<?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">VMSTA80</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.15559/17-VMSTA80</article-id>
<article-categories><subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories>
<title-group>
<article-title>Bonus–malus systems with different claim types and varying deductibles</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Ragulina</surname><given-names>Olena</given-names></name><email xlink:href="mailto:ragulina.olena@gmail.com">ragulina.olena@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="j_vmsta80_aff_001"/>
</contrib>
<aff id="j_vmsta80_aff_001"><institution>Taras Shevchenko National University of Kyiv</institution>, Department of Probability Theory, Statistics and Actuarial Mathematics, 64 Volodymyrska Str., 01601 Kyiv, <country>Ukraine</country></aff>
</contrib-group>
<pub-date pub-type="ppub"><year>2017</year></pub-date>
<pub-date pub-type="epub"><day>28</day><month>6</month><year>2017</year></pub-date><volume>4</volume><issue>2</issue><issue-title>Special issue on the occasion of Professor Dmitrii Silvestrov’s 70th birthday</issue-title><fpage>141</fpage><lpage>159</lpage>
<history>
<date date-type="received"><day>10</day><month>4</month><year>2017</year></date>
<date date-type="rev-recd"><day>11</day><month>6</month><year>2017</year></date>
<date date-type="accepted"><day>13</day><month>6</month><year>2017</year></date>
</history>
<permissions><copyright-statement>© 2017 The Author(s). Published by VTeX</copyright-statement><copyright-year>2017</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 paper deals with bonus–malus systems with different claim types and varying deductibles. The premium relativities are softened for the policyholders who are in the malus zone and these policyholders are subject to per claim deductibles depending on their levels in the bonus–malus scale and the types of the reported claims. We introduce such bonus–malus systems and study their basic properties. In particular, we investigate when it is possible to introduce varying deductibles, what restrictions we have and how we can do this. Moreover, we deal with the special case where varying deductibles are applied to the claims reported by policyholders occupying the highest level in the bonus–malus scale and consider two allocation principles for the deductibles. Finally, numerical illustrations are presented.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<label>Keywords</label>
<kwd>Bonus–malus system</kwd>
<kwd>claim type</kwd>
<kwd>varying deductible</kwd>
<kwd>indifference principle</kwd>
<kwd>allocation principle</kwd>
<kwd>premium relativity</kwd>
<kwd>Markov chain</kwd>
<kwd>transition matrix</kwd>
<kwd>stationary distribution</kwd>
</kwd-group>
<kwd-group kwd-group-type="MSC2010">
<label>2010 MSC</label>
<kwd>91B30</kwd>
<kwd>60J20</kwd>
<kwd>60G55</kwd>
</kwd-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="j_vmsta80_s_001">
<label>1</label>
<title>Introduction and motivation</title>
<p>One of the main tasks of an actuary is to design a tariff structure that fairly distributes the total risk of potential losses among policyholders. To this end, he often has to grade all policyholders into risk classes such that all policyholders belonging to the same class pay the same premium. Rating systems penalizing policyholders responsible for one or more accidents by premium surcharges (or maluses), and rewarding claim-free policyholders by giving them discounts (or bonuses) are now in force in many developed countries. Such systems, which are often called bonus–malus systems, aim to assess individual risks better.</p>
<p>The amount of premium is adjusted each year on the basis of the individual claims experience. In practice, a bonus–malus scale consists of a finite number of levels and each of the levels has its own relative premium. After each year, the policyholder moves up or down according to the transition rules and the number of claims reported during the current year. Thus, bonus–malus systems also encourage policyholders to be careful. Note that the premium relativities are traditionally computed using a quadratic loss function. This method is proposed by Norberg in his pioneering work [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_014">14</xref>] on segmented tariffs. Alternatively, Denuit and Dhaene [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_002">2</xref>] use an exponential loss function to compute the relativities.</p>
<p>In most of the commercial bonus–malus systems used by insurance companies, knowing the current level and the number of claims during the current period suffices to determine the next level in the scale. Therefore, the future level depends only on the present and not on the past. The numbers of claims in different years are usually assumed to be independent. So the trajectory of each policyholder in the bonus–malus scale can be considered as a Markov chain. For details and more information concerning bonus–malus systems, we refer the reader to [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_003">3</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_010">10</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_019">19</xref>]. In particular, [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_003">3</xref>] presents a comprehensive treatment of the various experience rating systems and their relationships with risk classification.</p>
<p>As pointed out by many authors, traditional bonus–malus systems suffer from two considerable drawbacks:</p>
<list>
<list-item id="j_vmsta80_li_001">
<label>(i)</label>
<p>The claim amounts are not taken into account. So a posteriori corrections depend only on the number of claims. In this case, policyholders who had accidents with small or large claims are penalized unfairly in the same way. In particular, this breeds bonus hunger when policyholders cover small claims themselves in order to avoid future premium increases.</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta80_li_002">
<label>(ii)</label>
<p>At any time the policyholders may leave the insurance company without any further financial penalties. Thus, bonus–malus systems create the possibility of malus evasion, i.e. the situation when the policyholders leave the insurance company to avoid premium increase because of reported claims.</p>
</list-item>
</list>
<p>An alternative approach, which, at least theoretically, eliminates the second drawback, is proposed by Holtan [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_009">9</xref>]. He suggests the use of very high deductibles that may be borrowed by the policyholders in the insurance company. The deductibles are assumed to be constant for all policyholders, i.e. independent of the level they occupy in the bonus–malus system at the time of claim occurrence. Although technically acceptable, this approach obviously causes considerable practical problems. Practical consequences of Holtan’s proposal are investigated by Lemaire and Zi [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_011">11</xref>]. Particularly, it is shown that the introduction of high deductibles increases the variability of payments and the efficiency of the rating systems for most policyholders.</p>
<p>Bonus–malus systems with varying deductibles are introduced by Pitrebois, Denuit and Walhin [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_017">17</xref>]. Specifically, the a posteriori premium correction induced by the bonus–malus system is replaced by a deductible (in whole or in part). To each level of the bonus–malus system in the malus zone is assigned an amount of deductible, which is applied to the claims filed during the coverage period either annually or claim by claim. Relative premiums at high levels of bonus–malus systems are often very large and the systems can be softened by introducing deductibles. The insurance company compensates the reduced penalties in the malus zone with the deductibles paid by policyholders who report claims being in the malus zone. This can be commercially attractive since the policyholders are penalized only if they report claims in the future.</p>
<p>As pointed out in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_017">17</xref>], combining bonus–malus systems with varying deductibles presents a number of advantages. Firstly, the policyholders will do all their best to prevent or at least decrease the losses. Secondly, even if the policyholder leaves the company after a claim, he has to pay for the deductible. Thirdly, relative premiums and amounts of deductibles may be tuned in an optimal way in order to attract the policyholders. The numerical illustrations show that the mixed case (reduced relative premiums combined with per claim deductibles) gives the best results. The amounts of deductibles are moderate in this case. Nevertheless, this approach does not eliminate the first drawback mentioned above.</p>
<p>To eliminate the first drawback, a few other approaches have been proposed. Bonus–malus systems involving different claim types are designed in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_018">18</xref>]. Each claim type induces a specific penalty for the policyholder. In particular, claim amounts can be taken into account in this way. For some early results in this direction, see also [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_010">10</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_015">15</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_016">16</xref>].</p>
<p>The next approach is based on a generalization of results obtained by Dionne and Vanasse [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_004">4</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_005">5</xref>], who propose a bonus–malus system that integrates a priori and a posteriori information on an individual basis. Specifically, the system is derived as a function of the years that the policyholder is in the portfolio, the number of claims and his individual characteristics. Frangos and Vrontos [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_006">6</xref>] expand the frame developed in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_004">4</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_005">5</xref>] and propose a generalized bonus–malus system that takes into consideration simultaneously the policyholder’s characteristics, the number of his claims and the exact amount of each claim. Particularly, it is assumed that we have all information about the claim frequency history and the claim amount history for each policyholder for the time period he is in the portfolio. In this generalized bonus–malus system, the premium is a function of the years that the policyholder is in the portfolio, his number of claims, the amount of each claim and the significant a priori rating variables. Therefore, the future premium depends on the past (all policyholder’s history) and is actually calculated individually for each policyholder. This approach is extended and developed in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_012">12</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_013">13</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_020">20</xref>].</p>
<p>Another approach that takes into account claim amounts is proposed by Bonsdorff [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_001">1</xref>]. The author considers a general framework for a bonus–malus system based on the number of claims during the previous year and the total amount of claims during the previous year. The set of the bonus levels is some interval and the transitions between the levels are determined by these characteristics.</p>
<p>Gómez-Déniz, Hernández-Bastida and Fernández-Sánchez [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_008">8</xref>] obtain expressions that can be used to compute bonus–malus premiums based on the distribution of the total claim amount but not on the claims which produce the amounts.</p>
<p>Another modification of traditional bonus–malus systems, which take into account only the number of claims, is considered by Gómez-Déniz in the recent paper [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_007">7</xref>]. The author presents a statistical model, which distinguishes between two different claim types, incorporating a bivariate distribution based on the assumption of dependence.</p>
<p>The present paper deals with the case where both penalty types are used for the policyholders who are in the malus zone. Specifically, the premium relativities, which are computed using a quadratic loss function, are softened and the policyholders who are in the malus zone are subject to per claim deductibles. The mixed bonus–malus system combining premium relativities and deductibles is expected to be the most relevant in practice (see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_003">3</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_017">17</xref>]).</p>
<p>We try to eliminate both drawbacks mentioned above. To take into account claim amounts, we consider different claim types and use the multi-event bonus–malus systems introduced in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_018">18</xref>]. To eliminate the second drawback, we introduce varying deductibles for the policyholders who are in the malus zone. The deductibles depend on the level of the policyholder in the bonus–malus scale and the types of the reported claims. Such bonus–malus systems present a number of advantages and seem to be very attractive for policyholders. Namely, policyholders reporting small and large claims are not penalized in the same way. This helps to avoid or at least decrease bonus hunger. Moreover, all advantages mentioned in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_017">17</xref>] are also in force.</p>
<p>The rest of the paper is organized as follows. In Section <xref rid="j_vmsta80_s_002">2</xref>, we describe the multi-event bonus–malus systems introduced in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_018">18</xref>]. In Section <xref rid="j_vmsta80_s_003">3</xref>, we introduce varying deductibles in such bonus–malus systems and study basic properties of such systems. In particular, we investigate when it is possible to introduce varying deductibles in the bonus–malus systems with different claim types, what restrictions we have and how we can do this. Section <xref rid="j_vmsta80_s_004">4</xref> deals with the special case where varying deductibles are applied to the claims reported by policyholders occupying the highest level in the bonus–malus scale. We consider two allocation principles for the deductibles, which seems to be natural and fair for policyholders. In Section <xref rid="j_vmsta80_s_005">5</xref>, we consider an example of such a bonus–malus system, deal with exponentially distributed claim sizes and present numerical illustrations. Section <xref rid="j_vmsta80_s_006">6</xref> completes the paper.</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta80_s_002">
<label>2</label>
<title>Bonus–malus systems with different claim types</title>
<p>To take into consideration different claim types, we use the multi-event bonus–malus systems introduced in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_018">18</xref>] (see also [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_003">3</xref>]).</p>
<p>Let us pick a policyholder at random from the portfolio and denote by <italic>N</italic> the number of claims reported by the policyholder during the year. In what follows, we assume that there is no a priori risk classification (or we work inside a specified rating cell). Denote by <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_001"><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[$\lambda >0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the a priori annual expected claim frequency. Let <italic>Θ</italic> be the (unknown) accident proneness of this policyholder, i.e. <italic>Θ</italic> represents the residual effect of unobserved characteristics. The risk profile of the portfolio is described by the distribution function <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_002"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$F_{\varTheta }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <italic>Θ</italic>. It is usually assumed that <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_003"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Θ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{P}[\varTheta \ge 0]=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_004"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Θ</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}[\varTheta ]=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus, the actual (unknown) annual claim frequency of this policyholder is <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_005"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">Θ</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lambda \varTheta $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>We assume that the number of claims <italic>N</italic> is mixed-Poisson distributed. To be more precise, the conditional probability mass function of <italic>N</italic> is given by 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_001">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">Θ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mspace width="0.1667em"/><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">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><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[\[\mathbb{P}[N=j\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}\varTheta =\theta ]=\frac{{(\lambda \theta )}^{j}}{j!}\hspace{0.1667em}{e}^{-\lambda \theta },\hspace{1em}j\ge 0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Hence, the unconditional probability mass function of <italic>N</italic> is given by 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_002">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><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:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">Θ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><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[\[\mathbb{P}[N=j]={\int _{0}^{+\infty }}\mathbb{P}[N=j\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}\varTheta =\theta ]\hspace{0.1667em}\mathrm{d}F_{\varTheta }(\theta ),\hspace{1em}j\ge 0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>We introduce <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_006"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$m+1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> different claim types reported by the policyholder. Each claim type induces a specific penalty for the policyholder, which will be described below. The type of the given claim is determined by the claim amount <italic>C</italic>. We assume that all claim amounts are independent and identically distributed, and claim amounts and claim frequencies are mutually independent. The claims are classified according to a multinomial scheme. Let <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_007"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$0<{c_{1}^{\ast }}<{c_{2}^{\ast }}<\cdots <{c_{m}^{\ast }}<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We choose these numbers so that all claims of size less than or equal to <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_008"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${c_{1}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are considered as claims of type 0, all claims of size from the interval <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_009"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({c_{1}^{\ast }},{c_{2}^{\ast }}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are considered as claims of type 1 and so on; finally, all claims of size greater than <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_010"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${c_{m}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are considered as claims of type <italic>m</italic>. Let 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_003">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</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">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle q_{0}& \displaystyle =\mathbb{P}\big[C\le {c_{1}^{\ast }}\big],\hspace{2em}q_{1}=\mathbb{P}\big[{c_{1}^{\ast }}<C\le {c_{2}^{\ast }}\big],\\{} \displaystyle q_{2}& \displaystyle =\mathbb{P}\big[{c_{2}^{\ast }}<C\le {c_{3}^{\ast }}\big],\hspace{1em}\dots ,\hspace{1em}q_{m}=\mathbb{P}\big[C>{c_{m}^{\ast }}\big].\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Thus, each time a claim is reported, it is classified in one of the <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_011"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$m+1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> possible categories with probabilities <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_012"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_013"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, …, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_014"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. It is clear that <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_015"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\sum _{i=0}^{m}}q_{i}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Moreover, it is natural to choose the <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_016"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${c_{i}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> so that all <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_017"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{i}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are strictly positive.</p>
