al.</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_020">2020</xref>) (Asian). The cancellable options under some generalized assumptions are examined in <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_024">Kallsen and Kühn</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_024">2004</xref>), <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_021">Hamadène</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_021">2006</xref>), <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_031">Kühn et al.</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_031">2007</xref>), <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_007">Dumitrescu et al.</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_007">2017</xref>), <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_017">Guo and Rutkowski</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_017">2017</xref>), <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_018">Guo</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_018">2020</xref>), <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_006">Dolinsky</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_006">2020</xref>), and <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_038">Palmowski and Stȩpniak</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_038">2023</xref>).</p>
<p>We position the present study in the framework by <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_004">Black and Scholes</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_004">1973</xref>) – the underlying asset is driven by a log-normal process. In addition to the usual assumption for a fixed penalty, we consider a three-component structure – a proportion of the usual payoff, shares of the underlying asset, and a fixed amount. These instruments are investigated with and without maturity constraints in <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_044">Zaevski</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_044">2023</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_050">2025b</xref>), see also <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_011">Ekström and Villeneuve</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_011">2006</xref>) and <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_046">Zaevski</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_046">2020a</xref>) for cancellable options with proportional penalties. Regardless of the penalty structure, it turns out that these instruments may exhibit three different behaviors. In all of them, the holder’s exercise set contains all points below/above some boundary for the put/call style options. The distinction comes from the shape of the writer’s optimal set. For some large enough penalties, the premature cancellation is never optimal – the canceling price is larger than the expected losses. In such a way, the option is regular American. On the other hand, the relatively middle values make the first hitting to the strike the unique writer’s optimal strategy. In this case, the option is rather American than game, since it can be viewed as a derivative that gives an early exercise right to its holder and expires at the maturity or when the underlying asset hits the strike – in the last case the holder receives a predefined amount. If it is <italic>L</italic>, then we shall entitle the option <italic>L-American</italic>. Finally, the canceling right has a real impact for the small enough penalties – we shall use the name <italic>real game</italic> or <italic>real cancellable</italic> in this case. The writer’s optimal set is an interval with the strike for the right/left endpoint for the puts/calls. The options without maturity horizon determine which of these three cases holds in the sense that they contain the whole information. First, if the perpetual option is regular American, then all finite maturity options are regular American too. Second, if the option is of the <italic>L</italic>-American kind, then there exists a critical value for the time to maturity above which the option is <italic>L</italic>-American too, but it is regular American for the lower maturities. Third, if the perpetual option is real cancellable, then there exist two critical values for the time to maturity where the finite maturity option changes its behavior. This importance of the perpetual case motivates the present research. For a survey of such instruments, we refer to <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_034">Kyprianou</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_034">2004</xref>), <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_032">Kunita and Seko</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_032">2004</xref>), <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_009">Ekström</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_009">2006</xref>), <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_041">Suzuki and Sawaki</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_041">2007</xref>), <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_012">Emmerling</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_012">2012</xref>), <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_043">Yam et al.</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_043">2014</xref>), <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_046">Zaevski</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_046">2020a</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_047">b</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_048">c</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_044">2023</xref>), and <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_016">Gapeev et al.</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_016">2021</xref>).</p>
<p>The main results of this paper are in the recognition which values of the penalty triple (proportion, shares, and fixed amount) to which case lead. We derive the critical values that distinguish the three possible types. It is interessting to be mentioned that the first component (the proportion of the usual payoff) does not influence the transition between the regular American and <italic>L</italic>-American type. On the other hand, if the payoff taken at the strike (it depends only on the penalty components related to the number of shares and the fixed amount) is less than the price of the at-the-money regular American option (the initial asset price is the strike), then the option is either <italic>L</italic>-American or real cancellable. Here appears the impact of the first penalty component. Next we derive iteratively all critical values in this order: proportion of the payoff, number of shares, and finally, the fixed amount. Based on these results, we provide an algorithm for recognizing the option’s type. These relations are examined in detail for the put options, whereas the calls are examined through some symmetry arguments. Several numerical experiments are provided to illustrate and validate the theoretical findings.</p>
<p>It is worth to mention that along with this, we investigate the optimal sets of the <italic>L</italic>-American options as well as their pricing rules.</p>
<p>The paper is organized as follows. The base we use later is given in Section <xref rid="j_vmsta286_s_002">2</xref>. The <italic>L</italic>-American options are discussed in Section <xref rid="j_vmsta286_s_003">3</xref>. The results for the put options are obtained in Section <xref rid="j_vmsta286_s_004">4</xref>, whereas the calls are investigated in Section <xref rid="j_vmsta286_s_007">5</xref>. Some numerical examples are provided in Section <xref rid="j_vmsta286_s_008">6</xref>.</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta286_s_002">
<label>2</label>
<title>Preliminaries</title>
<p>Let the underlying asset be driven by the geometric Brownian motion 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_001">
<label>(1)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ d{S_{t}}=r{S_{t}}dt+\sigma {S_{t}}d{B_{t}}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
under the filtered probability space <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_001"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Ω</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">Q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(\Omega ,\mathcal{F},{\mathcal{F}_{t}},\mathbb{Q}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We shall use a superscript to mark the initial value, i.e. <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_002"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbb{E}^{t,x}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> means the expectation under the assumption <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_003"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${S_{t}}=x$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Also, if <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_004"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$t=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we shall mark only the dependence on <italic>x</italic>. On the other hand, somewhere it is more appropriate if we mark the dependence directly in the process, i.e. <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_005"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${S_{t}^{x}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> notates the process if <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_006"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${S_{0}}=x$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The measure <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_007"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="double-struck">Q</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbb{Q}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is risk-neutral w.r.t. to the risk-free rate <italic>r</italic>. We assume that it is a constant during the option’s life – note that it can take negative values. We introduce an extra discount factor with rate <italic>λ</italic>, assuming <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_008"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda \ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_009"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r+\lambda \gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let the option’s strike price be denoted by <italic>K</italic>. The holder of a regular American option (put or call) receives the amount of 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_002">
<label>(2)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="3.33333pt"/>
<mml:mspace width="3.33333pt"/>
<mml:mspace width="3.33333pt"/>
<mml:mi mathvariant="normal">put</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="3.33333pt"/>
<mml:mspace width="3.33333pt"/>
<mml:mspace width="3.33333pt"/>
<mml:mi mathvariant="normal">call</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}& {N_{1}}\left(t,x\right)={e^{-\lambda t}}{\left(K-x\right)^{+}},\hspace{3.33333pt}\hspace{3.33333pt}\hspace{3.33333pt}\mathrm{put},\\ {} & {N_{1}}\left(t,x\right)={e^{-\lambda t}}{\left(x-K\right)^{+}},\hspace{3.33333pt}\hspace{3.33333pt}\hspace{3.33333pt}\mathrm{call},\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
if he exercises in a moment <italic>t</italic> at the spot price <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_010"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${S_{t}}=x$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Additionally, the cancellable American option gives its writer the right to cancel prematurely paying some amount above the usual payoff. We assume that it consists of three parts: <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_011"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{1}}\ge 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> being proportion of the payoff, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_012"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}}\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> shares of the underlying asset, and a fixed amount of <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_013"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}}\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus the holder owes the total amount of 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_003">
<label>(3)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="3.33333pt"/>
<mml:mspace width="3.33333pt"/>
<mml:mspace width="3.33333pt"/>
<mml:mi mathvariant="normal">put</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="3.33333pt"/>
<mml:mspace width="3.33333pt"/>
<mml:mspace width="3.33333pt"/>
<mml:mi mathvariant="normal">call</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}& {N_{2}}\left(t,x\right)={e^{-\lambda t}}\left[{\eta _{1}}{\left(K-x\right)^{+}}+{\eta _{2}}x+{\eta _{3}}\right],\hspace{3.33333pt}\hspace{3.33333pt}\hspace{3.33333pt}\mathrm{put},\\ {} & {N_{2}}\left(t,x\right)={e^{-\lambda t}}\left[{\eta _{1}}{\left(x-K\right)^{+}}+{\eta _{2}}x+{\eta _{3}}\right],\hspace{3.33333pt}\hspace{3.33333pt}\hspace{3.33333pt}\mathrm{call},\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
if he cancels the option. As a consequence, we have a stochastic game (see <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_008">Dynkin</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_008">1969</xref>)) between two players – the option’s holder and writer.</p>
<p>Let us denote by <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_014"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${n_{1}}\left(x\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_015"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${n_{2}}\left(x\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the respective undiscounted payoffs, i.e. 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_004">
<label>(4)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}& {n_{1}}\left(x\right)={\left(K-x\right)^{+}},\\ {} & {n_{2}}\left(x\right)={\eta _{1}}{\left(K-x\right)^{+}}+{\eta _{2}}x+{\eta _{3}}\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for the puts and 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_005">
<label>(5)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}& {n_{1}}\left(x\right)={\left(x-K\right)^{+}},\\ {} & {n_{2}}\left(x\right)={\eta _{1}}{\left(x-K\right)^{+}}+{\eta _{2}}x+{\eta _{3}}\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for the calls.</p><statement id="j_vmsta286_stat_001"><label>Remark 1.</label>
<p>The discount factor <italic>λ</italic> can be viewed as a dividend rate due to Proposition 2.2 from <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_045">Zaevski</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_045">2025a</xref>). It says that if there are dividends payable at rate <italic>δ</italic>, then this model is equivalent to a nondividend one with parameters <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_016"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\overline{r}=r-\delta $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_017"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\overline{\lambda }=\lambda +\delta $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in the sense that both models lead to equal option prices. This parametrization, used in <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_036">McKean</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_036">1965</xref>) and <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_040">Shiryaev et al.</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_040">1995</xref>), allows some computational facilities. We shall refer to that change of parameters when the use of the classical parametrization with the dividend rate is necessary. We shall distinguish both approaches using the name <italic>discount parametrization</italic> when the model is defined by asset (<xref rid="j_vmsta286_eq_001">1</xref>) and payoffs (<xref rid="j_vmsta286_eq_002">2</xref>)–(<xref rid="j_vmsta286_eq_003">3</xref>). Alternatively, we shall use the name <italic>dividend parametrization</italic> when the asset’s drift is compensated by the dividend rate (from <italic>r</italic> ro <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_018"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$r-\delta $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>), but the payoffs are undiscounted as in formulas (<xref rid="j_vmsta286_eq_004">4</xref>)–(<xref rid="j_vmsta286_eq_005">5</xref>).</p></statement>
<p>We assume now that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_019"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$t=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> since the model is time-homogeneous in the perpetual case. Suppose that the buyer’s (holder’s) strategy is to exercise in the stopping time <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_020"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\tau ^{b}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and the seller’s (writer’s) one is another stopping time <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_021"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\tau ^{s}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The financial result of these strategies at the point <italic>x</italic> is 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_006">
<label>(6)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}& M\left(x;{\tau ^{b}},{\tau ^{s}}\right)\\ {} & ={\mathbb{E}^{x}}\left[{e^{-r{\tau ^{b}}}}{N_{1}}\left({\tau ^{b}},{S_{{\tau ^{b}}}}\right){I_{{\tau ^{b}}\le {\tau ^{s}}}}+{e^{-r{\tau ^{s}}}}{N_{2}}\left({\tau ^{s}},{S_{{\tau ^{s}}}}\right){I_{{\tau ^{s}}\lt {\tau ^{b}}}}\right].\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The option’s holder/writer has to maximize/minimize the value of (<xref rid="j_vmsta286_eq_006">6</xref>) w.r.t. all stopping times. Based on Theorem 2.1 from <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_010">Ekström and Peskir</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_010">2008</xref>), it is proven in <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_044">Zaevski</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_044">2023</xref>) that this stochastic game exhibits a Nash equilibrium (see also <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_039">Peskir</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_039">2009</xref>)). We shall denote its value function by 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_007">
<label>(7)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ V\left(x\right)=\underset{{\tau ^{s}}\in \mathcal{T}}{\inf }\underset{{\tau ^{b}}\in \mathcal{T}}{\sup }M\left(x;{\tau ^{b}},{\tau ^{s}}\right)=\underset{{\tau ^{b}}}{\sup }\underset{{\tau ^{s}}}{\inf }M\left(x;{\tau ^{b}},{\tau ^{s}}\right),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_022"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{T}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the set of all stopping times. Hence, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_023"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${n_{1}}\left(x\right)\le V\left(x\right)\le {n_{2}}\left(x\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The following lemma gives the time-relations for the price function.</p><statement id="j_vmsta286_stat_002"><label>Lemma 2.1.</label>
<p><italic>If the price function at the point</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_024"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(t,x\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_025"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\overline{V}\left(t,x\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_026"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\overline{V}\left(t,x\right)={e^{-\lambda t}}V\left(x\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_003"><label>Proof.</label>
<p>Let us denote by <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_027"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\overline{M}\left(t,x;{\tau ^{b}},{\tau ^{s}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the financial result of the strategies <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_028"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\tau ^{b}}\ge t$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_029"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\tau ^{s}}\ge t$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> under the assumption <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_030"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${S_{t}}=x$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The lemma holds since 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_008">
<label>(8)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}& \overline{M}\left(t,x;{\tau ^{b}},{\tau ^{s}}\right)\\ {} & ={\mathbb{E}^{t,x}}\left[{e^{-r\left({\tau ^{b}}-t\right)}}{N_{1}}\left({\tau ^{b}},{S_{{\tau ^{b}}}}\right){I_{{\tau ^{b}}\le {\tau ^{s}}}}+{e^{-r\left({\tau ^{s}}-t\right)}}{N_{2}}\left({\tau ^{s}},{S_{{\tau ^{s}}}}\right){I_{{\tau ^{s}}\lt {\tau ^{b}}}}\right]\\ {} & ={e^{-\lambda t}}{\mathbb{E}^{t,x}}\left[{e^{-\left(r+\lambda \right)\left({\tau ^{b}}-t\right)}}{n_{1}}\left({S_{{\tau ^{b}}}}\right){I_{{\tau ^{b}}\le {\tau ^{s}}}}+{e^{-\left(r+\lambda \right)\left({\tau ^{s}}-t\right)}}{n_{2}}\left({S_{{\tau ^{s}}}}\right){I_{{\tau ^{s}}\lt {\tau ^{b}}}}\right].\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
 □</p></statement>
<p>Having in mind Lemma <xref rid="j_vmsta286_stat_002">2.1</xref>, we define the holder’s and writer’s optimal sets as the points <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_031"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(t,x\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for which <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_032"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$V\left(x\right)={n_{1}}\left(x\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_033"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$V\left(x\right)={n_{2}}\left(x\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, respectively.<xref ref-type="fn" rid="j_vmsta286_fn_001">1</xref><fn id="j_vmsta286_fn_001"><label><sup>1</sup></label>
<p>These conditions are equivalent to <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_034"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\overline{V}\left(t,x\right)={N_{1}}\left(t,x\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_035"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\overline{V}\left(t,x\right)={N_{2}}\left(t,x\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></fn> Thus the optimal strategies <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_036"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\tau ^{b}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_037"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\tau ^{s}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can be defined as 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_009">
<label>(9)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mspace width="3.33333pt"/>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mspace width="3.33333pt"/>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}{\tau ^{b}}& =\inf \left\{t:\hspace{3.33333pt}V\left({S_{t}}\right)={n_{1}}\left({S_{t}}\right)\right\},\\ {} {\tau ^{s}}& =\inf \left\{t:\hspace{3.33333pt}V\left({S_{t}}\right)={n_{2}}\left({S_{t}}\right)\right\}.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
We shall denote the optimal sets by <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_038"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Υ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\Upsilon ^{b}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_039"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Υ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\Upsilon ^{s}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The boundaries of these sets are known as early exercise or optimal boundaries. We shall discuss in detail the particular form of the optimal sets and their boundaries in the corresponding sections devoted to the put and call options.</p>
<p>The existence of two optimal boundaries (holder’s and writer’s) leads to a problem for the first exit from a strip of the underlying asset or, equivalently, of a Brownian motion. We need the following well-known result for diffusion processes – for the proof see <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_005">Darling and Siegert</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_005">1953</xref>) or <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_035">Lehoczky</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_035">1977</xref>).</p><statement id="j_vmsta286_stat_004"><label>Lemma 2.2.</label>
<p><italic>Let the diffusion process</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_040"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${X_{t}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be defined as</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_010">
<label>(10)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ d{X_{t}}=\mu \left({X_{t}}\right)dt+\sigma \left({X_{t}}\right)d{B_{t}}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>for some Lipschitz functions</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_041"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\mu \left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_042"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\sigma \left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Let the initial value be between a and b,</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_043"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$a\lt {X_{0}}\lt b$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_044"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\tau ^{a}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_045"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\tau ^{b}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be the first hitting moments of</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_046"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${X_{t}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>to the values a and b, respectively. Let the pair</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_047"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left\{{f_{1}}\left(u\right),{f_{2}}\left(u\right)\right\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>consist of any two fundamental (linearly independent) solutions of the ordinary differential equation (ODE)</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_011">
<label>(11)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>″</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \frac{1}{2}{\sigma ^{2}}\left(u\right){f^{\prime\prime }}\left(u\right)+\mu \left(u\right){f^{\prime }}\left(u\right)-yf\left(u\right)=0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>Under these assumptions, the following relations hold for a positive constant y:</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_012">
<label>(12)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}\mathbb{E}\left[{e^{-y{\tau ^{a}}}}{I_{{\tau ^{a}}\lt {\tau ^{b}}}}\right]& =\frac{{f_{1}}\left({X_{0}}\right){f_{2}}\left(b\right)-{f_{1}}\left(b\right){f_{2}}\left({X_{0}}\right)}{{f_{1}}\left(a\right){f_{2}}\left(b\right)-{f_{1}}\left(b\right){f_{2}}\left(a\right)},\\ {} \mathbb{E}\left[{e^{-y{\tau ^{b}}}}{I_{{\tau ^{b}}\lt {\tau ^{a}}}}\right]& =\frac{{f_{1}}\left(a\right){f_{2}}\left({X_{0}}\right)-{f_{1}}\left({X_{0}}\right){f_{2}}\left(a\right)}{{f_{1}}\left(a\right){f_{2}}\left(b\right)-{f_{1}}\left(b\right){f_{2}}\left(a\right)}.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement>
<p>If diffusion (<xref rid="j_vmsta286_eq_010">10</xref>) is a Brownian motion with drift, then the functions <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_048"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\mu \left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_049"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\sigma \left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are constants, and the last one is equal to one. Thus ODE (<xref rid="j_vmsta286_eq_011">11</xref>) turns into 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_013">
<label>(13)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>″</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {f^{\prime\prime }}\left(u\right)+2\mu {f^{\prime }}\left(u\right)-2yf\left(u\right)=0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
It is characterized by the quadratic equation 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_014">
<label>(14)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {u^{2}}+2\mu u-2y=0\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
the solutions of which are 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_015">
<label>(15)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo>±</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {u_{1,2}}=-\mu \pm \sqrt{{\mu ^{2}}+2y}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Note that they are real since <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_050"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$y\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus a pair of fundamental solutions is <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_051"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${f_{1,2}}\left(u\right)={e^{{u_{1,2}}u}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Therefore, the Laplace transforms (<xref rid="j_vmsta286_eq_012">12</xref>) can be written as 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_016">
<label>(16)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{array}{r}\displaystyle \mathbb{E}\left[{e^{-y{\tau ^{a}}}}{I_{{\tau ^{a}}\lt {\tau ^{b}}}}\right]={e^{\mu \left(a-{X_{0}}\right)}}\frac{{e^{\left(b-{X_{0}}\right)\sqrt{{\mu ^{2}}+2y}}}-{e^{-\left(b-{X_{0}}\right)\sqrt{{\mu ^{2}}+2y}}}}{{e^{\left(b-a\right)\sqrt{{\mu ^{2}}+2y}}}-{e^{-\left(b-a\right)\sqrt{{\mu ^{2}}+2y}}}},\\ {} \displaystyle \mathbb{E}\left[{e^{-y{\tau ^{b}}}}{I_{{\tau ^{b}}\lt {\tau ^{a}}}}\right]={e^{\mu \left(b-{X_{0}}\right)}}\frac{{e^{\left({X_{0}}-a\right)\sqrt{{\mu ^{2}}+2y}}}-{e^{-\left({X_{0}}-a\right)\sqrt{{\mu ^{2}}+2y}}}}{{e^{\left(b-a\right)\sqrt{{\mu ^{2}}+2y}}}-{e^{-\left(b-a\right)\sqrt{{\mu ^{2}}+2y}}}}.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Suppose that the underlying asset starts from the point <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_052"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${S_{0}}=x$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Note that the first exit of process (<xref rid="j_vmsta286_eq_001">1</xref>) from a strip <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_053"><alternatives><mml:math>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$0\lt A\lt {S_{0}}\lt B$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is equivalent to the exit of a Brownian motion with drift 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_017">
<label>(17)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \mu =\frac{r}{\sigma }-\frac{\sigma }{2}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
from the strip <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_054"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(a,b\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_055"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle></mml:math><tex-math><![CDATA[$a=\frac{1}{\sigma }\ln \frac{A}{x}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_056"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle></mml:math><tex-math><![CDATA[$b=\frac{1}{\sigma }\ln \frac{B}{x}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus the Laplace transforms (<xref rid="j_vmsta286_eq_016">16</xref>) taken at the point of the total discount rate, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_057"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$y=r+\lambda $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, turn into 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_018">
<label>(18)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}\mathbb{E}\left[{e^{-\left(r+\lambda \right){\tau ^{a}}}}{I_{{\tau ^{a}}\lt {\tau ^{b}}}}\right]& ={\left(\frac{A}{x}\right)^{q}}\frac{{B^{p}}-{x^{p}}}{{B^{p}}-{A^{p}}},\\ {} \mathbb{E}\left[{e^{-\left(r+\lambda \right){\tau ^{b}}}}{I_{{\tau ^{b}}\lt {\tau ^{a}}}}\right]& ={\left(\frac{B}{x}\right)^{q}}\frac{{x^{p}}-{A^{p}}}{{B^{p}}-{A^{p}}},\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where the constants <italic>p</italic> and <italic>q</italic> are expressed in roots (<xref rid="j_vmsta286_eq_015">15</xref>) as 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_019">
<label>(19)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}p& ={u_{1}}-{u_{2}}=2\sqrt{{\left(\frac{r}{{\sigma ^{2}}}-\frac{1}{2}\right)^{2}}+2\frac{r+\lambda }{{\sigma ^{2}}}},\\ {} q& =-{u_{2}}=\sqrt{{\left(\frac{r}{{\sigma ^{2}}}-\frac{1}{2}\right)^{2}}+2\frac{r+\lambda }{{\sigma ^{2}}}}+\left(\frac{r}{{\sigma ^{2}}}-\frac{1}{2}\right).\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