<p>Denote by <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_018"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$N_{i}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the number of claims of type <italic>i</italic>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_019"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$0\le i\le m$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Therefore, for a given <italic>Θ</italic>, the random variables <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_020"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$N_{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_021"><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:math>
<tex-math><![CDATA[$N_{1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, …, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_022"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$N_{m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are mutually independent and the corresponding conditional probability mass function is given by 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_004">
<label>(1)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">Θ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mspace width="0.1667em"/><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">θ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\mathbb{P}[N_{i}=j\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}\varTheta =\theta ]=\frac{{(\lambda \theta q_{i})}^{j}}{j!}\hspace{0.1667em}{e}^{-\lambda \theta q_{i}},\hspace{1em}j\ge 0,\hspace{2.5pt}0\le i\le m.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>The bonus–malus scale is assumed to have <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_023"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$s+1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> levels numbered from 0 to <italic>s</italic>. A higher level number indicates a higher premium. In particular, the policyholders who are at level 0 enjoy the maximal bonus. A specified level is assigned to a new policyholder. Each claim-free year is rewarded by a bonus point, i.e. the policyholder goes one level down. Each claim type entails a specific penalty expressed as a fixed number of levels per claim. It is natural to assume that larger claims entail more severe penalties.</p>
<p>We suppose that knowing the present level and the number of claims of each type filed during the present year suffices to determine the level to which the policyholder is transferred. So the bonus–malus system may be represented by a Markov chain.</p>
<p>Let <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_024"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$p_{l_{0}l}(\lambda \theta ;\mathbf{q})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the probability of moving from level <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_025"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$l_{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to level <italic>l</italic> for a policyholder with annual mean claim frequency <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_026"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lambda \theta $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and vector of probabilities <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_027"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbf{q}={(q_{0},q_{1},\dots ,q_{m})}^{T}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_028"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$0\le l_{0}\le s$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_029"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$0\le l\le s$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_030"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{i}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the probability that the claim is of type <italic>i</italic>. Denote by <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_031"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$P(\lambda \theta ;\mathbf{q})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the one-step transition matrix, i.e. 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_005">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mtable columnspacing="10.0pt 10.0pt 10.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>00</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>01</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>…</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>…</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>⋮</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>⋮</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">⋱</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>⋮</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>…</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></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[\[P(\lambda \theta ;\mathbf{q})=\left(\begin{array}{c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c}p_{00}(\lambda \theta ;\mathbf{q})& p_{01}(\lambda \theta ;\mathbf{q})& \dots & p_{0s}(\lambda \theta ;\mathbf{q})\\{} p_{10}(\lambda \theta ;\mathbf{q})& p_{11}(\lambda \theta ;\mathbf{q})& \dots & p_{1s}(\lambda \theta ;\mathbf{q})\\{} \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\{} p_{s0}(\lambda \theta ;\mathbf{q})& p_{s1}(\lambda \theta ;\mathbf{q})& \dots & p_{ss}(\lambda \theta ;\mathbf{q})\end{array}\right).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Taking the <italic>n</italic>th power of <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_032"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$P(\lambda \theta ;\mathbf{q})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> yields the <italic>n</italic>-step transition matrix with elements <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_033"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${p_{l_{0}l}^{(n)}}(\lambda \theta ;\mathbf{q})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Here <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_034"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${p_{l_{0}l}^{(n)}}(\lambda \theta ;\mathbf{q})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the probability of moving from level <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_035"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$l_{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to level <italic>l</italic> in <italic>n</italic> transitions.</p>
<p>The transition matrix <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_036"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$P(\lambda \theta ;\mathbf{q})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is assumed to be regular, i.e. there is some integer <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_037"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n_{0}\ge 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that all entries of <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_038"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$P{((\lambda \theta ;\mathbf{q}))}^{n_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are strictly positive. Consequently, the Markov chain describing the trajectory of a policyholder with expected claim frequency <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_039"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lambda \theta $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and vector of probabilities <bold>q</bold> is ergodic and thus possesses a stationary distribution 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_006">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="bold-italic">π</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\boldsymbol{\pi }(\lambda \theta ;\mathbf{q})={\big(\pi _{0}(\lambda \theta ;\mathbf{q}),\pi _{1}(\lambda \theta ;\mathbf{q}),\dots ,\pi _{s}(\lambda \theta ;\mathbf{q})\big)}^{T}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Here <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_040"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\pi _{l}(\lambda \theta ;\mathbf{q})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the stationary probability for a policyholder with annual mean claim frequency <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_041"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lambda \theta $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to be at level <italic>l</italic>, i.e. 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_007">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\pi _{l}(\lambda \theta ;\mathbf{q})=\underset{n\to \infty }{\lim }{p_{l_{0}l}^{(n)}}(\lambda \theta ;\mathbf{q}).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>The stationary probabilities <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_042"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\pi _{l}(\lambda \theta ;\mathbf{q})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can be obtained directly (see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_003">3</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_019">19</xref>]). Indeed, since the matrix <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_043"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$P(\lambda \theta ;\mathbf{q})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is regular, the matrix <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_044"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I-P(\lambda \theta ;\mathbf{q})+E$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is invertible and <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_045"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="bold-italic">π</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\boldsymbol{\pi }(\lambda \theta ;\mathbf{q})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is given by 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_008">
<label>(2)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><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[\[{\boldsymbol{\pi }}^{T}(\lambda \theta ;\mathbf{q})={\mathbf{e}}^{T}{\big(I-P(\lambda \theta ;\mathbf{q})+E\big)}^{-1},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <bold>e</bold> is a column vector of 1s, <italic>E</italic> is an <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_046"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>×</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(s+1)\times (s+1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> matrix consisting of <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_047"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$s+1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> column vectors <bold>e</bold> and <italic>I</italic> is an <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_048"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>×</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(s+1)\times (s+1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> identity matrix.</p>
<p>Next, let <italic>L</italic> be the level occupied in the scale by a randomly selected policyholder and <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_049"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\pi _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the proportion of policyholders at level <italic>l</italic> once the steady state has been reached. Then 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_009">
<label>(3)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><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:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\pi _{l}=\mathbb{P}[L=l]={\int _{0}^{+\infty }}\pi _{l}(\lambda \theta ;\mathbf{q})\hspace{0.1667em}\mathrm{d}F_{\varTheta }(\theta ),\hspace{1em}0\le l\le s.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>It is easily seen that <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_050"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\sum _{l=0}^{s}}\pi _{l}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>We denote by <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_051"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$r_{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the premium relativities associated with level <italic>l</italic>. The meaning is that a policyholder occupying level <italic>l</italic> pays the premium equal to <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_052"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Note that here and below we consider only net premiums. In what follows, we assume that <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_053"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}[C]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and the distribution function <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_054"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$F_{C}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <italic>C</italic> is continuous.</p>
<p>To compute the premium relativities <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_055"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$r_{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we use a quadratic loss function as proposed in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_014">14</xref>] (see also [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_003">3</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_010">10</xref>]). To this end, we minimize the expected squared difference between the “true” relative premium <italic>Θ</italic> and the relative premium <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_056"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$r_{L}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> applicable to this policyholder after the stationary state has been reached, i.e. we minimize <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_057"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Θ</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}[{(\varTheta -r_{L})}^{2}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The solution to this problem is given by 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_010">
<label>(4)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[r_{l}=\frac{{\textstyle\int _{0}^{+\infty }}\theta \pi _{l}(\lambda \theta ;\mathbf{q})\hspace{0.1667em}\mathrm{d}F_{\varTheta }(\theta )}{{\textstyle\int _{0}^{+\infty }}\pi _{l}(\lambda \theta ;\mathbf{q})\hspace{0.1667em}\mathrm{d}F_{\varTheta }(\theta )}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
(see, e.g., [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_003">3</xref>, pp. 185–186] for the details).</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta80_s_003">
<label>3</label>
<title>Varying deductibles in the bonus–malus systems with different claim types</title>
<p>The policyholder occupying level <italic>l</italic> in the bonus–malus systems described in Section <xref rid="j_vmsta80_s_002">2</xref> should pay <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_058"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We suppose that the relative premiums of the policyholders who are in the bonus zone, i.e. with <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_059"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$r_{l}\le 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, are unchanged. So they pay premiums equal to <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_060"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and are subject to no further penalties. Let <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_061"><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:mo movablelimits="false">min</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$s_{0}=\min \{l:r_{l}>1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The relative premiums of the policyholders who are in the malus zone, i.e. with <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_062"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$r_{l}>1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, or equivalently occupying level <italic>l</italic> such that <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_063"><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 stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$s_{0}\le l\le s$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, are softened in the following way. Instead of paying the premium equal to <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_064"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the policyholder who is at level <italic>l</italic> pays a reduced premium equal to <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_065"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(1-\alpha _{l})\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for some specified <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_066"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> depending on level <italic>l</italic>. We suppose that <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_067"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> satisfy the following assumption.</p><statement id="j_vmsta80_stat_001"><label>Assumption 1.</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_068"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$1\le (1-\alpha _{s_{0}})r_{s_{0}}\le (1-\alpha _{s_{0}+1})r_{s_{0}+1}\le \cdots \le (1-\alpha _{s})r_{s}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement>
<p>Note that Assumption <xref rid="j_vmsta80_stat_001">1</xref> implies that the policyholder occupying a higher level in the bonus–malus scale pays a higher reduced premium, which is not less than the basic premium <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_069"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lambda \mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Moreover, from Assumption <xref rid="j_vmsta80_stat_001">1</xref> we have <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_070"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$0\le \alpha _{l}\le 1-1/r_{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <italic>l</italic> such that <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_071"><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 stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$s_{0}\le l\le s$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The case <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_072"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> corresponds to the situation when the policyholder occupying level <italic>l</italic> pays premium equal to <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_073"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and is subject to no further penalties. If <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_074"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}=1-1/r_{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then the policyholder pays only the basic premium <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_075"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lambda \mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and has to pay something for claims in the future. To compensate the reduced premium, the policyholder is subject to per claim deductible, i.e. applied to each reported claim separately, equal to <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_076"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,i}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> depending on level <italic>l</italic> occupied in the malus zone and claim type <italic>i</italic>. We impose the following natural restrictions on <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_077"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,i}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p><statement id="j_vmsta80_stat_002"><label>Assumption 2.</label>
<p>
<list>
<list-item id="j_vmsta80_li_003">
<label>(i)</label>
<p>For all <italic>l</italic> such that <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_078"><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 stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$s_{0}\le l\le s$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_011">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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:mspace width="2em"/><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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:mspace width="2em"/><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[0\hspace{0.1667em}\le \hspace{0.1667em}d_{l,0}\hspace{0.1667em}\le \hspace{0.1667em}{c_{1}^{\ast }},\hspace{2em}0\hspace{0.1667em}\le \hspace{0.1667em}d_{l,1}\hspace{0.1667em}\le \hspace{0.1667em}{c_{1}^{\ast }},\hspace{2em}0\hspace{0.1667em}\le \hspace{0.1667em}d_{l,2}\hspace{0.1667em}\le \hspace{0.1667em}{c_{2}^{\ast }},\hspace{1em}\dots ,\hspace{1em}0\hspace{0.1667em}\le \hspace{0.1667em}d_{l,m}\hspace{0.1667em}\le \hspace{0.1667em}{c_{m}^{\ast }}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta80_li_004">
<label>(ii)</label>
<p>For every fixed <italic>l</italic> such that <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_079"><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 stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$s_{0}\le l\le s$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_012">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[d_{l,0}\le d_{l,1}\le \cdots \le d_{l,m}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta80_li_005">
<label>(iii)</label>
<p>For every fixed <italic>i</italic> such that <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_080"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$0\le i\le m$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_013">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[d_{s_{0},i}\le d_{s_{0}+1,i}\le \cdots \le d_{s,i}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</list-item>
</list>
</p></statement>
<p>Assertion (i) of Assumption <xref rid="j_vmsta80_stat_002">2</xref> means that if a claim reported is of type <italic>i</italic>, where <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_081"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$0\le i\le m$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then the deductible applied to it is strictly less than the claim amount, i.e. the insurance company covers at least some part of the losses. Next, assertion (ii) implies that larger claims are subject to higher deductibles. Finally, assertion (iii) means that the higher level in the bonus–malus scale implies a higher deductible for each specified claim amount.</p>
<p>For policyholders occupying level <italic>l</italic>, the deductibles <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_082"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_083"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, …, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_084"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are found using the indifference principle (see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_003">3</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta80_ref_017">17</xref>]): for this group of policyholders, the part <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_085"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of the penalties induced by the bonus–malus system is on average equal to the total amount of deductibles paid by these policyholders. Thus, the indifference principle for the policyholder occupying level <italic>l</italic> can be written in the following way: 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_014">
<label>(5)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><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 stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle \lambda r_{l}\mathbb{E}[C]& \displaystyle =(1-\alpha _{l})\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]+\lambda r_{l}\big(\mathbb{E}[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le d_{l,0}]\hspace{0.1667em}\mathbb{P}[C\le d_{l,0}]\\{} & \displaystyle \hspace{1em}+d_{l,0}\hspace{0.1667em}\mathbb{P}\big[d_{l,0}<C\le {c_{1}^{\ast }}\big]+d_{l,1}\hspace{0.1667em}\mathbb{P}\big[{c_{1}^{\ast }}<C\le {c_{2}^{\ast }}\big]+\dots \\{} & \displaystyle \hspace{1em}+d_{l,m}\hspace{0.1667em}\mathbb{P}\big[C>{c_{m}^{\ast }}\big]\big),\hspace{1em}s_{0}\le l\le s.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>On the left-hand side of (<xref rid="j_vmsta80_eq_014">5</xref>), we have the premium paid by the policyholder occupying level <italic>l</italic> in the bonus–malus system described in Section <xref rid="j_vmsta80_s_002">2</xref>. On the right-hand side of (<xref rid="j_vmsta80_eq_014">5</xref>), we have the expected amount paid by this policyholder in the bonus–malus system with varying deductibles. This amount consists of the reduced premium and the expected amount of penalties induced by deductibles.</p>
<p>Equation (<xref rid="j_vmsta80_eq_014">5</xref>) can be rewritten as 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_015">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><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 stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle \alpha _{l}\mathbb{E}[C]& \displaystyle =\mathbb{E}[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le d_{l,0}]\hspace{0.1667em}\mathbb{P}[C\le d_{l,0}]+d_{l,0}\hspace{0.1667em}\mathbb{P}\big[d_{l,0}<C\le {c_{1}^{\ast }}\big]\\{} & \displaystyle \hspace{1em}+d_{l,1}\hspace{0.1667em}\mathbb{P}\big[{c_{1}^{\ast }}<C\le {c_{2}^{\ast }}\big]+\cdots +d_{l,m}\hspace{0.1667em}\mathbb{P}\big[C>{c_{m}^{\ast }}\big],\hspace{1em}s_{0}\le l\le s,\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
which is equivalent to 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_016">
<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><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><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 stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle \alpha _{l}\mathbb{E}[C]& \displaystyle =\mathbb{E}[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le d_{l,0}]\hspace{0.1667em}\mathbb{P}[C\le d_{l,0}]+d_{l,0}\hspace{0.1667em}\big(q_{0}-\mathbb{P}[C\le d_{l,0}]\big)\\{} & \displaystyle \hspace{1em}+d_{l,1}q_{1}+\cdots +d_{l,m}q_{m},\hspace{1em}s_{0}\le l\le s.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Thus, in order to introduce varying deductibles in the bonus–malus system, we have to choose <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_086"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_087"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_088"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, …, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_089"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> satisfying (<xref rid="j_vmsta80_eq_016">6</xref>) and Assumptions <xref rid="j_vmsta80_stat_001">1</xref> and <xref rid="j_vmsta80_stat_002">2</xref> for all <italic>l</italic> such that <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_090"><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 stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$s_{0}\le l\le s$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In what follows, we call any such combination of <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_091"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_092"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_093"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, …, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_094"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_095"><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 stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$s_{0}\le l\le s$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, by a solution to (<xref rid="j_vmsta80_eq_016">6</xref>).</p><statement id="j_vmsta80_stat_003"><label>Lemma 1.</label>
<p><italic>The right-hand side of</italic> (<xref rid="j_vmsta80_eq_016">6</xref>) <italic>is a non-decreasing function of each of the variables</italic> <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_096"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_097"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> …<italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_098"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p></statement><statement id="j_vmsta80_stat_004"><label>Proof.</label>
<p>The assertion of Lemma <xref rid="j_vmsta80_stat_003">1</xref> is evident for variables <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_099"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, …, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_100"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We now show it for <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_101"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_102"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>″</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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[$0\le {d^{\prime }_{l,0}}\le {d^{\prime\prime }_{l,0}}\le {c_{1}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then we get 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_017">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>″</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>″</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>″</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</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">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="2em"/><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</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">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</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">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>″</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>″</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>″</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="2em"/><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>″</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>″</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo>−</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</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">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>″</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>″</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</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">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</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">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>″</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</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">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}& \displaystyle \mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le {d^{\prime\prime }_{l,0}}\big]\hspace{0.1667em}\mathbb{P}\big[C\le {d^{\prime\prime }_{l,0}}\big]+{d^{\prime\prime }_{l,0}}\hspace{0.1667em}\mathbb{P}\big[{d^{\prime\prime }_{l,0}}<C\le {c_{1}^{\ast }}\big]\\{} & \displaystyle \hspace{2em}-\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le {d^{\prime }_{l,0}}\big]\hspace{0.1667em}\mathbb{P}\big[C\le {d^{\prime }_{l,0}}\big]-{d^{\prime }_{l,0}}\hspace{0.1667em}\mathbb{P}\big[{d^{\prime }_{l,0}}<C\le {c_{1}^{\ast }}\big]\\{} & \displaystyle \hspace{1em}\ge \frac{\mathbb{E}[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le {d^{\prime }_{l,0}}]\hspace{0.1667em}\mathbb{P}[C\le {d^{\prime }_{l,0}}]+{d^{\prime }_{l,0}}\hspace{0.1667em}\mathbb{P}[{d^{\prime }_{l,0}}<C\le {d^{\prime\prime }_{l,0}}]}{\mathbb{P}[C\le {d^{\prime\prime }_{l,0}}]}\hspace{0.1667em}\mathbb{P}\big[C\le {d^{\prime\prime }_{l,0}}\big]\\{} & \displaystyle \hspace{2em}+{d^{\prime\prime }_{l,0}}\hspace{0.1667em}\mathbb{P}\big[{d^{\prime\prime }_{l,0}}\hspace{0.1667em}<\hspace{0.1667em}C\hspace{0.1667em}\le \hspace{0.1667em}{c_{1}^{\ast }}\big]-\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\hspace{0.1667em}\le \hspace{0.1667em}{d^{\prime }_{l,0}}\big]\hspace{0.1667em}\mathbb{P}\big[C\hspace{0.1667em}\le \hspace{0.1667em}{d^{\prime }_{l,0}}\big]\hspace{0.1667em}-\hspace{0.1667em}{d^{\prime }_{l,0}}\hspace{0.1667em}\mathbb{P}\big[{d^{\prime }_{l,0}}\hspace{0.1667em}<\hspace{0.1667em}C\hspace{0.1667em}\le \hspace{0.1667em}{c_{1}^{\ast }}\big]\\{} & \displaystyle \hspace{1em}={d^{\prime }_{l,0}}\hspace{0.1667em}\mathbb{P}\big[{d^{\prime }_{l,0}}<C\le {d^{\prime\prime }_{l,0}}\big]+{d^{\prime\prime }_{l,0}}\hspace{0.1667em}\mathbb{P}\big[{d^{\prime\prime }_{l,0}}<C\le {c_{1}^{\ast }}\big]-{d^{\prime }_{l,0}}\hspace{0.1667em}\mathbb{P}\big[{d^{\prime }_{l,0}}<C\le {c_{1}^{\ast }}\big]\\{} & \displaystyle \hspace{1em}=\big({d^{\prime\prime }_{l,0}}-{d^{\prime }_{l,0}}\big)\hspace{0.1667em}\mathbb{P}\big[{d^{\prime\prime }_{l,0}}<C\le {c_{1}^{\ast }}\big]\ge 0,\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
which proves the lemma.  □</p></statement>
<p>In addition, taking into account the continuity of <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_103"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$F_{C}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> gives that the right-hand side of (<xref rid="j_vmsta80_eq_016">6</xref>) is continuous in <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_104"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_105"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, …, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_106"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p><statement id="j_vmsta80_stat_005"><label>Proposition 1.</label>
<p><italic>For any fixed</italic> <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_107"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>satisfying Assumption</italic> <xref rid="j_vmsta80_stat_001"><italic>1</italic></xref><italic>, we have</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_018">
<label>(7)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">min</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><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 stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[d_{l,m}\le \min \big\{\alpha _{l}\mathbb{E}[C]/q_{m},\hspace{0.1667em}{c_{m}^{\ast }}\big\},\hspace{1em}s_{0}\le l\le s.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta80_stat_006"><label>Proof.</label>
<p>From Lemma <xref rid="j_vmsta80_stat_003">1</xref>, we conclude that for any fixed <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_108"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the maximum possible value of <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_109"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is when <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_110"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,0}=d_{l,1}=\cdots =d_{l,m-1}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Therefore, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_111"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,m}\le \alpha _{l}\mathbb{E}[C]/q_{m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Taking into account assertion (i) of Assumption <xref rid="j_vmsta80_stat_002">2</xref> yields (<xref rid="j_vmsta80_eq_018">7</xref>).  □</p></statement><statement id="j_vmsta80_stat_007"><label>Proposition 2.</label>
<p><italic>If</italic> <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_112"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$l_{1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_113"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$l_{2}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>are such that</italic> <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_114"><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 stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</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">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$s_{0}\le l_{1}<l_{2}\le s$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then</italic> <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_115"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l_{1}}\le \alpha _{l_{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p></statement><statement id="j_vmsta80_stat_008"><label>Proof.</label>
<p>By assertion (iii) of Assumption <xref rid="j_vmsta80_stat_002">2</xref>, we have <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_116"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</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:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l_{1},0}\le d_{l_{2},0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_117"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l_{1},1}\le d_{l_{2},1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, …, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_118"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</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">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</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">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l_{1},m}\le d_{l_{2},m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Consequently, from Lemma <xref rid="j_vmsta80_stat_003">1</xref>, it follows that 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_019">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</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:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</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:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</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:msub><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</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:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="2em"/><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</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">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="2em"/><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</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">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}& \displaystyle \mathbb{E}[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le d_{l_{1},0}]\hspace{0.1667em}\mathbb{P}[C\le d_{l_{1},0}]+d_{l_{1},0}\hspace{0.1667em}\big(q_{0}-\mathbb{P}[C\le d_{l_{1},0}]\big)\\{} & \displaystyle \hspace{2em}+d_{l_{1},1}q_{1}+\cdots +d_{l_{1},m}q_{m}\\{} & \displaystyle \hspace{1em}\le \mathbb{E}[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le d_{l_{2},0}]\hspace{0.1667em}\mathbb{P}[C\le d_{l_{2},0}]+d_{l_{2},0}\hspace{0.1667em}\big(q_{0}-\mathbb{P}[C\le d_{l_{2},0}]\big)\\{} & \displaystyle \hspace{2em}+d_{l_{2},1}q_{1}+\cdots +d_{l_{2},m}q_{m}.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
By (<xref rid="j_vmsta80_eq_016">6</xref>), we have <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_119"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l_{1}}\le \alpha _{l_{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.  □</p></statement><statement id="j_vmsta80_stat_009"><label>Theorem 1.</label>
<p><italic>For existence of a solution to</italic> (<xref rid="j_vmsta80_eq_016">6</xref>)<italic>, it is necessary that</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_020">
<label>(8)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">min</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">}</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext mathvariant="italic">for all</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><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 stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\alpha _{l}\le \min \bigg\{1-\frac{1}{r_{l}},\hspace{0.1667em}\frac{f({c_{1}^{\ast }},{c_{2}^{\ast }},\dots ,{c_{m}^{\ast }})}{\mathbb{E}[C]}\bigg\}\hspace{1em}\textit{for all}\hspace{2.5pt}s_{0}\le l\le s,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>where</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_021">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[f\big({c_{1}^{\ast }},{c_{2}^{\ast }},\dots ,{c_{m}^{\ast }}\big)=\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le {c_{1}^{\ast }}\big]\hspace{0.1667em}q_{0}+{c_{1}^{\ast }}q_{1}+\cdots +{c_{m}^{\ast }}q_{m}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta80_stat_010"><label>Proof.</label>
<p>By Lemma <xref rid="j_vmsta80_stat_003">1</xref>, the maximum value of the right-hand side of (<xref rid="j_vmsta80_eq_016">6</xref>) is attained when <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_120"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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[$d_{l,0}={c_{1}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_121"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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[$d_{l,1}={c_{1}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_122"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,2}={c_{2}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, … , <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_123"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,m}={c_{m}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and equals to <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_124"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le {c_{1}^{\ast }}]\hspace{0.1667em}q_{0}+{c_{1}^{\ast }}q_{1}+\cdots +{c_{m}^{\ast }}q_{m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Therefore, we get 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_022">
<label>(9)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><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 stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\alpha _{l}\le \frac{\mathbb{E}[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le {c_{1}^{\ast }}]\hspace{0.1667em}q_{0}+{c_{1}^{\ast }}q_{1}+\cdots +{c_{m}^{\ast }}q_{m}}{\mathbb{E}[C]},\hspace{1em}s_{0}\le l\le s.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Since 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_023">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}& \displaystyle \mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le {c_{1}^{\ast }}\big]\hspace{0.1667em}q_{0}+{c_{1}^{\ast }}q_{1}+\cdots +{c_{m}^{\ast }}q_{m}\\{} & \displaystyle \hspace{1em}<\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le {c_{1}^{\ast }}\big]\hspace{0.1667em}q_{0}+\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}{c_{1}^{\ast }}<C\le {c_{2}^{\ast }}\big]\hspace{0.1667em}q_{1}+\cdots +\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C>{c_{m}^{\ast }}\big]\hspace{0.1667em}q_{m}\\{} & \displaystyle \hspace{1em}=\mathbb{E}[C],\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