We have <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_058"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$p\ge q+1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and the equality holds only when <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_059"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda =0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We can derive the Laplace transforms of the one-sided hits taking <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_060"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$B=\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_061"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$A=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, respectively: 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_020">
<label>(20)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}\mathbb{E}\left[{e^{-\left(r+\lambda \right){\tau ^{a}}}}{I_{{\tau ^{a}}\lt \infty }}\right]& ={\left(\frac{A}{x}\right)^{q}},\\ {} \mathbb{E}\left[{e^{-\left(r+\lambda \right){\tau ^{b}}}}{I_{{\tau ^{b}}\lt \infty }}\right]& ={\left(\frac{x}{B}\right)^{p-q}}.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>We need the following relations between the constants <italic>p</italic> and <italic>q</italic>. <statement id="j_vmsta286_stat_005"><label>Lemma 2.3.</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_062"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>if and only if</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_063"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$p\gt 2q+1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_006"><label>Lemma 2.4.</label>
<p><italic>The following statements related to the sign of r hold:</italic> 
<list>
<list-item id="j_vmsta286_li_001">
<label>1.</label>
<p><italic>If</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_064"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_021">
<label>(21)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \frac{q+1}{p-q}\lt 1\lt l,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>where</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_022">
<label>(22)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ l:={\left(\frac{p-q-1}{q}\right)^{p-q-1}}{\left(\frac{q+1}{p-q}\right)^{p-q}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta286_li_002">
<label>2.</label>
<p><italic>If</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_065"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_023">
<label>(23)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \frac{q+1}{p-q}\gt l\gt 1.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta286_li_003">
<label>3.</label>
<p><italic>If</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_066"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_024">
<label>(24)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ l=\frac{q+1}{p-q}=1.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</list-item>
</list>
</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_007"><label>Proof.</label>
<p>The first part of inequality (<xref rid="j_vmsta286_eq_021">21</xref>) follows from Lemma <xref rid="j_vmsta286_stat_005">2.3</xref>. If we consider the term (<xref rid="j_vmsta286_eq_022">22</xref>) as a function of <italic>p</italic>, say <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_067"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$l\left(p\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then its derivative is 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_025">
<label>(25)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {l^{\prime }}\left(p\right)=l\left(p\right)\ln \left(\frac{\left(p-q-1\right)\left(q+1\right)}{q\left(p-q\right)}\right)\gt 0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Therefore, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_068"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$l\left(p\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is an increasing function. Having in mind <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_069"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$p\gt 2q+1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (due to Lemma <xref rid="j_vmsta286_stat_005">2.3</xref>), we obtain <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_070"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$l\left(p\right)\gt l\left(2q+1\right)=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Inequalities (<xref rid="j_vmsta286_eq_023">23</xref>) can be proven in the same manner using the inequality <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_071"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$p\lt 2q+1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> that holds when <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_072"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Finally, if <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_073"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then Lemma <xref rid="j_vmsta286_stat_005">2.3</xref> leads to <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_074"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$p=2q+1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> which proves the third statement.  □</p></statement></p>
</sec>
<sec id="j_vmsta286_s_003">
<label>3</label>
<title><italic>L</italic>-American options</title>
<p>Let us define a new American-style financial instrument – we name it an <italic>L</italic>-American option.</p><statement id="j_vmsta286_stat_008"><label>Definition 3.1.</label>
<p>Let <italic>L</italic> be a positive constant. An <italic>L</italic>-American option with strike <italic>K</italic> expires when the underlying asset hits the strike paying amount of <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_075"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${e^{-\lambda \tau }}L$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <italic>τ</italic> is just this hitting moment. Furthermore, the holder may exercise the option at every moment <italic>t</italic> receiving the amount of <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_076"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${N_{1}}\left(t,{S_{t}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement>
<p>We can view the <italic>L</italic>-American options as financial instruments with stochastic maturity (the moment when the asset reaches the strike) with final payout <italic>L</italic>. In this light, the payoff <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_077"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${N_{1}}\left(t,x\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> that the holder can receive is continuous whereas the payout at this stochastic maturity is a specification of the option contract. Note that the points not below (not above) the strike are never optimal for the puts (calls) since the payoff is zero-valued in this region.</p>
<p>We shall denote the price of an <italic>L</italic>-American option by <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_078"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${V_{L}}\left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus, if we denote by <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_079"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\tau ^{y,x}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the first hitting moment of an asset starting at <italic>y</italic> to the value <italic>x</italic>, then 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_026">
<label>(26)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mtable equalrows="false" equalcolumns="false" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {V_{L}}\left(x\right)=\underset{\tau \in \mathcal{T}}{\sup }\left\{\begin{array}{l}\mathbb{E}\left[{e^{-\lambda \tau }}{e^{-r\tau }}{\left(K-{S_{\tau }^{x}}\right)^{+}}{I_{\tau \lt {\tau ^{x,K}}}}\right]\\ {} +L\mathbb{E}\left[{e^{-\lambda {\tau ^{x,K}}}}{e^{-r{\tau ^{x,K}}}}{I_{{\tau ^{x,K}}\le \tau }}\right]\end{array}\right\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Let <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_080"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{B}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the differential operator 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_027">
<label>(27)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>″</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \left(\mathcal{B}f\right)=rx{f^{\prime }}\left(x\right)+\frac{{\sigma ^{2}}}{2}{x^{2}}{f^{\prime\prime }}\left(x\right)-\left(r+\lambda \right)f\left(x\right).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
We need the following well-known result for the optimal stopping problems – see for example <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_042">van Moerbeke</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_042">1973</xref>) or <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_023">Jacka</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_023">1992</xref>).</p><statement id="j_vmsta286_stat_009"><label>Lemma 3.2.</label>
<p><italic>If a point x is optimal, then</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_081"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(\mathcal{B}{n_{1}}\right)\left(x\right)\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, where the function</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_082"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${n_{1}}\left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is given in</italic> (<xref rid="j_vmsta286_eq_004">4</xref>) <italic>for the puts and in</italic> (<xref rid="j_vmsta286_eq_005">5</xref>) <italic>for the calls. In the put case, this is equivalent to</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_083"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda x-\left(r+\lambda \right)K\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>when x is below the strike. The inverse inequality holds for the calls when x is above the strike.</italic></p></statement>
<p>We shall prove a proposition that characterizes the optimal sets of <italic>L</italic>-American options.</p><statement id="j_vmsta286_stat_010"><label>Proposition 3.3.</label>
<p><italic>If a point x is optimal for an L-American put option, then all points</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_084"><alternatives><mml:math>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$0\le y\lt x$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>are optimal too.</italic></p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_011"><label>Proof.</label>
<p>First, note that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_085"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$x\lt K$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> since it is optimal. Suppose that the point <italic>y</italic> is not optimal. Therefore, there exists a stopping time <italic>τ</italic> such that 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_028">
<label>(28)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ K-y\lt \mathbb{E}\left[{e^{-\left(r+\lambda \right)\tau }}{\left(K-{S_{\tau }^{y}}\right)^{+}}{I_{\tau \lt {\tau ^{y,K}}}}\right]+L\mathbb{E}\left[{e^{-\left(r+\lambda \right){\tau ^{y,K}}}}{I_{{\tau ^{y,K}}\le \tau }}\right].\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
If <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_086"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
<mml:mo>∧</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\overline{\tau }=\tau \wedge {\tau ^{y,x}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then inequality (<xref rid="j_vmsta286_eq_028">28</xref>) holds for <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_087"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\overline{\tau }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> too, since the point <italic>x</italic> is optimal. Therefore, using the Dynkin formula, we derive 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_029">
<label>(29)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}& 0\lt \mathbb{E}\left[{e^{-\left(r+\lambda \right)\overline{\tau }}}{\left(K-{S_{\overline{\tau }}^{y}}\right)^{+}}{I_{\overline{\tau }\lt {\tau ^{y,K}}}}\right]+L\mathbb{E}\left[{e^{-\left(r+\lambda \right){\tau ^{y,K}}}}{I_{{\tau ^{y,K}}\le \overline{\tau }}}\right]-K+y\\ {} & =\mathbb{E}\left[{e^{-\left(r+\lambda \right)\overline{\tau }}}\left(K-{S_{\overline{\tau }}^{y}}\right)\right]-K+y\\ {} & =\mathbb{E}\left[{\underset{0}{\overset{\overline{\tau }}{\int }}}\lambda {S_{u}^{y}}-\left(r+\lambda \right)Kdu\right]\lt 0.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The last inequality is true because Lemma <xref rid="j_vmsta286_stat_009">3.2</xref> shows that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_088"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda {S_{u}}-\left(r+\lambda \right)K\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> whenever <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_089"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${S_{u}}\lt x$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The contradiction finishes the proof.  □</p></statement>
<p>Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_010">3.3</xref> means that the optimal set of an <italic>L</italic>-American put option contains all points below some boundary. Furthermore, this boundary is a constant during the time, since there are no maturity constraints. Under the dividend parametrization, the optimal boundary of a put style <italic>L</italic>-American option as well as its price are discussed in Theorem 2 of <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_034">Kyprianou</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_034">2004</xref>), in Section 3.1 of <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_009">Ekström</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_009">2006</xref>), and in Theorem 3.1 of <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_041">Suzuki and Sawaki</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_041">2007</xref>); for the calls, see formulas (3.1) from <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_012">Emmerling</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_012">2012</xref>) and (2.12) from <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_043">Yam et al.</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_043">2014</xref>). We need the following lemma prior to providing the related results under the discount parametrization.</p><statement id="j_vmsta286_stat_012"><label>Lemma 3.4.</label>
<p><italic>Let the function</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_090"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$h\left(a;\xi \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be defined as</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_030">
<label>(30)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ h\left(a;\xi \right)=-{a^{p+1}}\left(p-q-1\right)+{a^{p}}\left(p-q\right)-{a^{p-q}}p\xi -a\left(q+1\right)+q.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>Its behavior in the interval</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_091"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(0,1\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is as follows: it starts from the positive value</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_092"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$h\left(0;\xi \right)=q$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, decreases having a unique root after which stays always negative.</italic></p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_013"><label>Proof.</label>
<p>The proof can be found in Appendix B.2 of <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_048">Zaevski</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_048">2020c</xref>) (for <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_093"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$k=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>).  □</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_014"><label>Proposition 3.5.</label>
<p><italic>For</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_094"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle></mml:math><tex-math><![CDATA[$\xi =\frac{L}{K}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, let</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_095"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${a^{\ast }}\in \left(0,1\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be the unique root of function</italic> (<xref rid="j_vmsta286_eq_030">30</xref>) <italic>in the interval</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_096"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(0,1\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. The holder’s optimal boundary is</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_097"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${A^{\ast }}=K{a^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. The price is given by</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_031">
<label>(31)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="">
<mml:mrow>
<mml:mtable equalrows="false" equalcolumns="false" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {V_{L}}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{l}K-x,\hspace{1em}x\le {A^{\ast }},\\ {} \left(K-{A^{\ast }}\right){\left(\frac{{A^{\ast }}}{x}\right)^{q}}\frac{{K^{p}}-{x^{p}}}{{K^{p}}-{{A^{\ast }}^{p}}}+L{\left(\frac{K}{x}\right)^{q}}\frac{{x^{p}}-{{A^{\ast }}^{p}}}{{K^{p}}-{{A^{\ast }}^{p}}},\hspace{1em}x\in \left({A^{\ast }},K\right),\\ {} L{\left(\frac{K}{x}\right)^{q}},\hspace{1em}x\ge K.\end{array}\right.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_015"><label>Proof.</label>
<p>As we mentioned above, Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_010">3.3</xref> shows that the optimal points are below some flat boundary. Let the initial asset value <italic>x</italic> be large enough but below the strike. Supposing that the optimal boundary is <italic>A</italic> and using formulas (<xref rid="j_vmsta286_eq_018">18</xref>), we obtain the price as a function of <italic>A</italic> as 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_032">
<label>(32)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\widetilde{V}_{L}}\left(A\right)=\left(K-A\right){\left(\frac{A}{x}\right)^{q}}\frac{{K^{p}}-{x^{p}}}{{K^{p}}-{A^{p}}}+L{\left(\frac{K}{x}\right)^{q}}\frac{{x^{p}}-{A^{p}}}{{K^{p}}-{A^{p}}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Normalizing by <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_098"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle></mml:math><tex-math><![CDATA[$\xi =\frac{L}{K}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_099"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle></mml:math><tex-math><![CDATA[$y=\frac{x}{K}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_100"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle></mml:math><tex-math><![CDATA[$a=\frac{A}{K}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we transform price (<xref rid="j_vmsta286_eq_032">32</xref>) into 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_033">
<label>(33)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\widetilde{V}_{L}}\left(a\right)=\frac{K}{{y^{q}}}\frac{\left(1-a\right){a^{q}}\left(1-{y^{p}}\right)+\xi \left({y^{p}}-{a^{p}}\right)}{1-{a^{p}}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Its derivative is 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_034">
<label>(34)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\widetilde{V}^{\prime }_{L}}\left(a\right)=\frac{K}{{y^{q}}}\frac{1-{y^{p}}}{{\left(1-{a^{p}}\right)^{2}}}{a^{q-1}}h\left(a;\xi \right).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Lemma <xref rid="j_vmsta286_stat_012">3.4</xref> shows that function (<xref rid="j_vmsta286_eq_030">30</xref>) has a unique root in the interval <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_101"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(0,1\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Furthermore, it leads to the maximum of the price function. Once we derive the optimal boundary <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_102"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${A^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we obtain the prices in (<xref rid="j_vmsta286_eq_031">31</xref>) through formulas (<xref rid="j_vmsta286_eq_018">18</xref>) and (<xref rid="j_vmsta286_eq_020">20</xref>).  □</p></statement>
<p>Some symmetrical arguments lead to the result for the call style <italic>L</italic>-American options.</p><statement id="j_vmsta286_stat_016"><label>Proposition 3.6.</label>
<p><italic>If</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_103"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda =0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then the early exercise is never optimal for the holder of an L-American call. Its price is</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_035">
<label>(35)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="">
<mml:mrow>
<mml:mtable equalrows="false" equalcolumns="false" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {V_{L}}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{l}L{\left(\frac{x}{K}\right)^{p-q}},\hspace{1em}x\le K,\\ {} L{\left(\frac{K}{x}\right)^{q}},\hspace{1em}x\gt K.\end{array}\right.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p><italic>If</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_104"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda \gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then the holder’s optimal set consists of all points above some boundary</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_105"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${A^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. It can be presented as</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_106"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${A^{\ast }}=K{a^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, where</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_107"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${a^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is the unique root, larger than one, of function</italic> (<xref rid="j_vmsta286_eq_030">30</xref>) <italic>taken for</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_108"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle></mml:math><tex-math><![CDATA[$\xi =-\frac{L}{K}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. The option price is given by</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_036">
<label>(36)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="">
<mml:mrow>
<mml:mtable equalrows="false" equalcolumns="false" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {V_{L}}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{l}L{\left(\frac{x}{K}\right)^{p-q}},\hspace{1em}x\le K,\\ {} L{\left(\frac{K}{x}\right)^{q}}\frac{{{A^{\ast }}^{p}}-{x^{p}}}{{{A^{\ast }}^{p}}-{K^{p}}}+\left({A^{\ast }}-K\right){\left(\frac{{A^{\ast }}}{x}\right)^{q}}\frac{{x^{p}}-{K^{p}}}{{{A^{\ast }}^{p}}-{K^{p}}},\hspace{1em}x\in \left(K,{A^{\ast }}\right),\\ {} x-K,\hspace{1em}x\ge {A^{\ast }}.\end{array}\right.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_017"><label>Proof.</label>
<p>We shall consider only the case <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_109"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda =0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We can proceed analogously to Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_014">3.5</xref> when <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_110"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda \gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Note that if <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_111"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda =0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_112"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> since <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_113"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r+\lambda \gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Also, functions <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_114"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${N_{1}}\left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_115"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${n_{1}}\left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> coincide in this case. Suppose that a point <italic>x</italic> is optimal for the holder. Obviously <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_116"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$x\gt K$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Using the martingality of <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_117"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${e^{-rt}}{S_{t}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we obtain for a finite stopping time <italic>ζ</italic>: 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_037">
<label>(37)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
<mml:mo>∧</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
<mml:mo>∧</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}& E\left[{e^{-r\zeta }}{n_{1}}\left({S_{\zeta }^{x}}\right){I_{\zeta \le {\tau ^{x,K}}}}+{e^{-r{\tau ^{x,K}}}}L{I_{{\tau ^{x,K}}\lt \zeta }}\right]\\ {} & \le {n_{1}}\left(x\right)=x-K\\ {} & =E\left[{e^{-r\left(\zeta \wedge {\tau ^{x,K}}\right)}}{S_{\zeta \wedge {\tau ^{x,K}}}^{x}}\right]-K\\ {} & =E\left[{e^{-r\zeta }}{S_{\zeta }^{x}}{I_{\zeta \le {\tau ^{x,K}}}}\right]+E\left[{e^{-r{\tau ^{x,K}}}}{S_{{\tau ^{x,K}}}^{x}}{I_{{\tau ^{x,K}}\lt \zeta }}\right]-K\\ {} & \lt E\left[{e^{-r\zeta }}\left({S_{\zeta }^{x}}-K\right){I_{\zeta \le {\tau ^{x,K}}}}+{e^{-r{\tau ^{x,K}}}}\left({S_{{\tau ^{x,K}}}^{x}}-K\right){I_{{\tau ^{x,K}}\lt \zeta }}\right]\\ {} & =E\left[{e^{-r\zeta }}\left({S_{\zeta }^{x}}-K\right){I_{\zeta \le {\tau ^{x,K}}}}\right]\\ {} & \le E\left[{e^{-r\zeta }}{n_{1}}\left({S_{\zeta }^{x}}\right){I_{\zeta \le {\tau ^{x,K}}}}+{e^{-r{\tau ^{x,K}}}}L{I_{{\tau ^{x,K}}\lt \zeta }}\right].\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The contradiction finishes the proof.  □</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_018"><label>Remark 2.</label>
<p>Note that the holder’s stopping region can be empty for a call <italic>L</italic>-American option (when <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_118"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda =0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) whereas this is impossible for the puts. The difference comes from the fact that function (<xref rid="j_vmsta286_eq_030">30</xref>) taken for <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_119"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle></mml:math><tex-math><![CDATA[$\xi =\frac{L}{K}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> always has a root in the interval <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_120"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(0,1\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, whereas if it is taken for <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_121"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle></mml:math><tex-math><![CDATA[$\xi =-\frac{L}{K}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then the larger than one root exists only when <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_122"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda \gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The absence of roots when <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_123"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda =0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can be interpreted as an infinitely large holder’s optimal boundary.</p></statement>
<p>We need the following definition for further distinction. <statement id="j_vmsta286_stat_019"><label>Definition 3.7.</label>
<p>We shall say that the option is real cancellable if the writer’s optimal region is neither the empty set nor the singleton <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_124"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left\{K\right\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_020"><label>Remark 3.</label>
<p>We have <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_125"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${n_{1}}\left(x\right)={n_{2}}\left(x\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for the put-styled options only when <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_126"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced separators="" open="" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left\{{\eta _{2}}=0,\right.\left.{\eta _{3}}=0,x\ge K\right\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In this case, the respective points are both optimal for the writer and holder due to the mathematical definition. To avoid the embarrassing circumstance that the holder would exercise without receiving anything, we shall exclude these points from the holder’s optimal set. This may lead to an open holder’s optimal set. This case is studied in <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_009">Ekström</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_009">2006</xref>) and <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_046">Zaevski</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_046">2020a</xref>). The optimal sets are <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_127"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Υ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="[" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\Upsilon ^{s}}=\left[K,\infty \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_128"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Υ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\Upsilon ^{b}}=\left(0,K\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> when <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_129"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. On the other hand, the option can be viewed as <italic>L</italic>-American since the immediate exercise and the first hit to the strike give a zero-result for the writer when the initial asset price is above the strike. Otherwise, if <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_130"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then we have a real cancellable option. Some symmetrical arguments lead to analogous results for the calls when <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_131"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left\{{\eta _{2}}=0,{\eta _{3}}=0,x\le K\right\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We shall exclude these cases hereafter.</p></statement></p>
</sec>
<sec id="j_vmsta286_s_004">
<label>4</label>
<title>Put options</title>
<p>For our further purposes, we need the price of the regular American options under the perpetual assumptions. The optimal boundary and the price can be obtained in a closed form since the boundary is time independent. Under the dividend parametrization, this is made in many studies, for example, see formula (52) from <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_037">Merton</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_037">1973</xref>), formulas (9) and (15) from <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_029">Kim</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_029">1990</xref>), Proposition 2.3 from <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_022">Jacka</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_022">1991</xref>), Theorem 7.2 from <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_025">Karatzas and Shreve</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_025">1998</xref>), or formula (5.1.10) from <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_033">Kwok</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_033">2008</xref>). Under the discount parametrization, these results can be found in Theorems 1 and 2 from <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_040">Shiryaev et al.</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_040">1995</xref>) and in Theorems 6.1 and 6.2 of <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_049">Zaevski</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_049">2021</xref>). If we denote by <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_132"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${V_{a}}\left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the price function, we can write for a put-styled option 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_038">