the right-hand side of (<xref rid="j_vmsta80_eq_022">9</xref>) is less than 1. Thus, combining (<xref rid="j_vmsta80_eq_022">9</xref>) and the inequality <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_125"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}\le 1-1/r_{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which follows immediately from Assumption <xref rid="j_vmsta80_stat_001">1</xref>, gives (<xref rid="j_vmsta80_eq_020">8</xref>).  □</p></statement><statement id="j_vmsta80_stat_011"><label>Lemma 2.</label>
<p><italic>Let condition</italic> (<xref rid="j_vmsta80_eq_020">8</xref>) <italic>hold. Then for any fixed l such that</italic> <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_126"><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 stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$s_{0}\le l\le s$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, we can always choose</italic> <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_127"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_128"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> … <italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_129"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>satisfying assertions</italic> (i) <italic>and</italic> (ii) <italic>of Assumption</italic> <xref rid="j_vmsta80_stat_002">2</xref> <italic>such that</italic> (<xref rid="j_vmsta80_eq_016">6</xref>) <italic>is true.</italic></p></statement>
<p>The assertion of the lemma is evident.</p><statement id="j_vmsta80_stat_012"><label>Remark 1.</label>
<p>Note only that if 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_024">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo movablelimits="false">min</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\min \bigg\{1-\frac{1}{r_{l}},\hspace{0.1667em}\frac{f({c_{1}^{\ast }},{c_{2}^{\ast }},\dots ,{c_{m}^{\ast }})}{\mathbb{E}[C]}\bigg\}=\frac{f({c_{1}^{\ast }},{c_{2}^{\ast }},\dots ,{c_{m}^{\ast }})}{\mathbb{E}[C]},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
i.e. 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_025">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\alpha _{l}=\frac{f({c_{1}^{\ast }},{c_{2}^{\ast }},\dots ,{c_{m}^{\ast }})}{\mathbb{E}[C]},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
then the combination is unique: <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_130"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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[$d_{l,0}={c_{1}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_131"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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[$d_{l,1}={c_{1}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_132"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,2}={c_{2}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, …, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_133"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,m}={c_{m}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Otherwise, if 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_026">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\alpha _{l}<\frac{f({c_{1}^{\ast }},{c_{2}^{\ast }},\dots ,{c_{m}^{\ast }})}{\mathbb{E}[C]},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
then there are infinitely many such combinations.</p></statement>
<p>Next, note that by Lemma <xref rid="j_vmsta80_stat_011">2</xref>, we can choose <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_134"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_135"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, …, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_136"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for any fixed <italic>l</italic>, but assertion (iii) of Assumption <xref rid="j_vmsta80_stat_002">2</xref> may not hold.</p>
<p>The next theorem shows that we can always replace the bonus–malus system described in Section <xref rid="j_vmsta80_s_002">2</xref> by the bonus–malus system with varying deductibles.</p><statement id="j_vmsta80_stat_013"><label>Theorem 2.</label>
<p><italic>There is always a solution to</italic> (<xref rid="j_vmsta80_eq_016">6</xref>)<italic>, i.e. a combination of</italic> <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_137"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_138"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_139"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> … <italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_140"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, where</italic> <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_141"><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 stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$s_{0}\le l\le s$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, such that Assumptions</italic> <xref rid="j_vmsta80_stat_001"><italic>1</italic></xref> <italic>and</italic> <xref rid="j_vmsta80_stat_002"><italic>2</italic></xref> <italic>hold.</italic></p></statement><statement id="j_vmsta80_stat_014"><label>Proof.</label>
<p>Consider now two cases.</p>
<p>1) If 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_027">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo movablelimits="false">min</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\min \bigg\{1-\frac{1}{r_{s_{0}}},\hspace{0.1667em}\frac{f({c_{1}^{\ast }},{c_{2}^{\ast }},\dots ,{c_{m}^{\ast }})}{\mathbb{E}[C]}\bigg\}=\frac{f({c_{1}^{\ast }},{c_{2}^{\ast }},\dots ,{c_{m}^{\ast }})}{\mathbb{E}[C]},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
let 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_028">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\alpha _{s_{0}}=\frac{f({c_{1}^{\ast }},{c_{2}^{\ast }},\dots ,{c_{m}^{\ast }})}{\mathbb{E}[C]}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>By Lemma <xref rid="j_vmsta80_stat_011">2</xref> and Remark <xref rid="j_vmsta80_stat_012">1</xref> applied to <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_142"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo>=</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:math>
<tex-math><![CDATA[$l=s_{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we get <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_143"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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[$d_{s_{0},0}={c_{1}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_144"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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[$d_{s_{0},1}={c_{1}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_145"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{s_{0},2}={c_{2}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, … , <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_146"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{s_{0},m}={c_{m}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. To satisfy Assumptions <xref rid="j_vmsta80_stat_001">1</xref> and <xref rid="j_vmsta80_stat_002">2</xref>, for all <italic>l</italic> such that <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_147"><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:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$s_{0}+1\le l\le s$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we set <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_148"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}=\alpha _{s_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_149"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,0}=d_{s_{0},0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_150"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,1}=d_{s_{0},1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, … , <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_151"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,m}=d_{s_{0},m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which proves the theorem in the first case.</p>
<p>2) If 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_029">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo movablelimits="false">min</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\min \bigg\{1-\frac{1}{r_{s_{0}}},\hspace{0.1667em}\frac{f({c_{1}^{\ast }},{c_{2}^{\ast }},\dots ,{c_{m}^{\ast }})}{\mathbb{E}[C]}\bigg\}=1-\frac{1}{r_{s_{0}}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
let 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_030">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\alpha _{s_{0}}=1-\frac{1}{r_{s_{0}}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>By Lemma <xref rid="j_vmsta80_stat_011">2</xref> and Remark <xref rid="j_vmsta80_stat_012">1</xref> applied to <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_152"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo>=</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:math>
<tex-math><![CDATA[$l=s_{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we can always choose required <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_153"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{s_{0},0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_154"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{s_{0},1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, …, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_155"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{s_{0},m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and there are infinitely many such combinations. We take any of them. Finally, to satisfy Assumptions <xref rid="j_vmsta80_stat_001">1</xref> and <xref rid="j_vmsta80_stat_002">2</xref>, for all <italic>l</italic> such that <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_156"><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:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$s_{0}+1\le l\le s$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we also set <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_157"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}=\alpha _{s_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_158"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,0}=d_{s_{0},0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_159"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,1}=d_{s_{0},1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, … , <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_160"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,m}=d_{s_{0},m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which proves the theorem in the second case.  □</p></statement>
<p>The considerations given above show that the replacement of the bonus–malus system described in Section <xref rid="j_vmsta80_s_002">2</xref> (without deductibles) by the bonus–malus system with varying deductibles is not unique. So the insurance company can consider different replacements and choose one that seems to be more attractive from the policyholders’ point of view.</p>
<p>We now consider two special cases. Another one is considered in Section <xref rid="j_vmsta80_s_004">4</xref>. <statement id="j_vmsta80_stat_015"><label>Example 1.</label>
<p>We now suppose that deductibles are applied only to claims of type <italic>m</italic>, i.e. <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_161"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,i}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_162"><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 stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$s_{0}\le l\le s$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_163"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$0\le i\le m-1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Therefore, (<xref rid="j_vmsta80_eq_016">6</xref>) can be rewritten as 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_031">
<label>(10)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\alpha _{l}\mathbb{E}[C]=d_{l,m}q_{m}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Taking into account Theorem <xref rid="j_vmsta80_stat_009">1</xref>, we take any <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_164"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{s_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_032">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">min</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">}</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[0<\alpha _{s_{0}}\le \min \bigg\{1-\frac{1}{r_{s_{0}}},\hspace{0.1667em}\frac{{c_{m}^{\ast }}q_{m}}{\mathbb{E}[C]}\bigg\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>By (<xref rid="j_vmsta80_eq_031">10</xref>), <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_165"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{s_{0},m}=\alpha _{s_{0}}\mathbb{E}[C]/q_{m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. To satisfy Assumptions <xref rid="j_vmsta80_stat_001">1</xref> and <xref rid="j_vmsta80_stat_002">2</xref>, we set <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_166"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}=\alpha _{s_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_167"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,m}=d_{s_{0},m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_168"><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:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$s_{0}+1\le l\le s$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus, we get a simple replacement to the bonus–malus system.</p></statement><statement id="j_vmsta80_stat_016"><label>Example 2.</label>
<p>Let <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_169"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}=1-1/r_{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_170"><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 stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$s_{0}\le l\le s$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. By Theorem <xref rid="j_vmsta80_stat_009">1</xref>, if 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_033">
<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">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\frac{f({c_{1}^{\ast }},{c_{2}^{\ast }},\dots ,{c_{m}^{\ast }})}{\mathbb{E}[C]}<1-\frac{1}{r_{s_{0}}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
then (<xref rid="j_vmsta80_eq_016">6</xref>) has no suitable solution. So the bonus–malus system cannot be replaced in this way.</p></statement></p>
</sec>
<sec id="j_vmsta80_s_004">
<label>4</label>
<title>The case where deductibles are applied only to the claims reported by policyholders occupying the highest level in the bonus–malus scale</title>
<p>We now consider the special case where <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_171"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,i}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_172"><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 stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$s_{0}\le l\le s-1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_173"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$0\le i\le m$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. This case is of great interest when the premium relativity for policyholders who are at level <italic>s</italic> is high enough and varying deductibles are applied to soften the bonus–malus system for such policyholders. To meet the conditions of Assumption <xref rid="j_vmsta80_stat_001">1</xref>, we require that <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_174"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(1-\alpha _{s})r_{s}\ge r_{s-1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which gives <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_175"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{s}\le 1-r_{s-1}/r_{s}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. So we can choose any positive <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_176"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{s}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_034">
<label>(11)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">min</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">}</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\alpha _{s}\le \min \bigg\{1-\frac{r_{s-1}}{r_{s}},\hspace{0.1667em}\frac{f({c_{1}^{\ast }},{c_{2}^{\ast }},\dots ,{c_{m}^{\ast }})}{\mathbb{E}[C]}\bigg\}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and then find <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_177"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{s,0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_178"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{s,1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, …, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_179"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{s,m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> from equation (<xref rid="j_vmsta80_eq_016">6</xref>) applied to <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_180"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$l=s$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, i.e. from 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_035">
<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><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></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[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle \alpha _{s}\mathbb{E}[C]& \displaystyle =\mathbb{E}[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le d_{s,0}]\hspace{0.1667em}\mathbb{P}[C\le d_{s,0}]+d_{s,0}\hspace{0.1667em}\big(q_{0}-\mathbb{P}[C\le d_{s,0}]\big)\\{} & \displaystyle \hspace{1em}+d_{s,1}q_{1}+\cdots +d_{s,m}q_{m}.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>If inequality (<xref rid="j_vmsta80_eq_034">11</xref>) is strict, then there are infinitely many solutions to (<xref rid="j_vmsta80_eq_035">12</xref>). We now consider two allocation principles for the deductibles.</p>
<p>The <italic>first principle</italic> is when the deductibles are proportional to the average claims of each type. This principle seems to be natural and fair for policyholders, but that is not always possible, which is easily seen from the next theorem.</p><statement id="j_vmsta80_stat_017"><label>Theorem 3.</label>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_181"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{s}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be such that inequality</italic> (<xref rid="j_vmsta80_eq_034">11</xref>) <italic>is strict and set</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_036">
<label>(13)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><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:mspace width="-0.1667em"/><mml:mo>=</mml:mo><mml:mspace width="-0.1667em"/><mml:mo movablelimits="false">min</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">{</mml:mo><mml:mspace width="-0.1667em"/><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</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">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mspace width="-0.1667em"/><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">}</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[x_{0}\hspace{-0.1667em}=\hspace{-0.1667em}\min \bigg\{\hspace{-0.1667em}\frac{{c_{1}^{\ast }}}{\mathbb{E}[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}{c_{1}^{\ast }}<C\le {c_{2}^{\ast }}]},\frac{{c_{2}^{\ast }}}{\mathbb{E}[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}{c_{2}^{\ast }}<C\le {c_{3}^{\ast }}]},\dots ,\frac{{c_{m}^{\ast }}}{\mathbb{E}[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C>{c_{m}^{\ast }}]}\hspace{-0.1667em}\bigg\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>If</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_037">
<label>(14)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mspace width="0.2222em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><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:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle \alpha _{s}\mathbb{E}[C]& \displaystyle >\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le x_{0}\hspace{0.1667em}\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le {c_{1}^{\ast }}\big]\big]\hspace{0.2222em}\mathbb{P}\big[C\le x_{0}\hspace{0.1667em}\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le {c_{1}^{\ast }}\big]\big]\\{} & \displaystyle \hspace{1em}+x_{0}\big(\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le {c_{1}^{\ast }}\big]\hspace{0.1667em}\big(q_{0}-\mathbb{P}\big[C\le x_{0}\hspace{0.1667em}\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le {c_{1}^{\ast }}\big]\big]\big)\\{} & \displaystyle \hspace{1em}+\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}{c_{1}^{\ast }}<C\le {c_{2}^{\ast }}\big]\hspace{0.1667em}q_{1}+\cdots +\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C>{c_{m}^{\ast }}\big]\hspace{0.1667em}q_{m}\big),\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>then we cannot allocate deductibles proportionally to the average claims.</italic></p>
<p><italic>Otherwise, if</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_038">