<label>(38)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {V_{a}}\left(x\right):={\left(\frac{K}{q+1}\right)^{q+1}}{\left(\frac{q}{x}\right)^{q}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Particularly, for <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_133"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$x=K$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we define the important value <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_134"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\overline{\eta }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_039">
<label>(39)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \overline{\eta }:={V_{a}}\left(K\right)=K\frac{{q^{q}}}{{\left(q+1\right)^{q+1}}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<sec id="j_vmsta286_s_005">
<label>4.1</label>
<title>The main results</title>
<p>As we mentioned above, the holder’s optimal set is an interval <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_135"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(0,A\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for some constant <italic>A</italic> not above the strike, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_136"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$A\le K$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The possible form of the writer’s one is more complicated – it may be the empty set, the singleton <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_137"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left\{K\right\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, or an interval <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_138"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left[B,K\right]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_139"><alternatives><mml:math>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$0\lt A\lt B\lt K$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. These results for the put options with fixed penalties and without dividends are obtained in <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_034">Kyprianou</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_034">2004</xref>), and under the dividend parametrization in <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_009">Ekström</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_009">2006</xref>) and <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_041">Suzuki and Sawaki</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_041">2007</xref>). On the other hand, the three-component penalties are considered under the discount parametrization in <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_044">Zaevski</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_044">2023</xref>). We are interested in which values of the penalty coefficients <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_140"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (proportion), <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_141"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (shares of underlying), and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_142"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (fixed amount) lead to which case.</p>
<p>Let us define the constants <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_143"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_144"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <italic>L</italic> as 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_040">
<label>(40)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}{\xi _{1}}& :={\eta _{1}}-{\eta _{2}},\\ {} {\xi _{2}}& :={\eta _{2}}+\frac{{\eta _{3}}}{K},\\ {} L& ={\xi _{2}}K={\eta _{2}}K+{\eta _{3}}.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The constant <italic>L</italic> plays an outstanding role in this study. Defined in that way, it is the amount that the writer owes if he cancels the option at the strike. This strategy is very important as far as the strike belongs to the writer’s optimal set if it is not empty. In this light, the option type can be recognized through two criteria: (A) whether the strike is writer-optimal, and (B) whether all points below the strike are not. Criterion (A) is met when the price of a regular perpetual American option under the assumption <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_145"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${S_{0}}=K$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is higher than the financial result of the immediate canceling, i.e. <italic>L</italic>. It turns out that criterion (B) is related to the left derivative of the price function of the <italic>L</italic>-American option taken in the strike.</p>
<p>Note that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_146"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}+{\xi _{2}}\ge 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> since <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_147"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{1}}\ge 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. It is proven in Proposition 4.2 of <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_044">Zaevski</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_044">2023</xref>) that canceling is never optimal for the writer if <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_148"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}}\ge {\eta _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus we assume <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_149"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, hereafter. We shall prove a stronger condition.</p><statement id="j_vmsta286_stat_021"><label>Proposition 4.1.</label>
<p><italic>The cancellation is never optimal for the writer if and only if</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_150"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$L\gt \overline{\eta }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_022"><label>Proof.</label>
<p>First, suppose that the writer’s optimal set is empty, i.e doing nothing is the best writer’s strategy. Hence <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_151"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$V\left(x\right)={V_{a}}\left(x\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Particularly, for <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_152"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$x=K$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_153"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${n_{2}}\left(K\right)\gt V\left(K\right)={V_{a}}\left(K\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Formulas (<xref rid="j_vmsta286_eq_039">39</xref>) and (<xref rid="j_vmsta286_eq_040">40</xref>) lead to the desired result.</p>
<p>Suppose now that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_154"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$L\gt \overline{\eta }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or equivalently <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_155"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${V_{a}}\left(K\right)\lt {n_{2}}\left(K\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We shall prove that canceling is never optimal applying an approach similar to the one used in Lemma 3.1 of <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_041">Suzuki and Sawaki</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_041">2007</xref>). Let the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_156"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$U\left(x\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be defined as 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_041">
<label>(41)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ U\left(x\right)={V_{a}}\left(x\right)-{n_{2}}\left(x\right).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Having in mind that the optimal boundary of the regular American options is <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_157"><alternatives><mml:math><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\frac{q}{q+1}K$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we derive the derivative of function (<xref rid="j_vmsta286_eq_041">41</xref>): 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_042">
<label>(42)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="">
<mml:mrow>
<mml:mtable equalrows="false" equalcolumns="false" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">if</mml:mi>
<mml:mspace width="3.33333pt"/>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">if</mml:mi>
<mml:mspace width="3.33333pt"/>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">if</mml:mi>
<mml:mspace width="3.33333pt"/>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {U^{\prime }}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{l}{\eta _{1}}-{\eta _{2}}-1,\hspace{1em}\mathrm{if}\hspace{3.33333pt}x\le \frac{q}{q+1}K,\\ {} {\eta _{1}}-{\eta _{2}}-{\left(\frac{q}{q+1}\frac{K}{x}\right)^{q+1}},\hspace{1em}\mathrm{if}\hspace{3.33333pt}x\in \left(\frac{q}{q+1}K,K\right),\\ {} -{\eta _{2}}-{\left(\frac{q}{q+1}\frac{K}{x}\right)^{q+1}},\hspace{1em}\mathrm{if}\hspace{3.33333pt}x\gt K.\end{array}\right.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
First, note that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_158"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${U^{\prime }}\left(x\right)\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> whenever <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_159"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$x\gt K$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Furthermore, if 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_043">
<label>(43)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\eta _{1}}\lt {\eta _{2}}+{\left(\frac{q}{q+1}\frac{K}{x}\right)^{q+1}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
then <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_160"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${U^{\prime }}\left(x\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is always negative. On the other hand, if the relation opposite to (<xref rid="j_vmsta286_eq_043">43</xref>) holds, then <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_161"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${U^{\prime }}\left(x\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has a unique root less than <italic>K</italic>. Furthermore, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_162"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${U^{\prime }}\left(x\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is negative before it and positive after. In all cases, the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_163"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${U^{\prime }}\left(x\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> achieves its maximum either for <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_164"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$x=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or for <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_165"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$x=K$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Having in mind that 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_044">
<label>(44)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}U\left(0\right)& =-\left({\eta _{1}}-1\right)K-{\eta _{3}},\\ {} U\left(K\right)& ={V_{a}}\left(K\right)-{n_{2}}\left(K\right),\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
we conclude that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_166"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$U\left(x\right)\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for every <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_167"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$x\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and thus <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_168"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$V\left(x\right)\le {V_{a}}\left(x\right)\lt {n_{2}}\left(x\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus we conclude that the writer’s optimal set is empty.  □</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_023"><label>Remark 4.</label>
<p>The inequality <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_169"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}\le 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is stronger than <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_170"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$L\gt \overline{\eta }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> since <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_171"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{1}}\ge 1\gt \frac{\overline{\eta }}{K}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_024"><label>Remark 5.</label>
<p>Having in mind that the strategy of the first hit to the strike is possible for the writer and the payoff at the strike is namely <italic>L</italic>, we can conclude that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_172"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$V\left(x\right)\le {V_{L}}\left(x\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Furthermore, a cancellable option is of <italic>L</italic>-American style if and only if <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_173"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$V\left(x\right)={V_{L}}\left(x\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement>
<p>We assume <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_174"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$L\lt \overline{\eta }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, hereafter. We shall provide now a theorem which characterizes the penalty values for which the writer’s optimal set is an interval instead of the singleton <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_175"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left\{K\right\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus the option turns from <italic>L</italic>-American into real cancellable. <statement id="j_vmsta286_stat_025"><label>Theorem 4.2.</label>
<p><italic>The option is real cancellable if and only if</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_045">
<label>(45)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {V^{\prime }_{L}}\left({K^{-}}\right)\lt -{\xi _{1}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_026"><label>Proof.</label>
<p>Suppose first that the inequality (<xref rid="j_vmsta286_eq_045">45</xref>) holds. Having in mind <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_176"><alternatives><mml:math><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$\frac{d}{dx}{n_{2}}\left({K^{-}}\right)=-{\xi _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we conclude that the function 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_046">
<label>(46)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ f\left(x\right)={V_{L}}\left(x\right)-{n_{2}}\left(x\right)\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
is left-decreasing at the point <italic>K</italic> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_177"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$f\left(K\right)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Therefore, there exists an interval <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_178"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left({k_{1}},K\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_047">
<label>(47)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {V_{L}}\left(x\right)\gt {n_{2}}\left(x\right)\ge V\left(x\right).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Combining inequality (<xref rid="j_vmsta286_eq_047">47</xref>) with Remark <xref rid="j_vmsta286_stat_024">5</xref>, we conclude that the option is real cancellable since it cannot be regular American when <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_179"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$L\lt \overline{\eta }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Suppose now that the inequality (<xref rid="j_vmsta286_eq_045">45</xref>) does not hold. Hence, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_180"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${f^{\prime }}\left({K^{-}}\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and therefore function (<xref rid="j_vmsta286_eq_046">46</xref>) is left-increasing in the point <italic>K</italic>. Having in mind that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_181"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$f\left(K\right)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we conclude that there exists an interval <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_182"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left({k_{1}},K\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in which <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_183"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$f\left(K\right)\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and thus 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_048">
<label>(48)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="3.33333pt"/>
<mml:mo>∀</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {V_{L}}\left(x\right)\le {n_{2}}\left(x\right)\hspace{3.33333pt}\forall x\in \left({k_{1}},K\right).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Suppose that there exists a writer’s optimal point <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_184"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${k_{2}}\in \left({k_{1}},K\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Therefore, all points <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_185"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$y\in \left({k_{2}},K\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are writer’s optimal too. Combining inequality (<xref rid="j_vmsta286_eq_048">48</xref>) with Remark <xref rid="j_vmsta286_stat_024">5</xref>, we conclude 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_049">
<label>(49)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ V\left(y\right)\le {V_{L}}\left(y\right)\le {n_{2}}\left(y\right)=V\left(y\right)\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_186"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$y\in \left({k_{2}},K\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and therefore <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_187"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${V_{L}}\left(y\right)={n_{2}}\left(y\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in this interval. However, we can easily check that this is impossible due to formula (<xref rid="j_vmsta286_eq_031">31</xref>). This finishes the proof.  □</p></statement></p>
</sec>
<sec id="j_vmsta286_s_006">
<label>4.2</label>
<title>Necessary and sufficient conditions</title>
<p>Suppose that the option is not regular American, i.e. <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_188"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$L\lt \overline{\eta }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We shall obtain now some necessary and sufficient conditions for the coefficients <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_189"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_190"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_191"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> that recognize the type of the option – <italic>L</italic>-American or real cancellable. We shall work under the following scheme:</p>
<list>
<list-item id="j_vmsta286_li_004">
<label>1.</label>
<p>We obtain a condition alternative to (<xref rid="j_vmsta286_eq_045">45</xref>) for the option to be real cancellable. It says that a suitable function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_192"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> taken at the point <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_193"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${a^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is positive, where <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_194"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${a^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the root of function (<xref rid="j_vmsta286_eq_030">30</xref>) and it determines the optimal boundary of an <italic>L</italic>-American option; the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_195"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is defined in (<xref rid="j_vmsta286_eq_051">51</xref>) (Propositions <xref rid="j_vmsta286_stat_027">4.3</xref> and <xref rid="j_vmsta286_stat_029">4.4</xref>).</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta286_li_005">
<label>2.</label>
<p>We prove that the option can be real cancellable only when <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_196"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_033">4.6</xref>, see also Remark <xref rid="j_vmsta286_stat_057">7</xref>).</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta286_li_006">
<label>3.</label>
<p>We investigate the possible behaviors of the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_197"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (Lemma <xref rid="j_vmsta286_stat_031">4.5</xref> and Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_035">4.7</xref>).</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta286_li_007">
<label>4.</label>
<p>Furthermore, we determine the critical values for <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_198"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_199"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> below which the positive domain of the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_200"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (i.e. the set of the inputs that lead to positive function values) is not empty. Note that the critical value for <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_201"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> depends on <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_202"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (Corollary <xref rid="j_vmsta286_stat_037">4.8</xref>, Propositions <xref rid="j_vmsta286_stat_039">4.9</xref>, and <xref rid="j_vmsta286_stat_041">4.10</xref>).</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta286_li_008">
<label>5.</label>
<p>This step is very important. We prove that if the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_203"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has a positive domain, then the point <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_204"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${a^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> belongs to it. Thus the condition for the option to be real cancellable turns to checking when the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_205"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has positive values somewhere in the interval <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_206"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(0,1\right]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_043">4.11</xref>).</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta286_li_009">
<label>6.</label>
<p>We prove several auxiliary results that give some relations between the triples leading to real cancellable options (Propositions <xref rid="j_vmsta286_stat_046">4.13</xref>, <xref rid="j_vmsta286_stat_048">4.14</xref>, and Lemma <xref rid="j_vmsta286_stat_050">4.15</xref>).</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta286_li_010">
<label>7.</label>
<p>We summarize all these results in a theorem that categorizes all possible cases (Theorem <xref rid="j_vmsta286_stat_052">4.16</xref>).</p>
</list-item>
</list>
<p>Suppose that the holder’s optimal boundary of an <italic>L</italic>-American option is <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_207"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${A^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_208"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${A^{\ast }}\le {S_{0}}=x\le K$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The following proposition determines the boundary through the value of the amount payable at the strike.</p><statement id="j_vmsta286_stat_027"><label>Proposition 4.3.</label>
<p><italic>Let the constant</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_209"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be defined by</italic> (<xref rid="j_vmsta286_eq_040">40</xref>)<italic>, the function</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_210"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$h\left(\cdot ;\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>by</italic> (<xref rid="j_vmsta286_eq_030">30</xref>)<italic>, and</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_211"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle></mml:math><tex-math><![CDATA[${a^{\ast }}\left({\xi _{2}}\right):=\frac{{A^{\ast }}}{K}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Note that the dependence of</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_212"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${a^{\ast }}\left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>on</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_213"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>comes from</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_214"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${A^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. We have</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_050">
<label>(50)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ h\left({a^{\ast }}\left({\xi _{2}}\right),{\xi _{2}}\right)=0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_028"><label>Proof.</label>
<p>Based on Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_014">3.5</xref>, we conclude that for a fixed <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_215"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, condition (<xref rid="j_vmsta286_eq_050">50</xref>) is necessary and sufficient for the optimal boundary of the <italic>L</italic>-American option to be <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_216"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$K{a^{\ast }}\left({\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.  □</p></statement>
<p>Let the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_217"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be defined as 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_051">
<label>(51)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ g\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)={a^{p}}\left({\xi _{1}}-q{\xi _{2}}\right)-{a^{q+1}}p+{a^{q}}p-\left({\xi _{1}}+{\xi _{2}}\left(p-q\right)\right).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Based on Theorem <xref rid="j_vmsta286_stat_025">4.2</xref>, we can obtain the following condition for an option to be real cancellable.</p><statement id="j_vmsta286_stat_029"><label>Proposition 4.4.</label>
<p><italic>The option is real cancellable if and only if</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_218"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left({a^{\ast }}\left({\xi _{2}}\right);{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_030"><label>Proof.</label>
<p>Theorem <xref rid="j_vmsta286_stat_025">4.2</xref> requires checking of inequality (<xref rid="j_vmsta286_eq_045">45</xref>). The left derivative of the price function (the second statement of formula (<xref rid="j_vmsta286_eq_031">31</xref>)) in the point <italic>K</italic> is 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_052">
<label>(52)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {V^{\prime }_{L}}\left(K\right)=\frac{{{A^{\ast }}^{p}}q{\xi _{2}}+{{A^{\ast }}^{q+1}}p{K^{p-q-1}}-{{A^{\ast }}^{q}}p{K^{p-q}}+{K^{p}}{\xi _{2}}\left(p-q\right)}{{K^{p}}-{{A^{\ast }}^{p}}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
We finish the proof by several simple calculations having in mind <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_219"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${A^{\ast }}=K{a^{\ast }}\left({\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.  □</p></statement>
<p>Propositions <xref rid="j_vmsta286_stat_027">4.3</xref> and <xref rid="j_vmsta286_stat_029">4.4</xref> show that we need the behavior of functions <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_220"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$h\left(a;\cdot ,\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_221"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a;\cdot ,\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in the interval <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_222"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$a\in \left(0,1\right]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. More precisely, we need to find the positive domain of function (<xref rid="j_vmsta286_eq_051">51</xref>) in this interval. The derivative of function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_223"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a;\cdot ,\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can be presented as 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_053">
<label>(53)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {g_{a}}\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)=p{a^{q-1}}m\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_224"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$m\left(\cdot ;\cdot ,\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_054">
<label>(54)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ m\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)={a^{p-q}}\left({\xi _{1}}-q{\xi _{2}}\right)-a\left(q+1\right)+q.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The possible behavior of function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_225"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is provided in the following lemma.</p><statement id="j_vmsta286_stat_031"><label>Lemma 4.5.</label>
<p><italic>The endpoints of the function</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_226"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>are negative:</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_055">
<label>(55)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}g\left(0;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)& =-\left({\xi _{1}}+{\xi _{2}}\left(p-q\right)\right),\\ {} g\left(1;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)& =-p{\xi _{2}}.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>The function exhibits one of the following three behaviors in the interval</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_227"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$a\in \left(0,1\right]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>:</italic> 
<list>
<list-item id="j_vmsta286_li_011">
<label>(A)</label>
<p><italic>Increasing negative function.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta286_li_012">
<label>(B)</label>
<p><italic>Inverted U-shaped function – first increases and then decreases.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta286_li_013">
<label>(C)</label>
<p><italic>In addition to the second case, the function has a local negative minimum after the maximum.</italic></p>
</list-item>
</list>
</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_032"><label>Proof.</label>
<p>The proof is provided in Appendix <xref rid="j_vmsta286_app_001">A</xref>.  □</p></statement>
<p>The following proposition shows that the option can be real cancellable only when <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_228"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p><statement id="j_vmsta286_stat_033"><label>Proposition 4.6.</label>
<p><italic>If</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_229"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_230"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for every</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_231"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$a\in \left(0,1\right]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_034"><label>Proof.</label>
<p>The proof is provided in Appendix <xref rid="j_vmsta286_app_001">A</xref>.  □</p></statement>
<p>Assume now that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_232"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or equivalently <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_233"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$p\gt 2q+1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Having in mind Lemma <xref rid="j_vmsta286_stat_031">4.5</xref>, we conclude that the option can be real cancellable only when one of the cases (B) and (C) holds – note that this condition is only necessary. Below we discuss when this happens.</p><statement id="j_vmsta286_stat_035"><label>Proposition 4.7.</label>