<label>(15)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mspace width="0.2222em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><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:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle \alpha _{s}\mathbb{E}[C]& \displaystyle \le \mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le x_{0}\hspace{0.1667em}\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le {c_{1}^{\ast }}\big]\big]\hspace{0.2222em}\mathbb{P}\big[C\le x_{0}\hspace{0.1667em}\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le {c_{1}^{\ast }}\big]\big]\\{} & \displaystyle \hspace{1em}+x_{0}\big(\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le {c_{1}^{\ast }}\big]\hspace{0.1667em}\big(q_{0}-\mathbb{P}\big[C\le x_{0}\hspace{0.1667em}\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le {c_{1}^{\ast }}\big]\big]\big)\\{} & \displaystyle \hspace{1em}+\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}{c_{1}^{\ast }}<C\le {c_{2}^{\ast }}\big]\hspace{0.1667em}q_{1}+\cdots +\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C>{c_{m}^{\ast }}\big]\hspace{0.1667em}q_{m}\big),\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>then that is possible and</italic> (<xref rid="j_vmsta80_eq_035">12</xref>) <italic>has a unique solution of such kind expressed by</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_039">
<label>(16)</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><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle d_{s,0}& \displaystyle =x\hspace{0.1667em}\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le {c_{1}^{\ast }}\big],\hspace{2em}d_{s,1}=x\hspace{0.1667em}\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}{c_{1}^{\ast }}<C\le {c_{2}^{\ast }}\big],\hspace{1em}\dots ,\\{} \displaystyle d_{s,m}& \displaystyle =x\hspace{0.1667em}\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C>{c_{m}^{\ast }}\big],\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>where x is a unique positive solution to the equation</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_040">
<label>(17)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mspace width="0.2222em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle \alpha _{s}\mathbb{E}[C]& \displaystyle =\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le x\hspace{0.1667em}\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le {c_{1}^{\ast }}\big]\big]\hspace{0.2222em}\mathbb{P}\big[C\le x\hspace{0.1667em}\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le {c_{1}^{\ast }}\big]\big]\\{} & \displaystyle \hspace{1em}+x\big(\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le {c_{1}^{\ast }}\big]\hspace{0.1667em}\big(q_{0}-\mathbb{P}\big[C\le x\hspace{0.1667em}\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le {c_{1}^{\ast }}\big]\big]\big)\\{} & \displaystyle \hspace{1em}+\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}{c_{1}^{\ast }}<C\le {c_{2}^{\ast }}\big]\hspace{0.1667em}q_{1}+\cdots +\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C>{c_{m}^{\ast }}\big]\hspace{0.1667em}q_{m}\big).\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta80_stat_018"><label>Proof.</label>
<p>Let <italic>x</italic> be a proportionality coefficient, i.e. we have (<xref rid="j_vmsta80_eq_039">16</xref>). To meet the assertion (i) of Assumption <xref rid="j_vmsta80_stat_002">2</xref>, we require that 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_041">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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:mspace width="2em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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:mtd></mml:mtr><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</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">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}& \displaystyle x\hspace{0.1667em}\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le {c_{1}^{\ast }}\big]\le {c_{1}^{\ast }},\hspace{2em}x\hspace{0.1667em}\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}{c_{1}^{\ast }}<C\le {c_{2}^{\ast }}\big]\le {c_{1}^{\ast }},\\{} & \displaystyle x\hspace{0.1667em}\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}{c_{2}^{\ast }}<C\le {c_{3}^{\ast }}\big]\le {c_{2}^{\ast }},\hspace{1em}\dots ,\hspace{1em}x\hspace{0.1667em}\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C>{c_{m}^{\ast }}\big]\le {c_{m}^{\ast }},\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
which is equivalent to 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_042">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">min</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">{</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</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">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">}</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[x\le \min \bigg\{\frac{{c_{1}^{\ast }}}{\mathbb{E}[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}{c_{1}^{\ast }}<C\le {c_{2}^{\ast }}]},\frac{{c_{2}^{\ast }}}{\mathbb{E}[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}{c_{2}^{\ast }}<C\le {c_{3}^{\ast }}]},\dots ,\frac{{c_{m}^{\ast }}}{\mathbb{E}[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C>{c_{m}^{\ast }}]}\bigg\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>So we suppose that <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_182"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</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 fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in [0,x_{0}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_183"><alternatives>
<mml:math><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:math>
<tex-math><![CDATA[$x_{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is given by (<xref rid="j_vmsta80_eq_036">13</xref>), and substitute (<xref rid="j_vmsta80_eq_039">16</xref>) into (<xref rid="j_vmsta80_eq_035">12</xref>), which yields (<xref rid="j_vmsta80_eq_040">17</xref>).</p>
<p>The left-hand side of (<xref rid="j_vmsta80_eq_040">17</xref>) is a positive constant. By Lemma <xref rid="j_vmsta80_stat_003">1</xref>, the right-hand side of (<xref rid="j_vmsta80_eq_040">17</xref>) is an increasing function of <italic>x</italic> on <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_184"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</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 fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[0,x_{0}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. By the continuity of <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_185"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$F_{C}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, it is continuous in <italic>x</italic> on <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_186"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</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 fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[0,x_{0}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Moreover, this function is equal to 0 as <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_187"><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>. Therefore, if (<xref rid="j_vmsta80_eq_038">15</xref>) holds, then (<xref rid="j_vmsta80_eq_040">17</xref>) has a unique solution <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_188"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</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 fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in [0,x_{0}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Otherwise, if (<xref rid="j_vmsta80_eq_037">14</xref>) is true, then there is no solution <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_189"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</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 fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in [0,x_{0}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to (<xref rid="j_vmsta80_eq_040">17</xref>), which completes the proof.  □</p></statement><statement id="j_vmsta80_stat_019"><label>Remark 2.</label>
<p>Equation (<xref rid="j_vmsta80_eq_040">17</xref>) is not solvable analytically in the general case. To find <italic>x</italic>, we should use numerical methods.</p></statement>
<p>The <italic>second principle</italic> implies that large claims are penalized by means of deductibles strictly and small claims are not penalized at all (if that is possible) or at least not so strictly. Anyway (<xref rid="j_vmsta80_eq_035">12</xref>) must hold. Firstly, we check if it is possible to penalize only claims of type <italic>m</italic>. To this end, we set <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_190"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{s,0}=d_{s,1}=\cdots =d_{s,m-1}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_191"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{s,m}={c_{m}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and substitute this into (<xref rid="j_vmsta80_eq_035">12</xref>). If 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_043">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\alpha _{s}\mathbb{E}[C]\le {c_{m}^{\ast }}q_{m},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
that is possible and the desired allocation is given by 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_044">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width="2em"/><mml:mtext>and</mml:mtext><mml:mspace width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[d_{s,0}=d_{s,1}=\cdots =d_{s,m-1}=0\hspace{2em}\text{and}\hspace{2em}d_{s,m}=\alpha _{s}\mathbb{E}[C]/q_{m}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Otherwise, if 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_045">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\alpha _{s}\mathbb{E}[C]>{c_{m}^{\ast }}q_{m},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
we also have to penalize at least claims of type <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_192"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$m-1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We set <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_193"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{s,0}=d_{s,1}=\cdots =d_{s,m-2}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_194"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{s,m-1}={c_{m-1}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_195"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{s,m}={c_{m}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and substitute this into (<xref rid="j_vmsta80_eq_035">12</xref>). If 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_046">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\alpha _{s}\mathbb{E}[C]\le {c_{m-1}^{\ast }}q_{m-1}+{c_{m}^{\ast }}q_{m},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
then the desired allocation is given by 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_047">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><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:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>and</mml:mtext><mml:mspace width="1em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle d_{s,0}& \displaystyle =d_{s,1}=\cdots =d_{s,m-2}=0,\\{} \displaystyle d_{s,m-1}& \displaystyle =\frac{\alpha _{s}\mathbb{E}[C]-{c_{m}^{\ast }}q_{m}}{q_{m-1}}\hspace{1em}\text{and}\hspace{1em}d_{s,m}={c_{m}^{\ast }}.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Otherwise, we also have to penalize at least claims of type <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_196"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$m-2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. So we set <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_197"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{s,0}=d_{s,1}=\cdots =d_{s,m-3}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_198"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{s,m-2}={c_{m-2}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_199"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{s,m-1}={c_{m-1}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_200"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{s,m}={c_{m}^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, substitute this into (<xref rid="j_vmsta80_eq_035">12</xref>) and continue in this way until we get the desired allocation. Note that such an allocation is always possible provided that inequality (<xref rid="j_vmsta80_eq_034">11</xref>) holds.</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta80_s_005">
<label>5</label>
<title>Numerical illustrations</title>
<p>We now consider the scale with 4 levels (numbered from 0 to 3) and 4 claim types (numbered from 0 to 3 with probabilities <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_201"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_202"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_203"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{2}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_204"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{3}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>). If no claims are reported during the current year, the policyholder moves one level down. Each claim of type 0 is penalized by one level, each claim of type 1 is penalized by 2 levels, each claim of type 2 or 3 is penalized by 3 levels. Note that penalties for claims of types 2 and 3 are different due to varying deductibles. For instance, if 2 claims of type 0 are reported during the year, then the policyholder moves 2 levels up; if 1 claim of type 0 and 1 claim of type 1 are reported, then the policyholder moves 3 levels up, i.e. goes at the highest level anyway.</p>
<p>The elements of the one-step transition matrix for a policyholder with annual mean claim frequency <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_205"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lambda \theta $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and vector of probabilities <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_206"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbf{q}={(q_{0},q_{1},q_{2},q_{3})}^{T}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are calculated using formula (<xref rid="j_vmsta80_eq_004">1</xref>). Thus, the one-step transition matrix is given by 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_048">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mtable columnspacing="10.0pt 10.0pt 10.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center center"><mml:mtr><mml:mtd><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">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><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">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><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">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></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">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn><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">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</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">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></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">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><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">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><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">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn><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">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><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">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><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">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn><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">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><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">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn><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">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mspace width="-0.1667em"/><mml:mspace width="-0.1667em"/><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}& \displaystyle P(\lambda \theta ;\mathbf{q})\\{} & \displaystyle =\left(\begin{array}{c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c}{e}^{-\lambda \theta }& \lambda \theta q_{0}{e}^{-\lambda \theta }& \lambda \theta q_{1}{e}^{-\lambda \theta }+\frac{{(\lambda \theta q_{0})}^{2}}{2}{e}^{-\lambda \theta }& 1-{e}^{-\lambda \theta }-\lambda \theta (q_{0}+q_{1}){e}^{-\lambda \theta }-\frac{{(\lambda \theta q_{0})}^{2}}{2}{e}^{-\lambda \theta }\\{} {e}^{-\lambda \theta }& 0& \lambda \theta q_{0}{e}^{-\lambda \theta }& 1-{e}^{-\lambda \theta }-\lambda \theta q_{0}{e}^{-\lambda \theta }\\{} 0& {e}^{-\lambda \theta }& 0& 1-{e}^{-\lambda \theta }\\{} 0& 0& {e}^{-\lambda \theta }& 1-{e}^{-\lambda \theta }\end{array}\right)\hspace{-0.1667em}\hspace{-0.1667em}.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Next, the stationary probabilities <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_207"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\pi _{l}(\lambda \theta ;\mathbf{q})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_208"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$0\le l\le 3$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, are calculated using formula (<xref rid="j_vmsta80_eq_008">2</xref>). A standard computation shows that 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_049">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Δ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\pi _{0}(\lambda \theta ;\mathbf{q})=\frac{{e}^{-3\lambda \theta }}{\varDelta },\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_050">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></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:mn>3</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Δ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\pi _{1}(\lambda \theta ;\mathbf{q})=\frac{{e}^{-2\lambda \theta }-{e}^{-3\lambda \theta }}{\varDelta },\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_051">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><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">θ</mml:mi></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:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Δ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\pi _{2}(\lambda \theta ;\mathbf{q})=\frac{{e}^{-\lambda \theta }-{e}^{-2\lambda \theta }-\lambda \theta q_{0}{e}^{-3\lambda \theta }}{\varDelta },\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_052">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><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">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></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">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Δ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\pi _{3}(\lambda \theta ;\mathbf{q})=\frac{1-{e}^{-\lambda \theta }-2\lambda \theta q_{0}{e}^{-2\lambda \theta }+\lambda \theta (q_{0}-q_{1}){e}^{-3\lambda \theta }-\frac{{(\lambda \theta q_{0})}^{2}}{2}{e}^{-3\lambda \theta }}{\varDelta },\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_053">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">Δ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></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">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\varDelta =1-2\lambda \theta q_{0}{e}^{-2\lambda \theta }-\lambda \theta q_{1}{e}^{-3\lambda \theta }-\frac{{(\lambda \theta q_{0})}^{2}}{2}{e}^{-3\lambda \theta }.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>It is easily seen that 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_054">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></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:mn>3</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>and</mml:mtext><mml:mspace width="1em"/><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">θ</mml:mi></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:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[{e}^{-3\lambda \theta }\ge 0,\hspace{2em}{e}^{-2\lambda \theta }-{e}^{-3\lambda \theta }\ge 0\hspace{1em}\text{and}\hspace{1em}{e}^{-\lambda \theta }-{e}^{-2\lambda \theta }-\lambda \theta q_{0}{e}^{-3\lambda \theta }\ge 0\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for all <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_209"><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[$\lambda >0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_210"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\theta \ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_211"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$0<q_{0}<1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Moreover, it is evident that <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_212"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\sum _{l=0}^{3}}\pi _{l}(\lambda \theta ;\mathbf{q})=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. So to see that <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_213"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\pi _{l}(\lambda \theta ;\mathbf{q})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_214"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$0\le l\le 3$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, are indeed probabilities, we must show that 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_055">