<p><italic>One of the cases (B) and (C) holds if and only if the inequality</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_056">
<label>(56)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\xi _{1}}-q{\xi _{2}}\lt l\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>holds, where the constant l is defined by formula</italic> (<xref rid="j_vmsta286_eq_022">22</xref>).</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_036"><label>Proof.</label>
<p>The proof is provided in Appendix <xref rid="j_vmsta286_app_001">A</xref>.  □</p></statement>
<p>We need to strengthen condition (<xref rid="j_vmsta286_eq_056">56</xref>) in a way that would allow later to derive the critical value for <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_234"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as a root of a decreasing function in a certain interval.</p><statement id="j_vmsta286_stat_037"><label>Corollary 4.8.</label>
<p><italic>If the positive domain of the function</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_235"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is not empty, then</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_236"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}\lt l$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, where l is defined by formula</italic> (<xref rid="j_vmsta286_eq_022">22</xref>).</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_038"><label>Proof.</label>
<p>Suppose that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_237"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}\ge l$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Note that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_238"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}\gt 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> due to Lemma <xref rid="j_vmsta286_stat_006">2.4</xref>. Therefore, the triple <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_239"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left\{{\xi _{1}},0,0\right\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> leads to the case (A) due to Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_035">4.7</xref> – note that condition (<xref rid="j_vmsta286_eq_056">56</xref>) tuns namely into <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_240"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}\lt l$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_241"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a;{\xi _{1}},0\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is negative. But <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_242"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> decreases w.r.t. <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_243"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and hence it is always negative. Therefore, its positive domain is empty.  □</p></statement>
<p>We continue our investigation on the positive domain of the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_244"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> that gives possibilities for a real cancellable feature of the option. Remind that one of the cases (B) or (C) holds. We need some additional notations. Let the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_245"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> achieves its maximum at the point <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_246"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and its possible minimum at <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_247"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{a}_{2}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If this minimum does not exist, then we set <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_248"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{a}_{2}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_249"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left({\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2}}\right);{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> then the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_250"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has two roots – we denote them by <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_251"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${a_{1}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_252"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${a_{2}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We shall prove now that the positive domain of the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_253"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is not empty for small enough values of <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_254"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_255"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, i.e. <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_256"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left({\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2}}\right);{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Furthermore, we shall show that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_257"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left({a^{\ast }}\left({\xi _{2}}\right);{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for these values of <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_258"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_259"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. This statement is of outstanding importance. It says that if the positive domain of <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_260"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is nonempty, then the optimal point <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_261"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${a^{\ast }}\left({\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is always in it, i.e. the option is real cancellable only when <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_262"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left({\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2}}\right);{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. As a consequence, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_263"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${a^{\ast }}\left({\xi _{2}}\right)={\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> when <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_264"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left({\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2}}\right);{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p><statement id="j_vmsta286_stat_039"><label>Proposition 4.9.</label>
<p><italic>The function</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_265"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left({\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1}},0\right);{\xi _{1}},0\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is decreasing w.r.t.</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_266"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}\in \left(0,l\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and changes its sign in the interval</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_267"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(1,l\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, where</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_268"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$l\gt 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is defined by formula</italic> (<xref rid="j_vmsta286_eq_022">22</xref>)<italic>. Thus if</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_269"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is the solution of</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_270"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left({\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1}},0\right);{\xi _{1}},0\right)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_271"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}^{\ast }}\in \left(1,l\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_272"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left({\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1}},0\right);{\xi _{1}},0\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for every</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_273"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}\lt {\xi _{1}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_040"><label>Proof.</label>
<p>The proof is provided in Appendix <xref rid="j_vmsta286_app_001">A</xref>.  □</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_041"><label>Proposition 4.10.</label>
<p><italic>If</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_274"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}\lt {\xi _{1}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then the function</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_275"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left({\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2}}\right);{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>decreases w.r.t.</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_276"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and changes its sign in the interval</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_277"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(0,{\overline{\xi }_{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, where</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_278"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{\xi }_{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_057">
<label>(57)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\overline{\xi }_{2}}:=\frac{\overline{\eta }}{K}=\frac{{q^{q}}}{{\left(q+1\right)^{q+1}}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>Thus, if</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_279"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}^{\ast }}\left({\xi _{1}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is the solution of</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_280"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left({\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2}}\right);{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_281"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}^{\ast }}\left({\xi _{1}}\right)\in \left(0,{\overline{\xi }_{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_282"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left({\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2}}\right);{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for every</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_283"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}}\lt {\xi _{2}^{\ast }}\left({\xi _{1}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_042"><label>Proof.</label>
<p>The proof is provided in Appendix <xref rid="j_vmsta286_app_001">A</xref>.  □</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_043"><label>Proposition 4.11.</label>
<p><italic>If</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_284"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_285"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>are such that</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_286"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left({\overline{a}_{1}}\left({\xi _{2}};{\xi _{1}}\right);{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_287"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close="">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced separators="" open="" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left({a^{\ast }}\left({\xi _{2}}\right);\right.\left.{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_044"><label>Proof.</label>
<p>The proof is provided in Appendix <xref rid="j_vmsta286_app_001">A</xref>.  □</p></statement>
<p>Next we shall establish a result which gives that if an option is real cancellable then all options with lower in some sense penalties are real cancellable too. To do this, we use the traditional definition for vector ordering.</p><statement id="j_vmsta286_stat_045"><label>Definition 4.12.</label>
<p>A triple of reals is less than another if all its elements are not higher than the corresponding ones of the second triple and at least one is lower.</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_046"><label>Proposition 4.13.</label>
<p><italic>If a triple</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_288"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left\{{\eta _{1}},{\eta _{2}},{\eta _{3}}\right\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>leads to a real cancellable option, then all triples less than it lead again to real cancellable options.</italic></p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_047"><label>Proof.</label>
<p>We can rewrite function (<xref rid="j_vmsta286_eq_051">51</xref>) as 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_058">
<label>(58)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}g\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)& =-{\eta _{1}}\left(1-{a^{p}}\right)-{\eta _{2}}\left[{a^{p}}\left(q+1\right)+p-q-1\right]\\ {} & -\frac{{\eta _{3}}}{K}\left(-{a^{p}}q+p-q\right)-{a^{q+1}}p+{a^{q}}p.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Therefore, function (<xref rid="j_vmsta286_eq_058">58</xref>) decreases w.r.t <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_289"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_290"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_291"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Propositions <xref rid="j_vmsta286_stat_029">4.4</xref> and <xref rid="j_vmsta286_stat_043">4.11</xref> show that the positive domain of function (<xref rid="j_vmsta286_eq_058">58</xref>) is not empty and thus the positive domains for all triples less than <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_292"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left\{{\eta _{1}},{\eta _{2}},{\eta _{3}}\right\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are not empty too. The same propositions prove the desired result.  □</p></statement>
<p>We continue by characterizing the set of triples <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_293"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left\{{\eta _{1}},{\eta _{2}},{\eta _{3}}\right\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> that lead to real cancellable options.</p><statement id="j_vmsta286_stat_048"><label>Proposition 4.14.</label>
<p><italic>If a triple</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_294"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left\{{\eta _{1}},{\eta _{2}},{\eta _{3}}\right\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>leads to a real cancellable option, then</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_295"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{1}}\lt {\xi _{1}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, where</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_296"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is defined in Proposition</italic> <xref rid="j_vmsta286_stat_039"><italic>4.9</italic></xref>.</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_049"><label>Proof.</label>
<p>Suppose that the triple <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_297"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left\{{\eta _{1}},{\eta _{2}},{\eta _{3}}\right\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> leads to a real cancellable option. Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_046">4.13</xref> shows that the triple <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_298"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left\{{\eta _{1}},0,0\right\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> leads to a real cancellable option too. Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_039">4.9</xref> shows that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_299"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{1}}\lt {\xi _{1}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.  □</p></statement>
<p>Before to establish the main result for the put options, we need the following lemma.</p><statement id="j_vmsta286_stat_050"><label>Lemma 4.15.</label>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_300"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="[" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{1}}\in \left[1,{\xi _{1}^{\ast }}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and the function</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_301"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$f\left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be defined in the interval</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_302"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(0,{\overline{\xi }_{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>as</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_059">
<label>(59)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ f\left(x\right)={\xi _{2}^{\ast }}\left({\eta _{1}}-x\right)-x.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>Note that</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_303"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}^{\ast }}\left({\eta _{1}}-x\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>means the function</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_304"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}^{\ast }}\left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>taken in the point</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_305"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{1}}-x$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Under these assumptions,</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_306"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$f\left(x\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is a decreasing function,</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_307"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$f\left(0\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, and</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_308"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$f\left({\overline{\xi }_{2}}\right)\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Thus the equation</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_309"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$f\left(x\right)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>has a unique root in the interval</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_310"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(0,{\overline{\xi }_{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>below which</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_311"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$f\left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is positive. We shall denote this root by</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_312"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}^{\ast }}\left({\eta _{1}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_051"><label>Proof.</label>
<p>The proof is provided in Appendix <xref rid="j_vmsta286_app_001">A</xref>.  □</p></statement>
<p>We can summarize the derived results: the large enough penalties lead to regular American options (Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_021">4.1</xref>); the low enough penalties lead to real cancellable options equivalently to a nonempty positive domain of the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_313"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>; and the middle values lead to <italic>L</italic>-American options. The precise results are given in the following theorem.</p><statement id="j_vmsta286_stat_052"><label>Theorem 4.16.</label>
<p><italic>Let a cancellable American put option has the penalty structure</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_314"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left\{{\eta _{1}},{\eta _{2}},{\eta _{3}}\right\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. The following statements characterize it:</italic> 
<list>
<list-item id="j_vmsta286_li_014">
<label>1.</label>
<p><italic>If</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_315"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>then the option is L-American for</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_316"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$L\lt \overline{\eta }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and regular American otherwise.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta286_li_015">
<label>2.</label>
<p><italic>Suppose that</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_317"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Let the pair</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_318"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left({\alpha _{1}},{\xi _{1}^{\ast }}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be the solution of the system</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_060">
<label>(60)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}g\left(a;{\xi _{1}},0\right)& =0,\\ {} m\left(a;{\xi _{1}},0\right)& =0,\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>where the functions</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_319"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_320"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$m\left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>are defined by formulas</italic> (<xref rid="j_vmsta286_eq_051">51</xref>) <italic>and</italic> (<xref rid="j_vmsta286_eq_054">54</xref>)<italic>. The solution exists, it is unique,</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_321"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\alpha _{1}}\lt 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, and</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_322"><alternatives><mml:math>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$1\lt {\xi _{1}^{\ast }}\lt l$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. If</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_323"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{\xi }_{1}}\lt {\xi _{1}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then the system</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_061">
<label>(61)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}g\left(a;{\overline{\xi }_{1}},{\xi _{2}}\right)& =0,\\ {} m\left(a;{\overline{\xi }_{1}},{\xi _{2}}\right)& =0\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>has at most two solutions – we denote by</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_324"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left({\alpha _{2}}\left({\overline{\xi }_{1}}\right),{\xi _{2}^{\ast }}\left({\overline{\xi }_{1}}\right)\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>the lower one w.r.t. the variable a. We have</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_325"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\alpha _{2}}\left({\overline{\xi }_{1}}\right)\lt 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_326"><alternatives><mml:math>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle></mml:math><tex-math><![CDATA[$0\lt {\xi _{2}^{\ast }}\left({\overline{\xi }_{1}}\right)\lt \frac{\overline{\eta }}{K}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Hence:</italic></p>
<list>
<list-item id="j_vmsta286_li_016">
<label>(a)</label>
<p><italic>The option is real cancellable when</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_062">
<label>(62)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \left\{{\eta _{1}}\lt {\xi _{1}^{\ast }},{\eta _{2}}\lt {\eta _{2}^{\ast }}\left({\eta _{1}}\right),{\eta _{3}}\lt K\left[{\xi _{2}^{\ast }}\left({\eta _{1}}-{\eta _{2}}\right)-{\eta _{2}}\right]\right\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>Note that</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_327"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$L\lt \overline{\eta }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>since</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_328"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}^{\ast }}\left({\eta _{1}}-{\eta _{2}}\right)\lt {\overline{\xi }_{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, see Proposition</italic> <xref rid="j_vmsta286_stat_041"><italic>4.10</italic></xref>.</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta286_li_017">
<label>(b)</label>
<p><italic>It is L-American if</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_329"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$L\lt \overline{\eta }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and at least one of the requirements</italic> (<xref rid="j_vmsta286_eq_062">62</xref>) <italic>does not hold.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta286_li_018">
<label>(c)</label>
<p><italic>It is regular American for</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_330"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$L\ge \overline{\eta }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</list-item>
</list>
</list-item>
</list>
</p>
<p><italic>Note that</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_331"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}^{\ast }}\left({\eta _{1}}-{\eta _{2}}\right)\gt {\eta _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>when</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_332"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}}\lt {\eta _{2}^{\ast }}\left({\eta _{1}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>due to Lemma</italic> <xref rid="j_vmsta286_stat_050"><italic>4.15</italic></xref>.</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_053"><label>Proof.</label>
<p>System (<xref rid="j_vmsta286_eq_060">60</xref>) means that the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_333"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(\cdot ;{\xi _{1}^{\ast }},0\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has an extremum at the point <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_334"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\alpha _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and its value is zero. Note that this extremum is the maximum. If we suppose that it is the minimum in the case (C) of Lemma <xref rid="j_vmsta286_stat_031">4.5</xref>, then <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_335"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(1;{\xi _{1}^{\ast }},0\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has to be positive, which is impossible. Having in mind Propositions <xref rid="j_vmsta286_stat_039">4.9</xref> and <xref rid="j_vmsta286_stat_043">4.11</xref>, we conclude that the positive domain of the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_336"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(\cdot ;{\xi _{1}},0\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is not empty if and only if <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_337"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}\lt {\xi _{1}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Furthermore, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_338"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left({a^{\ast }}\left(0\right);{\xi _{1}},0\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Also, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_339"><alternatives><mml:math>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$1\lt {\xi _{1}^{\ast }}\lt l$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> due to Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_039">4.9</xref>.</p>
<p>Analogously, system (<xref rid="j_vmsta286_eq_061">61</xref>) shows that the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_340"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(\cdot ;{\overline{\xi }_{1}},{\xi _{2}^{\ast }}\left({\overline{\xi }_{1}}\right)\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has a maximum at the point <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_341"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\alpha _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and its value is zero. Propositions <xref rid="j_vmsta286_stat_041">4.10</xref> and <xref rid="j_vmsta286_stat_043">4.11</xref> show that the positive domain of the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_342"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(\cdot ;{\overline{\xi }_{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is not empty if and only if <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_343"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}}\lt {\xi _{2}^{\ast }}\left({\overline{\xi }_{1}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Furthermore, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_344"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left({a^{\ast }}\left({\xi _{2}}\right);{\overline{\xi }_{1}},{\xi _{2}}\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Note that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_345"><alternatives><mml:math>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle></mml:math><tex-math><![CDATA[$0\lt {\xi _{2}^{\ast }}\left({\overline{\xi }_{1}}\right)\lt \frac{\overline{\eta }}{K}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> due to Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_041">4.10</xref>.  □</p></statement>
<p>Some calculations lead to the following method for deriving the critical values.</p><statement id="j_vmsta286_stat_054"><label>Corollary 4.17.</label>
<p><italic>Let the functions</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_346"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$F\left(a,{\xi _{1}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_347"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$H\left(a\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, and</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_348"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$G\left(a,{\xi _{1}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be defined as</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_063">
<label>(63)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}F\left(a,{\xi _{1}}\right)& =\frac{{a^{p-q}}{\xi _{1}}-a\left(q+1\right)+q}{{a^{p-q}}},\\ {} H\left(a\right)& =-{a^{p+1}}\left(p-q-1\right)+{a^{p}}\left(p-q\right)-a\left(q+1\right)+q,\\ {} G\left(a,{\xi _{1}}\right)& =-{a^{p+1}}q\left(p-q-1\right)+{a^{p}}q\left(p-q\right)-{a^{p-q}}p{\xi _{1}}\\ {} & \hspace{1em}+a\left(p-q\right)\left(q+1\right)-q\left(p-q\right).\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>We have</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_064">
<label>(64)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}{\xi _{1}^{\ast }}& =-F\left({\alpha _{1}},0\right),\\ {} {\xi _{2}^{\ast }}\left({\overline{\xi }_{1}}\right)& =\frac{F\left({\alpha _{2}},{\overline{\xi }_{1}}\right)}{q},\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>where</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_349"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\alpha _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_350"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\alpha _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>are the solutions of the equations</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_351"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$H\left(a\right)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_352"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$G\left(a,{\overline{\xi }_{1}}\right)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, respectively. In addition, we have to impose the condition</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_065">
<label>(65)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {m_{a}}\left({\alpha _{2}},{\overline{\xi }_{1}},{\xi _{2}^{\ast }}\left({\overline{\xi }_{1}}\right)\right)\lt 0\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>to avoid the possible minimum of the function</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_353"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a,{\overline{\xi }_{1}},{\xi _{2}^{\ast }}\left({\overline{\xi }_{1}}\right)\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>if the case (C) holds. Not that this is not necessary for</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_354"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\alpha _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>since the case (B) holds when</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_355"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_055"><label>Proof.</label>
<p>System (<xref rid="j_vmsta286_eq_060">60</xref>) can be rewritten as 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_066">
<label>(66)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}{\xi _{1}}& =\frac{a\left(q+1\right)-q}{{a^{p-q}}},\\ {} {\xi _{1}}& =p{a^{q}}\frac{1-a}{1-{a^{p}}},\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
which proves the first result. The second one holds due to the following presentation of system (<xref rid="j_vmsta286_eq_061">61</xref>): 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_067">
<label>(67)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}{\xi _{2}}& =\frac{{a^{p-q}}{\overline{\xi }_{1}}-a\left(q+1\right)+q}{q{a^{p-q}}},\\ {} {\xi _{2}}& =\frac{{a^{p}}{\overline{\xi }_{1}}-{a^{q+1}}p+{a^{q}}p-{\overline{\xi }_{1}}}{p-q+q{a^{p}}}.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
 □</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_056"><label>Remark 6.</label>
<p>Let us discuss the mechanism for recognizing the option’s type. The option is regular American if <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_356"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$L\ge \overline{\eta }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If the opposite relation holds, then we derive the critical value for <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_357"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, namely <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_358"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Based on it, for every <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_359"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{\xi }_{1}}\lt {\xi _{1}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we derive the critical value for <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_360"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, namely <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_361"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}^{\ast }}\left({\overline{\xi }_{1}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_362"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}\lt {\xi _{1}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_363"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}}\lt {\xi _{2}^{\ast }}\left({\xi _{1}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then the option is real cancellable. If one of these inequalities does not hold, then we have an <italic>L</italic>-American option.</p></statement>
<p>Based on Theorem <xref rid="j_vmsta286_stat_052">4.16</xref> and Remark <xref rid="j_vmsta286_stat_056">6</xref>, we summarize how the option changes its type when the penalty parameters are passing through their critical levels. 
<list>
<list-item id="j_vmsta286_li_019">
<label>1.</label>
<p>If the second and third components are large enough, i.e. <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_364"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}}K+{\eta _{3}}\ge \overline{\eta }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (equivalent to <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_365"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$L\ge \overline{\eta }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>), then the option is regular American. Note that the component <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_366"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> does not influence this type.</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta286_li_020">
<label>2.</label>
<p>Suppose that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_367"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}}K+{\eta _{3}}\lt \overline{\eta }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Now <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_368"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has its impact. We calculate its critical value <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_369"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<list>
<list-item id="j_vmsta286_li_021">
<label>(a)</label>
<p>If <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_370"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{1}}\ge {\xi _{1}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then we have an <italic>L</italic>-American option.</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta286_li_022">
<label>(b)</label>
<p>If <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_371"><alternatives><mml:math>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[$1\le {\eta _{1}}\lt {\xi _{1}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then we obtain the critical value for <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_372"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> that depends on <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_373"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, i.e. <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_374"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}^{\ast }}\left({\eta _{1}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<list>
<list-item id="j_vmsta286_li_023">
<label>i.</label>
<p>If <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_375"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is such that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_376"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}^{\ast }}\left({\eta _{1}}\right)\le {\eta _{2}}\lt \frac{\overline{\eta }}{K}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then we have an <italic>L</italic>-American option. Note that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_377"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}^{\ast }}\left({\eta _{1}}\right)\le \frac{\overline{\eta }}{K}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> when <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_378"><alternatives><mml:math>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[$1\le {\eta _{1}}\lt {\xi _{1}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> due to Lemma <xref rid="j_vmsta286_stat_050">4.15</xref>.</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta286_li_024">
<label>ii.</label>
<p>If <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_379"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}}\lt {\eta _{2}^{\ast }}\left({\eta _{1}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then we obtain the critical value for <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_380"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, it is <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_381"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}^{\ast }}\left({\eta _{1}},{\eta _{2}}\right)=K\left[{\xi _{2}^{\ast }}\left({\eta _{1}}-{\eta _{2}}\right)-{\eta _{2}}\right]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We have <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_382"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}^{\ast }}\left({\eta _{1}},{\eta _{2}}\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> when <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_383"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}}\lt {\eta _{2}^{\ast }}\left({\eta _{1}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> due to Lemma <xref rid="j_vmsta286_stat_050">4.15</xref>.</p>
<list>
<list-item id="j_vmsta286_li_025">
<label>A.</label>
<p>If <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_384"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}^{\ast }}\left({\eta _{1}},{\eta _{2}}\right)\le {\eta _{3}}\lt \overline{\eta }-{\eta _{2}}K$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then we have an <italic>L</italic>-American option. Note that Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_041">4.10</xref> shows that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_385"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}^{\ast }}\left({\eta _{1}},{\eta _{2}}\right)\lt \overline{\eta }-{\eta _{2}}K$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta286_li_026">
<label>B.</label>
<p>If <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_386"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}}\lt {\eta _{3}^{\ast }}\left({\eta _{1}},{\eta _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then we have a real cancellable option.</p>
</list-item>
</list>
</list-item>
</list>
</list-item>
</list>
</list-item>
</list> 
<statement id="j_vmsta286_stat_057"><label>Remark 7.</label>
<p>Let us discuss briefly why an option cannot be real cancellable when <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_387"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Suppose the opposite, i.e there exists a value <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_388"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${k_{1}}\lt K$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that it is writer’s optimal. Hence, the interval <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_389"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left[{k_{1}},K\right]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> belongs to the writer’s optimal set <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_390"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Υ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\Upsilon ^{s}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Similar arguments that stand behind Lemma <xref rid="j_vmsta286_stat_009">3.2</xref> show that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_391"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(\mathcal{B}{n_{2}}\right)\left(x\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in the interval <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_392"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left({k_{1}},K\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_393"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${n_{2}}\left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is given in (<xref rid="j_vmsta286_eq_004">4</xref>) and the operator <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_394"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{B}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is defined by formula (<xref rid="j_vmsta286_eq_027">27</xref>). We can motivate this by the following intuitive construction. Let for an arbitrary time value <italic>s</italic>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_395"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\tau \left(s\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the lower of the first exit of the underlying asset from the strip <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_396"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left({k_{1}},K\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <italic>s</italic>. For an arbitrary starting point <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_397"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$x\in \left({k_{1}},K\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, this strategy would give a worse financial result for the writer than the immediate canceling. Having in mind that the exercise is not optimal for the holder in the strip <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_398"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left({k_{1}},K\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and applying the Dynkin formula, we conclude for the result of the strategy <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_399"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\tau \left(s\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_068">
<label>(68)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\mathbb{E}^{x}}\left[{e^{-\left(r+\lambda \right)\tau \left(s\right)}}{n_{2}}\left({S_{\tau \left(s\right)}}\right)\right]={n_{2}}\left(x\right)+{\mathbb{E}^{x}}\left[{\underset{0}{\overset{\tau \left(s\right)}{\int }}}\left(\mathcal{B}{n_{2}}\right)\left({S_{u}}\right)du\right]\gt {n_{2}}\left(x\right).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Taking the limit as <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_400"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$s\to 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we convinced that indeed <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_401"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(\mathcal{B}{n_{2}}\right)\left(x\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In financial terms, this means that if the immediate cancelling is preferable for the writer than keeping the option alive for an infinitesimal period, then <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_402"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(\mathcal{B}{n_{2}}\right)\left(x\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. However, this inequality is possible below the strike only when <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_403"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> since 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_069">
<label>(69)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}\left(\mathcal{B}{n_{2}}\right)\left(x\right)& =\lambda \left({\eta _{1}}-{\eta _{2}}\right)x-\left(r+\lambda \right)\left({\eta _{1}}K+{\eta _{3}}\right),\\ {} \left(\mathcal{B}{n_{2}}\right)\left(K\right)& =-K\left(r{\eta _{1}}+\lambda {\eta _{2}}\right)-\left(r+\lambda \right){\eta _{3}}.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Note that this construction is impossible if the writer’s optimal set is the singleton <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_404"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left\{K\right\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, because the differentiability of the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_405"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${n_{2}}\left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is broken in the strike.</p></statement></p>
</sec>
</sec>
<sec id="j_vmsta286_s_007">
<label>5</label>
<title>Call options</title>
<p>We consider now the cancellable call options through some symmetrical arguments. Some proofs will be omitted since they are similar to the put versions. The shape of the optimal sets for the calls is symmetric w.r.t. the strike to those for the puts. The respective results for the fixed penalties under the dividend parametrization are obtained in <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_032">Kunita and Seko</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_032">2004</xref>), <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_011">Ekström and Villeneuve</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_011">2006</xref>), <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_012">Emmerling</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_012">2012</xref>), and <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_043">Yam et al.</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_043">2014</xref>) whereas proportional to the usual payoff penalties are considered in <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_011">Ekström and Villeneuve</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_011">2006</xref>). The options with three-component penalties are examined in <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_044">Zaevski</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_044">2023</xref>). Note that the case <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_406"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda =0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is special – the early exercise is never optimal for the option’s holder. All necessary results in this case are obtained in Theorem 3.9 from the same work.</p>
<p>Suppose now that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_407"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda \gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or equivalently <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_408"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$p\gt q+1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Note that we have to consider the related functions in the interval <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_409"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(1,\infty \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> instead of <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_410"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(0,1\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> since the possible exercise boundaries are above the strike. The price of the perpetual American call option when <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_411"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${S_{0}}=K$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_412"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$\overline{\eta }:=K{\overline{\xi }_{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_070">
<label>(70)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\overline{\xi }_{2}}:=\frac{1}{p-q}{\left(\frac{p-q-1}{p-q}\right)^{p-q}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The holder’s optimal set is an interval <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_413"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(A,\infty \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for some constant <italic>A</italic> not below the strike. The writer’s one can be the empty set, the singleton <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_414"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left\{K\right\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, or an interval <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_415"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left[K,B\right]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_416"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$K\lt B\lt A$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The constants <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_417"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_418"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are defined now as 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_071">
<label>(71)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}{\xi _{1}}& :={\eta _{1}}+{\eta _{2}},\\ {} {\xi _{2}}& :={\eta _{2}}+\frac{{\eta _{3}}}{K}.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Note that the constant <italic>L</italic> keeps its value. It is proven in Proposition 3.2 of <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_044">Zaevski</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta286_ref_044">2023</xref>) that canceling is never optimal for the writer if <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_419"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}}\ge {\eta _{1}}K$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus we consider only the values of <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_420"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_421"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_422"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}\gt {\xi _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The restriction presented in Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_021">4.1</xref> also holds but with the actual value of <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_423"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\overline{\eta }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Furthermore, the analogue of Theorem <xref rid="j_vmsta286_stat_025">4.2</xref> gives the criteria for the option to be real cancellable. We summarize these results in the following theorem.</p><statement id="j_vmsta286_stat_058"><label>Theorem 5.1.</label>
<p><italic>If</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_424"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$L\ge \overline{\eta }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then the option is regular American. On the contrary, if</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_425"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$L\lt \overline{\eta }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then it is real cancellable if</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_072">
<label>(72)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {V^{\prime }_{L}}\left({K^{+}}\right)\gt {\xi _{1}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>and L-American otherwise.</italic></p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_059"><label>Proof.</label>
<p>See the proofs of Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_021">4.1</xref> and Theorem <xref rid="j_vmsta286_stat_025">4.2</xref>.  □</p></statement>
<p>Having in mind that the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_426"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$h\left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is taken for <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_427"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle></mml:math><tex-math><![CDATA[$\xi =-\frac{L}{K}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we see that Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_027">4.3</xref> still holds. Theorem <xref rid="j_vmsta286_stat_058">5.1</xref> shows that we have to find the right derivative of the price function (<xref rid="j_vmsta286_eq_036">36</xref>) at the strike: 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_073">
<label>(73)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {V^{\prime }_{L}}\left({K^{+}}\right)=\frac{-{{a^{\ast }}^{p}}q{\xi _{2}}+{{a^{\ast }}^{q+1}}p-{{a^{\ast }}^{q}}p-{\xi _{2}}\left(p-q\right)}{{{a^{\ast }}^{p}}-1}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
We shall proceed further using the method presented in the beginning of Section <xref rid="j_vmsta286_s_006">4.2</xref>. Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_029">4.4</xref> is true for the function 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_074">
<label>(74)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ g\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)=-{a^{p}}\left({\xi _{1}}+q{\xi _{2}}\right)+{a^{q+1}}p-{a^{q}}p+{\xi _{1}}-{\xi _{2}}\left(p-q\right).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
We need to know when the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_428"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has a positive domain larger than one, i.e. when inputs larger than one make the function positive. The function related to its derivative <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_429"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$m\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> now takes the form 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_075">
<label>(75)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ m\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)=-{a^{p-q}}\left({\xi _{1}}+q{\xi _{2}}\right)+a\left(q+1\right)-q.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Its endpoints are always negative except in the limiting case since <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_430"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\xi \ge 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_431"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}}\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The behavior of function (<xref rid="j_vmsta286_eq_074">74</xref>) is similar to the put case considered in Lemma <xref rid="j_vmsta286_stat_031">4.5</xref> – we can recognize the following three cases:</p>
<list>
<list-item id="j_vmsta286_li_027">
<label>(A)</label>
<p>Decreasing negative function.</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta286_li_028">
<label>(B)</label>
<p>Inverted <italic>U</italic>-shaped function – first increase and then decrease.</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta286_li_029">
<label>(C)</label>
<p>In addition to the second case, the function has a local negative minimum before the maximum.</p>
</list-item>
</list>
<p>The sign of the risk free rate is again important. The analogue of Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_033">4.6</xref> is as follows.</p><statement id="j_vmsta286_stat_060"><label>Proposition 5.2.</label>
<p><italic>If</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_432"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\le 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_433"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for every</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_434"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$a\gt 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Thus the option is L-American when</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_435"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$L\lt \overline{\eta }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and regular American when</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_436"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$L\ge \overline{\eta }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_061"><label>Proof.</label>
<p>The proof is provided in Appendix <xref rid="j_vmsta286_app_001">A</xref>.  □</p></statement>
<p>In addition to this proposition, we can provide financial arguments similar to those in Remark <xref rid="j_vmsta286_stat_057">7</xref> why the option cannot be real cancellable when <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_437"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The important term <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_438"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(\mathcal{B}{n_{2}}\right)\left(K\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> now is <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_439"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(\mathcal{B}{n_{2}}\right)\left(K\right)=K\left(r{\eta _{1}}-\lambda {\eta _{2}}\right)-\left(r+\lambda \right){\eta _{3}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and it can be positive only when <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_440"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Suppose now that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_441"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or equivalently <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_442"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$p\lt 2q+1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The condition obtained in Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_035">4.7</xref> can be rewritten as follows.</p><statement id="j_vmsta286_stat_062"><label>Proposition 5.3.</label>
<p><italic>The necessary and sufficient condition for one of the cases (B) or (C) to hold is the inequality</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_443"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}+q{\xi _{2}}\lt l$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, where the constant l is defined by formula</italic> (<xref rid="j_vmsta286_eq_022">22</xref>).</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_063"><label>Proof.</label>
<p>The proof is provided in Appendix <xref rid="j_vmsta286_app_001">A</xref>.  □</p></statement>
<p>The next step is to prove that if the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_444"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has a positive domain, then the point <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_445"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${a^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> belongs to it. Let us keep the meaning of <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_446"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\gt {\overline{a}_{2}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, i.e. the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_447"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> achieves its maximum and minimum at these points, respectively. If <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_448"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left({\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2}}\right);{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_449"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has two roots: <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_450"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${a_{1}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_451"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${a_{2}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The analogues of Propositions <xref rid="j_vmsta286_stat_039">4.9</xref> and <xref rid="j_vmsta286_stat_041">4.10</xref> and their proofs are identical to the original ones and we omit them. The important Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_043">4.11</xref> still holds – the unique difference in the proof is in the presentation (<xref rid="j_vmsta286_eq_098">98</xref>) of the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_452"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$h\left(a;{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In the call case, it is 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_076">
<label>(76)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ h\left(a;{\xi _{2}}\right)=-{a^{p-q}}g\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)+\frac{{a^{p}}-1}{p{a^{q-1}}}{g_{a}}\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Thus we reach the corresponding results for the call options. <statement id="j_vmsta286_stat_064"><label>Theorem 5.4.</label>
<p>
<list>
<list-item id="j_vmsta286_li_030">
<label>1.</label>
<p><italic>If</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_453"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\le 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then the game option is L-American for</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_454"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$L\lt \overline{\eta }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and regular American otherwise.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta286_li_031">
<label>2.</label>
<p><italic>Suppose that</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_455"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. The solution of system</italic> (<xref rid="j_vmsta286_eq_060">60</xref>)<italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_456"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left({\alpha _{1}},{\xi _{1}^{\ast }}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, exists,</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_457"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\alpha _{1}}\gt 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, and</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_458"><alternatives><mml:math>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$1\lt {\xi _{1}^{\ast }}\lt l$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. The functions</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_459"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_460"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$m\left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>are defined by formulas</italic> (<xref rid="j_vmsta286_eq_074">74</xref>) <italic>and</italic> (<xref rid="j_vmsta286_eq_075">75</xref>)<italic>. Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_461"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{\xi }_{1}}\in \left[1,{\xi _{1}^{\ast }}\right]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. The solution of system</italic> (<xref rid="j_vmsta286_eq_061">61</xref>)<italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_462"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left({\alpha _{2}}\left({\overline{\xi }_{1}}\right),{\xi _{2}^{\ast }}\left({\overline{\xi }_{1}}\right)\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, exists,</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_463"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\alpha _{2}}\gt 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, and</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_464"><alternatives><mml:math>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle></mml:math><tex-math><![CDATA[$0\lt {\xi _{2}^{\ast }}\left({\overline{\xi }_{1}}\right)\lt \frac{\overline{\eta }}{K}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_465"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="[" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{1}}\in \left[1,{\xi _{1}^{\ast }}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and the analogue of function</italic> (<xref rid="j_vmsta286_eq_059">59</xref>) <italic>be defined as</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_077">