<label>(18)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn><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">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></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">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[1-{e}^{-\lambda \theta }-2\lambda \theta q_{0}{e}^{-2\lambda \theta }+\lambda \theta (q_{0}-q_{1}){e}^{-3\lambda \theta }-\frac{{(\lambda \theta q_{0})}^{2}}{2}{e}^{-3\lambda \theta }\ge 0\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for all <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_215"><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[$\lambda >0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_216"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\theta \ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_217"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{0}>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_218"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</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[$q_{1}>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_219"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</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[$q_{0}+q_{1}<1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>It is easy to check that the minimum value of the left-hand side of (<xref rid="j_vmsta80_eq_055">18</xref>) with respect to <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_220"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{0}\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_221"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</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[$q_{1}\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_222"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</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[$q_{0}+q_{1}\le 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is attained as <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_223"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{0}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_224"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{1}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and equal to 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_056">
<label>(19)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn><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">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></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">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[1-{e}^{-\lambda \theta }-2\lambda \theta {e}^{-2\lambda \theta }+\lambda \theta {e}^{-3\lambda \theta }-\frac{{(\lambda \theta )}^{2}}{2}{e}^{-3\lambda \theta }.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Introduce the function 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_057">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><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">y</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</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">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><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[\[h(y)=1-{e}^{-y}-2y{e}^{-2y}+y{e}^{-3y}-\frac{{y}^{2}}{2}{e}^{-3y},\hspace{1em}y\ge 0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Taking the derivative yields 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_058">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></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:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></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:mn>3</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</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">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><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[\[{h^{\prime }}(y)={e}^{-3y}{\big({e}^{y}-1\big)}^{2}+2y\big(2{e}^{-2y}-{e}^{-3y}\big)+\frac{3{y}^{2}}{2}{e}^{-3y}\ge 0,\hspace{1em}y\ge 0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Therefore, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_225"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$h(y)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is non-decreasing and its minimum value is attained as <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_226"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$y=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and equals to 0. Consequently, the minimum value of (<xref rid="j_vmsta80_eq_056">19</xref>) is also 0 as <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_227"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lambda \theta =0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which gives (<xref rid="j_vmsta80_eq_055">18</xref>).</p>
<p>In this section, we deal with exponentially distributed claim sizes with mean <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_228"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu >0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, i.e. the distribution function <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_229"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$F_{C}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <italic>C</italic> is equal to <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_230"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><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">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$F_{C}(y)=1-{e}^{-y/\mu }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_231"><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, we have 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_059">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></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">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[q_{0}=1-{e}^{-{c_{1}^{\ast }}/\mu },\hspace{2em}q_{1}={e}^{-{c_{1}^{\ast }}/\mu }-{e}^{-{c_{2}^{\ast }}/\mu },\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_060">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[q_{2}={e}^{-{c_{2}^{\ast }}/\mu }-{e}^{-{c_{3}^{\ast }}/\mu },\hspace{2em}q_{3}=1-{e}^{-{c_{3}^{\ast }}/\mu };\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_061">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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:msubsup><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mspace width="0.1667em"/><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:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</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:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle \mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C\le {c_{1}^{\ast }}\big]& \displaystyle =\frac{1}{q_{0}}{\int _{0}^{{c_{1}^{\ast }}}}\frac{y}{\mu }\hspace{0.1667em}{e}^{-y/\mu }\hspace{0.1667em}\mathrm{d}y=\frac{\mu (1-{e}^{-{c_{1}^{\ast }}/\mu })-{c_{1}^{\ast }}{e}^{-{c_{1}^{\ast }}/\mu }}{1-{e}^{-{c_{1}^{\ast }}/\mu }}\\{} & \displaystyle =\mu -\frac{{c_{1}^{\ast }}{e}^{-{c_{1}^{\ast }}/\mu }}{1-{e}^{-{c_{1}^{\ast }}/\mu }},\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_062">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mspace width="0.1667em"/><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:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</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:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle \mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}{c_{1}^{\ast }}<C\le {c_{2}^{\ast }}\big]& \displaystyle =\frac{1}{q_{1}}{\int _{{c_{1}^{\ast }}}^{{c_{2}^{\ast }}}}\frac{y}{\mu }\hspace{0.1667em}{e}^{-y/\mu }\hspace{0.1667em}\mathrm{d}y=\frac{({c_{1}^{\ast }}+\mu ){e}^{-{c_{1}^{\ast }}/\mu }-({c_{2}^{\ast }}+\mu ){e}^{-{c_{2}^{\ast }}/\mu }}{{e}^{-{c_{1}^{\ast }}/\mu }-{e}^{-{c_{2}^{\ast }}/\mu }}\\{} & \displaystyle =\mu +\frac{{c_{1}^{\ast }}{e}^{-{c_{1}^{\ast }}/\mu }-{c_{2}^{\ast }}{e}^{-{c_{2}^{\ast }}/\mu }}{{e}^{-{c_{1}^{\ast }}/\mu }-{e}^{-{c_{2}^{\ast }}/\mu }},\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_063">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</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">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mspace width="0.1667em"/><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:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</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:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle \mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}{c_{2}^{\ast }}<C\le {c_{3}^{\ast }}\big]& \displaystyle =\frac{1}{q_{2}}{\int _{{c_{2}^{\ast }}}^{{c_{3}^{\ast }}}}\frac{y}{\mu }\hspace{0.1667em}{e}^{-y/\mu }\hspace{0.1667em}\mathrm{d}y=\frac{({c_{2}^{\ast }}+\mu ){e}^{-{c_{2}^{\ast }}/\mu }-({c_{3}^{\ast }}+\mu ){e}^{-{c_{3}^{\ast }}/\mu }}{{e}^{-{c_{2}^{\ast }}/\mu }-{e}^{-{c_{3}^{\ast }}/\mu }}\\{} & \displaystyle =\mu +\frac{{c_{2}^{\ast }}{e}^{-{c_{2}^{\ast }}/\mu }-{c_{3}^{\ast }}{e}^{-{c_{3}^{\ast }}/\mu }}{{e}^{-{c_{2}^{\ast }}/\mu }-{e}^{-{c_{3}^{\ast }}/\mu }},\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_064">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mspace width="0.1667em"/><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:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\mathbb{E}\big[C\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}C>{c_{3}^{\ast }}\big]=\frac{1}{q_{3}}{\int _{{c_{3}^{\ast }}}^{+\infty }}\frac{y}{\mu }\hspace{0.1667em}{e}^{-y/\mu }\hspace{0.1667em}\mathrm{d}y=\frac{({c_{3}^{\ast }}+\mu ){e}^{-{c_{3}^{\ast }}/\mu }}{{e}^{-{c_{3}^{\ast }}/\mu }}=\mu +{c_{3}^{\ast }};\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_065">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="2em"/><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle f\big({c_{1}^{\ast }},{c_{2}^{\ast }},{c_{3}^{\ast }}\big)& \displaystyle =\mu -\mu {e}^{-{c_{1}^{\ast }}/\mu }-{c_{1}^{\ast }}{e}^{-{c_{1}^{\ast }}/\mu }+{c_{1}^{\ast }}\big({e}^{-{c_{1}^{\ast }}/\mu }-{e}^{-{c_{2}^{\ast }}/\mu }\big)\\{} & \displaystyle \hspace{2em}+{c_{2}^{\ast }}\big({e}^{-{c_{2}^{\ast }}/\mu }-{e}^{-{c_{3}^{\ast }}/\mu }\big)+{c_{3}^{\ast }}{e}^{-{c_{3}^{\ast }}/\mu }\\{} & \displaystyle =\mu -\mu {e}^{-{c_{1}^{\ast }}/\mu }+\big({c_{2}^{\ast }}-{c_{1}^{\ast }}\big){e}^{-{c_{2}^{\ast }}/\mu }+\big({c_{3}^{\ast }}-{c_{2}^{\ast }}\big){e}^{-{c_{3}^{\ast }}/\mu }.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>In addition, we suppose that <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_232"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><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">θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$F_{\varTheta }(\theta )=1-{e}^{-\theta }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_233"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\theta \ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. <statement id="j_vmsta80_stat_020"><label>Example 3.</label>
<p>Let <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_234"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lambda =0.1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_235"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu =2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_236"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${c_{1}^{\ast }}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_237"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${c_{2}^{\ast }}=2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_238"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${c_{3}^{\ast }}=4$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then we have <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_239"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≈</mml:mo><mml:mn>0.3935</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{0}\approx 0.3935$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_240"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≈</mml:mo><mml:mn>0.2387</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{1}\approx 0.2387$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_241"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≈</mml:mo><mml:mn>0.2325</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{2}\approx 0.2325$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_242"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≈</mml:mo><mml:mn>0.1353</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{3}\approx 0.1353$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The corresponding values of <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_243"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\pi _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_244"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$r_{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_245"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$0\le l\le 3$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, are calculated using formulas (<xref rid="j_vmsta80_eq_009">3</xref>) and (<xref rid="j_vmsta80_eq_010">4</xref>), respectively, and are given in Tables <xref rid="j_vmsta80_tab_001">1</xref>–<xref rid="j_vmsta80_tab_009">9</xref>.</p>
<p>
<table-wrap id="j_vmsta80_tab_001">
<label>Table 1.</label>
<caption>
<p>Bonus–malus system with varying deductibles for Example <xref rid="j_vmsta80_stat_020">3</xref> where deductibles are applied only to claims reported by policyholders occupying the highest level, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_246"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.05</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{3}=0.05$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and the first principle is used</p>
</caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<td valign="top" align="center"><italic>l</italic></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_247"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\pi _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_248"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$r_{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_249"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_250"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_251"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(1-\alpha _{l})\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_252"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_253"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_254"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,2}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_255"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,3}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="center">3</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0.0508</td>
<td valign="top" align="char" char=".">2.1844</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0.4369</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0.05</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0.4150</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0.0230</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0.0730</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0.1420</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0.3004</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">2</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0.0591</td>
<td valign="top" align="char" char=".">1.8899</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0.3780</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0.3780</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0.0716</td>
<td valign="top" align="char" char=".">1.6543</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0.3309</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0.3309</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0.8185</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0.8050</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0.1610</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0.1610</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0</td>
<td valign="top" align="char" char=".">0</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</p>
<p>
<table-wrap id="j_vmsta80_tab_002">
<label>Table 2.</label>
<caption>
<p>Bonus–malus system with varying deductibles for Example <xref rid="j_vmsta80_stat_020">3</xref> where deductibles are applied only to claims reported by policyholders occupying the highest level, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_256"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.13</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{3}=0.13$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and the first principle is used</p>
</caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<td valign="top" align="center"><italic>l</italic></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_257"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\pi _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_258"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$r_{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_259"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_260"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_261"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(1-\alpha _{l})\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_262"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_263"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_264"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,2}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_265"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,3}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="center">3</td>
<td valign="top" align="left">0.0508</td>
<td valign="top" align="left">2.1844</td>
<td valign="top" align="left">0.4369</td>
<td valign="top" align="left">0.13</td>
<td valign="top" align="left">0.3801</td>
<td valign="top" align="left">0.0598</td>
<td valign="top" align="left">0.1903</td>
<td valign="top" align="left">0.3699</td>
<td valign="top" align="left">0.7827</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">2</td>
<td valign="top" align="left">0.0591</td>
<td valign="top" align="left">1.8899</td>
<td valign="top" align="left">0.3780</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.3780</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="left">0.0716</td>
<td valign="top" align="left">1.6543</td>
<td valign="top" align="left">0.3309</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.3309</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="left">0.8185</td>
<td valign="top" align="left">0.8050</td>
<td valign="top" align="left">0.1610</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.1610</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</p>
<p>We first consider the case when deductibles are applied only to the claims reported by policyholders occupying the highest level in the bonus–malus system. By (<xref rid="j_vmsta80_eq_034">11</xref>), we have 
<disp-formula id="j_vmsta80_eq_066">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">min</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">}</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≈</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1.8899</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2.1844</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1.425489</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">}</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">≈</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">min</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mn>0.1348</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0.7127</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.1348</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle \alpha _{3}& \displaystyle \le \min \bigg\{1-\frac{r_{2}}{r_{3}},\hspace{0.1667em}\frac{f({c_{1}^{\ast }},{c_{2}^{\ast }},{c_{3}^{\ast }})}{\mu }\bigg\}\approx \bigg\{1-\frac{1.8899}{2.1844},\hspace{0.1667em}\frac{1.425489}{2}\bigg\}\\{} & \displaystyle \approx \min \{0.1348,0.7127\}=0.1348.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>By (<xref rid="j_vmsta80_eq_036">13</xref>), we get <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_266"><alternatives>
<mml:math><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:mn>0.6667</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x_{0}=0.6667$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Taking <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_267"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.05</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{3}=0.05$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_268"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.13</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{3}=0.13$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> shows that (<xref rid="j_vmsta80_eq_038">15</xref>) is true in both cases. Hence, we can allocate deductibles proportionally to the average claims. By (<xref rid="j_vmsta80_eq_040">17</xref>), the proportionality coefficient <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_269"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.050066</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x=0.050066$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_270"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.05</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{3}=0.05$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_271"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.130443</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x=0.130443$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_272"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.13</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{3}=0.13$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The corresponding values of deductibles are calculated using (<xref rid="j_vmsta80_eq_039">16</xref>) and given in Tables <xref rid="j_vmsta80_tab_001">1</xref> and <xref rid="j_vmsta80_tab_002">2</xref>.</p>
<p>If we apply the second principle considered in Section <xref rid="j_vmsta80_s_004">4</xref>, we get <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_273"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{3}\mu \le {c_{3}^{\ast }}q_{3}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for both values of <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_274"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{3}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The desired allocation is presented in Tables <xref rid="j_vmsta80_tab_003">3</xref> and <xref rid="j_vmsta80_tab_004">4</xref>.</p>
<p>
<table-wrap id="j_vmsta80_tab_003">
<label>Table 3.</label>
<caption>
<p>Bonus–malus system with varying deductibles for Example <xref rid="j_vmsta80_stat_020">3</xref> where deductibles are applied only to claims reported by policyholders occupying the highest level, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_275"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.05</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{3}=0.05$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and the second principle is used</p>
</caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<td valign="top" align="center"><italic>l</italic></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_276"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\pi _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_277"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$r_{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_278"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_279"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_280"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(1-\alpha _{l})\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_281"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_282"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_283"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,2}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_284"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,3}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="center">3</td>
<td valign="top" align="left">0.0508</td>
<td valign="top" align="left">2.1844</td>
<td valign="top" align="left">0.4369</td>
<td valign="top" align="left">0.05</td>
<td valign="top" align="left">0.4150</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.7389</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">2</td>
<td valign="top" align="left">0.0591</td>
<td valign="top" align="left">1.8899</td>
<td valign="top" align="left">0.3780</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.3780</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="left">0.0716</td>
<td valign="top" align="left">1.6543</td>
<td valign="top" align="left">0.3309</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.3309</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="left">0.8185</td>
<td valign="top" align="left">0.8050</td>
<td valign="top" align="left">0.1610</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.1610</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</p>
<p>
<table-wrap id="j_vmsta80_tab_004">
<label>Table 4.</label>
<caption>
<p>Bonus–malus system with varying deductibles for Example <xref rid="j_vmsta80_stat_020">3</xref> where deductibles are applied only to claims reported by policyholders occupying the highest level, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_285"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.13</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{3}=0.13$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and the second principle is used</p>
</caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<td valign="top" align="center"><italic>l</italic></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_286"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\pi _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_287"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$r_{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_288"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_289"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_290"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(1-\alpha _{l})\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_291"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_292"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_293"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,2}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_294"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,3}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="center">3</td>
<td valign="top" align="left">0.0508</td>
<td valign="top" align="left">2.1844</td>
<td valign="top" align="left">0.4369</td>
<td valign="top" align="left">0.05</td>
<td valign="top" align="left">0.3801</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">1.9212</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">2</td>
<td valign="top" align="left">0.0591</td>
<td valign="top" align="left">1.8899</td>
<td valign="top" align="left">0.3780</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.3780</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="left">0.0716</td>
<td valign="top" align="left">1.6543</td>
<td valign="top" align="left">0.3309</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.3309</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="left">0.8185</td>
<td valign="top" align="left">0.8050</td>
<td valign="top" align="left">0.1610</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.1610</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</p>
<p>
<table-wrap id="j_vmsta80_tab_005">
<label>Table 5.</label>
<caption>
<p>Bonus–malus system with varying deductibles for Example <xref rid="j_vmsta80_stat_020">3</xref> where deductibles are applied only to claims of type 3</p>
</caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<td valign="top" align="center"><italic>l</italic></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_295"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\pi _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_296"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$r_{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_297"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_298"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_299"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(1-\alpha _{l})\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_300"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_301"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_302"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,2}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_303"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,3}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="center">3</td>
<td valign="top" align="left">0.0508</td>
<td valign="top" align="left">2.1844</td>
<td valign="top" align="left">0.4369</td>
<td valign="top" align="left">0.24</td>
<td valign="top" align="left">0.3320</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">3.5467</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">2</td>
<td valign="top" align="left">0.0591</td>
<td valign="top" align="left">1.8899</td>
<td valign="top" align="left">0.3780</td>
<td valign="top" align="left">0.13</td>
<td valign="top" align="left">0.3288</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">1.9212</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="left">0.0716</td>
<td valign="top" align="left">1.6543</td>
<td valign="top" align="left">0.3309</td>
<td valign="top" align="left">0.06</td>
<td valign="top" align="left">0.3110</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.8867</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="left">0.8185</td>
<td valign="top" align="left">0.8050</td>
<td valign="top" align="left">0.1610</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.1610</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</p>
<p>
<table-wrap id="j_vmsta80_tab_006">
<label>Table 6.</label>
<caption>
<p>Bonus–malus system with varying deductibles for Example <xref rid="j_vmsta80_stat_020">3</xref> where deductibles are applied only to claims of type 3. Larger values of <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_304"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></p>
</caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<td valign="top" align="center"><italic>l</italic></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_305"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\pi _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_306"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$r_{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_307"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_308"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_309"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(1-\alpha _{l})\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_310"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_311"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_312"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,2}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_313"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,3}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="center">3</td>
<td valign="top" align="left">0.0508</td>
<td valign="top" align="left">2.1844</td>
<td valign="top" align="left">0.4369</td>
<td valign="top" align="left">0.26</td>
<td valign="top" align="left">0.3233</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">3.8423</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">2</td>
<td valign="top" align="left">0.0591</td>
<td valign="top" align="left">1.8899</td>
<td valign="top" align="left">0.3780</td>
<td valign="top" align="left">0.25</td>
<td valign="top" align="left">0.2835</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">3.6945</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="left">0.0716</td>
<td valign="top" align="left">1.6543</td>
<td valign="top" align="left">0.3309</td>
<td valign="top" align="left">0.24</td>
<td valign="top" align="left">0.2514</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">3.5467</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="left">0.8185</td>
<td valign="top" align="left">0.8050</td>
<td valign="top" align="left">0.1610</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.1610</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</p>
<p>Tables <xref rid="j_vmsta80_tab_005">5</xref> and <xref rid="j_vmsta80_tab_006">6</xref> give examples of bonus–malus system in the case where deductibles are applied only to claims of type 3. In Table <xref rid="j_vmsta80_tab_006">6</xref>, we take larger values of <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_314"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, so we get higher values of the deductibles.</p>
<p>If we also apply deductibles to claims of type 2 for the same values of <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_315"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the values of deductibles <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_316"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,3}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are not so high (see Table <xref rid="j_vmsta80_tab_007">7</xref>). Moreover, in this case, we can take larger values of <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_317"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that Assumptions <xref rid="j_vmsta80_stat_001">1</xref> and <xref rid="j_vmsta80_stat_002">2</xref> hold (see Table <xref rid="j_vmsta80_tab_008">8</xref>).</p>
<p>Table <xref rid="j_vmsta80_tab_009">9</xref> presents an example of bonus–malus system in the case where deductibles are applied to claims of types 1, 2 and 3. On the one hand, policyholders who are in the malus zone pay not such high premiums. On the other hand, the corresponding values of deductibles are moderate. This bonus–malus system seems to be more attractive.</p>
<p>
<table-wrap id="j_vmsta80_tab_007">
<label>Table 7.</label>
<caption>
<p>Bonus–malus system with varying deductibles for Example <xref rid="j_vmsta80_stat_020">3</xref> where deductibles are applied to claims of types 2 and 3</p>
</caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<td valign="top" align="center"><italic>l</italic></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_318"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\pi _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_319"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$r_{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_320"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_321"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_322"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(1-\alpha _{l})\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_323"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_324"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_325"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,2}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_326"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,3}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="center">3</td>
<td valign="top" align="left">0.0508</td>
<td valign="top" align="left">2.1844</td>
<td valign="top" align="left">0.4369</td>
<td valign="top" align="left">0.26</td>
<td valign="top" align="left">0.3233</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">1.1</td>
<td valign="top" align="left">1.9522</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">2</td>
<td valign="top" align="left">0.0591</td>
<td valign="top" align="left">1.8899</td>
<td valign="top" align="left">0.3780</td>
<td valign="top" align="left">0.25</td>
<td valign="top" align="left">0.2835</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">1.1</td>
<td valign="top" align="left">1.8044</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="left">0.0716</td>
<td valign="top" align="left">1.6543</td>
<td valign="top" align="left">0.3309</td>
<td valign="top" align="left">0.24</td>
<td valign="top" align="left">0.2514</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">1.1</td>
<td valign="top" align="left">1.6566</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="left">0.8185</td>
<td valign="top" align="left">0.8050</td>
<td valign="top" align="left">0.1610</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.1610</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</p>
<p>
<table-wrap id="j_vmsta80_tab_008">
<label>Table 8.</label>
<caption>
<p>Bonus–malus system with varying deductibles for Example <xref rid="j_vmsta80_stat_020">3</xref> where deductibles are applied to claims of types 2 and 3. Larger values of <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_327"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></p>
</caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<td valign="top" align="center"><italic>l</italic></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_328"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\pi _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_329"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$r_{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_330"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_331"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_332"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(1-\alpha _{l})\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_333"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_334"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_335"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,2}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_336"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,3}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="center">3</td>
<td valign="top" align="left">0.0508</td>
<td valign="top" align="left">2.1844</td>
<td valign="top" align="left">0.4369</td>
<td valign="top" align="left">0.45</td>
<td valign="top" align="left">0.2403</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">1.7</td>
<td valign="top" align="left">3.7291</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">2</td>
<td valign="top" align="left">0.0591</td>
<td valign="top" align="left">1.8899</td>
<td valign="top" align="left">0.3780</td>
<td valign="top" align="left">0.40</td>
<td valign="top" align="left">0.2268</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">1.6</td>
<td valign="top" align="left">3.1620</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="left">0.0716</td>
<td valign="top" align="left">1.6543</td>
<td valign="top" align="left">0.3309</td>
<td valign="top" align="left">0.35</td>
<td valign="top" align="left">0.2151</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">1.5</td>
<td valign="top" align="left">2.5949</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="left">0.8185</td>
<td valign="top" align="left">0.8050</td>
<td valign="top" align="left">0.1610</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.1610</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</p>
<p>
<table-wrap id="j_vmsta80_tab_009">
<label>Table 9.</label>
<caption>
<p>Bonus–malus system with varying deductibles for Example <xref rid="j_vmsta80_stat_020">3</xref> where deductibles are applied to claims of types 1, 2 and 3</p>
</caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<td valign="top" align="center"><italic>l</italic></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_337"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\pi _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_338"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$r_{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_339"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_340"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_341"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(1-\alpha _{l})\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_342"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_343"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_344"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,2}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_345"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,3}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="center">3</td>
<td valign="top" align="left">0.0508</td>
<td valign="top" align="left">2.1844</td>
<td valign="top" align="left">0.4369</td>
<td valign="top" align="left">0.45</td>
<td valign="top" align="left">0.2403</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.7</td>
<td valign="top" align="left">1.5</td>
<td valign="top" align="left">2.8383</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">2</td>
<td valign="top" align="left">0.0591</td>
<td valign="top" align="left">1.8899</td>
<td valign="top" align="left">0.3780</td>
<td valign="top" align="left">0.40</td>
<td valign="top" align="left">0.2268</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.5</td>
<td valign="top" align="left">1.4</td>
<td valign="top" align="left">2.6239</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="left">0.0716</td>
<td valign="top" align="left">1.6543</td>
<td valign="top" align="left">0.3309</td>
<td valign="top" align="left">0.35</td>
<td valign="top" align="left">0.2151</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.3</td>
<td valign="top" align="left">1.3</td>
<td valign="top" align="left">2.4096</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="left">0.8185</td>
<td valign="top" align="left">0.8050</td>
<td valign="top" align="left">0.1610</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.1610</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</p></statement><statement id="j_vmsta80_stat_021"><label>Example 4.</label>
<p>Let <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_346"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lambda =0.1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_347"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu =2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_348"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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>0.3</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${c_{1}^{\ast }}=0.3$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_349"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1.2</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${c_{2}^{\ast }}=1.2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_350"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2.8</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${c_{3}^{\ast }}=2.8$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then we have <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_351"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≈</mml:mo><mml:mn>0.1393</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{0}\approx 0.1393$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_352"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≈</mml:mo><mml:mn>0.3119</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{1}\approx 0.3119$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_353"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≈</mml:mo><mml:mn>0.3022</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{2}\approx 0.3022$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_354"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≈</mml:mo><mml:mn>0.2466</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{3}\approx 0.2466$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The corresponding values of <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_355"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\pi _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_356"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$r_{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as well as examples of bonus–malus systems with varying deductibles are given in Tables <xref rid="j_vmsta80_tab_010">10</xref>–<xref rid="j_vmsta80_tab_012">12</xref>.</p>