<label>(77)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ f\left(x\right):={\xi _{2}^{\ast }}\left({\eta _{1}}+x\right)-x.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>We shall denote by</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_466"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}^{\ast }}\left({\eta _{1}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>its solution in the interval</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_467"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">min</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(0,\min \left\{{\xi _{1}^{\ast }}-{\eta _{1}},{\overline{\xi }_{2}}\right\}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.<xref ref-type="fn" rid="j_vmsta286_fn_002">2</xref><fn id="j_vmsta286_fn_002"><label><sup>2</sup></label>
<p>Note that function (<xref rid="j_vmsta286_eq_077">77</xref>) decreases due to presentation (<xref rid="j_vmsta286_eq_102">102</xref>) of the derivative <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_468"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\left({\xi _{2}^{\ast }}\left(x\right)\right)^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The inequality <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_469"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$f\left(0\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is obvious, whereas <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_470"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$f\left({\xi _{1}^{\ast }}-{\eta _{1}}\right)\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> because <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_471"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}^{\ast }}\left({\xi _{1}^{\ast }}\right)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_472"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{1}}\lt {\xi _{1}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The inequality <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_473"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$f\left({\overline{\xi }_{2}}\right)\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> holds due to the call-analogue of Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_041">4.10</xref>.</p></fn> <italic>Note that</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_474"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{1}}+{\eta _{2}^{\ast }}\left({\eta _{1}}\right)\lt {\xi _{1}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. The following statements describe the option’s essence:</italic></p>
<list>
<list-item id="j_vmsta286_li_032">
<label>(a)</label>
<p><italic>The option is real cancellable when</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_078">
<label>(78)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \left\{{\eta _{1}}\lt {\xi _{1}^{\ast }},{\eta _{2}}\lt {\eta _{2}^{\ast }}\left({\eta _{1}}\right),{\eta _{3}}\lt K\left[{\xi _{2}^{\ast }}\left({\eta _{1}}+{\eta _{2}}\right)-{\eta _{2}}\right]\right\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta286_li_033">
<label>(b)</label>
<p><italic>It is L-American if</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_475"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$L\lt \overline{\eta }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and at least one of the requirements</italic> (<xref rid="j_vmsta286_eq_078">78</xref>) <italic>does not hold.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta286_li_034">
<label>(c)</label>
<p><italic>It is regular American for</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_476"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$L\ge \overline{\eta }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</list-item>
</list>
</list-item>
</list>
</p>
<p><italic>Let the functions</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_477"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$F\left(a,{\xi _{1}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_478"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$H\left(a\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, and</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_479"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$G\left(a,{\xi _{1}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be defined by formulas</italic> (<xref rid="j_vmsta286_eq_063">63</xref>)<italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_480"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\alpha _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_481"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\alpha _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be the roots of the equations</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_482"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$H\left(a\right)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_483"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$G\left(a,{\overline{\xi }_{1}}\right)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>in the interval</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_484"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$a\in \left(1,\infty \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Note that they exist. The critical values can be derived as</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_485"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}^{\ast }}=-F\left({\alpha _{1}},0\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_486"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}^{\ast }}\left({\overline{\xi }_{1}}\right)=-\frac{F\left({\alpha _{2}},{\overline{\xi }_{1}}\right)}{q}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. We impose in addition condition</italic> (<xref rid="j_vmsta286_eq_065">65</xref>).</p></statement></p>
</sec>
<sec id="j_vmsta286_s_008">
<label>6</label>
<title>Some examples</title>
<p>We present now some examples. Let us consider first put style options with parameters <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_487"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>0.02</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r=-0.02$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_488"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.03</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda =0.03$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_489"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.3</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\sigma =0.3$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_490"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$K=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We chose these values because <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_491"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r+\lambda \gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_492"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, see point one from Theorem <xref rid="j_vmsta286_stat_052">4.16</xref>. The value one for the strike is chosen this way to ignore its impact since it can be viewed as a scaling parameter. The results are visualized in Figure <xref rid="j_vmsta286_fig_001">1</xref>a. Theorem <xref rid="j_vmsta286_stat_052">4.16</xref> shows that the triples <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_493"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left\{{\eta _{1}},{\eta _{2}},{\eta _{3}}\right\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> that lead to real cancellable options are in the pyramid formed by the green points and the point <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_494"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(1,0,0\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The green points are obtained as follows:</p>
<list>
<list-item id="j_vmsta286_li_035">
<label>1.</label>
<p>Point <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_495"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left({\xi _{1}^{\ast }},0,0\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: the value of <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_496"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is obtained via Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_039">4.9</xref> and it is <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_497"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1.1744</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}^{\ast }}=1.1744$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for the current parameters.</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta286_li_036">
<label>2.</label>
<p>Point <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_498"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(1,{\eta _{2}^{\ast }}\left(1\right),0\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: the value of <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_499"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}^{\ast }}\left(1\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is obtained via Lemma <xref rid="j_vmsta286_stat_050">4.15</xref> and it is <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_500"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.2575</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}^{\ast }}\left(1\right)=0.2575$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta286_li_037">
<label>3.</label>
<p>Point <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_501"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(1,0,K{\xi _{2}^{\ast }}\left(1\right)\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: the value of <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_502"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}^{\ast }}\left(1\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is obtained via Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_041">4.10</xref> and it is <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_503"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.1030</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}^{\ast }}\left(1\right)=0.1030$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</list-item>
</list>
<fig id="j_vmsta286_fig_001">
<label>Fig. 1.</label>
<caption>
<p>Restrictions</p>
</caption>
<alt-text>3D graphs for put (a) and call (b) options, illustrating the sets for the penalty components that lead to the different option types.</alt-text><graphic xlink:href="vmsta286_g001.jpg"/>
</fig>
<p>The value for <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_504"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$L={\eta _{2}}K+{\eta _{3}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> that distinguishes the <italic>L</italic>-American options from the regular ones is given by formula (<xref rid="j_vmsta286_eq_039">39</xref>). Its value is 0.6537, see the yellow points. Thus the triples <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_505"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left\{{\eta _{1}},{\eta _{2}},{\eta _{3}}\right\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> that lead to an <italic>L</italic>-American option are in the prism between the plains <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_506"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left\{{\eta _{1}}=1\right\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_507"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left\{{\eta _{2}}=0\right\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_508"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left\{{\eta _{3}}=0\right\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and the blue one, cut by the above-mentioned pyramid for the real cancellable options (the red plain). The triples that lead to the regular American options are above the blue plain – they are 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_079">
<label>(79)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.6537.</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\eta _{2}}K+{\eta _{3}}\ge K\frac{{q^{q}}}{{\left(q+1\right)^{q+1}}}=0.6537.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Let us consider the call style options. We use the same parameters except the risk-free rate – we assume now that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_509"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.02</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r=0.02$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> due to the first point of Theorem <xref rid="j_vmsta286_stat_064">5.4</xref>. The results are presented in Figure <xref rid="j_vmsta286_fig_001">1</xref>b. The critical values that form the pyramid for the real cancellable options are <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_510"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1.0843</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}^{\ast }}=1.0843$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_511"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.0374</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}^{\ast }}\left(1\right)=0.0374$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_512"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.0698</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}^{\ast }}\left(1\right)=0.0698$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Critical value (<xref rid="j_vmsta286_eq_070">70</xref>) for <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_513"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$L={\eta _{2}}K+{\eta _{3}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> above which the option is real cancellable is 0.4510.</p>
<p>Some particular values are presented for put and call options in Tables <xref rid="j_vmsta286_tab_001">1</xref> and <xref rid="j_vmsta286_tab_002">2</xref>, respectively. We give the critical value <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_514"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for the coefficient <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_515"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in the head of the tables. Above this level, the option turns from real cancellable into <italic>L</italic>-American. The critical values for <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_516"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_517"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are presented in a separate column. The rest of the tables contain the critical values for <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_518"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_519"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_520"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The value for <italic>L</italic> above which the option is regular American, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_521"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\overline{\eta }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, is given again in the head of the tables.</p>
<table-wrap id="j_vmsta286_tab_001">
<label>Table 1.</label>
<caption>
<p>Put options</p>
</caption>
<table>
<thead>
<tr>
<td colspan="5" style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: solid thin; border-bottom: solid thin"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_522"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>0.02</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r=-0.02$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_523"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.03</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda =0.03$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_524"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1.1744</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}^{\ast }}=1.1744$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_525"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.6537</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\overline{\eta }=0.6537$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin"/>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_526"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}^{\ast }}\left({\eta _{1}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_527"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}}={\eta _{2}^{\ast }}\left({\eta _{1}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_528"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}}=\frac{2}{3}{\eta _{2}^{\ast }}\left({\eta _{1}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_529"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}}=\frac{1}{3}{\eta _{2}^{\ast }}\left({\eta _{1}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_530"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
</tbody><tbody>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_531"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{1}}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.2575</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0341</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0685</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.1030</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_532"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1.05</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}}=1.05$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.1819</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0243</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0487</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0733</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_533"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1.1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}}=1.1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.1075</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0145</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0291</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0437</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_534"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1.1744</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}}=1.1744$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
</tr>
</tbody><tbody>
<tr>
<td colspan="5" style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_535"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>0.01</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r=-0.01$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_536"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.03</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda =0.03$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_537"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1.0336</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}^{\ast }}=1.0336$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_538"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.5004</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\overline{\eta }=0.5004$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
</tbody><tbody>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_539"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{1}}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0281</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0049</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0098</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0148</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_540"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1.01</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}}=1.01$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0189</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0034</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0068</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0102</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_541"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1.02</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}}=1.02$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0104</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0019</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0038</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0058</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_542"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1.0336</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}}=1.0336$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
</tr>
</tbody><tbody>
<tr>
<td colspan="5" style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_543"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>0.01</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r=-0.01$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_544"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.23</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda =0.23$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_545"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1.0566</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}^{\ast }}=1.0566$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_546"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.6270</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\overline{\eta }=0.6270$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
</tbody><tbody>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_547"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{1}}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0851</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0107</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0217</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0329</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_548"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1.02</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}}=1.02$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0527</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0069</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0139</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0211</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_549"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1.04</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}}=1.04$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0226</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0031</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0063</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0094</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_550"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1.0566</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}}=1.0566$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<table-wrap id="j_vmsta286_tab_002">
<label>Table 2.</label>
<caption>
<p>Call options</p>
</caption>
<table>
<thead>
<tr>
<td colspan="5" style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: solid thin; border-bottom: solid thin"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_551"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.02</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r=0.02$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_552"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.03</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda =0.03$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_553"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1.0843</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}^{\ast }}=1.0843$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_554"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.4510</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\overline{\eta }=0.4510$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin"/>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_555"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}^{\ast }}\left({\eta _{1}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_556"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}}={\eta _{2}^{\ast }}\left({\eta _{1}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_557"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}}=\frac{2}{3}{\eta _{2}^{\ast }}\left({\eta _{1}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_558"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}}=\frac{1}{3}{\eta _{2}^{\ast }}\left({\eta _{1}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_559"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{2}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
</tbody><tbody>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_560"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{1}}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0374</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0231</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0463</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0698</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_561"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1.03</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}}=1.03$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0238</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0145</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0290</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0437</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_562"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1.06</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}}=1.06$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0105</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0063</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0126</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0189</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_563"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1.0843</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}}=1.0843$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
</tr>
</tbody><tbody>
<tr>
<td colspan="5" style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_564"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.01</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r=0.01$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_565"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.03</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda =0.03$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_566"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1.0239</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}^{\ast }}=1.0239$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_567"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.4281</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\overline{\eta }=0.4281$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
</tbody><tbody>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_568"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{1}}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0084</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0045</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0091</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0137</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_569"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1.01</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}}=1.01$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0048</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0025</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0050</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0075</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_570"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1.02</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}}=1.02$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0013</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0006</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0013</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0019</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_571"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1.0239</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}}=1.0239$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
</tr>
</tbody><tbody>
<tr>
<td colspan="5" style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_572"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.01</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r=0.01$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_573"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda =0.2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_574"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1.0336</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}^{\ast }}=1.0336$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_575"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.5004</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\overline{\eta }=0.5004$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
</tbody><tbody>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_576"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{1}}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0148</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0092</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0186</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0281</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_577"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1.01</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}}=1.01$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0102</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0062</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0125</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0189</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_578"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1.02</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}}=1.02$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0058</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0034</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0069</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.0104</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin"><inline-formula id="j_vmsta286_ineq_579"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1.0336</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{3}}=1.0336$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
</body>
<back>
<app-group>
<app id="j_vmsta286_app_001"><label>A</label>
<title>Some proofs</title><statement id="j_vmsta286_stat_065"><label>Proof of Lemma 4.5..</label>
<p>The derivative of function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_580"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$m\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_080">
<label>(80)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {m_{a}}\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)={a^{p-q-1}}\left(p-q\right)\left({\xi _{1}}-q{\xi _{2}}\right)-q-1.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Hence, it can be always negative in the interval <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_581"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$a\in \left(0,1\right]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or first negative and then positive – note that it is monotone nonetheless increasing or decreasing.</p>
<p>Let us consider the first case. We have that the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_582"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$m\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is decreasing with a positive right endpoint and thus it is always positive. Hence, the case (A) holds.</p>
<p>The alternative behavior leads to a <italic>U</italic>-shape for <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_583"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$m\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Having in mind that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_584"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m\left(0;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)=q\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we conclude that all of the cases (A), (B), and (C) are possible and which is the actual one is determined by the position of this <italic>U</italic>-shaped curve w.r.t. the abscissa.  □</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_066"><label>Proof of Proposition 4.6..</label>
<p>Lemma <xref rid="j_vmsta286_stat_005">2.3</xref> shows that the inequality <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_585"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is equivalent to <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_586"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$p\le 2q+1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We shall prove that the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_587"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is negative at its extrema. Suppose that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_588"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\alpha \in \left(0,1\right]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is such an extremum and therefore <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_589"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m\left(\alpha ;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence, function (<xref rid="j_vmsta286_eq_051">51</xref>) can be presented in the point <italic>α</italic> as 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_081">
<label>(81)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ g\left(\alpha ;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)={g_{1}}\left(\alpha ;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_082">
<label>(82)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {g_{1}}\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)={a^{q}}\left[-a\left(p-q-1\right)+p-q\right]-\left({\xi _{1}}+{\xi _{2}}\left(p-q\right)\right).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Its derivative 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_083">
<label>(83)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {g^{\prime }_{1}}\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)={a^{q-1}}\left[-a\left(q+1\right)\left(p-q-1\right)+q\left(p-q\right)\right]\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
is positive since <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_590"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${g^{\prime }_{1}}\left(1;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)=2q+1-p\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence, 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_084">
<label>(84)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}g\left(\alpha ;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)& ={g_{1}}\left(\alpha ;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\\ {} & \le {g_{1}}\left(1;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\\ {} & =1-\left({\xi _{1}}+{\xi _{2}}\left(p-q\right)\right)\le 1-\left({\xi _{1}}+{\xi _{2}}\right)\le 0.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Having in mind the inequalities <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_591"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(0;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_592"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(1;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we conclude that the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_593"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is always negative.  □</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_067"><label>Proof of Proposition 4.7..</label>
<p>Suppose that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_594"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${m_{a}}\left(1;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and therefore the zero of the derivative <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_595"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${m_{a}}\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, say <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_596"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\tilde{a}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, is less than one and it is 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_085">
<label>(85)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \tilde{a}={\left(\frac{q+1}{\left(p-q\right)\left({\xi _{1}}-q{\xi _{2}}\right)}\right)^{\frac{1}{p-q-1}}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Hence, the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_597"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$m\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is <italic>U</italic>-shaped. Therefore, the triple <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_598"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left\{{\eta _{1}},{\eta _{2}},{\eta _{3}}\right\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> leads to the case (B) or (C) if and only if <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_599"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m\left(\tilde{a};{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We can easily check that this is equivalent to inequality (<xref rid="j_vmsta286_eq_056">56</xref>).</p>
<p>Suppose now that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_600"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${m_{a}}\left(1;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\le 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Having in mind formula (<xref rid="j_vmsta286_eq_080">80</xref>), we see that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_601"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${m_{a}}\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_602"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$a\in \left(0,1\right]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In addition, the inequality <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_603"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${m_{a}}\left(1;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is equivalent to 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_086">
<label>(86)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\xi _{1}}-q{\xi _{2}}\lt \frac{q+1}{p-q}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
We can easily check that this leads to <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_604"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m\left(1;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. This inequality, together with <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_605"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m\left(0;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, shows that the case (B) holds. Also, Lemma <xref rid="j_vmsta286_stat_006">2.4</xref> leads to 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_087">
<label>(87)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\xi _{1}}-q{\xi _{2}}\lt \frac{q+1}{p-q}\lt l.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Thus we see that if a triple <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_606"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left\{{\eta _{1}},{\eta _{2}},{\eta _{3}}\right\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> leads to one of the cases (B) or (C), then inequality (<xref rid="j_vmsta286_eq_056">56</xref>) holds. The inverse direction is true, because if inequality (<xref rid="j_vmsta286_eq_056">56</xref>) holds, then one of the cases (B) or (C) is actual because: 
<list>
<list-item id="j_vmsta286_li_038">
<label>1.</label>
<p>If <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_607"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${m_{a}}\left(1;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then inequality (<xref rid="j_vmsta286_eq_056">56</xref>) leads to this conclusion.</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta286_li_039">
<label>2.</label>
<p>If <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_608"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${m_{a}}\left(1;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\le 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then the triple <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_609"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left\{{\eta _{1}},{\eta _{2}},{\eta _{3}}\right\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> leads always to the case (B) or (C).</p>
</list-item>
</list> 
 □</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_068"><label>Lemma A.1.</label>
<p><italic>If</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_610"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}\gt 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_611"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then the function</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_612"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a;{\xi _{1}},0\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>exhibits the behavior (C). Also, if</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_613"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_614"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then the function</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_615"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a;1,0\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>exhibits the behavior (B).</italic></p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_069"><label>Proof.</label>
<p>Let us remind that the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_616"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$m\left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is related to the derivative of <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_617"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> through equation (<xref rid="j_vmsta286_eq_053">53</xref>). If <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_618"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}\gt 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_619"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_620"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${m_{a}}\left(0;{\xi _{1}},0\right)\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_621"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${m_{a}}\left(1;{\xi _{1}},0\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence, the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_622"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$m\left(a;{\xi _{1}},0\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is <italic>U</italic>-shaped since the derivative <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_623"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${m_{a}}\left(a;{\xi _{1}},0\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, given by formula (<xref rid="j_vmsta286_eq_080">80</xref>), is monotone. The inequalities <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_624"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m\left(0;{\xi _{1}},0\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_625"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m\left(1;{\xi _{1}},0\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> prove the first statement. The second one holds since the inequality <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_626"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m\left(1;{\xi _{1}},0\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> turns into equality when <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_627"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.  □</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_070"><label>Lemma A.2.</label>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_628"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{\xi }_{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be defined by formula</italic> (<xref rid="j_vmsta286_eq_057">57</xref>)<italic>. Then the following inequality holds:</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_088">
<label>(88)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\xi _{1}}-q{\overline{\xi }_{2}}\ge 0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_071"><label>Proof.</label>
<p>Using Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_021">4.1</xref>, we derive 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_089">
<label>(89)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\eta _{2}}\lt {\xi _{2}}\lt \frac{{q^{q}}}{{\left(q+1\right)^{q+1}}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Therefore, 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_090">
<label>(90)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}{\xi _{1}}-q{\overline{\xi }_{2}}& ={\eta _{1}}-{\eta _{2}}-{\left(\frac{q}{q+1}\right)^{q+1}}\\ {} & \ge {\eta _{1}}-\frac{{q^{q}}}{{\left(q+1\right)^{q+1}}}-{\left(\frac{q}{q+1}\right)^{q+1}}\\ {} & ={\eta _{1}}-{\left(\frac{q}{q+1}\right)^{q}}\ge 0\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
since <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_629"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{1}}\ge 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.  □</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_072"><label>Lemma A.3.</label>
<p><italic>The function</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_630"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$f\left(a\right)={a^{q}}-{a^{q+1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>achieves its maximum in the interval</italic> <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_631"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(0,1\right]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_091">
<label>(91)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ a=\frac{q}{q+1}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_073"><label>Proof.</label>
<p>The lemma holds since <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_632"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${f^{\prime }}\left(a\right)={a^{q-1}}\left[q-a\left(q+1\right)\right]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.  □</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_074"><label>Proof of Proposition 4.9..</label>
<p>The function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_633"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left({\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1}},0\right);{\xi _{1}},0\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is decreasing because, for <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_634"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1,1}}\lt {\xi _{1,2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_092">
<label>(92)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ g\left({\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1,1}},0\right);{\xi _{1,1}},0\right)\gt g\left({\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1,2}},0\right);{\xi _{1,1}},0\right)\gt g\left({\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1,2}},0\right);{\xi _{1,2}},0\right).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>The first inequality holds since <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_635"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\overline{a}\left({\xi _{1,1}},0\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> maximizes <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_636"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(\cdot ;{\xi _{1,1}},0\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The second one is true because <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_637"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a;{\xi _{1}},0\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> decreases w.r.t. <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_638"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> when <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_639"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$a\lt 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>We have <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_640"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left({\overline{a}_{1}}\left(1,0\right);1,0\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> due to Lemma <xref rid="j_vmsta286_stat_068">A.1</xref> and the equality <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_641"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(1;1,0\right)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let us consider the case <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_642"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}\to l$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Suppose that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_643"><alternatives><mml:math>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\underset{{\xi _{1}}\to l}{\lim }g\left({\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1}},0\right);{\xi _{1}},0\right)\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We have 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_093">
<label>(93)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \underset{{\xi _{1}}\to l}{\lim }{\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1}},0\right)\lt \gamma ,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_094">
<label>(94)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \gamma ={\left(\frac{q+1}{p-q}\right)^{\frac{1}{p-q-1}}}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
because <italic>γ</italic> is just the root of <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_644"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${m_{a}}\left(a;{\xi _{1}},0\right)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> when <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_645"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}\to l$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Having in mind that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_646"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\gamma \lt 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> due to <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_647"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we conclude that there exists some constant <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_648"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$b\lt \gamma $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_649"><alternatives><mml:math>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\underset{{\xi _{1}}\to l}{\lim }g\left(b;{\xi _{1}},0\right)\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. On the other hand, this is impossible because the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_650"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(\cdot ;l,0\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> exhibits behavior (A) due to Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_035">4.7</xref>.  □</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_075"><label>Proof of Proposition 4.10..</label>
<p>The function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_651"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left({\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2}}\right);{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> decreases w.r.t. <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_652"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> because, for <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_653"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2,1}}\lt {\xi _{2,2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_095">
<label>(95)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ g\left({\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2,1}}\right);{\xi _{1}},{\xi _{2,1}}\right)\gt g\left({\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2,2}}\right);{\xi _{1}},{\xi _{2,1}}\right)\gt g\left({\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2,2}}\right);{\xi _{1}},{\xi _{2,2}}\right).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The first inequality holds since <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_654"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\overline{a}\left({\xi _{1}},{\xi _{2,1}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> maximizes <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_655"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(\cdot ;{\xi _{1}},{\xi _{2,1}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, whereas the second one is true because <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_656"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> decreases w.r.t. <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_657"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Also, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_658"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left({\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1}},0\right);{\xi _{1}},0\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> since the positive domain of the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_659"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a;{\xi _{1}},0\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is not empty.</p>
<p>Let us consider now the case <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_660"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}}={\overline{\xi }_{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Using the presentation 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_096">
<label>(96)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\xi _{2}}={\left(\frac{q}{q+1}\right)^{q}}-{\left(\frac{q}{q+1}\right)^{q+1}}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and Lemmas <xref rid="j_vmsta286_stat_070">A.2</xref> and <xref rid="j_vmsta286_stat_072">A.3</xref>, we derive 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_097">
<label>(97)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}g\left(a;{\xi _{1}},{\overline{\xi }_{2}}\right)& ={a^{p}}\left({\xi _{1}}-q{\xi _{2}}\right)+p\left({a^{q}}-{a^{q+1}}\right)-\left({\xi _{1}}+{\xi _{2}}\left(p-q\right)\right)\\ {} & \le {a^{p}}\left({\xi _{1}}-q{\overline{\xi }_{2}}\right)+p\left({\left(\frac{q}{q+1}\right)^{q}}\hspace{-0.1667em}-\hspace{-0.1667em}{\left(\frac{q}{q+1}\right)^{q+1}}\right)\hspace{-0.1667em}-\hspace{-0.1667em}\left({\xi _{1}}+{\overline{\xi }_{2}}\left(p-q\right)\right)\\ {} & ={a^{p}}\left({\xi _{1}}-q{\overline{\xi }_{2}}\right)+{\overline{\xi }_{2}}p-\left({\xi _{1}}+{\overline{\xi }_{2}}\left(p-q\right)\right)\\ {} & =-\left(1-{a^{p}}\right)\left({\xi _{1}}-q{\overline{\xi }_{2}}\right)\lt 0.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Particularly, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_661"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left({\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1}},{\overline{\xi }_{2}}\right);{\xi _{1}},{\overline{\xi }_{2}}\right)\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence, the value of <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_662"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> that changes the sign of <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_663"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left({\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2}}\right);{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> belongs to the interval <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_664"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(0,{\overline{\xi }_{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.  □</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_076"><label>Proof of Proposition 4.11..</label>
<p>Note that the following relation holds: 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_098">
<label>(98)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ h\left(a;{\xi _{2}}\right)={a^{p-q}}g\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)+\frac{1-{a^{p}}}{p{a^{q-1}}}{g_{a}}\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
We know that the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_665"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$h\left(a;{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> starts from a positive value and has only one root, see Lemma <xref rid="j_vmsta286_stat_012">3.4</xref>. Equation (<xref rid="j_vmsta286_eq_098">98</xref>) taken in the points <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_666"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$a={\overline{a}_{1,2}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> states that 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_099">
<label>(99)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr class="split-mtr">
<mml:mtd class="split-mtd"/>
<mml:mtd class="split-mtd">
<mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}& h\left({\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2}}\right);{\xi _{2}}\right)\gt 0,\\ {} & h\left({\overline{a}_{2}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2}}\right);{\xi _{2}}\right)\lt 0\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
because <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_667"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${g_{a}}\left({\overline{a}_{1,2}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2}}\right);{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> since both points are extrema of the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_668"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Note that we need the inequality <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_669"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$h\left(1;{\xi _{2}}\right)=-p{\xi _{2}}\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_670"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{a}_{2}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Having in mind Lemma <xref rid="j_vmsta286_stat_012">3.4</xref> and Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_027">4.3</xref>, we conclude 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_100">
<label>(100)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\lt {a^{\ast }}\left({\xi _{2}}\right)\lt {\overline{a}_{2}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2}}\right).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Therefore <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_671"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${g_{a}}\left({a^{\ast }}\left({\xi _{2}}\right);{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> because the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_672"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> decreases between the points <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_673"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{a}_{1}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_674"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{a}_{2}}\left({\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus equation (<xref rid="j_vmsta286_eq_098">98</xref>) taken for <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_675"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$a={a^{\ast }}\left({\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> leads to <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_676"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left({a^{\ast }}\left({\xi _{2}}\right);{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> since <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_677"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$h\left({a^{\ast }}\left({\xi _{2}}\right);{\xi _{2}}\right)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> due to Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_027">4.3</xref>.  □</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_077"><label>Proof of Lemma 4.15..</label>
<p>Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_041">4.10</xref> shows that <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_678"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left({\overline{a}_{1}}\left(x,{\xi _{2}^{\ast }}\left(x\right)\right);x,{\xi _{2}^{\ast }}\left(x\right)\right)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in the whole interval <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_679"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left(0,{\overline{\xi }_{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and therefore 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_101">
<label>(101)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \frac{dg\left({\overline{a}_{1}}\left(x,{\xi _{2}^{\ast }}\left(x\right)\right);x,{\xi _{2}^{\ast }}\left(x\right)\right)}{dx}=0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
This is equivalent to 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_102">
<label>(102)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\left({\xi _{2}^{\ast }}\left(x\right)\right)^{\prime }}=-\frac{{g_{{\xi _{1}}}}\left({\overline{a}_{1}}\left(x,{\xi _{2}^{\ast }}\left(x\right)\right);x,{\xi _{2}^{\ast }}\left(x\right)\right)}{{g_{{\xi _{2}}}}\left({\overline{a}_{1}}\left(x,{\xi _{2}^{\ast }}\left(x\right)\right);x,{\xi _{2}^{\ast }}\left(x\right)\right)},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
because 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_103">
<label>(103)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {g_{a}}\left({\overline{a}_{1}}\left(x,{\xi _{2}^{\ast }}\left(x\right)\right);x,{\xi _{2}^{\ast }}\left(x\right)\right)=0\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
since <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_680"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{a}_{1}}\left(x,{\xi _{2}^{\ast }}\left(x\right)\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the maximum of the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_681"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a;\cdot ,\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_104">
<label>(104)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {f^{\prime }}\left(x\right)=\frac{{g_{{\xi _{1}}}}\left({\overline{a}_{1}}\left(x,{\xi _{2}^{\ast }}\left(x\right)\right);x,{\xi _{2}^{\ast }}\left(x\right)\right)}{{g_{{\xi _{2}}}}\left({\overline{a}_{1}}\left(x,{\xi _{2}^{\ast }}\left(x\right)\right);x,{\xi _{2}^{\ast }}\left(x\right)\right)}-1\lt 0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
because <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_682"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a;\cdot ,\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is decreasing both in <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_683"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_684"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_685"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${g_{{\xi _{1}}}}\left(\cdot ,\cdot ,\cdot \right)\gt {g_{{\xi _{2}}}}\left(\cdot ,\cdot ,\cdot \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> when <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_686"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Therefore, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_687"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$f\left(x\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a decreasing function. The inequality <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_688"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$f\left(0\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is obvious, whereas <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_689"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$f\left({\overline{\xi }_{2}}\right)\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> due to Proposition <xref rid="j_vmsta286_stat_041">4.10</xref>.  □</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_078"><label>Proof of Proposition 5.2..</label>
<p>The derivative of the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_690"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$m\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_105">
<label>(105)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {m_{a}}\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)=-{a^{p-q-1}}\left(p-q\right)\left({\xi _{1}}+q{\xi _{2}}\right)+q+1,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
is always negative because <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_691"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${m_{a}}\left(1;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> since <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_692"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}\ge 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_693"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{2}}\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_694"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$p\gt 2q+1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Therefore, <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_695"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$m\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a decreasing negative function because <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_696"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$m\left(1;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)=-\left({\xi _{1}}-1+q{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence, the function <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_697"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$g\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> exhibits the behavior (A).  □</p></statement><statement id="j_vmsta286_stat_079"><label>Proof of Proposition 5.3..</label>
<p>The triple <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_698"><alternatives><mml:math>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\left\{{\eta _{1}},{\eta _{2}},{\eta _{3}}\right\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> leads to one of the cases (B) or (C) if and only if <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_699"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${m_{a}}\left(1;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_700"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m\left(\tilde{a};{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_701"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\tilde{a}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the larger than one root of <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_702"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${m_{a}}\left(a;{\xi _{1}},{\xi _{2}}\right)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: 