<p>
<table-wrap id="j_vmsta80_tab_010">
<label>Table 10.</label>
<caption>
<p>Bonus–malus system with varying deductibles for Example <xref rid="j_vmsta80_stat_021">4</xref> where deductibles are applied to claims of types 2 and 3</p>
</caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<td valign="top" align="center"><italic>l</italic></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_357"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\pi _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_358"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$r_{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_359"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_360"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_361"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(1-\alpha _{l})\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_362"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_363"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_364"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,2}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_365"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,3}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="center">3</td>
<td valign="top" align="left">0.0653</td>
<td valign="top" align="left">2.0731</td>
<td valign="top" align="left">0.4146</td>
<td valign="top" align="left">0.20</td>
<td valign="top" align="left">0.3317</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.30</td>
<td valign="top" align="left">1.2544</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">2</td>
<td valign="top" align="left">0.0717</td>
<td valign="top" align="left">1.7925</td>
<td valign="top" align="left">0.3585</td>
<td valign="top" align="left">0.15</td>
<td valign="top" align="left">0.3047</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.25</td>
<td valign="top" align="left">0.9102</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="left">0.0679</td>
<td valign="top" align="left">1.6263</td>
<td valign="top" align="left">0.3253</td>
<td valign="top" align="left">0.10</td>
<td valign="top" align="left">0.2927</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.20</td>
<td valign="top" align="left">0.5659</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="left">0.7951</td>
<td valign="top" align="left">0.7869</td>
<td valign="top" align="left">0.1574</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.1574</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</p>
<p>
<table-wrap id="j_vmsta80_tab_011">
<label>Table 11.</label>
<caption>
<p>Bonus–malus system with varying deductibles for Example <xref rid="j_vmsta80_stat_021">4</xref> where deductibles are applied to claims of types 1, 2 and 3</p>
</caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<td valign="top" align="center"><italic>l</italic></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_366"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\pi _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_367"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$r_{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_368"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_369"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_370"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(1-\alpha _{l})\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_371"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_372"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_373"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,2}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_374"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,3}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="center">3</td>
<td valign="top" align="left">0.0653</td>
<td valign="top" align="left">2.0731</td>
<td valign="top" align="left">0.4146</td>
<td valign="top" align="left">0.24</td>
<td valign="top" align="left">0.3151</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.10</td>
<td valign="top" align="left">0.60</td>
<td valign="top" align="left">1.0847</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">2</td>
<td valign="top" align="left">0.0717</td>
<td valign="top" align="left">1.7925</td>
<td valign="top" align="left">0.3585</td>
<td valign="top" align="left">0.22</td>
<td valign="top" align="left">0.2796</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.10</td>
<td valign="top" align="left">0.55</td>
<td valign="top" align="left">0.9838</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="left">0.0679</td>
<td valign="top" align="left">1.6263</td>
<td valign="top" align="left">0.3253</td>
<td valign="top" align="left">0.20</td>
<td valign="top" align="left">0.2602</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.05</td>
<td valign="top" align="left">0.50</td>
<td valign="top" align="left">0.9461</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="left">0.7951</td>
<td valign="top" align="left">0.7869</td>
<td valign="top" align="left">0.1574</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.1574</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</p>
<p>
<table-wrap id="j_vmsta80_tab_012">
<label>Table 12.</label>
<caption>
<p>Bonus–malus system with varying deductibles for Example <xref rid="j_vmsta80_stat_021">4</xref> where deductibles are applied to claims of types 1, 2 and 3. Larger values of <inline-formula id="j_vmsta80_ineq_375"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></p>
</caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<td valign="top" align="center"><italic>l</italic></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_376"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\pi _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_377"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$r_{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_378"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_379"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha _{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_380"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(1-\alpha _{l})\lambda r_{l}\mathbb{E}[C]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_381"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_382"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_383"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,2}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta80_ineq_384"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{l,3}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="center">3</td>
<td valign="top" align="left">0.0653</td>
<td valign="top" align="left">2.0731</td>
<td valign="top" align="left">0.4146</td>
<td valign="top" align="left">0.45</td>
<td valign="top" align="left">0.2280</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.20</td>
<td valign="top" align="left">0.9</td>
<td valign="top" align="left">2.2937</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">2</td>
<td valign="top" align="left">0.0717</td>
<td valign="top" align="left">1.7925</td>
<td valign="top" align="left">0.3585</td>
<td valign="top" align="left">0.40</td>
<td valign="top" align="left">0.2151</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.15</td>
<td valign="top" align="left">0.8</td>
<td valign="top" align="left">2.0740</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="left">0.0679</td>
<td valign="top" align="left">1.6263</td>
<td valign="top" align="left">0.3253</td>
<td valign="top" align="left">0.35</td>
<td valign="top" align="left">0.2114</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.10</td>
<td valign="top" align="left">0.7</td>
<td valign="top" align="left">1.8543</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="left">0.7951</td>
<td valign="top" align="left">0.7869</td>
<td valign="top" align="left">0.1574</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0.1574</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</p></statement></p>
</sec>
<sec id="j_vmsta80_s_006">
<label>6</label>
<title>Conclusion</title>
<p>The bonus–malus systems with different claim types and varying deductibles eliminate both drawbacks of the traditional bonus–malus systems mentioned in Section <xref rid="j_vmsta80_s_001">1</xref> and present a number of advantages, namely:</p>
<list>
<list-item id="j_vmsta80_li_006">
<label>•</label>
<p>Policyholders reporting small and large claims are not penalized in the same way. This helps to avoid or at least decrease bonus hunger.</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta80_li_007">
<label>•</label>
<p>Policyholders will do all their best to prevent or at least decrease the losses.</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta80_li_008">
<label>•</label>
<p>Even if a policyholder leaves the company after a claim, he has to pay for the deductible.</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta80_li_009">
<label>•</label>
<p>Relative premiums and amounts of deductibles may be tuned in an optimal way in order to attract policyholders.</p>
</list-item>
</list>
<p>Section <xref rid="j_vmsta80_s_005">5</xref> gives a few examples of such bonus–malus systems. The numerical illustrations show that use of both penalty types (premium relativities and varying deductibles) in this way seems indeed attractive and fair for policyholders. On the one hand, policyholders who are in the malus zone pay not such high premiums. On the other hand, the corresponding values of deductibles are moderate. In addition, it is fair that only policyholders reporting (large) claims are subject to further penalties, i.e. deductibles.</p>
</sec>
</body>
<back>
<ack id="j_vmsta80_ack_001">
<title>Acknowledgments</title>
<p>The author is deeply grateful to the anonymous referees for careful reading and valuable comments and suggestions, which helped to improve the earlier version of the paper.</p></ack>
<ref-list id="j_vmsta80_reflist_001">
<title>References</title>
<ref id="j_vmsta80_ref_001">
<label>[1]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Bonsdorff</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name>: <article-title>On asymptotic properties of bonus–malus systems based on the number and on the size of the claims</article-title>. <source>Scand. Actuar. J.</source> <volume>2005</volume>, <fpage>309</fpage>–<lpage>320</lpage> (<year>2005</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2164049">MR2164049</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1080/03461230510009826" xlink:type="simple">10.1080/03461230510009826</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta80_ref_002">
<label>[2]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Denuit</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Dhaene</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>: <article-title>Bonus–malus scales using exponential loss functions</article-title>. <source>Blätter DGVFM</source> <volume>25</volume>, <fpage>13</fpage>–<lpage>27</lpage> (<year>2001</year>)</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta80_ref_003">
<label>[3]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Denuit</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Maréchal</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Pitrebois</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Walhin</surname>, <given-names>J.-F.</given-names></string-name>: <source>Actuarial Modelling of Claim Counts: Risk Classification, Credibility and Bonus–Malus Systems</source>. <publisher-name>John Wiley &amp; Sons</publisher-name>, <publisher-loc>Chichester</publisher-loc> (<year>2007</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2384837">MR2384837</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1002/9780470517420" xlink:type="simple">10.1002/9780470517420</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta80_ref_004">
<label>[4]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Dionne</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Vanasse</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name>: <article-title>A generalization of actuarial automobile insurance rating models: the negative binomial distribution with a regression component</article-title>. <source>ASTIN Bull.</source> <volume>19</volume>, <fpage>199</fpage>–<lpage>212</lpage> (<year>1989</year>)</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta80_ref_005">
<label>[5]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Dionne</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Vanasse</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name>: <article-title>Automobile insurance ratemaking in the presence of asymmetrical information</article-title>. <source>J. Appl. Econom.</source> <volume>7</volume>, <fpage>149</fpage>–<lpage>165</lpage> (<year>1992</year>)</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta80_ref_006">
<label>[6]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Frangos</surname>, <given-names>N.E.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Vrontos</surname>, <given-names>S.D.</given-names></string-name>: <article-title>Design of optimal bonus–malus systems with a frequency and a severity component on an individual basis in automobile insurance</article-title>. <source>ASTIN Bull.</source> <volume>31</volume>, <fpage>1</fpage>–<lpage>22</lpage> (<year>2001</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1945629">MR1945629</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.2143/AST.31.1.991" xlink:type="simple">10.2143/AST.31.1.991</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta80_ref_007">
<label>[7]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Gómez-Déniz</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name>: <article-title>Bivariate credibility bonus–malus premiums distinguishing between two types of claims</article-title>. <source>Insur. Math. Econ.</source> <volume>70</volume>, <fpage>117</fpage>–<lpage>124</lpage> (<year>2016</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3543037">MR3543037</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1016/j.insmatheco.2016.06.009" xlink:type="simple">10.1016/j.insmatheco.2016.06.009</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta80_ref_008">
<label>[8]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Gómez-Déniz</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Hernández-Bastida</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Fernández-Sánchez</surname>, <given-names>M.P.</given-names></string-name>: <article-title>Computing credibility bonus–malus premiums using the total claim amount distribution</article-title>. <source>Hacet. J. Math. Stat.</source> <volume>43</volume>, <fpage>1047</fpage>–<lpage>1061</lpage> (<year>2014</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3331161">MR3331161</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta80_ref_009">
<label>[9]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Holtan</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>: <article-title>Bonus made easy</article-title>. <source>ASTIN Bull.</source> <volume>24</volume>, <fpage>61</fpage>–<lpage>74</lpage> (<year>1994</year>)</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta80_ref_010">
<label>[10]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Lemaire</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>: <source>Bonus–Malus Systems in Automobile Insurance</source>. <publisher-name>Kluwer Academic Publisher</publisher-name>, <publisher-loc>Boston</publisher-loc> (<year>1995</year>)</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta80_ref_011">
<label>[11]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Lemaire</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zi</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name>: <article-title>High deductibles instead of bonus–malus. Can it work?</article-title> <source>ASTIN Bull.</source> <volume>24</volume>, <fpage>75</fpage>–<lpage>88</lpage> (<year>1994</year>)</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta80_ref_012">
<label>[12]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Mahmoudvand</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Hassani</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name>: <article-title>Generalized bonus–malus systems with a frequency and a severity component on an individual basis in automobile insurance</article-title>. <source>ASTIN Bull.</source> <volume>39</volume>, <fpage>307</fpage>–<lpage>315</lpage> (<year>2009</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2749888">MR2749888</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.2143/AST.39.1.2038066" xlink:type="simple">10.2143/AST.39.1.2038066</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta80_ref_013">
<label>[13]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Mert</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Saykan</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>: <article-title>On a bonus–malus system where the claim frequency distribution is geometric and the claim severity distribution is Pareto</article-title>. <source>Hacet. J. Math. Stat.</source> <volume>34</volume>, <fpage>75</fpage>–<lpage>81</lpage> (<year>2005</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2212712">MR2212712</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta80_ref_014">
<label>[14]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Norberg</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name>: <article-title>A credibility theory for automobile bonus system</article-title>. <source>Scand. Actuar. J.</source> <volume>1976</volume>, <fpage>92</fpage>–<lpage>107</lpage> (<year>1976</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0428666">MR0428666</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1080/03461238.1976.10405605" xlink:type="simple">10.1080/03461238.1976.10405605</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta80_ref_015">
<label>[15]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Pinquet</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>: <article-title>Allowance for cost of claims in bonus–malus systems</article-title>. <source>ASTIN Bull.</source> <volume>27</volume>, <fpage>33</fpage>–<lpage>57</lpage> (<year>1997</year>)</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta80_ref_016">
<label>[16]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Pinquet</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>: <article-title>Designing optimal bonus–malus systems from different types of claims</article-title>. <source>ASTIN Bull.</source> <volume>28</volume>, <fpage>205</fpage>–<lpage>220</lpage> (<year>1998</year>)</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta80_ref_017">
<label>[17]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Pitrebois</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Denuit</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Walhin</surname>, <given-names>J.-F.</given-names></string-name>: <article-title>Bonus–malus systems with varying deductibles</article-title>. <source>ASTIN Bull.</source> <volume>35</volume>, <fpage>261</fpage>–<lpage>274</lpage> (<year>2005</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2143217">MR2143217</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.2143/AST.35.1.583175" xlink:type="simple">10.2143/AST.35.1.583175</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta80_ref_018">
<label>[18]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Pitrebois</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Denuit</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Walhin</surname>, <given-names>J.-F.</given-names></string-name>: <article-title>Multi-event bonus–malus scales</article-title>. <source>J. Risk Insur.</source> <volume>73</volume>, <fpage>517</fpage>–<lpage>528</lpage> (<year>2006</year>)</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta80_ref_019">
<label>[19]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Rolski</surname>, <given-names>T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Schmidli</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Schmidt</surname>, <given-names>V.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Teugels</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>: <source>Stochastic Processes for Insurance and Finance</source>. <publisher-name>John Wiley &amp; Sons</publisher-name>, <publisher-loc>Chichester</publisher-loc> (<year>1999</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1680267">MR1680267</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1002/9780470317044" xlink:type="simple">10.1002/9780470317044</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta80_ref_020">
<label>[20]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Tzougas</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Vrontos</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Frangos</surname>, <given-names>N.</given-names></string-name>: <article-title>Optimal bonus–malus systems using finite mixture models</article-title>. <source>ASTIN Bull.</source> <volume>44</volume>, <fpage>417</fpage>–<lpage>444</lpage> (<year>2014</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3389581">MR3389581</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1017/asb.2013.31" xlink:type="simple">10.1017/asb.2013.31</ext-link></mixed-citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>