<disp-formula id="j_vmsta286_eq_106">
<label>(106)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \tilde{a}={\left(\frac{q+1}{\left(p-q\right)\left({\xi _{1}}+q{\xi _{2}}\right)}\right)^{\frac{1}{p-q-1}}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Using statement (<xref rid="j_vmsta286_eq_023">23</xref>), we can check that the desired inequalities hold if and only if <inline-formula id="j_vmsta286_ineq_703"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}+q{\xi _{2}}\lt l$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.  □</p></statement></app></app-group>
<ack id="j_vmsta286_ack_001">
<title>Acknowledgement</title>
<p>The author would like to express sincere gratitude to the editor Prof. Yuliya Mishura and to the anonymous reviewers for the helpful and constructive comments which substantially improve the quality of this paper.</p></ack>
<ref-list id="j_vmsta286_reflist_001">
<title>References</title>
<ref id="j_vmsta286_ref_001">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Baurdoux</surname>, <given-names>E.J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kyprianou</surname>, <given-names>A.E.</given-names></string-name>: <article-title>Further calculations for Israeli options</article-title>. <source>Stoch. Int. J. Probab. Stoch. Process.</source> <volume>76</volume>(<issue>6</issue>), <fpage>549</fpage>–<lpage>569</lpage> (<year>2004</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2100021">MR2100021</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1080/10451120412331313438" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1080/10451120412331313438</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_002">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Bensoussan</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Friedman</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>: <article-title>Nonlinear variational inequalities and differential games with stopping times</article-title>. <source>J. Funct. Anal.</source> <volume>16</volume>(<issue>3</issue>), <fpage>305</fpage>–<lpage>352</lpage> (<year>1974</year>). <comment><uri>https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0022123674900767</uri>. ISSN 0022-1236</comment>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0354049">MR0354049</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/0022-1236(74)90076-7" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/0022-1236(74)90076-7</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_003">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Bensoussan</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Friedman</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>: <article-title>Nonzero-sum stochastic differential games with stopping times and free boundary problems</article-title>. <source>Trans. Am. Math. Soc.</source> <volume>231</volume>(<issue>2</issue>), <fpage>275</fpage>–<lpage>327</lpage> (<year>1977</year>). <comment><uri>http://www.jstor.org/stable/1997905</uri>. ISSN 0002-9947</comment>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0453082">MR0453082</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.2307/1997905" xlink:type="simple">https://doi.org/10.2307/1997905</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_004">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Black</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Scholes</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>: <article-title>The pricing of options and corporate liabilities</article-title>. <source>J. Polit. Econ.</source> <volume>81</volume>(<issue>3</issue>), <fpage>637</fpage>–<lpage>654</lpage> (<year>1973</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3363443">MR3363443</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1086/260062" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1086/260062</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_005">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Darling</surname>, <given-names>D.A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Siegert</surname>, <given-names>A.J.F.</given-names></string-name>: <article-title>The first passage problem for a continuous Markov process</article-title>. <source>Ann. Math. Stat.</source> <fpage>624</fpage>–<lpage>639</lpage> (<year>1953</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0058908">MR0058908</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/aoms/1177728918" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/aoms/1177728918</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_006">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Dolinsky</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>: <article-title>On shortfall risk minimization for game options</article-title>. <source>Mod. Stoch. Theory Appl.</source> <volume>7</volume>(<issue>4</issue>), <fpage>379</fpage>–<lpage>394</lpage> (<year>2020</year>). <comment>ISSN 2351-6046</comment>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=4195642">MR4195642</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.15559/20-VMSTA164" xlink:type="simple">https://doi.org/10.15559/20-VMSTA164</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_007">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Dumitrescu</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Quenez</surname>, <given-names>M.-C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sulem</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>: <article-title>Game options in an imperfect market with default</article-title>. <source>SIAM J. Financ. Math.</source> <volume>8</volume>(<issue>1</issue>), <fpage>532</fpage>–<lpage>559</lpage> (<year>2017</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3679314">MR3679314</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1137/16M1109102" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1137/16M1109102</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_008">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Dynkin</surname>, <given-names>E.B.</given-names></string-name>: <article-title>A game-theoretic version of an optimal stopping problem</article-title>. <source>Dokl. Akad. Nauk SSSR</source> <volume>185</volume>(<issue>1</issue>), <fpage>16</fpage>–<lpage>19</lpage> (<year>1969</year>). <comment>in Russian</comment>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0241121">MR0241121</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_009">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Ekström</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name>: <article-title>Properties of game options</article-title>. <source>Math. Methods Oper. Res.</source> <volume>63</volume>(<issue>2</issue>), <fpage>221</fpage>–<lpage>238</lpage> (<year>2006</year>). <comment>ISSN 1432-5217</comment>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2264747">MR2264747</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s00186-005-0027-3" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/s00186-005-0027-3</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_010">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Ekström</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Peskir</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>: <article-title>Optimal stopping games for Markov processes</article-title>. <source>SIAM J. Control Optim.</source> <volume>47</volume>(<issue>2</issue>), <fpage>684</fpage>–<lpage>702</lpage> (<year>2008</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2385859">MR2385859</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1137/060673916" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1137/060673916</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_011">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Ekström</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Villeneuve</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>: <article-title>On the value of optimal stopping games</article-title>. <source>Ann. Appl. Probab.</source> <volume>16</volume>(<issue>3</issue>), <fpage>1576</fpage>–<lpage>1596</lpage> (<year>2006</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2260074">MR2260074</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/105051606000000204" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/105051606000000204</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_012">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Emmerling</surname>, <given-names>T.J.</given-names></string-name>: <article-title>Perpetual cancellable American call option</article-title>. <source>Math. Finance</source> <volume>22</volume>(<issue>4</issue>), <fpage>645</fpage>–<lpage>666</lpage> (<year>2012</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2968279">MR2968279</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1111/j.1467-9965.2011.00479.x" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1111/j.1467-9965.2011.00479.x</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_013">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Friedman</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>: <article-title>Stochastic games and variational inequalities</article-title>. <source>Arch. Ration. Mech. Anal.</source> <volume>51</volume>(<issue>5</issue>), <fpage>321</fpage>–<lpage>346</lpage> (<year>1973</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0351571">MR0351571</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/BF00263039" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/BF00263039</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_014">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Gapeev</surname>, <given-names>P.V.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lerche</surname>, <given-names>H.R.</given-names></string-name>: <article-title>On the structure of discounted optimal stopping problems for one-dimensional diffusions</article-title>. <source>Stoch. Int. J. Probab. Stoch. Process.</source> <volume>83</volume>(<issue>4–6</issue>), <fpage>537</fpage>–<lpage>554</lpage> (<year>2011</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2842594">MR2842594</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1080/17442508.2010.532874" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1080/17442508.2010.532874</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_015">
<mixed-citation publication-type="chapter"><string-name><surname>Gapeev</surname>, <given-names>P.V.</given-names></string-name>: <chapter-title>The spread option optimal stopping game</chapter-title>. In: <source>Exotic Option Pricing and Advanced Lévy Models</source>. pp. <fpage>293</fpage>–<lpage>305</lpage>. (<year>2005</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2343219">MR2343219</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_016">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Gapeev</surname>, <given-names>P.V.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wu</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name>: <article-title>Perpetual American cancellable standard options in models with last passage times</article-title>. <source>Algorithms</source> <volume>14</volume>(<issue>1</issue>), (<year>2021</year>). <comment><uri>https://www.mdpi.com/1999-4893/14/1/3</uri>. ISSN 1999-4893.</comment> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=4213424">MR4213424</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.3390/a14010003" xlink:type="simple">https://doi.org/10.3390/a14010003</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_017">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Guo</surname>, <given-names>I.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Rutkowski</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>: <article-title>Arbitrage-free pricing of multi-person game claims in discrete time</article-title>. <source>Finance Stoch.</source> <volume>21</volume>(<issue>1</issue>), <fpage>111</fpage>–<lpage>155</lpage> (<year>2017</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3590704">MR3590704</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s00780-016-0315-1" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/s00780-016-0315-1</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_018">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Guo</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name>: <article-title>Pricing of the quanto game option with Asian feature</article-title>. <source>J. Finance Account.</source> <volume>8</volume>(<issue>3</issue>), <fpage>143</fpage> (<year>2020</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.11648/j.jfa.20200803.15" xlink:type="simple">https://doi.org/10.11648/j.jfa.20200803.15</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_019">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Guo</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname>, <given-names>Q.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Guo</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Fang</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>: <article-title>Path-dependent game options: a lookback case</article-title>. <source>Rev. Deriv. Res.</source> <volume>17</volume>(<issue>1</issue>), <fpage>113</fpage>–<lpage>124</lpage> (<year>2014</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s11147-013-9092-6" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/s11147-013-9092-6</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_020">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Guo</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>Q.</given-names></string-name>: <article-title>Path-dependent game options with Asian features</article-title>. <source>Chaos Solitons Fractals</source> <volume>141</volume>, <elocation-id>110412</elocation-id> (<year>2020</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=4171636">MR4171636</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.chaos.2020.110412" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/j.chaos.2020.110412</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_021">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Hamadène</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>: <article-title>Mixed zero-sum stochastic differential game and American game options</article-title>. <source>SIAM J. Control Optim.</source> <volume>45</volume>(<issue>2</issue>), <fpage>496</fpage>–<lpage>518</lpage> (<year>2006</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2246087">MR2246087</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1137/S036301290444280X" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1137/S036301290444280X</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_022">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Jacka</surname>, <given-names>S.D.</given-names></string-name>: <article-title>Optimal stopping and the American put</article-title>. <source>Math. Finance</source> <volume>1</volume>(<issue>2</issue>), <fpage>1</fpage>–<lpage>14</lpage> (<year>1991</year>). <comment><uri>http://dx.doi.org/10.1111/j.1467-9965.1991.tb00007.x.ISSN 1467-9965</uri></comment>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1111/j.1467-9965.1991.tb00007.x" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1111/j.1467-9965.1991.tb00007.x</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_023">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Jacka</surname>, <given-names>S.D.</given-names></string-name>: <article-title>Finite-horizon optimal stopping, obstacle problems and the shape of the continuation region</article-title>. <source>Stoch. Int. J. Probab. Stoch. Process.</source> <volume>39</volume>(<issue>1</issue>), <fpage>25</fpage>–<lpage>42</lpage> (<year>1992</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1293300">MR1293300</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1080/17442509208833761" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1080/17442509208833761</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_024">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Kallsen</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kühn</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name>: <article-title>Pricing derivatives of American and game type in incomplete markets</article-title>. <source>Finance Stoch.</source> <volume>8</volume>(<issue>2</issue>), <fpage>261</fpage>–<lpage>284</lpage> (<year>2004</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2048831">MR2048831</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s00780-003-0110-7" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/s00780-003-0110-7</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_025">
<mixed-citation publication-type="book"><string-name><surname>Karatzas</surname>, <given-names>I.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Shreve</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>: <source>Methods of Mathematical Finance</source>. <publisher-name>Springer</publisher-name>, <publisher-loc>New York</publisher-loc> (<year>1998</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1640352">MR1640352</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/b98840" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/b98840</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_026">
<mixed-citation publication-type="chapter"><string-name><surname>Karatzas</surname>, <given-names>I.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sudderth</surname>, <given-names>W.</given-names></string-name>: <chapter-title>Stochastic games of control and stopping for a linear diffusion</chapter-title>. In: <source>Random Walk, Sequential Analysis And Related Topics: A Festschrift in Honor of Yuan-Shih Chow</source>, pp. <fpage>100</fpage>–<lpage>117</lpage>. <publisher-name>World Scientific</publisher-name>, (<year>2006</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2367702">MR2367702</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1142/9789812772558_0007" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1142/9789812772558_0007</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_027">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Kifer</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>: <article-title>Game options</article-title>. <source>Finance Stoch.</source> <volume>4</volume>(<issue>4</issue>), <fpage>443</fpage>–<lpage>463</lpage> (<year>Aug. 2000</year>). <comment>ISSN 0949-2984</comment>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1779588">MR1779588</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/PL00013527" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/PL00013527</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_028">
<mixed-citation publication-type="book"><string-name><surname>Kifer</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>: <source>Dynkin’s games and Israeli options. ISRN Probability and Statistics</source> (<year>2013, 2013</year>)</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_029">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Kim</surname>, <given-names>I.J.</given-names></string-name>: <article-title>The analytic valuation of American options</article-title>. <source>Rev. Financ. Stud.</source> <volume>3</volume>(<issue>4</issue>), <fpage>547</fpage>–<lpage>572</lpage> (<year>1990</year>). <comment>ISSN 08939454, 14657368. <uri>http://www.jstor.org/stable/2962115</uri></comment>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1093/rfs/3.4.547" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1093/rfs/3.4.547</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_030">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Kühn</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kyprianou</surname>, <given-names>A.E.</given-names></string-name>: <article-title>Callable puts as composite exotic options</article-title>. <source>Math. Finance</source> <volume>17</volume>(<issue>4</issue>), <fpage>487</fpage>–<lpage>502</lpage> (<year>2007</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2352903">MR2352903</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1111/j.1467-9965.2007.00313.x" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1111/j.1467-9965.2007.00313.x</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_031">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Kühn</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kyprianou</surname>, <given-names>A.E.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Van Schaik</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>: <article-title>Pricing Israeli options: a pathwise approach</article-title>. <source>Stoch. Int. J. Probab. Stoch. Process.</source> <volume>79</volume>(<issue>1–2</issue>), <fpage>117</fpage>–<lpage>137</lpage> (<year>2007</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2290401">MR2290401</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1080/17442500600976442" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1080/17442500600976442</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_032">
<mixed-citation publication-type="other"><string-name><surname>Kunita</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Seko</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>: Game call options and their exercise regions. Technical report, <publisher-name>Nanzan Academic Society, Mathematical Sciences and Information Engineering</publisher-name>, (<year>2004</year>).</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_033">
<mixed-citation publication-type="book"><string-name><surname>Kwok</surname>, <given-names>Y.-K.</given-names></string-name>: <source>Mathematical Models of Financial Derivatives</source>. <publisher-name>Springer-Verlag</publisher-name>, (<year>2008</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2446710">MR2446710</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_034">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Kyprianou</surname>, <given-names>A.E.</given-names></string-name>: <article-title>Some calculations for Israeli options</article-title>. <source>Finance Stoch.</source> <volume>8</volume>(<issue>1</issue>), <fpage>73</fpage>–<lpage>86</lpage> (<year>2004</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2022979">MR2022979</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s00780-003-0104-5" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/s00780-003-0104-5</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_035">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Lehoczky</surname>, <given-names>J.P.</given-names></string-name>: <article-title>Formulas for stopped diffusion processes with stopping times based on the maximum</article-title>. <source>Ann. Probab.</source> <fpage>601</fpage>–<lpage>607</lpage> (<year>1977</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0458570">MR0458570</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/aop/1176995770" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/aop/1176995770</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_036">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>McKean</surname>, <given-names>H.P.</given-names></string-name>: <article-title>A free boundary problem for the heat equation arising from a problem in mathematical economics</article-title>. <source>Ind. Manag. Rev.</source> <volume>6</volume>(<issue>2</issue>), <fpage>32</fpage>–<lpage>39</lpage> (<year>1965</year>)</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_037">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Merton</surname>, <given-names>R.C.</given-names></string-name>: <article-title>Theory of rational option pricing</article-title>. <source>Bell J. Econ. Manag. Sci.</source> <fpage>141</fpage>–<lpage>183</lpage> (<year>1973</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0496534">MR0496534</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.2307/3003143" xlink:type="simple">https://doi.org/10.2307/3003143</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_038">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Palmowski</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Stȩpniak</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name>: <article-title>Last-passage American cancelable option in Lévy models</article-title>. <source>J. Risk Financ. Manag.</source> <volume>16</volume>(<issue>2</issue>), <fpage>82</fpage> (<year>2023</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.3390/jrfm16020082" xlink:type="simple">https://doi.org/10.3390/jrfm16020082</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_039">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Peskir</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>: <article-title>Optimal stopping games and Nash equilibrium</article-title>. <source>Theory Probab. Appl.</source> <volume>53</volume>(<issue>3</issue>), <fpage>558</fpage>–<lpage>571</lpage> (<year>2009</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2759714">MR2759714</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1137/S0040585X97983821" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1137/S0040585X97983821</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_040">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Shiryaev</surname>, <given-names>A.N.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kabanov</surname>, <given-names>Y.M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kramkov</surname>, <given-names>D.O.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Mel’nikov</surname>, <given-names>A.V.</given-names></string-name>: <article-title>Toward the theory of pricing of options of both European and American types. II. Continuous time</article-title>. <source>Theory Probab. Appl.</source> <volume>39</volume>(<issue>1</issue>), <fpage>61</fpage>–<lpage>102</lpage> (<year>1995</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1348191">MR1348191</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1137/1139003" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1137/1139003</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_041">
<mixed-citation publication-type="chapter"><string-name><surname>Suzuki</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sawaki</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>: <chapter-title>The pricing of perpetual game put options and optimal boundaries</chapter-title>. In: <source>Recent Advances in Stochastic Operations Research</source>, pp. <fpage>175</fpage>–<lpage>188</lpage>. <publisher-name>World Scientific</publisher-name>, <publisher-loc>River Edge, NJ, USA</publisher-loc> (<year>2007</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2313198">MR2313198</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1142/9789812706683_0012" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1142/9789812706683_0012</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_042">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>van Moerbeke</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name>: <article-title>On optimal stopping and free boundary problems</article-title>. <source>Adv. Appl. Probab.</source> <volume>5</volume>(<issue>1</issue>), <fpage>33</fpage>–<lpage>35</lpage> (<year>1973</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2940361">MR2940361</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.2307/1425961" xlink:type="simple">https://doi.org/10.2307/1425961</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_043">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Yam</surname>, <given-names>S.C.P.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yung</surname>, <given-names>S.P.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhou</surname>, <given-names>W.</given-names></string-name>: <article-title>Game call options revisited</article-title>. <source>Math. Finance</source> <volume>24</volume>(<issue>1</issue>), <fpage>173</fpage>–<lpage>206</lpage> (<year>2014</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3157693">MR3157693</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1111/mafi.12000" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1111/mafi.12000</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_044">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Zaevski</surname>, <given-names>T.</given-names></string-name>: <article-title>Perpetual cancellable American options with convertible features</article-title>. <source>Mod. Stoch. Theory Appl.</source> <volume>10</volume>(<issue>4</issue>), <fpage>367</fpage>–<lpage>395</lpage> (<year>2023</year>). <comment>ISSN 2351-6046 (print), 2351-6054 (online). <uri>https://www.vmsta.org/journal/VMSTA/article/273/read</uri></comment>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=4655406">MR4655406</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.15559/23-VMSTA230" xlink:type="simple">https://doi.org/10.15559/23-VMSTA230</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_045">
<mixed-citation publication-type="other"><string-name><surname>Zaevski</surname>, <given-names>T.</given-names></string-name>: On the <italic>ϵ</italic>-optimality of American options. China Finance Review International, ahead–of–print, (<year>2025</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1108/CFRI-06-2024-0361" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1108/CFRI-06-2024-0361</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_046">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Zaevski</surname>, <given-names>T.S.</given-names></string-name>: <article-title>Perpetual game options with a multiplied penalty</article-title>. <source>Commun. Nonlinear Sci. Numer. Simul.</source> <volume>85</volume>, <elocation-id>105248</elocation-id> (<year>2020</year>). <comment>ISSN 1007-5704 (print), 1878-7274 (online). <uri>http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1007570420300812</uri></comment>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=4074142">MR4074142</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.cnsns.2020.105248" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/j.cnsns.2020.105248</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_047">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Zaevski</surname>, <given-names>T.S.</given-names></string-name>: <article-title>Discounted perpetual game call options</article-title>. <source>Chaos Solitons Fractals</source> <volume>131</volume>, <elocation-id>109503</elocation-id> (<year>2020</year>). <comment>ISSN 0960-0779 (print), 1873-2887 (online). <uri>http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960077919304552</uri></comment>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=4065328">MR4065328</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.chaos.2019.109503" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/j.chaos.2019.109503</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_048">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Zaevski</surname>, <given-names>T.S.</given-names></string-name>: <article-title>Discounted perpetual game put options</article-title>. <source>Chaos Solitons Fractals</source> <volume>137</volume>, <elocation-id>109858</elocation-id> (<year>2020</year>). <comment>ISSN 0960-0779 (print), 1873-2887 (online). <uri>http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960077920302587</uri></comment>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=4099368">MR4099368</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.chaos.2020.109858" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/j.chaos.2020.109858</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_049">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Zaevski</surname>, <given-names>T.S.</given-names></string-name>: <article-title>A new approach for pricing discounted American options</article-title>. <source>Commun. Nonlinear Sci. Numer. Simul.</source> <volume>97</volume>, <elocation-id>105752</elocation-id> (<year>2021</year>). <comment>ISSN 1007-5704 (print), 1878-7274 (online). <uri>https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1007570421000630</uri></comment>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=4212896">MR4212896</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.cnsns.2021.105752" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/j.cnsns.2021.105752</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta286_ref_050">
<mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Zaevski</surname>, <given-names>T.S.</given-names></string-name>: <article-title>Pricing finite maturity game call options with convertible features</article-title>. <source>Commun. Stat., Simul. Comput.</source> <fpage>1</fpage>–<lpage>24</lpage> (<year>2025</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1080/03610918.2025.2488972" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1080/03610918.2025.2488972</ext-link></mixed-citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>
